Практикум по органической химии
Покупка
Тематика:
Органическая химия
Издательство:
Лаборатория знаний
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 595
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-00101-083-8
Артикул: 623822.04.99
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») и задачником (В. Ф. Травень,
А. Ю. Сухоруков, Н. А. Пожарская «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.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 04.03.01: Химия
- 04.03.02: Химия, физика и механика материалов
- 18.03.01: Химическая технология
- 18.03.02: Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии
- 35.03.03: Агрохимия и агропочвоведение
- ВО - Магистратура
- 04.04.01: Химия
- ВО - Специалитет
- 18.05.01: Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий
- 18.05.02: Химическая технология материалов современной энергетики
- 30.05.01: Медицинская биохимия
- 31.05.01: Лечебное дело
- 31.05.02: Педиатрия
- 31.05.03: Стоматология
- 33.05.01: Фармация
- Аспирантура
- 04.06.01: Химические науки
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
У Ч Е Б Н И К Д Л Я В Ы С Ш Е Й Ш К О Л Ы ПРАКТИКУМ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ В. Ф. Травень, А. Е. Щекотихин 3-е издание, электронное Допущено Учебно-методическим объединением по классическому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,, обучающихся по специальности 020201 — фундаментальная и прикладная химия Москва Лаборатория знаний 2021
УДК 547 (075.8) ББК 24.2я73 Т65 С е р и я о с н о в а н а в 2009 г. Травень В. Ф. Т65 Практикум по органической химии : учебное пособие / В. Ф. Травень, А. Е. Щекотихин. — 3-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2021. — 595 с. — (Учебник для высшей школы). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный. ISBN 978-5-00101-083-8 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») и задачником (В. Ф. Травень, А. Ю. Сухоруков, Н. А. Пожарская «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. УДК 547 (075.8) ББК 24.2я73 Деривативное издание на основе печатного аналога: Практикум по органической химии : учебное пособие / В. Ф. Травень, А. Е. Щекотихин. — 3-е изд. — М. : Лаборатория знаний, 2021. — 592 с. : ил. — (Учебник для высшей школы). — ISBN 978-5-00101-378-5. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации ISBN 978-5-00101-083-8 © Лаборатория знаний, 2015
Содержание ПРЕДИСЛОВИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .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 cушки 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
Содержание 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
Содержание 5 Работа 5. Циклогексен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Работа 6. 1-Гептен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Работа 7. Стирол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 Работа 8. транс-1,2-Дибромциклогексан . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Работа 9. транс-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 цис-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. n-Броманилин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Раздел 8. СПИРТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .226 Работа 25. 2-Метил-2-бутанол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Работа 26. Тетрагидро-2-(2-пропинилокси)-2H-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. n-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. n-Метилацетофенон (реакция Фриделя–Крафтса) . . . . . . . . . . 265 Работа 37. n-Метоксиацетофенон (реакция Фриделя–Крафтса) . . . . . . . . 270 Работа 38. Пинаколин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Содержание 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. (Е)-Бензальдоксим . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 Раздел 12. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .291 Работа 44. Бензойная кислота. Вариант 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 Работа 45. n-Ацетамидобензойная кислота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 Работа 46. n-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. n-Толуолсульфокислота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 Работа 57. N-(трет-Бутил)метансульфамид . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 Раздел 14. НИТРОСОЕДИНЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .335 Работа 58. Нитробензол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 Работа 59. n-Нитроанилин. Варианты 1, 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 Работа 60. 5-Нитро-2-хлорбензойная кислота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 Работа 61. 4-Метил-3-нитроанилин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 Раздел 15. АМИНЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .349 Работа 62. Анилин. Варианты 1, 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 Работа 63. Ацетанилид. Варианты 1, 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 Работа 64. n-Ацетотолуидид . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 Работа 65. N,N-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
