Примеры нуклеофильного замещения

C₂ H₅Br + KCN C₂H₅CN + KBr

нитрил пропионовой кислоты

C₂H₅C ≡ N + 2HOH C₂H₅COOH + NH₃

пропионовая кислота

O

C₂H₅Br + CH₃ – COOAg CH₃ – C + AgBr

O – C₂H₅

ацетат серебра этилацетат

 

C₂H₅Br + C₃H₇ONa C₂H₅ – O – C₃H₇ + NaBr

пропилат натрия этилпропиловый эфир

С₂H₅J + AgNO₂ C₂H₅NO₂ + AgJ

нитроэтан

СH₃COOC₃H₇ C₆H₁₄

CH₃COOAg 2Na

C₃H₇Cl AgCl NaOH, спирт.р-р CH₃ – CH = CH₂

KCN C₃H₇J NaOH, водн. р-р

C₃H₇CN C₃H₇ONa NH₃ C₃H₇OH

 

C₃H₇OC₃H₇ C₃H₇NH₂

Образование реактива Гриньяра:

эфир

C₂H₅Br + Mg C₂H₅MgBr

этилмагнийбромид

Галогеноалкилы применяются для получения тетраэтилсвинца (ТЭС): Pb(C₂H₅)₄. ТЭС – светлая, ядовитая жидкость, применяется как эффективный антидетонатор. Его добавляют к моторному топливу для снижения детонации. Получают ТЭС из хлористого этила, сплава натрия и свинца:

 

4 C₂H₅Cl + 4 NaPb Pb(C₂H₅)₄ + 3 Pb + 4 NaCl

 

Реакция протекает в газообразном азоте. Образуются этильные радикалы, которые взаимодействуют со свинцом. Одновременно происходят побочные реакции, такие как диспропорционирование:

2 С₂H₅ • C₂H₄ + C₂H₆,

а также рекомбинация:

C₂H₅ • + C₂H₅ • C₄H₁₀

 

ТЭС называют этиловой жидкостью, которую добавляют к бензину от 0,20 до 0,75 мл на 1 л бензина. ТЭС очень ядовит, его пары проникают через кожу и поражают центральную нервную систему.

 

2. АЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Органические соединения делятся на две большие группы – соединения с открытой цепью и циклические. Последние делятся на карбоциклические и гетероциклические.

Карбоциклические соединения построены только из атомов углерода, в то время как в циклах гетероциклических соединений имеются кроме атомов углерода другие атомы, называемые гетороатомами – это сера, азот, кислород, фосфор и другие.

Карбоциклические соединения делятся на алициклические и ароматические.

Простейшие алициклы называются циклопарафинами. Их называют еще полиметиленовыми углеводородами или нафтенами. Это название дано В.В. Марковниковым циклопарафинам с 5- и 6 – атомами углерода в цикле, обнаруженными в Кавказской нефти (80%). Углеводороды с шестичленными циклами называют гидроароматическими. В исследовании циклических углеводородов велика роль русских и советских ученых таких, как Марковников, Густавсон, Зелинский, Демьянов, Кижнер, Наметкин и другие. Большое значение имеют работы зарубежных ученых – Байера, Ружички, Неницеску и других.

Число атомов углерода в циклах колеблется от трех до нескольких десятков. Например, Ружичка получил кетон, содержащий 34 атома углерода в цикле.

Определение «алициклический» состоит из двух слов - «алифатический» и «циклический».

Известны предельные циклические углеводороды – циклоалканы с одним циклом и общей формулой C_nH_2n и непредельные циклические углеводороды – циклоалкены с общей формулой C_nH_{2n – 2}, циклоалкины, циклодиены с общей формулой C_nH_{2n – 4}. и другие.

 

Номенклатура

Правила в названии циклов сохраняется как и у ациклических соединений с добавлением слова «цикло». Например:

 

СН₂ – СН₂ СН₂ СН₃ СН₃ СН₂-СН

СН₂ – СН₂ СН₂ СН₂ 1 СН 1 СН СН₂-СН

циклобутан СН₂ СН₂ СН₂ СН₂ СН₂ 2 СН – С₂Н₅ циклобутен

СН₂ СН₂ СН₂ СН₂– СН₂

СН₂

циклогексан метилциклогексан 1-метил-2-этилциклопентан

1

2 СН– 3 СН 1 CH = 2 CH 8 • • 2

1 СН 4 СН 8 CH 3 CH 7 • • 3

5 СН 7 CH 4 CH 6 4

6 CH = 5 CH 5 •

циклопентадиен-1,3 циклооктатетраен-1,3,5,7 1,4,6-триметил- циклопропан

циклооктатриен-1,4,6

Циклические углеводороды обозначаются либо в виде формул с указанием атомов углерода, либо в виде правильной геометрической фигуры, а высшие циклические углеводороды могут обозначаться в виде окружности, где точками обозначаются атомы углерода, штрихами – метильные группы, а дугами – двойные связи.

Существует много алициклических соединений с конденсированными кольцами, то есть два цикла имеют одну общую сторону (или два общих углеродных атома). В названии учитывают все атомы углерода, входящие в циклы, и в скобках показывают число атомов углерода, находящихся между общими углеродными атомами. Нумерацию производят от разветвления по наиболее длинной цепи. Например:

_{6 5 4 5 4 2}

СН₂ – СН – СН₂ СН₃ – ₃ 1 8

1 2 3 или 6 3 6 7

СН – СН₂ – СН₂ 1 2 4

5

бицикло[3.1.0]гексан 3-метилбицикло[4.2.0]-октен-2

Существуют бициклические соединения с числом общих углеродных атомов больше двух. Это мостиковые соединения:

7 7 СН_{2 9}

8 СН₂ 6 СН₂ 1 5

1 6 9 СН₂ или

1 СН 5 СН 2 4 8 6

2 4 5 2 СН₂ 4 СН₂ 3 7

3 3 СН₂

пропеллан или бицикло[2.2.1]гептан бицикло[3.3.1]нонан

2 1 7

8 6

3 4 5

спиран или спиро[3.4]октан

Последнее соединение относится к спиросоединениям, имеющим общую точку соприкосновения (общий углеродный атом)..

 

МОНОЦИКЛЫ

 

Моноциклами называются соединения, имеющие один цикл.

Циклы, содержащие число углеродных атомов (С₃-С₄), называются малыми циклами, (С₅, С₆, С₇) особенными, (С₈- С₁₂) – средними, а (С₁₂ и выше) – большими циклами.

Химические свойства

 

Химические свойства циклоалканов протекают по трем направлениям:

1) замещение водородных атомов при атомах углерода;

2) раскрытие кольца;

3) превращения кольца (сужение, расширение).