Не посвящается никому. Ибо нефиг. Предисловие
 Скачать 0.98 Mb.
|
|
Не посвящается никому. Ибо нефиг. Предисловие. Будучи огорчен качеством преподавания химии в РНИИМУ, и тем более, способом последующего контроля качества образования – тестами, я решил оказать посильную помощь студентам в сдаче оных. Пособие представляет собой краткую, насколько возможно, инструкцию, как минимально загрузив голову таки сдать этот окаянный тест. Я исследовал большое их количество, обобщил результаты. На каждый вид вопросов я постарался дать ответ, в меру научный, чтобы все-таки не слишком уйти от своих химических корней, но и достаточно ясный, чтобы он мог быть воспринят среднестатистическим студентом. Теперь я представляю свой труд для использования широкой общественностью, надеюсь, моё творение сможет послужить к чьей-нибудь пользе. Тут, как и в прошлой теме, почти всё сводится к ЕГЭшным реакциям. Не надо смущаться умными словами «нуклеофил» и т.п. Понять их можно, смысл в них есть. Но, для того, чтобы сдать этот ваш окаянный тест, совсем это не обязательно. Можно вытащить контрольную за счет школьных знаний, а тест — за счет этого пособия. В обществе, как мне кажется, существует некий запрос на понимание химии. Возможно, таковых желающих меньшинство. Может, нам кажется. Если вам правда интересно, отпишитесь, чтобы понять, сколько вас. Конечно, многим хотелось бы иметь готовые ответы и не париться. Думаю, что за годы работы eois общественность накопила некоторый объем ответов, он постепенно совершенствуется, доля верных ответов растет, уже в 2016 она была больше 70%. Правда, обновление вопросов в 2017 добавило веселья. Однако, в отношении химии мне это кажется неудачным путем. Объясню, почему я так считаю. Во-первых, вопросов большое количество, и они, как назло, очень похожи. Это делает трудным списывание с правильных ответов, и, одновременно, делает тесты уязвимыми к методичкам вот такого плана, с разбором вопросов на группы и злой иронией по этому поводу. Во-вторых, некоторые персонажи, как Карина, например, почему-то борются со списыванием, что делает этот процесс не самым простым трюком. А глядя на всё это глобально, по-моему, все же лучше что-то понимать и мыслить, чем списывать. Заранее благодарен за адекватные комментарии, дополнения и исправления к тексту. Текст создан исключительно из гуманных соображений и распространяется безвозмездно. Удачи, ни пуха, ни пера, дорогие любители химии. Алексей «Леша-химик» Федоров, 05.12.2017. Тема 14. Свойства соединений с σ-связью углерод — гетероатом. Введение: Средняя по сложности тема, поэтому мы применим метод, использованный в прошлой теме. Мы разберем реакции, которые затем будут встречаться по всему тесту, а так же и в контрольной. Поэтому снова просим обратить внимание на эту часть. Опять-таки большая часть реакций изучена в школе, поэтому встречайте старые знакомые. Большая доля сложности приходится на (не)знание номенклатуры. Выучите уже, в конце концов, чем пропил отличается от изопропила, а все четыре бутила друг от друга. И чем отличаются заместительная и радикальная номенклатуры. Правда. Чтобы доставить неприятностей, эти реакции называются «нуклеофильное замещение» или S N , сокращение substitution nucleophilic. Пугаться не надо, всё норм. 1) Щелочной гидролиз галогеналкана. Хлор (иной галоген) меняется на ОН: Галогеналкан щелочь (водная) спирт Совершенно элементарно же, не? Обратите внимание, щелочь должна быть именно в водном растворе. В спиртовом будет по-другому, об этом позже. Пример: Этилхлорид Этанол 2) Замена галогена на SH, почти аналогично: Бромалкан гидросульфид тиол Пример: Изопропилбромид Изопропилтиол (aka 2-бромпропан) (пропантиол-2) 3) Замена галогена на OR. Еще чуть сложнее, хотя не особо: Йодалкан алкоксид (алкоголят) простой эфир Пример: 2-йодбутан феноксид Na (втор-бутилйодид) фенолят вторбутил-фениловый эфир 4) Замена галогена на SR. Еще чуть сложнее: Йодалкан Тиоалкоксид дисульфид (тиоалкоголят) Пример: Метилбромид метилтионат диметилсульфид 5) Замена ОН на галоген: Спирт кислота галогеналкан Пример: Метанол хлорметан