Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Osnovy_organicheskoi_khimii.doc
Скачиваний:
37
Добавлен:
13.09.2019
Размер:
1 Мб
Скачать
☆

12.6. Номенклатура органических соединений

В органической химии используются эмпирическая (тривиальная), рациональная и систематическая номенклатуры.

Эмпирическая (тривиальная) номенклатура – это случайные, исторически сложившиеся названия органических соединений, обычно указывающие или на их природный источник, или на какое-либо их свойство, обратившее на себя в первую очередь внимание химика, впервые получившего это соединение. В настоящее время так называются только наиболее часто используемые соединения, например, ацетон (диметилкетон, пропанон), уксусная кислота (этановая кислота) и т. д.

Рациональная номенклатура учитывает строение называемого соединения. Так, в органической химии долгое время применялась номенклатура, основным принципом которой было обозначение всех изомеров и гомологов как производных родоначальника ряда, в случае предельных углеводородов – метана.

Основные принципы современной систематической номенклатуры были приняты в 1892г. на съезде химиков в Женеве. На последующих съездах в эту номенклатуру были внесены изменения и дополнения. Последние изменения и дополнения были приняты на съездах химиков в 1957г. и в 1965г. в Париже (номенклатура ИЮПАК – International Union of Pure and Applied Chemistry – Международный союз теоретической и прикладной химии).

Например:

СН3

1 2׀ 3 4

СН3– СН – СН2– СН3

2- метилбутан (систематическая номенклатура)

диметилэтилметан (рациональная номенклатура)

изопентан (эмпирическая номенклатура).

В соответствии с международной систематической номенклатурой названия органических соединений слагаются из словесных обозначений частей, их структуры и знаков, указывающих способ связей этих частей. Основная часть названия соединения состоит из названия самой длинной неразветвленной цепи атомов углерода. Число углеродных атомов в цепи (кольце) обозначается:

1) первые четыре имеют эмпирические названия:

«мет» – 1 атом,

«эт» – 2 атома,

«проп» – 3 атома,

«бут» – 4 атома;

2) далее названия образуют из греческих и латинских числительных:

пент – 5 нон – 9

гекс – 6 дек – 10

гепт – 7 ундек – 11

окт – 8 додек – 12

и т. д.

Самая длинная неразветвленная цепь нумеруется, начиная с того конца, к которому ближе радикал – заместитель или функциональная группировка.

С помощью суффиксов или префиксов обозначают класс соединения. Например, суффикс «ан» входит в названия предельных соединений (пропан С3Н8 , гептан С7Н14 ), «ен» - соединений с двойной связью в основной цепи (этен СН2 = СН2 ), «диен» - с двумя двойными связями между атомами углерода ( бутадиен-1,3 СН2=СН–СН=СН2 ), «ин» - соединений с тройной связью ( пропин СН2 – С СН ), «ол» - спиртов (этанол С2Н5ОН ), «аль» - альдегидов ( метаналь О

НС ),

Н

«он» - кетонов (пропанон О

׀׀

СН3 – С – СН3 ),

Названия карбоновых кислот производят от названия углеводорода, добавляя окончание -овая- и слово «кислота».

С помощью суффикса «ил» обозначают соответствующие предельные радикалы (например, С2Н5 – этил), «енил» - непредельные радикалы (С2Н3 – этенил).

Функциональным группам, входящим в состав соединений присвоены соответствующие названия, например: CООН – карбокси, SO3H – сульфо, ОН – гидрокси, NH2 – амино, NO – нитрозо. Число одинаковых заместителей обозначают приставками ( ди-, три-, тетра- и т. д.), с помощью цифр обозначают порядковые номера углеродных атомов, у которых имеются боковые цепи или функциональные группы. Для обозначения боковых цепей и функциональных групп используются дефисы, запятые, скобки. В качестве примера приведем название одного соединения

6 5 4 3 2 1

СН3– СН– СН2– СН– СН2– СН2ОН

׀ ׀

СН3 Br

3-бром- 5-метилгексанол-1.

12.7. Типы реакций в органической химии

Рассмотрим важнейшие типы реакций.

1) Реакции замещения – это реакции, при протекании которых атомы или группы атомов в молекулах органических веществ замещаются другими атомами или группами атомов.