Содержание 7 Раздел 18. АМИНОКИСЛОТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .390 Работа 75. L-N-трет-Бутоксикарбонилфенилаланин . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 Раздел 19. УГЛЕВОДЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .394 Работа 76. 1,2,3,4,6-Пента-О-ацетил-α-D-глюкопираноза . . . . . . . . . . . . . 394 Работа 77. 1,2:5,6-Ди-О-изопропилиден-α-D-глюкофураноза . . . . . . . . . . . 397 ЧАСТЬ IV. «ЗЕЛЕНЫЕ» СИНТЕЗЫ Раздел 1. СТЕРЕОИЗОМЕРИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .402 Работа 78. L-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-оксо4-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. (S)-2-(4-Изобутилфенил)пропановая кислота . . . . . . . . . . . . . . 447 Работа 90. (R)-1-Фенил-3-хлор-1-пропанол (метод Кори–Бакши–Шибата) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451 Работа 91. (R)-Фенилэтан-1,2-диол (метод Шарплесса) . . . . . . . . . . . . . . . 456 Раздел 3. АЛКЕНЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .464 Работа 92. Коричная кислота. Вариант 2 (реакция Хека) . . . . . . . . . . . . . 464 Работа 93. (Е)-Стильбен (реакция Хорнера–Уодсворта–Эммонса) . . . . . . 468 Раздел 4. АЛКИНЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .472 Работа 94. 2-(3-(4-Нитрофенил)проп-2-инилокси)-тетрагидро-2H-пиран (реакция Соногаширы) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 Раздел 5. АРЕНЫ И ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .477 Работа 95. n-Терфенил (реакция Сузуки) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477
Содержание Работа 96. Этилбензол. Вариант 2 (реакция Вюрца–Фиттига) . . . . . . . . . 482 Раздел 6. 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. N-(трет-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. D,L-N-ацетилфенилаланин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553 Работа 115. Этиловый эфир глицина (гидрохлорид) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556 Работа 116. Этиловый эфир N-трет-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
Чтобы совершить великий поход, надо сделать первый шаг. Конфуций ПРЕДИСЛОВИЕ 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. Первое и безусловное требование, предъявляемое химику, начинающему экспериментальную работу в лаборатории органической химии, заключается в изучении правил техники безопасности. Именно эти правила вынесены авторами в первый раздел первой части настоящего учебного пособия. При этом важно иметь в виду, что залогом успеха работы в лаборатории является не только и не столько изучение, сколько соблюдение всех правил безопасной работы, поддержание чистоты и порядка на рабочем месте. Последнему условию классические немецкие лабораторные пособия уделяли особое внимание: нечаянно попавший на стол продукт реакции или ценное исходное вещество не окажутся потерянными, если химик содержит в чистоте свое рабочее место. Особенностью настоящего практикума по сравнению с ранее опубликованными аналогичными пособиями является двухуровневое изложение учебного материала. Например, в первой части пособия, посвященной правилам и методам экспериментальной работы в лаборатории органической химии, в качестве сведений, безусловно необходимых каждому начинающему химику, приводятся основные правила техники безопасности, методы подготовки, проведения и контроля хода органического синтеза, идентификации образующихся продуктов, пра
Введение вила оформления записей в лабораторном журнале. В разделе 5 «Для углубленного изучения» первой части пособия студенту, желающему углубить свои знания в области органической химии, предоставляется возможность познакомиться с полумикрометодами органического синтеза, со спецификой работы с элементо- и металлоорганическими соединениями, чувствительными к кислороду и влаге воздуха, с перегонкой в вакууме и фракционной перегонкой. Настоящее пособие издается в комплекте с учебником «Органическая химия». Поэтому в его второй части в соответствии с главами учебника даны методики синтезов, иллюстрирующих методы получения и реакции основных классов органических веществ. Принятое изложение даст возможность студенту убедиться в том, что теоретические сведения об органических реакциях и их механизмах не только логичны и убедительны на бумаге, но и составляют основу препаративных прописей синтеза, позволяющих получать органические вещества с высокими выходами. Методики синтезов, рекомендуемых студентам для углубленного изучения, содержатся в заключительной части пособия. Ряд методик этой части иллюстрируют современные методы органического синтеза, основанные на реакциях элементо- и металлоорганических соединений. Авторы обращают особое внимание читателя на то, что отдельной частью практикума являются синтезы «зеленой химии». Идеи, сформулированные защитниками окружающей среды около 15 лет тому назад, оказывают все возрастающее влияние на мировоззрение современных химиков-органиков. В основе этого мировоззрения лежит стремление искать такие синтетические решения, которые сводят к минимуму ущерб окружающей среде со стороны химических производств, а в идеале и вовсе исключают какие-либо его отходы и побочные продукты. Еще одной особенностью настоящего практикума является то, что приводимые в нем прописи синтезов дополнены информацией о механизмах соответствующих превращений органических веществ, практическими комментариями и советами, сведениями об утилизации отходов проведенных реакций. Методики синтезов, приводимые в пособии, снабжены ссылками на литературные источники. Подавляющая часть этих методик проверена в лабораторных практикумах по органической химии, проводимых в МГУ им. М. В. Ломоносова и РХТУ им. Д. И. Менделеева.