метиловый спирт метилхлорид 6) Замена галогена на ОН при кипячении: Галогеналкан спирт Эти шесть ну вообще ни о чём, на наш взгляд. Посмотрите, как это проявляется в тестах: И разгадка: 3-хлорпентан пентанол-3 Ежу (и даже нерпе) понятно, что там, где был хлор, туда и встанет ОН, его заместивший. Можно было и не рисовать реакцию, ориентируясь только по цифрам. Обратите внимание, среда — водная, это оговорено, отсюда мы и поняли, что это замещение. Или сложнее: кипячение И разгадка: Заместительная: пропанол-2 2-хлорпропан Радикальная: изопропиловый спирт изопропилхлорид По нашему подозрению, труднее всего для студента РНИМУ в этом вопросе понять не реакцию, а то, что СН 3 СН(…)СН 3 и , а так же — это не три разных радикала, а один и тот же, изопропил. Поэтому мы с упорством, достойным лучшего применения снова рекомендуем разобраться в разнице между пропилом, изопропилом и т.д. 7) Дезаминирование, замещение NH 2 на ОН. Схематично: амин азотистая кислота спирт Думать, как это так получилось, нежелательно. Только больше запутаетесь, а толку хуй. Просто запомните, что дезаминирование значит: амин + азотистая к-та = спирт. Например, Отгадка будет вот такая: Бутанамин-1 Бутанол-1 Бутиламин Бутиловый спирт 8) N — алкилирование. Наиболее запутанная, пожалуй, история. Был амин и галогеналкан. Радикал галогеналкана (R 2 ) перевешивается на азот (именно на N, это важно). При этом у азота, однако, ничего не отваливается (R 1 и Н 2 остаются с ним), всё, что было, остаётся у него. Вся полученная хуита целиком закрывается квадратными скобками, на N выставляется +, а за скобками остается жить Cl-. Называется это «соль аммония». При этом азот может входить и не только в амин, но и в другие вещества, аммиак¸ вторичный, третичный амин, и даже пиридин. Наглядно это можно проиллюстрировать ступенчатым процессом метилирования, так называемое исчерпывающее метилирование, аммиака, которое всё равно хотят в САРС. Исходным будет аммиак. К нему прибавляется метилхлорид, метил перевешивается на N, скобки, + и -, все как договорились: Аммиак метилхлорид метиламмоний хлорид метиламин Из полученной соли аммония может быть вытащен HCl, как показано пунктирными стрелками. Сделано это может быть различными способами (добавить NaOH, выделится NaCl, добавить NH 3 , выделится NH 4 Cl, или просто нагреть). В итоге получился просто метиламин, который с метилхлоридом ещё раз: Снова получается соль, на этот раз диметиламмоний хлорид, которая вновь разлагается с выделением HCl и получением диметиламина, который может быть метилирован еще раз: И снова то же самое, метилов еще больше, теперь соль триметиламмонийхлорид, а амин — триметиламин. Он, что характерно, может еще раз (кто из нас, друзья, может похвастаться тем, что может четыре раза подряд?) метилироваться: Правда, HCl больше оторвать не получится, Н кончился. Получился тетраметиламмоний хлорид, так называемое четвертичное аммонийное основание (Ч.А.О.). Прочие алкилирования аналогичны, только радикалы могут отличаться, быть большими и даже очень большими (еще раз просим вспомнить, какие они бывают, бутилы и т.д., это ВАЖНО!!!) Сложный случай — алкилирование сульфонием. Суть такова: Один метил с сульфония переходит на амин. Получается соль аммония, скобки, + и -. В круглых скобках — уходящая в закат группа, вот она и уходит. Для улучшения восприятия мы попробовали покрасить. Не спеша разберитесь, это может быть и САРС, и контрольная. Амин, разумеется, мог быть любым другим. 9) Элиминирование — отщепление групп, тут будут отщепляться ОН или галоген Оно бывает двух видов, оба чисто школьные. 9.1) Дегидратация. Отщепление Н 2 О. От спирта уходит ОН, от одного С, и забирает с собой Н. Н да ОН это = Н 2 О. На местах их отрывов остается двойная связь. спирт алкен Это очень-очень по-школьному. В качестве примера рассмотрим дегидратацию 3- гидроксибутановую кислоту. 3-гидроксибутановая кислота бутен-2-овая кислота Тонкость тут в правиле Зайцева: водород отрывается с той стороны от ОН, где его меньше. Например, справа от ОН есть СН 3 , слева СН 2 . Правильно будет оторвать Н от СН 2 и положить двойную связь направо, а не налево. Поэтому получится бутен-2-овая, а не …ен-3-овая кислота. 