Модуль 2. Ненасыщенные углеводороды

 

2.1. Алкены

Гомологический ряд. Изомерия. Номенклатура. Способы получения. Пространственное строение и пространственная изомерия алкенов. Электронное строение. Физические свойства. Потенциалы ионизации и электронное сродство, общая характеристика реакционной способности.

Реакции алкенов. Реакции электрофильного присоединения алкенов: присоединение галогеноводородов, воды, галогенов. Гидроборирование алкенов, механизм реакции превращения алкилборанов в алканы, спирты, кетоны. Региоселективность реакций электрофильного присоединения. Правило Марковникова и его теоретическое объяснение.

Свободнорадикальное присоединение бромоводорода (перекисный эффект Караша). Реакции радикального замещения алкенов, протекающие с сохранением двойной связи: аллильное галогенирование. Окисление и озонолиз алкенов, получение эпоксисоединений, виц-диолов, альдегидов, кислот. Окисление алкенов в присутствии солей палладия.

Гидроформилирование алкенов, получение спиртов и альдегидов. Комплексообразование олефинов с переходными металлами. Гомогенное и гетерогенное гидрирование. Реакции алкенов с карбенами и их аналогами. Получение и строение карбенов. Полимеризация алкенов (ионная, радикальная, координационная). Стереорегулярные полимеры. Важнейшие представители: этилен, пропилен, бутены, циклогексен.

 

2.2 Алкины

Гомологический ряд. Изомерия. Номенклатура. Способы получения. Пространственное и электронное строение. Физические свойства. Потенциалы ионизации и электронное сродство, общая характеристика реакционной способности. Реакции алкинов. СН-Кислотность. Ацетилениды, строение и свойства. Реакции электрофильного присоединения, их механизмы и стереохимия. Реакции нуклеофильного присоединения. Окисление, восстановление, гидрирование алкинов. Олигомеризация. Важнейшие представители: ацетилен.

 

2.3. Алкадиены и полиены

Гомологический ряд. Классификация. Изомерия. Номенклатура. Способы получения. Аллены. Понятие о строении и свойствах. Алкадиены с сопряженными двойными связями. Пространственное и электронное строение 1,3-бутадиена. Характеристика связей. Сопряжение. Оценки энергии сопряжения. Физические свойства. Потенциалы ионизации и электронное сродство, общая характеристика реакционной способности.

Реакции 1,3-алкадиенов. Особенности реакций присоединения: 1,2- и 1,4- (сопряженное) присоединение. Механизмы реакций. Кинетический и термодинамический контроль. Реакционная способность. Применение в промышленном синтезе. Понятие о натуральном и синтетическом каучуках. Важнейшие представители: 1,3-бутадиен, циклопентадиен, циклоалкадиены, терпены, полиены, каротин.

Понятие о перициклических реакциях. Циклизация непредельных соединений. Электроциклические реакции. Циклоприсоединение: циклодимеризация алкенов, реакции Дильса-Альдера и их особенности. Стереоспецифичность реакций. Концепция граничных орбиталей. Правило Вудворда-Гофмана. Особенности реакций Дильса-Альдера.

 

Модуль 3. Ароматические и металлорганические соединения.

 

3.1 Теории ароматичности.

Особенности физических и химических свойств бензола. Современные представления о строении бензола. Ароматический характер бензола. Энергия сопряжения. Расчет молекулы бензола по методу МОХ: диаграмма энергетических уровней, энергии МО. Энергия делокализации p- электронов (энергия резонанса). Графические изображения p-МО. ВЗМО и НСМО бензола.

Общие критерии ароматичности. Небензоидные ароматические соединения, нейтральные молекулы и ионы.

 

3.2 Соединения бензольного ряда

Изомерия. Номенклатура. Способы получения. Пространственное и электронное строение. Физические свойства. Потенциалы ионизации и электронное сродство, общая характеристика реакционной способности.

Реакции электрофильного замещения: нитрование, галогенирование, сульфирование, алкилирование и ацилирование по Фриделю-Крафтсу. Условия реакций. Стадии образования и строение электрофильных агентов. Мягкие и жесткие электрофилы. Механизм S_E2-аром. p-Комплексы. Строение s-комплексов. Энергетическая диаграмма реакции. Скоростьлимитирующая стадия. Кинетический изотопный эффект. Кинетический и термодинамический контроль.

Влияние заместителей в бензольном кольце на направление и скорость реакций электрофильного замещения: орто-пара-ориентанты активирующие и дезактивирующие, мета-ориентанты дезактивирующие. Влияние на устойчивость s-комплексов. Орбитальный и зарядовый контроль. Другие факторы, влияющие на соотношение изомеров. Согласованная и несогласованная ориентация двух и более заместителей.

Алкилбензолы. Способы получения алкилбензолов. Особенности реакций алкилирования по Фриделю-Крафтсу. Свойства алкилбензолов. Важнейшие представители: бензол, толуол, ксилолы, кумол, стирол.

 

3.3. Применение концепции граничных орбиталей для объяснения реакций диенов и аренов.

Реакции кислот и оснований, доноров и акцепторов с позиции теории МО. Зарядовый и орбитальный контроль органических реакций. Концепция граничных орбиталей и её применение для объяснения реакций A_dE алкенов.

