BỘ GIÁO DỤC VÀ KHOA HỌC LIÊN BANG NGA

Cơ quan giáo dục ngân sách nhà nước liên bang

giáo dục chuyên nghiệp cao hơn

“Đại học Sư phạm Bang Chuvash được đặt theo tên của I.Ya. Yakovlev"

Khoa Khoa học Giáo dục

Khoa Sinh học và Hóa học

KHÓA HỌC

theo kỷ luật

"HÓA HỌC CÁC HỢP CHẤT NGUYÊN TỐ CƠ QUAN"

Đề tài: Phản ứng của dimethylphosphite.

Hoàn thành:

sinh viên Marsova Yu.V.

Hồ sơ BiH

Người kiểm tra: giáo sư

Khoa sinh thái học

Tiến sĩ khoa học hóa học

Mitrasov Yu.N.

Cheboksary, 2015

Giới thiệu

1. Điều chế este từ axit clorua. Cacbonat và este của axit photpho

1.1 Tổng hợp clorocacbonat và cacbonat

1.2 Este của axit photpho

2. Ứng dụng. Điều kiện bảo quản và sản xuất.

3. Phương pháp sản xuất dimethylphosphite

Phần kết luận.

Tài liệu tham khảo.

Giới thiệu

Các quá trình thủy phân, hydrat hóa, khử nước, este hóa và amit hóa rất quan trọng trong ngành tổng hợp hữu cơ và hóa dầu cơ bản. Quá trình thủy phân chất béo, cellulose và carbohydrate từ lâu đã tạo ra xà phòng, glycerin, ethanol và các sản phẩm có giá trị khác. Trong lĩnh vực tổng hợp hữu cơ, các quy trình được đề cập chủ yếu được sử dụng để sản xuất rượu C 2 -C 5, phenol, ete, -oxit, nhiều hợp chất không bão hòa, axit cacboxylic và các dẫn xuất của chúng (ester, anhydrit, nitriles, amit) và các hợp chất khác.

Các chất được liệt kê có những ứng dụng rất quan trọng như là sản phẩm trung gian của quá trình tổng hợp hữu cơ (rượu, axit và các dẫn xuất của chúng, aldehyd, -oxit), monome và nguyên liệu ban đầu để tổng hợp vật liệu polyme (phenol, este của axit acrylic và axit metacrylic, melamine, chloroolefin. ), chất làm dẻo và chất bôi trơn (ester), dung môi (rượu, ete và este, chloroolefin), thuốc trừ sâu (ester của axit carbamic và thiocarbamic). Thông thường, các phản ứng đang được xem xét là bước trung gian trong quá trình tổng hợp nhiều giai đoạn của các sản phẩm mục tiêu khác.

Việc sản xuất các chất này diễn ra trên quy mô lớn. Như vậy, ở Mỹ họ tổng hợp được 500 nghìn tấn ethanol và isopropanol, 900 nghìn tấn propylene oxit, 200 nghìn tấn epichlorohydrin, hơn 4 triệu tấn este, khoảng 300 nghìn tấn isocyanate.

1. Điều chế este từ axit clorua. Cacbonat và este của axit photpho

Este của axit cacboxylic rất hiếm khi thu được từ axit clorua, vì axit này là những chất đắt tiền. Ngược lại, este của axit cacbonic (cacbonat) và este của axit photpho được tổng hợp chủ yếu từ clorua axit, vì các axit tương ứng không có khả năng este hóa.

1.1 Tổng hợp chlorocarbonate và cacbonat

Các este này thu được từ phosgene COCI 2, là một axit clorua của axit cacbonic (trong điều kiện bình thường nó là chất khí ngưng tụ thành chất lỏng ở nhiệt độ +8 0 C). Phản ứng tiến hành bằng cách thay thế các nguyên tử clo bằng nhóm aloxy khi không có chất xúc tác. Trong trường hợp này, cả hai nguyên tử clo đều có khả năng được thay thế, nhưng nguyên tử thứ nhất nhanh chóng và nguyên tử thứ hai chậm hơn nhiều. Điều này cho phép, ở nhiệt độ thấp hơn và tỷ lệ mol thuốc thử là 1: 1, thu được este năng suất cao của axit chlorocarbonic (chlorocarbonate), theo phân loại khác, còn được gọi là chloroformates, tức là este của axit formic:

COCI 2 + ROH → CICOOR + HCI

Ngoài nhiệt độ và tỷ lệ thuốc thử, hiệu suất thu được chlorocarbonate cao còn được ưu tiên theo thứ tự nạp thuốc thử: rượu phải được thêm vào lượng phosgene dư. Do đó, trong điều kiện định kỳ, quá trình tổng hợp chlorocarbonate được thực hiện bằng cách làm lạnh (đến 0 0 C) và khuấy, thêm dần lượng cồn cần thiết vào phosgene lỏng. Sản phẩm được tẩy khỏi HCI hòa tan và chưng cất, còn HCI giải phóng được tinh chế khỏi phosgene và được xử lý dưới dạng axit clohydric. Clorocarbonate có tầm quan trọng thực tế lớn trong sản xuất thuốc trừ sâu - este axit carbamic (carbamate) RNHCOOR.

Diester axit cacbonic (cacbonat) thu được từ phosgene ở 70 - 100 0 C và một lượng dư rượu nhẹ:

COCI 2 + 2ROH → CO(HOẶC) 2 + 2HCI

Phản ứng phụ là sự hình thành cloroalkane từ rượu và HCI. Nếu vai trò của nó là quan trọng thì HCI thu được có thể được liên kết với soda khô, canxi cacbonat hoặc amin bậc ba.

Khi điều chế ete phenol, ít phản ứng hơn rượu, phản ứng được thực hiện với dung dịch phenolat:

COCI 2 + 2ArONa → CO(OAr) 2 + 2NaCI

Trong trường hợp này, để tránh sự thủy phân phosgene một chiều, quá trình này được thực hiện với dung dịch phenolate đậm đặc đủ và với sự có mặt của phenol tự do (để giảm nồng độ của các ion hydroxyl).

Trong số các diester của axit cacbonic, mối quan tâm chính là cacbonat tuần hoàn của glycol

Chúng là những dung môi và polycarbonat có giá trị thu được từ phosgene và dung dịch kiềm của một số bisphenol, đặc biệt là diphenylolpropane:

Este của axit dithiocarbonic (xathogenates) đáng được quan tâm. Muối của alkyl xanthogenat thu được từ kiềm cồn và carbon disulfide (dithiocarbonic anhydrit). Natri isopropyl xanthate được sử dụng làm thuốc diệt cỏ hiệu quả; đây cũng là một số xanthate disulfua thu được từ quá trình oxy hóa alkyl anthogenat:

1.2 Este của axit photpho

Este axit photpho thu được từ photpho triclorua PCI 3, photpho clorit POCI 3 và photpho thiotriclorua PSCI 3. Khả năng phản ứng của các clorua axit này đối với rượu và phenol thay đổi theo dãy: PCI 3 > POCI 3 > PSCI 3, và, như trong trường hợp phosgene, quá trình thay thế từng nguyên tử clo tiếp theo ngày càng chậm lại. Điều này giúp có thể tổng hợp các este một phần, hoàn chỉnh và hỗn hợp (với các rượu khác nhau).

Phản ứng của PCI 3 với rượu xảy ra rất mạnh ngay cả ở nhiệt độ thấp với lượng nhiệt tỏa ra lớn. Sự thay thế đi kèm với sự sắp xếp lại Arbuzov, và dialkyl photphit và alkyl clorua được hình thành:

PCI 3 + 3ROH → (RO) 2 HP=O + RCI + 2HCI

Thông thường, dimethyl phosphite HPO(OCH 3) 2 thu được theo cách này. Quá trình tổng hợp của nó được thực hiện (định kỳ hoặc liên tục) trong dung dịch clorometan lỏng ở -24 0 C. Nhiệt của phản ứng được loại bỏ bằng cách làm bay hơi dung môi, một phần trong đó được lấy đi để tinh chế và sản phẩm thương mại được giải phóng. Hydro clorua thu được được thu giữ ở dạng axit clohydric 20-30%. Dimethyl phosphite được tinh chế trong thiết bị bay hơi màng bằng cách chưng cất chân không.

