Практикум по органической химии. Травень В.Ф.

М.: 2014 - 595 с.

Практикум включает прописи синтезов более 300 органических соединений всех классов веществ. Даны ссылки на литературные источники, из которых заимствована пропись соответствующего органического соединения, а также источники с информацией о других методах его синтеза. Приведены сведения об утилизации растворителей и побочных продуктов. Особый акцент сделан на новейших методиках синтеза органических соединений, в том числе тех, которые разработаны в соответствии с принципами «зеленой» химии. Данное учебное пособие подготовлено в комплекте с учебником (В. Ф. Травень «Органическая химия», 2-е изд.) и задачником (В. Ф. Травень, А. Ю. Сухорукое, Н. А. Кондратова «Задачи по органической химии») с учетом требований, предъявляемых к содержанию учебных изданий двухуровневой системы высшего образования. Для студентов, аспирантов и преподавателей химических факультетов университетов и химико-технологических вузов.

Формат: pdf

Размер: 10,4 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 9
ЧАСТЬ I. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА И МЕТОДЫ РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Раздел 1. БЕЗОПАСНАЯ РАБОТА В ЛАБОРАТОРИИ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ. . .12
1.1. Общие правила работы в лаборатории 13
1.2. Меры предосторожности при работе с едкими и ядовитыми веществами 14
1.3. Меры предосторожности при работе со стеклом 14
1.4. Меры предосторожности при работе с бромом 16
1.5. Меры предосторожности при работе с натрием 16
1.6. Меры предосторожности при работе со ртутью 17
1.7. Меры предосторожности при работе с легковоспламеняющимися веществами и горючими жидкостями 18
1.8. Тушение местного возгорания 19
1.9. Доврачебная помощь при ожогах 19
Раздел 2. ЛАБОРАТОРНАЯ ПОСУДА И ПРИБОРЫ 21
2.1. Посуда, наиболее часто применяемая в лаборатории органической химии 21
2.2. Типовые приборы для проведения реакций 24
Раздел 3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ. ПРИНЦИПЫ «ЗЕЛЕНОЙ ХИМИИ» 30
3.1. Перемешивание 31
3.2. Нагревание 34
3.3. Охлаждение 37
3.4. Методы сушки веществ 39
3.4.1. Высушивание жидкостей 39
3.4.2. Сушка твердых веществ 42
3.4.3. Получение и осушка газов 43
3.5. Экстракция 46
3.6. Перегонка 48
3.6.1. Перегонка при атмосферном давлении 49
3.6.2. Перегонка с водяным паром 53
3.6.3. Фракционная перегонка 57
3.6.4. Ректификация 59
3.6.5. Перегонка в вакууме 61
3.7. Перекристаллизация 64
3.7.1. Выбор растворителя для перекристаллизации 65
3.7.2. Порядок работы при проведении перекристаллизации 67
3.8. Возгонка 71
3.9. Отгонка растворителей 73
3.9.1. Отгонка диэтилового эфира и других легколетучих растворителей 75
3.9.2. Отгонка растворителей в вакууме 77
3.9.3. Упаривание водных растворов 78
3.10. Хроматография 78
3.10.1. Тонкослойная хроматография 81
3.10.2. Газожидкостная хроматография 89
3.10.3. Высокоэффективная жидкостная хроматография 94
3.10.4. Препаративная колоночная хроматография 98
3.11. Химические методы разделения смесей веществ и их очистки 106
3.12. Принципы «зеленой химии» 111
Раздел 4. МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И КОНТРОЛЯ ПРОТЕКАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ 114
