Практикум по орг. химии. Черных.. Практикум по органической химии Учеб пособ для студ вузов IIIIV уровней аккредитации В. П. Черных
 Скачать 18.52 Mb.
|
|
Проведение любого эксперимента или синтеза базируется на использовании опыта, накопленного ранее другими исследователями. Поэтому, прежде чем приступать к экспериментальной работе, студент должен научиться работать со справочной и научной литературой. Все источники научной информации по химии подразделяют на два типа: первичные и вторичные. К первичным источникам относят ориги- нальные статьи в журналах и сборниках научных статей, а также патенты. Вторичные источники информации — это обзорные статьи и монографии по отдельным аспектам органической химии, руководства, справочники и реферативные журналы. Использование вторичных источников инфор- мации значительно облегчает литературный поиск, дает возможность по- лучить необходимые сведения о способах получения, физических и хими- ческих свойствах изучаемого вещества, а также о состоянии текущих ис- следований в данной отрасли. Кроме того, вторичные издания более доступны широкому кругу химиков, особенно в настоящее время, когда многие издания выходят в электронном виде (в виде компакт-дисков) или доступны через Internet. СПРАВОЧНИК БЕЙЛЬШТЕЙНА Основным систематическим справочником органических соединений служит справочник Бейльштейна. Первое издание его было подготовлено профессором Петербургского технологического института Ф. Ф. Бейльштейном. Справочник был издан в 1881—1882 годах в двух томах на немецком языке и включал описание около 15000 органических соединений. По мере развития синтетической органической химии спра- вочник дополнялся данными о новых веществах. С 1918 года издается четвертое издание справочника, которое состоит из основного и пяти дополнительных выпусков. Тома пятого дополни- тельного выпуска продолжают издаваться в настоящее время. 545 Основной выпуск состоит из 27 томов и описывает соединения, дан- ные о которых содержатся в химических журналах, вышедших до 1910 года. Первый дополнительный выпуск включает 31 том и охватывает литера- турные данные с 1910 по 1919 год. Во втором дополнительном выпуске, состоящем из 29 томов, систематизированы данные, опубликованные с 1920 по 1929 год. Третий и четвертый дополнительные выпуски охваты- вают литературу, опубликованную с 1930 по 1959 год. Причем первые 16 то- мов этих выпусков выходили отдельно, а семнадцатый и последующие — объединенные для этих выпусков. Пятый дополнительный выпуск начал издаваться на английском языке и охватывает литературу с 1960 года. Органические соединения в справочнике Бейльштейна расположены в соответствии со специально разработанной классификацией. Все веще- ства распределены по трем разделам: I — ациклические соединения; II — изоциклические (карбоциклические) соединения; III — гетероцикличес- кие соединения. Согласно классификации все заместители, кроме галогенов, нитро-, нитрозо- и азидогрупп, являются функциональными. Соединения с фун- кциональными группами образуют классы соединений, на которые под- разделены все три раздела. При наличии в соединениях одних только нефункциональных заместителей эти соединения рассматриваются в раз- деле «Углеводороды». Классы органических соединений разделены на группы, которым присвоены систематические номера. Систематические номера присваива- ются отдельным наиболее важным и хорошо изученным соединениям или группе родственных веществ. В начале каждого тома справочника приведен список сокращенных названий журналов и условных обозначений, в конце — предметный ука- затель. В сводных предметных указателях названия органических соединений расположены в алфавитном порядке. Около каждого названия приведены номер тома, а затем страницы, где описано данное соединение (цифра без скобок указывает страницу в томе основного выпуска, цифра в скоб- ках — страницу в томе дополнительного выпуска). Вверху на каждой странице всех дополнительных выпусков жирным шрифтом указан номер страницы основного выпуска, на которой описа- ны соединения с теми же систематическими номерами, что облегчает перекрестный поиск соединений. В первом и во втором дополнительных выпусках имеются формульные указатели. Сводный формульный указатель для томов основного и перво- го дополнительного выпусков составлен по системе Рихтера. По этой си- стеме вначале приводятся формулы всех соединений с одним атомом уг- лерода и атомом любого другого элемента, затем с одним углеродным атомом и двумя атомами других элементов и т. д. Далее указаны вещества