Dimethylphosphite là sản phẩm trung gian trong quá trình tổng hợp các chất có chứa phốt pho khác. Do đó, thuốc trừ sâu chlorophos nổi tiếng, một dẫn xuất của axit alkylphosphonic, được lấy từ nó. Để làm điều này, dimethylphosphite được ngưng tụ bằng cloral trong khi làm mát:

Ngoài ra còn có quy trình một giai đoạn kết hợp tổng hợp dimethyl phosphite từ CH 3 OH và PCI 3 và tổng hợp chlorophos từ dimethyl phosphite và chloral.

Phản ứng của POCI 3 với rượu và phenol chủ yếu quan trọng để tổng hợp chất chiết (tributyl photphat), chất hóa dẻo (tricresyl photphat, v.v.) và chất chống cháy.

Sự tương tác của phốt pho clorua với rượu xảy ra mà không có chất xúc tác và chất kiềm khi làm mát và chỉ cần đun nóng để thay thế nguyên tử clo cuối cùng:

POCI 3 + 3 ROH → PO(OR) 3 + 3HCI

Để tránh sự hình thành sản phẩm phụ của alkyl clorua

Cần phải thổi bay HCI thu được trong dòng khí trơ.

Các phenol ít phản ứng hơn phản ứng với photpho clorua khi đun nóng và có mặt chất xúc tác - ZnCI 2 khan hoặc CaCI 2:

POCI 3 + 3ArOH → PO(OAr) 3 + 3HCI

Hydro clorua được phép bay hơi khỏi hỗn hợp phản ứng và thu giữ dưới dạng axit clohydric đậm đặc. Bằng cách này, tricresyl phosphate, chất làm dẻo cho vật liệu polymer, được sản xuất trên quy mô lớn (định kỳ hoặc liên tục).

Phản ứng của PSCI 3 với rượu và phenol được sử dụng riêng để tổng hợp thuốc trừ sâu. Nguyên tử clo đầu tiên được thay thế bằng tác dụng của rượu ở 20-30 0 C; để thay thế nguyên tử thứ hai, cần có dung dịch kiềm của rượu; đối với nguyên tử thứ ba, cần phải tương tác với rượu hoặc phenolat. Trong quá trình tổng hợp hầu hết các loại thuốc trừ sâu thuộc loạt bài này, bước đầu tiên là điều chế dialkyl chlorothiophosphate với các nhóm alkyl giống nhau hoặc khác nhau (thường là metyl và etyl):

Sau đó, metaphos và thiophos thuốc trừ sâu thu được tương ứng từ dimethyl và diethyl chlorothiophosphates và natri p-nitrophenolate:

(RO) 2 PSCI + NaOC 6 H 4 NO 2 + NaCl

Kết quả tốt nhất thu được khi phản ứng được thực hiện trong axeton hoặc metyl etyl xeton, khi cả hai thuốc thử đều được đồng nhất hóa tốt. Tuy nhiên, quá trình này cũng có thể được thực hiện với dung dịch nước nitrophenolate bằng cách thêm dialkyl chlorothiophosphate vào dung dịch này ở nhiệt độ 50 - 100 0 C. Để tránh phản ứng thủy phân phụ, cần điều chỉnh độ pH của môi trường sao cho có dư phenol tự do.

Theo cách tương tự, thuốc trừ sâu methyl mercaptoforce thu được từ dimethyl chlorothiophosphate và -oxydiethyl sulfide, được đồng phân hóa một phần thành dẫn xuất thiol và là hỗn hợp của hai chất:

Có nhiều loại thuốc trừ sâu khác thuộc nhóm này được sử dụng trong nền kinh tế quốc gia.

2. Ứng dụng, điều kiện bảo quản và sản xuất.

Dimethylphosphite được sử dụng để sản xuất chất chống cháy, chlorophos, dichlorvos, nitorphos, trong sản xuất thuốc trừ sâu, trong công nghiệp dược phẩm, trong sản xuất các chế phẩm organophosphorus, bao gồm pyrovotex và thuốc trừ sâu.

Chlorophos hay còn gọi là dilox, tkuvon, ricifon, là một loại thuốc trừ sâu. Nó được sử dụng để điều trị gia súc bị ảnh hưởng bởi ruồi trâu ở da; nó cũng được sử dụng rộng rãi trong cuộc chiến chống rệp, ve, bọ trĩ và sâu bệnh trong ngành trồng trọt; nó dễ hòa tan trong nước và thực tế an toàn cho các sinh vật máu nóng.

Điều kiện bảo quản.

Dimethylphosphite được bảo quản trong các thùng chứa có nắp đậy làm bằng thép chống ăn mòn, hợp kim nhôm hoặc thùng nhựa. Vị trí bảo quản phải được bảo vệ tránh ánh nắng mặt trời ở nhiệt độ không quá 21C sử dụng khí trơ làm giảm khả năng phản ứng

Thời hạn sử dụng được đảm bảo là sáu tháng ở nhiệt độ 5 C và ba tháng ở nhiệt độ 20 C.

Sản xuất dimethylphosphite.

Dimethyl phosphite được tổng hợp bằng cách ngưng tụ cloran và dimethyl phosphate.

Thông tin chứng nhận.

Dimethyl phosphite đã nhận được giấy chứng nhận đăng ký nhà nước tại RPOHVB.

Bưu kiện.

Dimethylphosphite được đổ vào các thùng chứa (bồn đường sắt, thùng thép không gỉ, thùng thép không gỉ hai trăm lít, thùng nhựa, khối nhựa, thùng nhựa) hoặc vào thùng chứa do người tiêu dùng cung cấp.

Vận tải.

Việc vận chuyển được thực hiện bằng tất cả các loại hình vận tải ngoại trừ đường thủy và đường hàng không. Đối với vận tải đường sắt, thùng thép không gỉ được sử dụng. Đối với vận tải đường bộ, container được sử dụng có trọng tải nhỏ hơn (hình khối, container, thùng).

LIÊN ĐOÀN NGA DỊCH VỤ LIÊN BANG VỀ SỞ HỮU TRÍ TUỆ, SÁNG CHẾ VÀ THƯƠNG HIỆU (51) IPC 7 C07F9/142 (12) MÔ TẢ SÁNG CHẾ SÁNG CHẾ Tình trạng: kể từ ngày 18 tháng 1 năm 2011 – có thể hết hiệu lực

3. Phương pháp sản xuất dimethyl photphit.

Sáng chế liên quan đến lĩnh vực công nghệ các hợp chất hữu cơ, cụ thể là phương pháp cải tiến để sản xuất dimethyl photphit. Phương pháp sản xuất dimethyl photphit được mô tả, bao gồm sự tương tác của photpho triclorua với metanol trong môi trường làm bay hơi metyl clorua, dưới áp suất giảm, loại bỏ các thành phần dễ bay hơi và sau đó tinh chế sản phẩm thu được bằng cách chưng cất chân không, trong khi quá trình này được thực hiện. ở tỷ lệ mol metanol và photpho triclorua là 3,02-3,3:1, với tỷ lệ thể tích của chúng tương ứng là 1,43-1,53:1 và áp suất dư là 0,02-0,04 MPa. Kết quả kỹ thuật là sự gia tăng khả năng sản xuất và an toàn của quy trình. 1 mức lương tập tin, 1 bảng.

Sáng chế đề cập đến quá trình hóa học của các hợp chất photpho hữu cơ, cụ thể là sản xuất dimethyl photphit, được sử dụng làm sản phẩm trung gian trong hóa hữu cơ trong sản xuất thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, chất chống cháy, v.v..

Phương pháp cổ điển để thu được photphat dialkyl thấp hơn bằng sự tương tác giữa phốt pho triclorua và rượu với tỷ lệ mol thuốc thử là 1:3, quá trình này được thực hiện bằng cách thêm dần phốt pho triclorua vào rượu, trong môi trường dung môi và trong khi làm nguội phản ứng. hỗn hợp. Việc làm mát được thực hiện bằng cách sử dụng dung môi có nhiệt độ sôi thấp, dung môi này bay hơi trong quá trình phản ứng sẽ loại bỏ nhiệt sinh ra. Hydro clorua và alkyl halogenua còn lại trong hỗn hợp được loại bỏ bằng cách cho dòng khí khô đi qua, vết hydro clorua được trung hòa bằng amoniac và sản phẩm mục tiêu được tinh chế bằng cách chưng cất dưới áp suất giảm (D. Purdela, R. Valceanu. Hóa học của hợp chất photpho hữu cơ, M.: Khimiya, 1972 , tr.183).