9.2). Дегидрогалогенирование. Отщепление Н и Cl (или другой галоген). Добавлять надо спиртовой раствор NaOH. Внимание, есть разница, спиртовой или водный, про водный было раньше. Гплоген уходит с Na, Н уходи с ОН. На месте ушедшего остается двойная связь. Примеров не рассматриваем, надеемся, читателям уже ясно (да и заебались мы писать реакции уже). 10) S-алкилирование. Странная хуита. Аналог N-алкиллирования, но только с S. Если вкратце — сульфид + галогеналкан = триалкилсульфоний. Если реакцией, то: Триметилсульфоний хлорид Но попадается, и в контрольных, и в тестах, и это печально. Типичные вопросы: 1. Сила нуклеофилов. Пример: Кто такой нуклеофил… Как с этим бороться: Сила нуклеофилов возрастает в ряду: I < Br < Cl < O < S < N < O - < S - < N - Самый слабый нуклеофил йод, самый сильный N минус. Дано что-то три из этого множества. Располагать по убыванию или возрастанию, смотря что написано. Нуклеофильность зависит от присоединенных групп, бензол уменьшает нуклеофильность. Например, C 6 H 5 OH слабее, чем CH 3 OH. 2. Алкилирующие реагенты. Пример: так… Как с этим бороться: Алкилирующим может быть или галогеналкан, такой, как CH 3 -I, C 2 H 5 -Cl, C 3 H 7 -Br. Или триметилсульфоний [(CH 3 ) 3 S + ]Cl - . Всё, конец. Нет, подвоха нет. Честно. 3. Уходящие группы. Пример: Уходи, ГРУППА… Йод. Как с этим бороться: Зависит от того, чё за реакция. Если алкилирующий реагент — галогеналкан, то уходящая Br-, Cl-, I-. Если реагент [(CH 3 ) 3 S + ]Cl - , то уходящая СН 3 -S-CH 3 , диметилсульфид. Наконец, иногда встречается замещение СН 3 -ОН + HBr =…, здесь уходящей будет Н 2 О, вода, она образуется в итоге, хоть и не написана. 4. Легко/трудно замещаемый галоген. Пример: Тоже ничего особенного… Как с этим бороться: Немного странно. Трудно замещается галоген, если он прям сразу привязан к двойной связи или бензолу, как например СН 2 =СН-Cl или С 6 Н 5 -Br. Так называемый неподвижный атом галогена. Средне замещается атом галогена у обычных радикалов, CH 3 -I, C 2 H 5 -Cl, C 3 H 7 -Br. У них есть градация, первичный труднее, вторичный легче, третичный еще легче — так вот на неё можно с чистой (вроде бы) совестью забить. Но это не точно. Легко замещается галоген, если он отделен от двойной связи или бензола через -СН 2 - например СН 2 =СН-СН 2 -Cl или С 6 Н 5 -СН 2 -Br. Это похоже на труднозамещаемый галоген, но эта небольшая разница меняет всё в корне. 5. Какая-то теоретическая хуита. Пример: Ну вот… Тут А. Бывает про трудно замещаемые, они плохо уходящие или неподвижные. А тут D, разумеется. А метилирование — введение СН 3 . Как с этим бороться: Блин. Ну так себе. Внимательно читать все тексты. Обращать внимание на мелочи. Например, про N—алкилирование где-то было. Ну и да, вообще-то теория это не ваше. 6. Реакции. Пример: … Как с этим бороться: Прочитать введение. И понять. И по возможности выучить. Реакции достаточно многочисленны и могут немного меняться от теста к тесту. Почти всегда есть дезаминирование, почти всегда — элиминирование. Проще всего понять, как они пишутся, и в процессе теста расписывать ручками на листочке. Один хуй, это и для контрольной нужно. Однако, если вы ленивый и тупой долбоёб — то просто заберите документы из этого универа некоторые рекомендации: 1) Из пропан…-1 может получаться пропил… и наоборот. Например, из пропилхлорида пропанол- 1 в соответствующей реакции 2) Из пропан…-2 может получаться изопропил…, например из изопропиламина при дезаминировании пропанол-2. 3) Бутан…-1 эквивалент бутила. 4) Бутан…-2 эквивалент втор-бутила. 5) Изобутил эквивалент 2-метилпропан…-1. 6) Третбутил эквивалент 2-метил…-2. 7) Водная щелочь — получится спирт или …ол. 8) Спиртовая щелочь — получится …ен. 9) Соляная кислота — получится …хлорид. 10) При кипячении — тоже спирт. 11) При внутримолекулярной дегидратации — тоже …ен. 12) Амин + галогеналкан — аммоний… 13) Галогеналкан + 2 NH 3 = просто амин (неочевидно, кстати). И т.д. Традиционное испытание на себе Спасибо за внимание! |