4.1. Определение температуры плавления 114
4.2. Определение температуры кипения 117
4.3. Определение показателя преломления 118
4.4. Поляриметрия 120
4.5. Идентификация новых органических соединений 123
4.6. Методы контроля протекания органических реакций 123
Раздел 5. ДЛЯ УГЛУБЛЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ 125
5.1. Методы проведения реакций в безводной и инертной среде 125
5.1.1. Сушка лабораторной посуды и сборка установки для проведения синтеза 126
5.1.2. Приборы для проведения реакций в инертной атмосфере 127
5.1.3. Методы работы с реагентами. чувствительными к влаге и кислороду воздуха 130
5.2. Техника полумикрометодов органического синтеза 135
ЧАСТЬ II. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА И КОНТРОЛЬ РАБОТ В ЛАБОРАТОРИИ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Раздел 1. ПРАВИЛА ВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОГО ЖУРНАЛА 142
Раздел 2. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ОБЩИМ МЕТОДАМ ВЫДЕЛЕНИЯ, ОЧИСТКИ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ВЕЩЕСТВ 149
Раздел 3. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ОБЩИМ МЕТОДАМ ВЫДЕЛЕНИЯ, ОЧИСТКИ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 153
Работа 1. Качественный анализ смеси веществ методом тонкослойной хроматографии 153
Работа 2. Перегонка и определение температуры кипения неизвестного вещества 155
Работа 3. Перекристаллизация неизвестного вещества 157
ЧАСТЬ III. СИНТЕТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
Раздел 1. АЛКАНЫ 160
Работа 4. Пентан 160
Раздел 2. АЛКЕНЫ 164
Работа 5. Циклогексен 164
Работа 6. 1-Гептен 167
Работа 7. Стирол 170
Работа 8. транс- 1,2-Дибромциклогексан 173
Работа 9. ?и/?анс-Циклогексан-1,2-диол 176
Раздел 3. АЛКИНЫ 179
Работа 10. Фенилацетилен 179
Работа 11. 2-Гептанон (реакция Кучерова) 182
Раздел 4. АЛКАДИЕНЫ 185
Работа 12. 2,3-Диметил-1,3-бутадиен и пинаколин 185
Работа 13. Ангидрид г/ис-бицикло[2.2.2]окт-5-ен-2,3-дикарбоновой кислоты (реакция Дильса-Альдера) 188
Раздел 5. АРЕНЫ И ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ 190
Работа 14. Этилбензол. Вариант 1 (реакция Фриделя-Крафтса) 190
Работа 15. Бензилхлорид 193
Работа 16. (1-Бромэтил)бензол 197
Работа 17. 1-Бромнафталин 201
Работа 18. 9-Формилантрацен 204
Раздел 6. ГАЛОГЕНАЛКАНЫ 208
Работа 19. н-Бутилбромид 208
Работа 20. Изопропилбромид 210
Работа 21. 2-Метил-2-хлорбутан 212
Работа 22. N-Бензилфталимид 214
Раздел 7. ГАЛОГЕНАРЕНЫ 217
Работа 23. Бромбензол 217
Работа 24. и-Броманилин 221
Раздел 8. СПИРТЫ 226
Работа 25. 2-Метил-2-бутанол 226
Работа 26. Тетрагидро-2-(2-пропинилокси)-2Н-пиран 234
Работа 27. Ацетон 236
Раздел 9. ФЕНОЛЫ 240
Работа 28. Фенол 240
Работа 29. Фенилбензоат (метод Шоттен-Баумана) 245
Работа 30. Ацетилсалициловая кислота. Варианты 1,2 247
Работа 31. Бензохинон 250
Работа 32. о-Нитрофенол 252
Работа 33. и-Нитрофенол 255
Раздел 10. ЭФИРЫ 259
Работа 34. Ди-н-бутиловый эфир 259
Раздел 11. КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 262
Работа 35. Бензальдегид (реакция Соммле) 262
Работа 36. и-Метилацетофенон (реакция Фриделя-Крафтса) 265
Работа 37. и-Метоксиацетофенон (реакция Фриделя-Крафтса) 270
Работа 38. Пинаколин 272
Работа 39. Бензойная кислота и бензиловый спирт (реакция Канниццаро) 275