Trong phản ứng của photpho triclorua với metanol, tốc độ và nhiệt phản ứng tương đối cao, xuất hiện pha thứ hai và xuất hiện hệ khí-lỏng. Khi tiếp xúc với hydro clorua trong điều kiện nhiệt độ thấp, dimethyl phosphite bị phân hủy tạo thành monomethyl phosphite và sau đó là axit photphorous (với hàm lượng hydro clorua tăng lên trong khối phản ứng). Khi thiếu metanol, các hợp chất bán photphonium chứa clo không ổn định được hình thành, dễ bị phân hủy và giải phóng một lượng lớn năng lượng (nổ). Sự hiện diện của các tạp chất này cả trong quá trình tổng hợp và trong dimethylphosphite thô được phân lập làm giảm sự an toàn của quy trình công nghệ và làm phức tạp thêm quá trình tinh chế sản phẩm bằng cách chưng cất. Để có một quy trình an toàn, đồng thời có công nghệ tiên tiến phải đáp ứng nhiều điều kiện.

Có một phương pháp đã biết để sản xuất dialkyl photphit bằng cách cho photpho triclorua phản ứng với rượu béo thấp hơn trong dung môi hữu cơ và loại bỏ hydro clorua thu được, trong đó, để đơn giản hóa công nghệ, quá trình thu được dimethyl photphit được thực hiện trong cột được làm nóng trước ở nhiệt độ trong vùng phản ứng 45-110 ° C (Bằng sáng chế SU số 910123, loại C 07 F 9/142, công bố 02.28.82). Phương pháp này sử dụng gradient điểm sôi thu được trong một loạt thuốc thử: rượu, photpho triclorua, dung môi, sản phẩm thu được và sản phẩm phụ của phản ứng (alkyl clorua và hydro clorua). Sử dụng phương pháp này, thu được sản phẩm chứa 96% trọng lượng dimethylphosphite và lên tới 0,6% trọng lượng monomethylphosphite.

Gần nhất về bản chất kỹ thuật và kết quả đạt được là phương pháp sản xuất photphit dialkyl thấp hơn, bao gồm hỗn hợp phốt pho triclorua và metanol và dung môi sôi thấp, ví dụ metyl clorua, ở nhiệt độ từ âm 30°C. đến cộng 10°C dưới áp suất được đưa vào cột phản ứng, tại đó dung môi bay hơi, cuốn theo hydro clorua thu được. Dimethyl phosphite, được thu thập ở đáy cột, được đưa đến cột thứ hai với áp suất giảm để loại bỏ hydro clorua còn lại và dung môi hòa tan trong đó (tước bỏ), sau đó dimethyl phosphite được tinh chế bằng cách chưng cất trong chân không (US No. 2631161, lớp 260-461, 1953) .

Sáng chế giải quyết vấn đề tăng khả năng sản xuất và độ an toàn của quy trình bằng cách tối ưu hóa thành phần của khối phản ứng và dimethylphosphite thô thu được để tinh chế thêm bằng cách chưng cất chân không, đặc biệt là giảm lượng tạp chất trong khối phản ứng và dimethylphosphite thô: monomethylphosphite , axit photpho, cũng như các tạp chất không xác định được.

Vấn đề này được giải quyết bằng thực tế là trong phương pháp đã biết để sản xuất dimethyl photphit bằng cách cho photpho triclorua phản ứng với metanol trong môi trường làm bay hơi metyl clorua dưới áp suất giảm, loại bỏ các thành phần dễ bay hơi và sau đó tinh chế sản phẩm thu được bằng cách chưng cất chân không, theo Theo sáng chế, sự tương tác được thực hiện ở tỷ lệ mol của metanol và photpho triclorua là 3,02 -3,3:1, với tỷ lệ thể tích của chúng lần lượt là 1,43-1,53:1 và áp suất dư là 0,02-0,04 mPa. Ngoài ra, sự tương tác được thực hiện tốt nhất ở nhiệt độ 0-30°C.

Quá trình tổng hợp dimethyl photphit theo phương pháp đề xuất được thực hiện trong lò phản ứng, là một thiết bị rỗng hình trụ thẳng đứng có đáy hình nón, được làm bằng thép chống ăn mòn, được trang bị bộ phân phối cung cấp metyl clorua, được lắp vào đáy của lò phản ứng và hai ống siphon để cung cấp phốt pho triclorua và metanol, được gắn theo đường kính vào phần hình nón của lò phản ứng. Hàm lượng metyl clorua trong khối phản ứng không đổi và được duy trì ở mức 4,8-5,2% khối lượng.

Nhiệt độ tổng hợp 0-30°C trong lò phản ứng được duy trì tự động do sự bay hơi của metyl clorua lỏng cung cấp cho vùng phản ứng và độ chân không cần thiết trong lò phản ứng được duy trì bằng bơm chân không để loại bỏ các chất dễ bay hơi khỏi phản ứng. vùng - hydro clorua, metyl clorua và metanol dư. Dimethyl phosphite thô, không được giải phóng hoàn toàn khỏi các sản phẩm dễ bay hơi, từ lò phản ứng đi vào cột tách qua lớp đệm nước để loại bỏ hoàn toàn các sản phẩm dễ bay hơi còn sót lại, sau đó dimethyl phosphite được tinh chế bằng cách chưng cất trong chân không.

Việc sử dụng phương pháp được đề xuất giúp có thể thu được dimethyl phosphite thô có thành phần không đổi ổn định với hàm lượng tạp chất không mong muốn giảm, từ đó có thể cô lập sản phẩm mục tiêu có chất lượng cao hơn và tăng tính an toàn của quy trình .

Giảm tỷ lệ mol metanol so với photpho triclorua xuống dưới 3,02, tỷ lệ thể tích của metanol so với photpho triclorua xuống dưới 1,43 và áp suất dư dưới 0,02 MPa, ngoài ra còn làm tăng hàm lượng khối lượng phản ứng và monomethylphosphite thô dimethylphosphite và axit photpho, chì sản xuất các sản phẩm trung gian metyl dichlorophosphite và dimethyl chlorophosphite là những hợp chất rất dễ phản ứng, có khả năng gây nổ, làm tăng tỷ lệ mol metanol và photpho triclorua lên trên 3,3:1, tỷ lệ thể tích của metanol và phốt pho triclorua trên 1,53 và áp suất dư trên 0,04 mPa dẫn đến tăng hàm lượng tạp chất không xác định được trong sản phẩm mục tiêu và giảm hiệu suất.

Quá trình này được thực hiện ở tỷ lệ mol của các thành phần metanol và photpho triclorua là 3,24:1 và ở tỷ lệ thể tích của các thành phần là 1,50:1.

Tốc độ dòng thể tích liên tục của thuốc thử và metyl clorua (chất làm mát) là:

Phốt pho trichlorua – 0,3-0,8 m 3 /h;

Metanol - 0,4-1,2 m 3 / giờ;

Metyl clorua – 0,5-2,5 m 3 /h.

Dimethyl phosphite - nguyên liệu thô từ lò phản ứng tổng hợp qua màng nước liên tục đi vào cột tước để tách hoàn toàn các sản phẩm dễ bay hơi còn lại. Cột tước bao gồm một phần hình trụ, được đóng gói chứa đầy các vòng Raschig và một phần hình khối rỗng, được chế tạo theo hình nón và được trang bị vỏ để gia nhiệt bằng hơi nước. Việc tách các sản phẩm có độ bay hơi cao được thực hiện ở chế độ màng liên tục ở nhiệt độ đáy cột là 70-90°C và áp suất dư là 0,093 mPa.

Các thành phần dễ bay hơi (metyl clorua, hydro clorua, metanol) được ngưng tụ trong bộ trao đổi nhiệt và quay trở lại lò phản ứng, và dimethyl phosphite thô, được giải phóng khỏi các thành phần dễ bay hơi, được cấp liên tục để chưng cất vào hai thiết bị bay hơi màng quay đặt liên tiếp (RFI).

Quá trình này được thực hiện ở chế độ sau:

Lượng tiêu thụ thể tích dimethyl phosphite thô để cung cấp RPI không quá 0,6 m 3 ;

Nhiệt độ ở pha hơi không quá 90°C;

Áp suất dư không nhỏ hơn 0,093 MPa.

Do đó, sản phẩm mục tiêu thu được chứa 99,35% dimethylphosphite.

Ví dụ 2-10. Quá trình này được thực hiện tương tự như ví dụ 1, thay đổi tỷ lệ mol và thể tích của thuốc thử, nhiệt độ và áp suất.

