Углубленный курс органической химии

1. «О сколько нам открытий чудныхГотовят просвещенья духИ опыт, сын ошибок трудных,И гений, парадоксов друг,И случай, бог изобретатель...» А.С. Пушкин Углубленный курс органической химии

2. Цель курса: • Ц. 1 Формирование знаний в области использования современных методов и реагентов для синтеза высоко функционализированных органических молекул, основных закономерностях протекания этих реакций. • Ц.2 Формирование навыков поиска научной информации в области органической химии и органического синтеза, работы с профессиональной литературой. • Ц. 3 Формирование навыков, необходимых для осуществления синтеза органического вещества заданной структуры, его выделения, очистки и идентификации экспресс-методами. • Ц. 4 Формирование навыков обработки экспериментальных данных и представления результатов в форме, адекватной задаче. • Ц. 5 Формирование знаний о роли химии в развитии современной цивилизации, о существующих негативных последствиях научно-технического прогресса, о вкладе органической химии в решении проблем устойчивого развития

3. Структура курса • Лекции 32 ч. • Практические занятия 16 ч. • Лабораторные занятия 32 ч. • Самостоятельная работа 16 ч. • Зачет • Экзамен

4. Информационные источники: • Органическая химия (электронный учебник): http://mdl.lcg.tpu.ru • Сайт электронных учебников:http://www.rushim.ru/books/books.htm • Моррисон Р., Бойд М. Органическая химия. – М.: Мир, 1974. – 1132 с. • Терней А. Современная органическая Химия. – М.: Мир, 1974. – Т. 1-2. • Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. – М. Химия, 1973. – 319 с. • Ким А.М. Органическая химия. Новосибирск: Сиб. унив. Изд-во, 2004 – 914 с. • Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. М.: Высшая школа, 2002. – 591 с. • Нейланд О.Я. Органическая Химия. М.: Высшая школа, 1989. – 750 с. • Поисковые базы данных издательства Эльзевир: http://elsevierscience.ru/ • Образовательный портал: //www.organic-chemistry.org

5. Металлорганические соединения

6. Лекция № 1 • Номенклатура металлорганических соединений. • Методы получения металлорганических. соединений. • Синтезы с использованием металлорганических соединений. Литература: • Хельвинкель Д. Систематическая номенклатура органических соединений. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012, 232с. • Смит В.А., Дильман А.Д. Основы современного органического синтеза. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009, с. 49. • Сайт компании Аldrich - Sigma //www.sigmaaldrich.com

7. Металлорганическиe соединения - производные углеводородов, в которых один из атомов водорода замещенметаллом М = Na, Li, Ca, Cd, Hg, Mg, Al Из истории открытия 1849 г., Эдвард Франкланд 1855 г., Адольф Вюрц 1900 г., Виктор Гриньяр

8. Металлорганические соединения - «источники» карбоанионов, т.е. они являются основаниями (нуклеофилами) Связь в металлорганических соединениях может изменяться от практически ионной до практически ковалентной в зависимости от природы металла и органической составляющей Номенклатура (соли металла с органическими анионами) C4H9Li – бутиллитий (лития бутанид) CH3MgI – метилмагний иодид (С2H5)2Hg –диэтилртуть (C2H5)2AlH– диэтилалюминий гидрид (C2H5)3Al – триэтилалюминий Li+[Cu-(CH3)2] – лития диметилкупрат

9. n-BuLi, s-BuLi, t-BuLi,некоторые реагенты Гриньяра – коммерческие продукты (см. каталог компаний Aldrich - Sigma) Методы синтеза металлорганических соединений Метод А Восстановление Метод В Депротонирование Метод С Обмен Метод D Трансметаллирование Органические соединения лития и магния остаются ключевыми реагентами в органическом синтезе

10. Литийорганические реагенты Литийорганические соединения – взрывоопасны. Алканы - оптимальные растворители для хранения. Температуры (0С), при которых время превращения AlkLi (t ½) составляет 10 ч THF - тетрагидрофуран DME - 1,2-диметоксиэтан

11. Синтез литийорганических соединений Метод А Восстановление Классический способ получений литийорганических соединений Растворитель - алкан Механизм внедрение металла по связи углерод-галоген – процесс одноэлектронного переноса (SET)

12. Синтез литийорганических соединений Метод В Депротонирование n-BuLi > s-BuLi > t-BuLi Алкиллитиевые реагенты – сильные основания увеличение основности Комбинация n-BuLi / t-BuOK чрезвычайно основная система (может депротонировать почти любое соединение):

13. Синтез литийорганических соединений Метод С Обмен

14. Синтез литийорганических соединений Метод D Трансметаллирование Замещающий металл (Li) должен быть более электроположительным, чем заменяемый металл Метод А:

15. Реактивы Гриньяра CH3MgCl + H2O → CH4 + MgOHCl основание кислота Гриньяр Франсуа Огюст Виктор (6.V.1871–13.XII.1935) Магнийорганические соединения сравнительно устойчивы, обладают высокой реакционной способностью. Невозможно выделить устойчивый реактив Гриньяра, свободный от растворителя. Эфираты магнийорганических соединений, белые кристаллические вещества

16. Синтезы реактивов Гриньяра Метод А Восстановление Температура реакции 0 – 20 (35)0С! F < Cl < Br < J Увеличение реакционной способности галогенидов Ограничения метода В молекуле субстрата не должны присутствовать электрофильные центры (-OH, -SH, NH2, R-CO-R, -CO2H, CN, -C≡C-H и т.д.)! Установка для синтеза реактива Гриньяра

17. Синтезы реактивов Гриньяра Метод С Обмен Метод позволяет получать высоко функционализированные реактивы Гриньяра

18. Ускорение бром-магниевого обмена в присутствии LiCl Пауль Кнохель, профессор университета Людвига – Максимилиана (Мюнхен, Германия) Синтез высоко функционализированных магнийорганических реагентов путем обмена галогена на металл. Angew. Chem. 2003, 4438-4456

19. Лаборатория органического синтеза (университет Людвига Максимилиана , г. Мюнхен

20. Здание химического корпуса(университет Людвига Максимилиана , г. Мюнхен

21. Синтез реактивов Гриньяра Органический галогенид Эфир Mg