с двумя углеродными атомами и одним, двумя и т. д. атомами других эле- ментов. В молекулярных формулах атомы располагаются в следующей по- следовательности: C, H, O, N, Cl, Br, I, F, S, P, As, а затем символы остальных элементов в алфавитном порядке. После молекулярной форму- лы в указателе приводится название вещества, том и страница, где оно описано. В сводном формульном указателе второго дополнительного выпуска молекулярные формулы составлены и размещены в соответствии с сис- 546 темой Хилла, которая в настоящее время является общепринятой и ис- пользуется во всех химических изданиях. При составлении молекулярной формулы соединения после атомов углерода и водорода следуют атомы всех других элементов в алфавитном порядке. Составленные таким обра- зом формулы располагаются в порядке увеличения количества атомов уг- лерода, при их одинаковом количестве — в порядке увеличения количе- ства атомов водорода. Молекулярные формулы, содержащие одинаковое число атомов углерода и водорода, размещаются в алфавитном порядке символов других содержащихся в них элементов. После молекулярной формулы приводится название соединения и ссылка на том, выпуск и страницу справочника. Все данные о строении, методах получения и свойствах органических соединений, приведенных в справочнике Бейльштейна, сопровождаются ссылками на первичные источники информации. Ссылка, заключенная в скобки, содержит фамилии авторов работы, название журнала, том и страницу. РЕФЕРАТИВНАЯ ЛИТЕРАТУРА Chemical Abstracts (С. А.) Журнал издается Американским химичес- ким обществом, выходит два раза в месяц и является в настоящее время основным реферативным журналом в мире. Он реферирует статьи хими- ческих журналов и патентную информацию. Монографии журнал указы- вает в предметном указателе. Каждый реферат содержит: полное название оригинальной статьи; фамилии авторов (юридические лица для патентов); адрес организации, где выполнена работа; сокращенное название журнала, том, страницу и год издания; ссылку на реферат предыдущей статьи; текст реферата; фа- милию референта. Ежегодно издаются: указатель авторов (Author Index), предметный указатель (Subject Index), указатель по формулам (Formula Index), указа- тель номеров патентов (Numeral patent). За каждое десятилетие выпуска- ются сводные указатели. В указателях С. А. при номерах страниц ссылок ставятся буквы a, b, c, d, e, f, g, h, l, которые указывают, в какой части страницы журнала, разделенной на 9 частей, следует искать ссылку. Буква «Р» перед номером страницы обозначает, что реферируется патент. С 1967 года рефераты даются со сквозной нумерацией, поэтому в указате- ле даются ссылки не на страницы, а на номер реферата. Указатель авторов. В основной ссылке с указанием страницы приво- дится фамилия первого автора, фамилии остальных авторов даны в указа- теле со ссылкой на первого. Предметный указатель систематизирован по понятиям, классам со- единений и отдельным веществам. Названия органических соединений приводятся по номенклатуре, при- нятой в С. А.: 1. Название соединения определяется его главной функциональной группой. 2. При наличии в соединении двух и более функциональных групп одна выбирается как главная, название остальных групп указывается пос- ле основного названия. Например, соединение Cl – C 6 H 4 – COOH назы- вается бензойная кислота, хлоро-. Следует отметить, что конвертирова- 547 ние названий используется в основном в предметном указателе. В тексте рефератов это соединение будет называться хлорбензойной кислотой. 3. Если для данного соединения возможны несколько способов нумера- ции углеродной цепи, то выбирается тот, при котором атом углерода с главной функциональной группой получает наименьший номер. Далее по старшинству следуют: двойная связь, тройная связь, точка соедине- ния (в бициклических соединениях), остальные заместители. Предметным указателем удобно пользоваться при подборе литерату- ры по общим вопросам. При поиске конкретного органического соедине- ния целесообразно использовать формульный указатель. Формульный указатель. Формулы составляются и располагаются по системе Хилла. Указатель включает органические и неорганические веще- ства, их соли. Неорганические соли органических кислот, а также продук- ты присоединения неорганических соединений к органическим приво- дятся при соединениях, производными которых они являются. Исключе- ние — соли муравьиной, уксусной и щавелевой кислот, которые приводятся самостоятельно. Указатель номеров патентов. Номера патентов систематизированы по странам. Приводится