Các kết quả được trình bày trong bảng.

	Tỷ lệ mol M:TP	Tỷ lệ âm lượng M:TP	Nhiệt độ phản ứng khối	Áp suất dư, mPa			Hiệu suất tổng hợp tính theo TF
Ghi chú: M – metanol; TP – photpho triclorua; DMF – dimetyl photphit; MMF – monometylphotphit; FA – axit photpho.

Phần kết luận:

Được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và trong đời sống phốt pho hữu cơ

các hợp chất (chlorophos, thiophos, karbofos, v.v.) gây ra sự gia tăng

tần suất bị ngộ độc bởi chúng.

Quan điểm hiện đại về nguyên tắc điều trị ngộ độc FOS

dựa trên y học dựa trên bằng chứng (EBM). Lựa chọn quỹ

việc giảm các hội chứng chính theo quan điểm của EBM nên dựa trên

ý tưởng về cơ chế và sinh bệnh học của nhiễm độc (nguyên tắc

giá trị) và thông tin hiện đại từ dược điển (nguyên tắc hiệu quả). Tầm quan trọng cơ bản cần được trao cho thuốc giải độc

liệu pháp. Vì các quá trình bệnh lý hàng đầu xảy ra ở

khớp thần kinh, thì liệu pháp giải độc nhằm mục đích bình thường hóa sự dẫn truyền

xung thần kinh trong đó.

Các biện pháp phòng ngừa ngộ độc đóng vai trò quan trọng

hợp chất hữu cơ photpho.

Tài liệu tham khảo:

1. Gabrielyan O. S., Ostroumov I. G. Hóa học. M., Bustard, 2008;

2. Chichibabin A.E. Nguyên tắc cơ bản của hóa học hữu cơ. M., Goskhimizdat, 1963. – 922 tr.;

3. Lebedev N. N. Hóa học và công nghệ tổng hợp hữu cơ cơ bản và hóa dầu. M., Hóa học. 1988. – 592 trang.;

4. Paushkin Ya., Adelson S. V., Vishnykova T. P. Công nghệ tổng hợp hóa dầu. M., 1973. – 448 tr.;

5. Yukelson I. I. Công nghệ tổng hợp hữu cơ cơ bản. M., "Hóa học", 1968.

Tóm tắt về chủ đề:

Hợp chất nguyên tố hữu cơ

Người hoàn thành: Sinh viên FNBMT

2 khóa học 241 nhóm

Lazavoy A.

Tính chất hóa học của các hợp chất nguyên tố hữu cơ nảy sinh và đang phát triển ở điểm nối của tổ chức. và không phải tổ chức. hóa học và kết nối hai lĩnh vực hóa học này. Các hợp chất nguyên tố hữu cơ cực kỳ hiếm trong tự nhiên; Hầu hết chúng được tổng hợp trong phòng thí nghiệm. điều kiện.

Các hợp chất nguyên tố hữu cơ chứa một liên kết hóa học nguyên tố cacbon. Các hợp chất nguyên tố hữu cơ, theo nguyên tắc, không bao gồm các hợp chất hữu cơ có liên kết đơn hoặc nhiều liên kết C--N, C-O, C-S và C-Hal. Khả năng phản ứng của các hợp chất nguyên tố hữu cơ được xác định chủ yếu bởi bản chất của liên kết nguyên tố cacbon, độ bền, độ phân cực, v.v. Các hợp chất nguyên tố hữu cơ thường được chia thành các hợp chất organoboron, organosilicon và organometallic. Nhóm chính của các hợp chất nguyên tố hữu cơ là các hợp chất hữu cơ kim loại. Một vị trí đặc biệt trong số đó bị chiếm giữ bởi các phức p của kim loại chuyển tiếp với các phối tử hữu cơ không bão hòa. Các hợp chất như vậy chứa các liên kết cộng hóa trị phối tử kim loại được định vị, sự hình thành liên kết này bao gồm các quỹ đạo d được lấp đầy hoàn toàn hoặc một phần của kim loại. Các hợp chất nguyên tố hữu cơ của các nguyên tố khác, bao gồm hầu hết các hợp chất nguyên tố hữu cơ của kim loại không chuyển tiếp cũng như một số hợp chất của kim loại chuyển tiếp, thường có liên kết s nguyên tố cacbon có độ phân cực khác nhau.

Cơm. 1 Ferrocene là một ví dụ về hợp chất nguyên tố hữu cơ.

Hợp chất hữu cơ kim loại

Các hợp chất hữu cơ kim loại chứa liên kết kim loại-cacbon (M--C) trong phân tử. Xyanua, cacbua và trong một số trường hợp cacbonyl kim loại, cũng chứa liên kết M--C, được coi là hợp chất vô cơ. Các hợp chất hữu cơ kim loại đôi khi bao gồm các hợp chất hữu cơ của B, Si, As và một số phi kim loại khác.

Hợp chất hữu cơ kim loại đầu tiên (muối Zeise K?pO) được W. Zeise thu được vào năm 1827. Sau đó, công trình của R. Bunsen, người đã phân lập được hợp chất hữu cơ As (1839), và E. Frankland, người đã thu được diethylzinc (1849) , đặt nền tảng cho hóa học của các hợp chất hữu cơ kim loại. Từ ser. thế kỷ 19 đến giữa trưa thế kỷ 20 Hóa học của các hợp chất kim loại không chuyển tiếp phát triển chủ yếu. Thành tựu chính của thời kỳ này là sự tổng hợp và sử dụng rộng rãi các hợp chất magie hữu cơ (thuốc thử Grignard). Vào những năm 50 thế kỷ 20 Có sự gia tăng mạnh về tính chất hóa học của các hợp chất hữu cơ kim loại, đặc biệt là các kim loại chuyển tiếp. Việc phát hiện và thiết lập cấu trúc của ferrocene (1951) được theo sau bởi sự tổng hợp và phân lập nhiều phức hợp hữu cơ kim loại có liên quan. Điều này được tạo điều kiện thuận lợi nhờ sự phát triển và thực hiện các phương pháp nghiên cứu vật lý, cũng như việc sử dụng thành công các hợp chất hữu cơ kim loại trong thực tế.

Dựa vào bản chất của liên kết kim loại-cacbon, các hợp chất hữu cơ kim loại được chia thành nhiều loại:

Các hợp chất có liên kết M--C s trong đó nhóm hữu cơ được liên kết với kim loại bằng liên kết cộng hóa trị hai electron, hai tâm (trong một số trường hợp có đặc tính phân cực rõ rệt). Hầu hết các kim loại không chuyển tiếp tạo thành các hợp chất như vậy. Các hợp chất kim loại chuyển tiếp loại này chỉ ổn định khi có mặt các phối tử p (CO, cyclopentadienyl, v.v.) trong phân tử.

Các hợp chất hữu cơ kim loại có liên kết ion M--C. Các hợp chất như vậy về cơ bản là muối kim loại của cacbanion. Đặc trưng của kim loại kiềm và kiềm thổ (trừ Li và Mg), ví dụ Na+(C5H5)-, K+(C-=CR), v.v. 3) Hợp chất thiếu electron có cầu nối liên kết đa trung tâm hai electron M- -C--M. Chúng bao gồm các hợp chất của Li, Mg, Be, Al.

p-Phức chất của các hợp chất kim loại chứa các phối tử hữu cơ liên kết với p (anken, alkynes, hợp chất thơm, v.v.). Các hợp chất cơ kim thuộc loại này là đặc trưng của kim loại chuyển tiếp. Chỉ có một vài ví dụ được biết đến với kim loại không chuyển tiếp.

Các hợp chất hữu cơ kim loại hoàn chỉnh đã được biết đến, trong đó nguyên tử kim loại chỉ liên kết với các nguyên tử C và các hợp chất hỗn hợp cũng chứa liên kết kim loại-dị nguyên tử.

Tên của các hợp chất hữu cơ kim loại được tạo thành từ tên của các gốc hữu cơ, kim loại và các nhóm khác gắn với kim loại, ví dụ, tetraethyl chì [Pb(C2H5)4], dibutyltin dichloride. Trong trường hợp phức p, tiền tố h được sử dụng cho các nguyên tử C liên quan đến liên kết với kim loại; Tên của các phối tử cầu nối được đặt trước bởi tiền tố m, ví dụ, tetracarbonyl (h-cyclopentadienyl) vanadi, dicarbonylmethyl (h-cyclopentadienyl) sắt.