Электроциклические реакции полиенов. Стереоспецифичность реакций. Правило Вудворда-Гофмана. Расчет молекулы бензола по методу МОХ: диаграмма энергетических уровней, энергии МО. Энергия делокализации p- электронов (энергия резонанса). Графические изображения p-МО. ВЗМО и НСМО бензола. Правила ориентации в реакциях S_EAr в терминах концепции граничных орбиталей.

 

3.4 Металлорганические соединения

Типы связей в элементорганических соединениях. Характеристика связей углерод-элемент в зависимости от положения элемента в Периодической системе элементов. Металлорганические соединения. Номенклатура. Способы получения литий- и магнийорганических соединений. Реакция Гриньяра, механизм. Строение реактивов Гриньяра. Их реакции с соединениями, содержащими активный атом водорода: кислотами, спиртами, аминами. Реакции с карбонильными соединениями (диоксидом углерода, альдегидами, кетона). Реакция Гриньяра с галогенидами различных элементов как метод получения элементорганических соединений. Применение литийорганических соединений в органическом синтезе. Комплексы переходных металлов. Общая характеристика переходных металлов и лигандов. Строение. Типы превращения комплексов переходных металлов. Их роль в катализе промышленно важных органических реакций и асимметрическом синтезе.

 

СеминарЫ

 

№ п/п	№ раздела дисциплины	Темы семинаров
	1.1	Номенклатура органических соединений.
	1.1	Номенклатура органических соединений. Природа ковалентной связи.
	1.1	Резонанс. Кислоты и основания в органической химии.
	1.2; 1.1	Алканы.
	1.3; 1.1	Алканы. Стереоизомерия.
	1.3; 1.1	Стереоизомерия.
	1.4; 1.1	Циклоалканы.
	2.1; 1.1	Алкены.
	2.1; 1.1	Алкены.
	2.1; 1.1	Алкены.
	2.2; 1.1	Алкины.
	2.3; 1.1	Алкадиены.
	2.3; 3.3; 1.1	Перициклические реакции
	3.1; 1.1	Ароматичность
	3.2; 1.1	Арены
	3.2; 1.1	Арены
	3.2; 1.1	Арены
	2.3; 3.2; 3.3; 1.1	Концепция граничных орбиталей для объяснения реакций диенов и аренов

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА

Библиографический список

1.Аристов В.М. Инженерная графика/ РХТУ им. Д.И. Менделеева. М., 1997. 288 с.

2.Аристов В.М. и др. Сборник задач по инженерной графике/РХТУ им. Д.И.Менделеева. М., 2001. 32 с.

3.Боголюбов С.К., Воинов А.В. Черчение. Л.: Машиностроение, 1981. 363 с.

4.Попова Г.Н., Алексеев С.Ю. Машиностроительное черчение: Справочник. Л.: Машиностроение, 1986. 447 с.

5.Стандарты ЕСКД: ГОСТ 2.101-68; 2.102-68; 2.103-68; 2.108-68; 2.109-68; 2.114-70; 2.118-73; 2.119-73; 2.120-73; 2.301-68; 2.302-68; 2.303-68; 2.304-81; 2.305-68; 2.306-68; 2.307-68; 2.311-68; 2.312-72; 2.313-68; 2.317-69; 21.001-77.

Структура курса

Курс инженерной графики состоит из теоретического материала и практических графических работ, часть которых выполняется дома, а часть на практических занятиях в присутствии преподавателя.

Теоретический материал частично будет излагаться студентам на лекциях, другая часть изучается самостоятельно по литературе.

Курс завершается дифференцированным зачетом по 3-х балльной системе ("удовлетворительно", "хорошо", "отлично") сопровождаемым рейтинговыми баллами от 55 до 100.

Если студент в течение семестра при условии выполнения всех графических работ и задач получил 35 баллов и выше, то он автоматически допускается к зачету. Студент, не выполнивший хотя бы одну работу, к зачету не допускается. В случае 30-34 баллов ведущий преподаватель проводит со студентом собеседование и может добавить баллы, но суммарное количество баллов не может превышать 35. В этом случае студент на зачете может получить не более 20 баллов и оценку "удовлетворительно". Если студент в течение семестра получил менее 30 баллов, то он к зачету не допускается.

Студенты, получившие в семестре 55 баллов и более, могут не сдавать зачет. При этом студенты, имеющие 55-58 баллов, получают дополнительно 10 премиальных баллов и оценку "удовлетворительно", а студенты, имеющие 59-60 баллов, получают дополнительно 20 премиальных баллов и оценку "хорошо".

Зачет сдается на 17 неделе лектору потока.

При вынесении семестровой оценки лектор суммирует баллы трех промежуточных этапов (до 60) и баллы, полученные при опросе на зачете (от 20 до 40), и на основании полученного результата определяет суммарный рейтинговый балл по курсу за семестр и итоговую оценку по следующей шкале: от 0 до 54 баллов - оценка не выставляется (0 баллов); от 55 до 69 баллов - "удовлетворительно"; от 70 до 84 баллов - "хорошо"; от 85 до 100 баллов - "отлично". Если студент на зачете получил менее 20 баллов, то зачет считается не сданным.