Примерами реакций замещения являются:

а) галогенирование

Метан хлорметан

б) нитрование

Бензол нитробензол

в) сульфирование

Этан Сульфоэтан

г) аминирование

T

С2Н5 – О – Н + Н– NH2 C2H5–NH2 + H2O

(H2SO4) Al2O3

2) Реакции присоединения – это реакции, при протекании которых атомы или группы атомов, входящих в состав неорганического вещества, присоединяются к молекуле органического вещества.

Примерами реакций присоединения являются:

а) гидрирование – присоединение водорода H2

этин этан

б) галогенирование – присоединение галогенов Hal2

пропен 1,2-дибромпропан

в) гидратация – присоединение воды H2О

этен этанол

г) гидрогалогенирование – присоединение галогеноводородов НHal

этен хлорэтан

Как видно из приведенных примеров, реакции присоединения возможны только для органических соединений, молекулы которых содержат кратные связи.

3) Реакции отщепления (элиминирования) – это реакции, при протекании которых от молекул органического вещества отщепляются некоторые атомы или группы атомов.

Примерами реакций отщепления являются:

а) дегидрирование– отщепление водорода Н2

пропан пропен

б) дегалогенирование – отщепление галогенов Hal2

1,2- дибромэтан этен

в) дегидратация– отщепление воды Н2О

этанол этен

г) дегидрогалогенирование – отщепление галогеновоородов НHal

хлорэтан этен

Обратите внимание, что в названиях всех реакций отщепления имеется приставка «де».

4) Реакции разложения – это реакции, в ходе которых исходное органическое вещество разлагается на более простые органические вещества (иногда среди продуктов реакции оказываются также неорганические вещества).

Пример реакций разложения: крекинг углеводородов (разложение УВ в результате разрыва связей С–С)

Т

С Н3–СН2–СН2–СН2–СН2–СН2–СН3 С3Н8 + С4Н8 смесь

гептан пропан бутен изомеров

5) Реакции полимеризации – это реакции, в ходе которых происходит соединение большого числа одинаковых молекул в одну, называемую полимером, без образования побочных продуктов.

Пример:

n CH2–CH2 T, P, кат (–СН2–СН2–)n

этен полиэтилен

6) Реакции конденсации и поликонденсации – это реакции, при протекании которых происходит соединение двух или большего числа одинаковых или разных органических молекул друг с другом, сопровождающееся отщеплением каких-либо (как правило, неорганических) молекул.

Пример: конденсация галогеналканов (реакция Вюрца)

хлорэтан н-бутан

7) Реакции окисления — это реакции, в ходе которых повышается степень окисления атомов углерода молекуле органического вещества.

Примеры:

а) полное окисление (горение)

метиламин

б) неполное окисление

этанол этаналь

Органические реакции можно классифицировать и по способу разрыва ковалентных связей в молекулах реагиру­ющих веществ.

Радикальные реакции — это реакции, идущие с го­молитическим разрывом ковалентной связи. При таком разрыве общая электронная пара, образующая связь, делится так, что каждая из образующихся частиц захва­тывает по одному электрону. Схему гомолитического расщепления молекулы АВ на две части — А и В можно представить следующим образом: Е

А В → А• + В•

Образующиеся частицы А и В, содержащие неспаренные электроны, называются свободными радикалами.

Гомолитическому разрыву подвергаются неполярные или малополярные ковалентные связи под действием тепловой или световой энергии.

Свободные радикалы обладают большой энергией, химически очень активны.

Ионные реакции — это реакции, идущие с гетеролитическим разрывом ковалентных связей, когда общая электронная пара остается с одной из ранее связанных частиц:

Е

А В → А– + В+

В результате такого разрыва связи получаются заряжен­ные частицы: нуклеофильная (А– ) и электрофильная (В+ ).

Нуклеофильная частица (нуклеофил) — это частица, имеющая пару электронов на внешнем электронном слое. За счет этой пары нуклеофил способен образовывать но­вую ковалентную связь (выступает в роли донора элект­ронной пары).

Электрофильная частица (электрофил) — это части­ца, имеющая свободную орбиталь на внешнем электронном слое. Электрофил предоставляет вакантную орбиталь для образования ковалентной связи, т. е. выступает в роли акцептора электронной пары.

Органические ионы отличаются от неорганических тем, что существуют только в момент реакции.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]