Работа 40. Коричная кислота. Вариант 1 (конденсация Перкина) 278
Работа 41. Бензальацетофенон (конденсация Кляйзена-Шмидта) 282
Работа 42. Дибензальацетон (конденсация Кляйзена-Шмидта) 284
Работа 43. (£Г)-Бензальдоксим 287
Раздел 12. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ 291
Работа 44. Бензойная кислота. Вариант 1 291
Работа 45. и-Ацетамидобензойная кислота 293
Работа 46. и-Толуиловая кислота (реакция Эйнхорна) 296
Работа 47. Фенилуксусная кислота 300
Работа 48. н-Бутилацетат. Вариант 1 304
Работа 49. Изопропилацетат 307
Работа 50. Этилбензоат 309
Работа 51. Бензоилхлорид 313
Работа 52. Бензамид 316
Работа 53. Фталимид 319
Работа 54. Антраниловая кислота (перегруппировка Гофмана) 321
Работа 55. Диэтилацетамидомалонат 324
Раздел 13. СУЛЬФОКИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ 328
Работа 56. и-Толуолсульфокислота 328
Работа 57. ]\Г-(?и/?е?и-Бутил)метансульфамид 331
Раздел 14. НИТРОСОЕДИНЕНИЯ 335
Работа 58. Нитробензол 335
Работа 59. и-Нитроанилин. Варианты 1,2 337
Работа 60. 5-Нитро-2-хлорбензойная кислота 344
Работа 61. 4-Метил-З-нитроанилин 346
Раздел 15. АМИНЫ 349
Работа 62. Анилин. Варианты 1,2 349
Работа 63. Ацетанилид. Варианты 1,2 354
Работа 64. и-Ацетотолуидид 357
Работа 65. ]\Г,]\Г-Диэтиланилин 359
Работа 66. Бензальанилин 361
Работа 67. Бензиламин 363
Раздел 16. ДИАЗОСОЕДИНЕНИЯ 366
Работа 68. Иодбензол 366
Работа 69. Хлорбензол (реакция Зандмейера) 370
Работа 70. о-Хлорбензойная кислота (реакция Зандмейера) 375
Работа 71. Гелиантин 377
Раздел 17. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ 381
Работа 72. 3,5-Дикарбоэтокси-2,4-диметилпиррол (реакция Кнорра) 381
Работа 73. 2-Бромтиофен 385
Работа 74. 1-Метилимидазол 388
Раздел 18. АМИНОКИСЛОТЫ 390
Работа 75. £-]\Г-»г/?е?и-Бутоксикарбонилфенилаланин 390
Раздел 19. УГЛЕВОДЫ 394
Работа 76. 1,2,3,4,6-Пента-0-ацетил-а-0-глюкопираноза 394
Работа 77. 1,2:5,б-Ди-О-изопропилиден-а-О-глюкофураноза 397
ЧАСТЬ IV. «ЗЕЛЕНЫЕ» СИНТЕЗЫ
Раздел 1. СТЕРЕОИЗОМЕРИЯ 402
Работа 78. Z-Фенилаланин и D-фенилаланин 402
Раздел 2. АЛКЕНЫ 407
Работа 79. Адипиновая кислота 407
Раздел 3. СПИРТЫ 411
Работа 80. 4-Метилбензофенон 411
Раздел 4. КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 416
Работа 81. 4'-Метоксибензальацетофенон (конденсация Кляйзена-Шмидта) 416
Раздел 5. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ 419
Работа 82. Бензойная кислота. Вариант 2 419
Работа 83. 2-Хлорбензойная кислота и 2-хлорбензиловый спирт (реакция Канниццаро) 422
Работа 84. н-Бутилацетат. Вариант 2 424
Раздел 6. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ 428
Работа 85. Этиловый эфир 1,2,3,4-тетрагидро-6-метил-2-оксо-4-фенилпиримидин-5-карбоновой кислоты (реакция Бигинелли) 428
Работа 86. 1-Бутил-4-метилимидазолия тетрафторборат 433
Работа 87. 3,5-Диметил-2,6-дифенил-4-пиперидон (реакция Манниха) 437
ЧАСТЬ V. СИНТЕЗЫ ДЛЯ УГЛУБЛЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ
Раздел 1. АЛКАНЫ 442
Работа 88. Декан (реакция Вюрца) 442
Раздел 2. СТЕРЕОИЗОМЕРИЯ 447
Работа 89. (5)-2-(4-Изобутилфенил)пропановая кислота 447
Работа 90. (К)-1-Фенил-3-хлор-1-пропанол (метод Кори-Бакши-Шибата) 451
Работа 91. (К)-Фенилэтан-1,2-диол (метод Шарплесса) 456
Раздел 3. АЛКЕНЫ 464
Работа 92. Коричная кислота. Вариант 2 (реакция Хека) 464