Ứng dụng

Các hợp chất cơ kim có nhiều ứng dụng trong hóa học hữu cơ. Các hợp chất hữu cơ liti và magie hữu cơ có thể được sử dụng làm bazơ mạnh hoặc làm thuốc thử cho quá trình alkyl hóa hoặc arylation ái nhân.

Một lĩnh vực ứng dụng khác của MOS là xúc tác. Như vậy, chất xúc tác Ziegler-Natta dùng trong công nghiệp sản xuất polyetylen bao gồm MOS (C2H5)3Al.

Hợp chất organoboron

Các hợp chất organoboron chứa một nguyên tử B liên kết với dư lượng hữu cơ. Bao gồm: organoboran RnBX3-n (n = 1-3); phức trung tính RnX3-nB*L (u = 1-3); tổ chức M (n = 1-4); muối boronium Y, trong đó X-H, Hal, OH, OR", SeR", Np, NR2, NHNHR", SO4, v.v., M - cation kim loại, NH4 hoặc các loại khác, L - ete, amin, sunfua , phosphine, v.v. , Y - anion. Các hợp chất Organoboron cũng bao gồm các hợp chất chứa B trong chu trình (boracyclan), các hợp chất phức hợp và các hợp chất hữu cơ cacboran [ví dụ, R2B-BR2, R2BNHNHBR2, C6H4(BR2)2] và các hợp chất polyboran. số phối trí của boron là 3 hoặc 4. Được nghiên cứu nhiều nhất là alkyl-, cycloalkyl-, aryl-, alkenyl- và allylboranes, cũng như boracyclanes.

Về tính chất hóa học, các hợp chất organoboron khác với các hợp chất hữu cơ của Li, Mg, Al và các kim loại khác. Do đó, alkyl và arylboranes không phản ứng với CO2, halogenua hữu cơ, epoxit, dẫn xuất axit cacboxylic, v.v. Trialkylboranes, tricycloalkylboranes và aliphatic boracyclanes không bị phân hủy trong nước, rượu, amin, xeton và este, dung dịch axit vô cơ và kiềm ở nhiệt độ lên tới 100-130°C. Điều này cho phép nhiều phản ứng của hợp chất organoboron được thực hiện trong dung dịch nước và cồn. Tuy nhiên, trong các hydrua (R2BH)2 và (RBp)2, liên kết B--H dễ bị phân cắt bởi nước và rượu.

Ứng dụng

Các hợp chất organoboron cũng được sử dụng để thu được borohydrua và cacboran; làm chất phụ gia cho nhiên liệu động cơ và máy bay phản lực, dầu bôi trơn và thuốc nhuộm; làm chất xúc tác và chất đồng xúc tác cho phản ứng trùng hợp các hợp chất chưa bão hòa trong quá trình oxy hóa hydrocarbon; chất chống oxy hóa, thuốc diệt khuẩn, thuốc diệt nấm; thuốc thử trong hóa học phân tích chẳng hạn calignost NaB(C6H5)4 và cesignost Na[(C6H5)3ВСК] - để xác định và phân lập K+, Rb+, Cs+, NH4+, amin và kháng sinh; flavognost (C6H5)2BOCH2CH2NH2 - để xác định, xác định và mô tả đặc tính của flavon và phân lập kháng sinh. Một số hợp chất organoboron được sử dụng trong y học, đặc biệt là liệu pháp neutron điều trị khối u ung thư.

Hợp chất hữu cơ silic

Các hợp chất organosilicon chứa liên kết Si-C Đôi khi tất cả các chất hữu cơ có chứa Si, ví dụ như este silicon, được phân loại là hợp chất organosilicon.

Các hợp chất organosilicon được chia thành các “monome”, chứa một hoặc nhiều nguyên tử Si, được thảo luận trong bài viết này, và các polyme organosilicon. Các nhóm hợp chất silicon hữu cơ sau đây được nghiên cứu nhiều nhất: organohalipsilanes RnSiHal4-n (n=1-3) và RnSiHmHal4-n-m (n và m = 1,2; m+n=2,3); alkoxysilan và aroxysilan Si(OR)4, R"nSi(OR)4-n; organohydrosilane RnSiH4-n; organoaminosilane RnSi(NR"2)4-n; organosilanol RnSi(OH)4-nI; organoacyloxysilanes RnSi(OCOR")4-n (n=1-3); silatranes, v.v.; hợp chất với một số nguyên tử Si - organosiloxanes với liên kết Si--O--Si, organosilazanes với liên kết Si--N--Si, organosilatin (Si--S--Si), polyorganosilanes (Si--Si), v.v.

Theo danh pháp IUPAC, các hợp chất có một nguyên tử Si được coi là dẫn xuất của silane SiH4, chỉ vào chúng ta. tất cả các nhóm thế liên kết với nguyên tử Si, ngoại trừ nguyên tử H chẳng hạn. (Cp)2SillCl-dimethylchlorosilane, CF3CpCpSiCl3-3,3,3-trifluoropropyltrichlorosilane. Thường thì tên được lấy làm cơ sở. org. kết nối, thêm tên. một nhóm thế chứa silicon tương ứng, ví dụ: Cl2(Cp)SiCpSi(Cp)Cl2-bis-(metyldichlorosilyl) metan.

Ứng dụng

Ứng dụng chính của các hợp chất organosilicon đơn phân là tổng hợp các polyme organosilicon. Các hợp chất organosilicon đơn chức và đa chức năng được sử dụng trong sản xuất chất lỏng organosilicon; khác biệt - khi sản xuất cao su organosilicon; di-, tri-, tetra- và đa chức năng - trong sản xuất nhựa và vecni. Các hợp chất organosilicon cũng được sử dụng làm chất chống thấm nước, chất chống dính, chất hoàn thiện cho sợi thủy tinh, vật liệu dệt và xây dựng, chất độn nhựa, để biến đổi bề mặt của chất hấp thụ và các vật liệu khác; thu được lớp phủ cho các thiết bị vi điện tử, gốm sứ đặc biệt; làm nguyên liệu trong quá trình tổng hợp chất xúc tác để trùng hợp olefin, thuốc trừ sâu, thuốc, v.v., làm chất liên kết ngang và biến tính cho các loại polyme khác nhau, làm chất làm mát (lên đến 400 ° C); tetramethylsilane là chất tham chiếu trong quang phổ NMR. Tác dụng độc hại của các hợp chất organosilicon rất khác nhau (LD50 từ 0,1 đến 5000 mg/kg trở lên). Như vậy, nồng độ tối đa cho phép của triethoxylane là 1 mg/m3, tetraethoxysilane là 20 mg/m3 và phenyltriethoxysilane không gây ngộ độc cấp tính. Ví dụ, sự hiện diện của các nhóm amino trong các nhóm thế hữu cơ của các hợp chất organosilicon làm tăng độc tính chung và tác dụng kích thích. LD50 (chuột, đường uống) tương ứng với diethylaminomethyl- và (3-aminopropyl) triethoxysilane 7500 và 250 mg/kg. Đối với loại thứ hai, MPC là 2,5 mg/m3. 1-arylsilatranes đặc biệt độc hại (LD50 0,1-1 mg/kg). Sản lượng hợp chất organosilicon trên thế giới (không có tetraethoxysilane và ethyl silicat) năm 1983 lên tới 300 nghìn tấn và theo dự báo, đến năm 2000 sẽ vượt quá 800 nghìn tấn.

hợp chất hữu cơ silicone organoboron

Văn học sử dụng

Các phương pháp hóa học cơ quan, theo hướng chung. biên tập. A.N. Nesmeyanova và K.A. Kocheshkova, M., 1963-1978;

Cotton F., Wilkinson J., Nguyên tắc cơ bản của hóa học vô cơ, trans. từ tiếng Anh, M., 1979, tr. 550-636;

Hóa học hữu cơ tổng quát, trans. từ tiếng Anh, tập 7, M., 1984;

Hóa học cơ kim của kim loại chuyển tiếp. Nguyên tắc cơ bản và ứng dụng, trans. từ tiếng Anh, phần 1-2, M., 1989;

Hóa học hữu cơ kim loại toàn diện, ed. bởi G. Wilkinson, v. 1-9. Oxf., 1982.

Mikhailov B. M., Bubnov Yu., Hợp chất Organoboron trong tổng hợp hữu cơ, M., 1977;

Pelter A., ​​​​Smith K., trong cuốn sách: Hóa hữu cơ đại cương, trans. từ tiếng Anh, tập 6, phần 14, M., 1984, tr. 233-537;

KliegelW., Vogue in Biologic, Medizin und Pharmazic, B.-, 1980. Yu.