номер патента и ссылка на страницу С. А., где нахо- дится реферат патента. Более подробную информацию о журнале Сhemical Аbstracts можно получить на веб-странице Американского химического общества (http:// info.cas.org). Реферативный журнал «Химия» (РЖХим). Журнал выходит на русском языке с 1953 года. Помимо рефератов периодической литературы он со- держит и краткие рефераты новых книг, монографий, брошюр и других непериодических изданий. Имеются полные авторские, предметные и фор- мульные указатели, которые составлены подобно описанным выше указа- телям С. А. Рефераты в каждом выпуске РЖХим распределяются по девяти основным разделам, каждый из которых имеет свои подразделы. Далее следуют раздел, посвященный новым книгам, авторский указатель и ука- затель патентов. Рефераты располагаются в систематическом порядке, однако не все разделы обязательно представлены в каждом выпуске. Внутри каждого из разделов рефераты размещены в следующем порядке: журнальные ста- тьи, книги, рецензии, диссертации и патенты. Теоретическая часть рабо- ты реферируется сжато, экспериментальные данные приводятся подроб- но, указываются константы химических соединений. Структурные фор- мулы и литературные сноски, имеющиеся в статье, в реферате приводятся выборочно. Каждый реферат имеет номер, который содержит следующие данные: номер журнала, буквенный индекс основного раздела, номер реферата. На- пример, номер 5Ж252 означает, что реферат находится в 5-м номере журна- ла, в разделе Ж (органическая химия), порядковый номер 252. ХИМИЧЕСКИЕ ЖУРНАЛЫ После поиска ссылок, проведенного по реферативной литературе и электронным базам данных, необходимо подробно изучить методики синтеза и физико-химические свойства изучаемых соединений по ориги- нальным статьям, указанным в этих ссылках. 548 Ниже приведены наиболее известные журналы, посвященные раз- личным аспектам органической химии: «Журнал органической химии» (ЖОрХ); “Химия гетероциклических соединений» (ХГС); “Journal of Heterocyclic Chemistry” (J. Heterocycl. Chem.); “Journal of Chemical Society, Perkin Transaction, Part I, II” (J. Chem. Soc., Perkin Trans. I, II); “Journal of Organic Chemistry” (J. Org. Chem.); “Journal f ь r praktische Chemie” (J. Prakt. Chem.); “Heterocycles”; “Organic Magnetic Resonance” (Org. Magn. Res.); “Organic Mass Spectrometry” (Org. Mass Spectr.); “Organic Preparation and Procedures” (Org. Prep. Proc.); “Synthesis”; “Tetrahedron”; “Tetrahedron Letters” (Tetrahedron Lett.); “Synthetic Communications” (Synth. Commun.). Методики синтеза, физические константы и спектральные данные органических соединений публикуются также в общехимических и неко- торых других журналах (например, посвященных проблемам медицин- ской, биоорганической и фармацевтической химии): «Вісник фармації»; «Журнал общей химии» (ЖОХ); «Український хімічний журнал» (Укр. хім. журн.); «Фармацевтичний журнал» (Фармац. журн.); «Фізіологічно активні речовини»; «Химико-фармацевтический журнал» (Хим.-фарм. журн.); “Archiv der Pharmazie” (Arch. Pharm.); “Bulletin of the Chemical Society of Japan” (Bull. Chem. Soc. Jap.); “Bioorganic and Medicinal Chemistry” (Bioorg. Med. Chem.); “Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters” (Bioorg. Med. Chem. Lett.); “Chemical Letters” (Chem. Lett.); “Chemical and Pharmaceutical Bulletin” (Chem. Pharm. Bull.); “European Journal of Medicinal Chemistry” (Eur. J. Med. Chem.); “Journal of the American Chemical Society” (J. Am. Chem. Soc.); “Journal of Medicinal Chemistry” (J. Med. Chem.). К наиболее известным журналам, которые публикуют обзоры по орга- нической химии, относятся: «Успехи химии» (Усп. хим.); “Chemical Reviews” (Chem. Rev.); “Chemical Society Reviews” (Chem. Soc. Rev.). Необходимо отметить, что в настоящее время все ведущие химичес- кие журналы представлены в Internet. Некоторые из них размещают на своих сайтах содержание выходящих номеров (ХГС), а многие — полные версии публикуемых статей в pdf-формате (J. Org. Chem., Tetrahedron, J. Prakt. Chem. и др.). ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА Поиск патентов проводят по реферативным журналам (С. А. и РЖХим), а также по специальным изданиям: «Изобретения стран мира»; 549 «Изобретения»; «Промислова власність». Кроме того, удобно проводить поиск патентов, используя патент- ную базу американского сервера Delphion Intellectual Property Network (http://www.delphion.com). Поиск возможен по ключевым словам, фамили- ям авторов и номерам патентов. База содержит информацию о патентах США, Японии, европейских и мировых патентах. Кроме того, доступны полные тексты патентов за последние 20 лет. Также можно использовать ресурсы серверов Европейского патентно- го бюро [European Patent Office] (http://www.epo.co.at) и Всемирной орга- низации интеллектуальной собственности [World Intellectual Property Organization] (http://www.uncaps.unsystem.org). Тексты остальных патентов необходимо заказывать через научные библиотеки и патентные бюро. CПРАВОЧНАЯ ЛИТЕРАТУРА Вацуро К. В., Мищенко Г. Л. Именные реакции в органической химии. — М.: Химия, 1976. Гетероциклические соединения: В 8 т.— М.: Мир, 1948—1969. Ионин Б. М., Ершов Б. А., Кольцов А. И. ЯМР-спектроскопия в органи- ческой химии.— М.: Химия, 1983. Иоффе Б. В., Костиков Р. Р., Разин В. В. Физические методы опреде- ления строения органических соединений.— М.: Высш. шк., 1984. Кан Р., Дермер О. Введение в химическую номенклатуру: Пер. с англ. / Под ред. В.М. Потапова и Р.А. Лидина.— М.: Химия, 1983. Мищенко Г. Л., Вацуро К. В. Синтетические методы в органической химии.— М.: Химия, 1982. Номенклатурные правила ИЮПАК по химии: В 4 т.: Пер. с англ. / Под ред. Л. А. Яновской.— М.: ВИНИТИ, 1979—1985. Органические реакции: [Cб. 1—18].— М.: Иностр. л-ра, 1948—1970. Полякова А. А., Хмельницкий Р. А. Масс-спектрометрия в органичес- кой химии.— Л.: Химия, 1972. Свойства органических соединений / Под ред. А. А.Потехина.— Л.: Химия, 1984. Титце Л., Айхер Т. Препаративная органическая химия: Реакции и синтезы в практикуме органической химии и научно-исследовательской лаборатории: Пер. с нем.— М.: Мир, 1999. Физер Л., Физер М. Реагенты для органического синтеза: В 7 т.: Пер. с англ.— М.: Мир, 1970—1978. Химическая энциклопедия: В 5 т. / Редкол.: Н. С. Зефиров и др. — М.: Большая российская энцикл., 1988—1998. Штерн Э., Тиммонс К. Электронная адсорбционная спектроскопия в органической химии.— М.: Мир, 1974. ЛИТЕРАТУРА ПО ОБЩИМ ВОПРОСАМ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ Беккер Г. Введение в электронную теорию органических реакций.— М.: Мир, 1977. Гауптман З., Грефе Ю., Ремане X. Органическая химия: Пер. с нем. / Под ред. В. М. Потапова.— М.: Химия, 1979. 550 Ингольд К. Теоретические основы органической химии: Пер. с англ. / Под ред. И. П. Белецкой.— М.: Мир, 1973. Кери Ф., Сандберг Р. Углубленный курс органической химии: В 2 кн.: Пер. с англ. / Под ред. В. М. Потапова.— М.: Химия, 1981. Марч Дж. Органическая химия. Реакции, механизмы и структура: Уг- лубленный курс для ун-тов и хим. вузов: В 4 т. — М.: Мир, 1987—1988. Матье Ж.. Панико Р. Курс теоретических основ органической химии: Пер. с франц. / Под ред. Л. А. Яновской.— М.: Мир, 1975. Механизмы реакций в органической химии / П. Сайкс: Пер. с англ. / Под ред. В.Ф. Травеня.— 4-е изд.— М.: Химия, 1991. Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия: Пер. с англ. / Под ред. И.К. Коробицыной.— М.: Мир, 1974. Нейланд О. Я. Органическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов.— М.: Высш. шк., 1990. Несмеянов А. Н., Несмеянов Н. А. Начала органической химии: В 2 кн.— 2-е изд., перераб. — М.: Химия, 1974. Общая органическая химия: В 12 т.: Пер. с англ. / Под общей ред. Д. Бартона, У. Д. Оллиса.— М.: Химия, 1981—1988. Робертс Дж., Касерио М. Основы органической химии: В 2 кн.: Пер. с англ. / Под ред. А. Н. Несмеянова.— М.: Мир, 1968. Теоретические основы органической химии / А. С. Днепровский, Т. И. Темникова: Учеб. для студ. хим. спец. вузов.— 2-е изд., перераб.— Л.: Химия, 1991. Терней А. Современная органическая химия: В 2 т.: Пер. с англ./ Под ред. Н.Н. Суворова.— М.: Мир, 1981. Приложение 3 РЕАКТИВЫ И КРАТКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЮ Алюминия оксид (Al 2 O 3, М. м. = 101,96). Белый кристаллический поро- шок, поглощающий воду, но практически нерастворимый в ней. Аммиак (NH 4 OH, М. м. = 35,05), концентрированный раствор. Прозрач- ная бесцветная жидкость с характерным острым запахом. Аммиак, 10 %-ный водный раствор. 425 мл 25 %-ного раствора аммиака (d 4 20 = 0,91) помещают в мерную колбу емкостью 1 л и разбавляют водой до метки. Аммония нитрат (NH 4 NO 3 , М. м. = 80,04). Белый кристаллический по- рошок, растворим в воде. Аммония роданид (NH 4 SCN, М. м. = 76,12), 5 %-ный водный раствор. 50 г аммония роданида растворяют в мерной колбе емкостью 1 л в не- большом количестве воды и доводят объем раствора водой до метки. Аммония роданид, 20 %-ный водный раствор. 20 г аммония роданида растворяют в мерной колбе емкостью 1 л в небольшом количестве воды и доводят объем раствора водой до метки. Аммония хлорид (NH |