Работа 93. (£Г)-Стильбен (реакция Хорнера-Уодсворта-Эммонса) 468
Раздел 4. АЛКИНЫ 472
Работа 94. 2-(3-(4-Нитрофенил)проп-2-инилокси)-тетрагидро-2Н-пиран (реакция Соногаширы) 472
Раздел 5. АРЕНЫ И ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ 477
Работа 95. и-Терфенил (реакция Сузуки) 477
Работа 96. Этилбензол. Вариант 2 (реакция Вюрца-Фиттига) 482
Раздел б. ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ 485
Работа 97. Фенилборная кислота 485
Работа 98. Тиофен-2-карбоновая кислота 491
Работа 99. Этил(трифенилфосфоранилиден)ацетат 495
Работа 100. Диэтилбензилфосфонат (реакция Арбузова) 498
Раздел 7. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ 501
Работа 101. Фенетол (синтез Вильямсона) 501
Раздел 8. КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 506
Работа 102. Этиловый эфир коричной кислоты (реакция Виттига) 506
Раздел 9. ПРОИЗВОДНЫЕ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ 509
Работа 103. Ацетоуксусный эфир (конденсация Кляйзена) 509
Работа 104. Бензоилацетон 512
Раздел 10. СУЛЬФОКИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ 516
Работа 105. ]\Г-(?и/?е?и-Бутил)-2-гидрокси-2-фенилэтансульфамид 516
Раздел 11. НИТРОСОЕДИНЕНИЯ 522
Работа 106. 4-Нитрохлорбензол 522
Работа 107. 1-(4-Диметиламинофенил)-2-нитроэтилен (реакция Анри) 524
Раздел 12. ДИАЗОСОЕДИНЕНИЯ 528
Работа 108. Фторбензол (реакция Шимана) 528
Работа 109. Фенилгидразин 533
Раздел 13. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ 538
Работа 110. 1,2,3,4-Тетрагидрокарбазол (реакция Фишера) 538
Работа 111. Изатин (метод Зандмейера) 541
Работа 112. 2,6-Диметил-3,5-диэтоксикарбонил-1,4-дигидропиридин (реакция Ганча) 546
Работа 113. Хинолин (реакция Скраупа) 549
Раздел 14. АМИНОКИСЛОТЫ И ПЕПТИДЫ 553
Работа 114. /},£-]\Г-ацетилфенилаланин 553
Работа 115. Этиловый эфир глицина (гидрохлорид) 556
Работа 116. Этиловый эфир ]\Г-?и/?е?и-бутоксикарбонилфенил-аланилглицина 560
Приложение 1. ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ НЕКОТОРЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 567
Приложение 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСТВОРОВ НЕОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ И ОСНОВАНИЙ 570
Приложение 3. КРАТКИЙ СПРАВОЧНИК ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ КОНСТАНТ ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРАКТИКУМЕ 574
Приложение 4. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ДЛЯ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЯМР-СИГНАЛОВ 586
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 587
УКАЗАТЕЛЬ ПРОДУКТОВ 589

Несмотря на несомненные успехи химиков-органиков в объяснении (а иногда и предсказании) результатов органических реакций, органический синтез по-прежнему в значительной мере остается искусством. Поэтому авторы настоящего пособия не могут обещать начинающему химику того, что старательное и аккуратное выполнение всех заданий настоящего практикума гарантирует ему приобретение способности всегда успешно проводить сложные многостадийные синтезы целевых органических соединений. Тем не менее, изучая и выполняя задания практикума, студент приобретет уверенность в своих силах и получит знания для решения наиболее типичных задач органического синтеза.