Tổng hợp các monome organosilicon, M., 1961;

Andrianov K. A., Phương pháp hóa học cơ quan. Kremniy, M., 1968;

Sobolevsky M.V., Muzovskaya O.A., Popeleva G.S., Tính chất và lĩnh vực ứng dụng của các sản phẩm organosilicon, M., 1975;

Voronkov M. G., Zelchan G. I., Lukevits E. Ya., Silicon và Cuộc sống, tái bản lần thứ 2, Riga, 1978; Khananashvili L. M., Andrianov K. A., Công nghệ monome và polyme nguyên tố hữu cơ, tái bản lần thứ 2, M., 1983, tr. 11-139, 376-400;

Voorhoeve R. J. H., Organohalosilanes. Tiền thân của silicon, Amst. - N. Y. - L, 1967;

Bazant V., Chvalovsky V., Rathousky J., Hợp chất Organosilicon, v. 1-10, Praha, 1965-1983;

Tài liệu tương tự

Phản ứng của liti, natri, kali với nước. Nghiên cứu tính chất vật lý và hóa học của các hợp chất oxy nhị phân. Các hợp chất quan trọng nhất của kim loại kiềm thổ. Tính oxi hóa khử của peroxit. Ứng dụng của các hợp chất hữu cơ kim loại

trình bày, được thêm vào ngày 07/08/2015


Phản ứng của isocyanate với rượu. Phát triển các phương pháp tổng hợp các hợp chất organosilicon chức năng cũng như các oligome có khả năng hòa tan phức hợp REM và tạo thành màng sol-gel trong suốt quang học được pha tạp với các phức hợp này.

bài tập khóa học, được thêm vào ngày 03/06/2012


Định nghĩa các hợp chất phức tạp và đặc điểm chung của chúng. Bản chất của liên kết hóa học trong ion phức Cấu trúc không gian và đồng phân, phân loại hợp chất. Danh pháp các phân tử phức tạp, sự phân ly trong dung dịch, phản ứng hợp chất.

tóm tắt, thêm vào ngày 12/03/2013


Sử dụng các hợp chất hữu cơ magiê và hóa học của các hợp chất nguyên tố hữu cơ. Điều chế các hợp chất thuộc nhiều loại khác nhau: rượu, aldehyd, xeton, ete. Lịch sử khám phá, cấu trúc, điều chế, phản ứng và ứng dụng của các hợp chất magiê hữu cơ.

bài tập khóa học, được thêm vào ngày 12/12/2009


Cuộc sống là một quá trình vật lý và hóa học liên tục. Đặc điểm chung của các hợp chất tự nhiên. Phân loại các hợp chất tự nhiên có trọng lượng phân tử thấp. Tiêu chí cơ bản để phân loại các hợp chất hữu cơ. Các loại và tính chất của liên kết, ảnh hưởng lẫn nhau của các nguyên tử.

trình bày, thêm vào ngày 03/02/2014


tóm tắt, được thêm vào ngày 21/02/2009


Khái niệm về các hợp chất dị vòng, bản chất và đặc điểm của chúng, tính chất hóa học cơ bản và công thức chung. Phân loại các hợp chất dị vòng, giống, tính năng đặc biệt và phương pháp điều chế. Phản ứng thế ái điện.

tóm tắt, được thêm vào ngày 21/02/2009


Đặc điểm chung của các hợp chất kim loại phức tạp. Một số loại hợp chất phức tạp Các hợp chất phức tạp trong dung dịch. Đặc điểm phản ứng của chúng Hệ thống đặc biệt để biên soạn tên hóa học của các hợp chất phức tạp.

kiểm tra, thêm vào 11/11/2009


Khái niệm và bản chất của kết nối Mô tả và đặc điểm của các hợp chất dị vòng thơm. Điều chế và hình thành các hợp chất. Phản ứng với nitơ nguyên tử, quan sát điện di và thay thế nucleic. Quá trình oxy hóa và khử. Quinolin.

bài giảng, thêm vào 02/03/2009


Carbon: vị trí trong bảng tuần hoàn, xuất hiện trong tự nhiên, carbon tự do. Nguyên tử cacbon trong than chì. Fullerene là một loại hợp chất hóa học có phân tử bao gồm carbon. Phương pháp đầu tiên sản xuất fullerene tinh thể rắn.

Các hợp chất nguyên tố hữu cơ là các chất hữu cơ có phân tử chứa liên kết hóa học nguyên tố-cacbon. Nhóm này, theo quy luật, không bao gồm các chất có chứa liên kết carbon với các nguyên tử nitơ, oxy, lưu huỳnh và halogen. Theo phân loại này, một trong những hợp chất nguyên tố hữu cơ được xem xét, ví dụ, metyl natri CH 3 Na, nhưng natri methoxide CH 3 ONa không thuộc về chúng, vì nó không có liên kết nguyên tố-cacbon.

Các hợp chất nguyên tố hữu cơ khác nhau cả về tính chất hóa học và vật lý cũng như phương pháp điều chế chúng. Một nhóm lớn được đại diện bởi các hợp chất organometallic. Chất đầu tiên trong số đó - diethylzinc (C 2 H 5) 2 Zn - được E. Frankland thu được vào năm 1849. Các hợp chất kẽm được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp bởi A. M. Butlerov và các nhà hóa học khác vào cuối thế kỷ 19. Việc phát hiện ra các chất hữu cơ magiê và thủy ngân đóng một vai trò quyết định trong sự phát triển hóa học của các hợp chất nguyên tố hữu cơ. Chúng được sử dụng trong quá trình tổng hợp nhiều nguyên tố hữu cơ và các hợp chất hữu cơ.

Các hợp chất hữu cơ magiê được phát hiện vào năm 1900 bởi nhà hóa học người Pháp F. Barbier và được đồng nghiệp của ông là V. Grignard nghiên cứu sâu sắc. Sau này đã phát triển một phương pháp tổng hợp chúng từ các hydrocacbon chứa halogen: RX + Mg → RMgX (gốc R-hydrocarbon, ví dụ CH 3, C 2 H 5, C 6 H 5, v.v. và X là nguyên tử halogen) . Trong thời hiện đại, các phản ứng tương tự như phản ứng Grignard đã trở thành phương pháp phổ biến để điều chế các hợp chất hữu cơ kim loại (Li, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al và Zn). Hơn nữa, nếu nguyên tử kim loại không hóa trị một thì nó tạo thành các hợp chất hữu cơ chứa cả gốc hữu cơ và nguyên tử halogen: CH 3 MgCl, C 6 H 5 ZnBr, (C 2 H 5) 2 AlCl.

Nghiên cứu trong lĩnh vực hợp chất thủy ngân hữu cơ, cũng như các hợp chất của chì, thiếc và các kim loại khác, được A. N. Nesmeyanov bắt đầu vào năm 1922. Các hợp chất thủy ngân hữu cơ được sử dụng để tổng hợp các chất chứa các nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn trong dãy điện áp lên tới Hg (xem Chuỗi điện áp). Đây là cách thu được các hợp chất rất hoạt động của kim loại kiềm và nhôm:

(C 2 H 5) 2 Hg + 2Na → 2C 2 H 5 Na + Hg

Nhiều dẫn xuất hydrocarbon khác nhau đã thu được bằng cách sử dụng các hợp chất hữu cơ kim loại.

Nhiều hợp chất hữu cơ kim loại phản ứng cực kỳ dễ dàng với các chất khác nhau. Do đó, metyl natri và etyl natri phát nổ khi tiếp xúc với không khí; Các hợp chất hữu cơ Be, Ca, Ba, B, Al, Ga, v.v. tự bốc cháy trong không khí. Các hợp chất Li, Mg và Be bốc cháy ngay cả trong môi trường CO 2.

Vì các hợp chất hữu cơ kim loại rất dễ bị oxy hóa nên việc xử lý chúng đòi hỏi phải có thiết bị đặc biệt. Dung dịch ether của các chất hữu cơ magiê ổn định hơn nhiều. Chúng thường được sử dụng trong thực hành trong phòng thí nghiệm.

Nguyên tố liên kết hóa học - cacbon trong các hợp chất nguyên tố hữu cơ có thể vừa phân cực (ion) vừa không phân cực. Kim loại có cation có thể tích nhỏ và điện tích lớn tạo thành liên kết cộng hóa trị; Đây là cách phát sinh các hợp chất thủy ngân hữu cơ và các hợp chất của các nguyên tố nhóm IV và V. Các kim loại dễ dàng cho electron, tức là có thể tích lớn và điện tích hạt nhân nhỏ, ví dụ như kim loại kiềm, hình thành liên kết ion trong đó nguyên tử cacbon C mang điện tích âm (nguyên tử kim loại M). Sự hiện diện của điện tích âm trên nguyên tử carbon của các hợp chất như vậy cho phép chúng được sử dụng làm chất xúc tác cho các phản ứng trùng hợp trong sản xuất cao su tổng hợp. Sử dụng các hợp chất hữu cơ kim loại của nhôm và titan, polyetylen, polypropylen và các polyme khác được sản xuất.

Trong các hợp chất hữu cơ kim loại của phốt pho và asen, các liên kết nguyên tố-cacbon bị phân cực theo hướng ngược lại so với các hợp chất hữu cơ kim loại khác. Vì vậy, tính chất hóa học của chúng rất khác so với tính chất của các chất khác có thành phần tương tự. Nguyên tố silicon, có liên quan đến carbon, tạo thành liên kết cực thấp mạnh với nó. Trong trường hợp này, có thể sử dụng khả năng của silicon để thay thế các liên kết không ổn định (không ổn định) bằng các liên kết thông qua các phản ứng hóa học với sự hình thành chuỗi polyme. Các polyme organosilicon có giá trị vì chúng giữ được các đặc tính của chúng ở cả nhiệt độ cao và thấp và có khả năng chống lại axit và kiềm. Lớp phủ làm từ các polyme như vậy bảo vệ vật liệu khỏi tác động phá hủy của độ ẩm một cách đáng tin cậy. Những kết nối này là chất cách điện tuyệt vời. Các polyme hữu cơ silicon tuyến tính được sử dụng để sản xuất chất bôi trơn, chất lỏng thủy lực có thể chịu được cả nhiệt độ cao và thấp, cũng như cao su.

Các hợp chất nguyên tố hữu cơ ngày càng được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực hoạt động khác nhau của con người. Vì vậy, thủy ngân và các chất hữu cơ được sử dụng trong y học và nông nghiệp như các chế phẩm diệt khuẩn, làm thuốc và sát trùng; các hợp chất organotin - làm thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ, v.v.

BỘ GIÁO DỤC LIÊN BANG NGA

ĐẠI HỌC TIỂU BANG URAL được đặt theo tên. A. M. GORKY

HƯỚNG DẪN PHƯƠNG PHÁP CHO MỘT KHÓA HỌC ĐẶC BIỆT

HÓA HỌC CÁC HỢP CHẤT NGUYÊN TỐ CƠ QUAN

cho công việc độc lập của sinh viên thạc sĩ trong 1 và 2 năm học

Khoa Hóa học

Yekaterinburg

Hướng dẫn do Bộ soạn thảo

hóa học hữu cơ

Biên soạn bởi: G. Yatluk

Đại học bang Ural

Hóa học nguyên tố hữu cơ là một môn khoa học cơ bản nghiên cứu các hợp chất cacbon có chứa liên kết nguyên tố-cacbon. Theo nghĩa rộng hơn, các hợp chất nguyên tố hữu cơ cũng bao gồm các hợp chất trong đó có liên kết kim loại-phi kim loại-cacbon, trong đó phi kim thường là oxy, nitơ hoặc lưu huỳnh. Các hợp chất như vậy thường được gọi là hợp chất hữu cơ của các nguyên tố. Mặt khác, các hợp chất chứa liên kết cacbon với nitơ, oxy, lưu huỳnh và halogen thường không được phân loại là hợp chất nguyên tố hữu cơ. Khóa học này xem xét cả nguyên tố hữu cơ và hợp chất hữu cơ của các nguyên tố. Người ta chú ý đến các hợp chất của lưu huỳnh và halogen có hóa trị bất thường. Khi học khóa học, sinh viên sẽ làm quen với các định luật quan trọng nhất liên quan đến cấu trúc và tính chất của các hợp chất nguyên tố hữu cơ cũng như ứng dụng của chúng trong công nghiệp, nông nghiệp và các lĩnh vực hoạt động khác của con người.

Khi nắm vững chương trình hóa học các hợp chất nguyên tố hữu cơ, học sinh phải học:

– gọi tên chính xác các hợp chất sử dụng theo đúng quy tắc danh pháp hợp lý, danh pháp IUPAC, biết tên thông dụng của chúng;

– phân biệt các loại hợp chất hữu cơ chính, hiểu đặc điểm cấu trúc, phương pháp điều chế, hiểu mối quan hệ giữa các tính chất hóa học và vật lý, biết các lĩnh vực ứng dụng;

– đưa ra các giả định hợp lý về cơ chế phản ứng hóa học liên quan đến các hợp chất cơ quan và sử dụng kiến ​​thức này để dự đoán các điều kiện có thể xảy ra phản ứng hóa học;

Cơ sở để giải quyết thành công những vấn đề này là thái độ tận tâm với các hoạt động trong lớp (bài giảng, hội thảo, hội thảo). Bài tập về nhà độc lập cũng được yêu cầu (chuẩn bị cho hội thảo, hội thảo, hoàn thành bài kiểm tra). Cần phải nghiên cứu độc lập những tài liệu không có trong bài giảng.

Chương trình học ngắn gọn

Phân loại các hợp chất nguyên tố hữu cơ (hợp chất hữu cơ kim loại: hợp chất có liên kết kim loại-cacbon, muối, hợp chất có anion gốc; hợp chất hữu cơ của kim loại kiềm: alkoxit, chelat b-hợp chất dicacbonyl). Kết cấu. Danh pháp. Tính chất vật lý. Các phương thức nhận.

Các hợp chất organolithium trong tổng hợp hữu cơ. Tham gia nhiều trái phiếu. Phản ứng thay thế. Sự tập hợp lại. Phản ứng của các hợp chất hữu cơ lithium (natri, kali) với các anion gốc. Phản ứng của amit và alkoxit của lithium, natri và kali. Sự phụ thuộc vào khả năng phản ứng của chelate vào kim loại kiềm tạo thành nó.

Các hợp chất hữu cơ kim loại của kim loại kiềm thổ (dẫn xuất dialkyl(aryl), alkyl(aryl)metal halogenua). Kết cấu. Danh pháp. Tính chất vật lý. Các phương thức nhận.

Các hợp chất hữu cơ magiê trong tổng hợp hữu cơ. Tham gia nhiều trái phiếu. Phản ứng thay thế. Sự tập hợp lại. Tổng hợp các hợp chất hữu cơ kim loại khác. Các hợp chất canxi và organbarium. Magie alkoxit. Magiê naphtalen. Methoxymagiê metyl cacbonat.

Hợp chất đồng hữu cơ. Liti dialkyl cuprate. Đồng axetylenua. Kết cấu. Danh pháp. Phương pháp chuẩn bị, phản ứng. Đồng alkoxit. Chelate gốc đồng b-hợp chất dicacbonyl. Bạc acylat.

Các hợp chất kẽm, cadmium và thủy ngân hữu cơ. Kết cấu. Phương pháp điều chế và phản ứng. Phản ứng của S.N.Reformatsky. Xúc tác bởi các hợp chất thủy ngân. Phản ứng kép Một

Hợp chất nhôm hữu cơ. Tính chất, phương pháp điều chế, phản ứng. Nhôm hydrua trong tổng hợp hữu cơ. Ý nghĩa công nghiệp của các hợp chất nhôm hữu cơ. Hợp chất hữu cơ Halli. Các hợp chất hữu cơ mono-, di-, trialkyl(aryl). Alkoxit, chelat, acyl hóa thallium đơn trị trong tổng hợp hữu cơ.

Germanium, organotin và các hợp chất chì. Tính chất, phương pháp điều chế và phản ứng. Sử dụng hợp chất chì hữu cơ trong công nghiệp. Hợp chất thiếc hydrua. Hợp chất của chì hóa trị hai, hợp chất có liên kết chì-chì.

Borohydrua và các dẫn xuất của chúng trong tổng hợp hữu cơ. Organylboran. Muối của các chất hữu cơ, ứng dụng của chúng trong tổng hợp hữu cơ. Boron halogenua và phản ứng của chúng. Alkoxy và acyloxyboranes, sự điều chế và tính chất của chúng.

Các hợp chất organosilicon (các hợp chất có liên kết silicon-halogen, silicon-hydro, silicon-oxy, silicon-nitơ, silicon-carbon, silicon-silicon và silicon-kim loại). Phương pháp điều chế, phản ứng, tính chất. Polyme dựa trên các hợp chất organosilicon.

Các hợp chất photpho hữu cơ có hóa trị, trạng thái oxy hóa và số phối trí khác nhau. So sánh khả năng phản ứng với các hợp chất của asen, antimon và bismuth. Việc sử dụng các hợp chất photpho hữu cơ trong công nghiệp, các hợp chất vô cơ trong tổng hợp hữu cơ.

Các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ: thiol, sunfua, polysulfua, muối sulfonium, sulfoxit, sulfones, sulfenic, sulfoxylic, sulfinic, axit sulfonic. Sunfit hữu cơ và sunfat. Hợp chất Thiocarbonyl. Các hợp chất Selen và organotelurium. Tính chất, phương pháp điều chế, phản ứng. Tương tự với các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ, sự khác biệt. Hỗn hợp lưu huỳnh và selen.

Các hợp chất chứa halogen ở dạng nguyên tử tích điện dương. Muối iodonium, iốt và các dẫn xuất iốt. Các hợp chất tương tự của brom và clo. Axit perchloric và các dẫn xuất của nó trong hóa học hữu cơ.

Hợp chất kim loại chuyển tiếp hữu cơ, S- Và P- phức hợp.

Phản ứng thực hiện, tập hợp lại. Alcoxit kim loại chuyển tiếp. Kiểm soát vô trùng. Phản ứng polyme hóa. Hệ thống sinh học liên quan đến kim loại chuyển tiếp.

Kế hoạch bài học hội thảo

Hội thảo 1

Phân loại hợp chất hữu cơ của kim loại kiềm. Các hợp chất hữu cơ kim loại (hợp chất có liên kết Me-C), muối kim loại kiềm với các anion gốc; hợp chất hữu cơ của kim loại kiềm (alkoxit, chelat b-hợp chất dicacbonyl. Cấu trúc, danh pháp, tính chất vật lý. Các phương thức nhận.

Các hợp chất organolithium trong tổng hợp hữu cơ. Cộng vào nhiều liên kết (C=C, C=O, C=N). Phản ứng thay thế. Sự tập hợp lại. Phản ứng của các hợp chất hữu cơ lithium (natri, kali). Các hợp chất gốc anion của kim loại chuyển tiếp và phản ứng của chúng. Phản ứng của amit và alkoxit của liti, natri, kali. Sự phụ thuộc của khả năng phản ứng của chelate vào bản chất của kim loại kiềm tạo thành nó.

Xưởng 2

Phân loại các hợp chất cơ kim của dẫn xuất dialkyl-(aryl) của kim loại kiềm thổ , halogenua kim loại alkyl(aryl)). Kết cấu. Danh pháp. Tính chất vật lý. Các phương thức nhận.

Các hợp chất hữu cơ magiê trong tổng hợp hữu cơ. Cộng vào nhiều liên kết (C=C, C=O, C=N). Phản ứng thay thế (halogen, nhóm alkoxy). Sự tập hợp lại. Tổng hợp các hợp chất hữu cơ kim loại khác. Hợp chất canxi và bari hữu cơ.

Magie alkoxit. Magiê naphtalen. Methoxymagiê metyl cacbonat.

Xưởng 3

Hợp chất đồng hữu cơ. Liti dialkyl cuprate. Đồng axetylenua. Cấu trúc, danh pháp. Phương pháp chuẩn bị, phản ứng. Các alkoxit đồng đơn và hóa trị hai. Chelate gốc đồng b-hợp chất dicacbonyl. Bạc acylat. Phức hợp đồng trong tổng hợp hữu cơ.

Hội thảo 4

Các hợp chất kẽm, cadmium và thủy ngân hữu cơ. Cấu trúc, phương pháp sản xuất, tính chất. Phản ứng của Reformasky. Xúc tác bởi các hợp chất thủy ngân. Phản ứng kép Một- Hợp chất cacbonyl thủy ngân.

Hội thảo 5

Hợp chất nhôm hữu cơ. Tính chất, phương pháp sản xuất, phản ứng. Nhôm hiđrua làm chất khử. Nhôm alkoxit trong tổng hợp hữu cơ. Ý nghĩa công nghiệp của các hợp chất nhôm hữu cơ.

Hợp chất hữu cơ Halli. Các hợp chất hữu cơ mono-, di-, trialkyl(aryl). Alkoxit, chelat, acyl hóa thallium đơn trị trong tổng hợp hữu cơ.

Xưởng 6

Hợp chất organotin và chì. Tính chất, phương pháp điều chế và phản ứng. Sử dụng hợp chất chì hữu cơ trong công nghiệp. Hợp chất thiếc hydrua. Hợp chất của chì hóa trị hai và hóa trị ba, hợp chất có liên kết Pb-Pb.

Hội thảo 7

Borohydrua và các dẫn xuất của chúng trong tổng hợp hữu cơ. Organylboran. Muối op ga nhưng borat, ứng dụng của chúng trong tổng hợp hữu cơ. Boron halogenua và phản ứng của chúng. Alkoxy và acyloxyboranes – điều chế và phản ứng.

Các hợp chất organosilicon (các hợp chất có liên kết silicon-halogen, silicon-hydro, silicon-oxy, silicon-nitơ, silicon-carbon, silicon-silicon và silicon-kim loại). Phương pháp thu được phản ứng, tính chất. Polyme dựa trên các hợp chất organosilicon.

Hội thảo 8

Các hợp chất photpho hữu cơ: dẫn xuất photpho pentacoordine, dẫn xuất axit photphoric (ester, amit), dẫn xuất axit polyphosphoric, dẫn xuất axit photphonic, dẫn xuất axit photphinic, oxit photphin bậc ba, hợp chất photpho hóa trị ba. Phốt pho halogenua. Asen, antimon, bismuth và các hợp chất nguyên tố hữu cơ của chúng.

Hội thảo 9

Các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ: thiol, sunfua, polysulfua, muối sulfonium, sulfoxit, sulfones, axit sulfenic, axit sulfoxylic, axit sulfinic, axit sunfonic. Sunfit hữu cơ và sunfat. Hợp chất Thiocarbonyl. Phản ứng của lưu huỳnh nguyên tố, thionyl clorua và sulfuryl clorua.

Các hợp chất Selen và Tellurium. Tính chất, phương pháp điều chế, phản ứng. Tương tự với các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ, sự khác biệt. Các hợp chất hỗn hợp chứa lưu huỳnh và selen.

Hội thảo 10

Các hợp chất chứa halogen là nguyên tử tích điện dương. Muối iodonium, iốt và các dẫn xuất iốt. Các hợp chất tương tự của brom và clo. Axit perchloric và các dẫn xuất của nó trong tổng hợp hữu cơ.

Đặc điểm của quá trình tổng hợp các hợp chất organofluorine. Các chất fluoride đặc biệt. Hydrocacbon flo hóa trong công nghiệp, polyme flo hóa. Các hợp chất organofluorine có hoạt tính sinh học.

Vấn đề cần giải quyết độc lập

Những vấn đề cho hội thảo 1

1. Thực hiện phép biến đổi RC NHƯNG ® RCOR' thông qua dioxolane, 1,3-dithiane và imidazolidine.

2. Xét các phương pháp tổng hợp xeton trực tiếp từ axit cacboxylic.

3. Thu được dibenzyl từ dimethylbenzylamine.

4. Khi xử lý huyền phù liti trong xetan bằng clorua chà xát-butyl sau đó cho carbon dioxide đi qua và phá hủy hỗn hợp thu được bằng nước, hai tín hiệu có độ dịch chuyển hóa học là 1,07 và 0,85 ppm được quan sát thấy trong phổ 1H NMR của hỗn hợp phản ứng. tương ứng và tỷ số nguyên là 4,67:1. Phản ứng diễn ra như thế nào?

5. Thực hiện phép biến đổi:

RCH2COOH ® RC(CH3)2COOH

So sánh với phương pháp công nghiệp để thu được isoaxit cao hơn.

6. Thu được dibenzoylmethane từ styrene (xem xét các phương án).

7. Tổng hợp acrolein dietyl acetal từ allyl etyl ete.

8. So sánh khả năng kim loại hóa trực tiếp của benzen và toluen trong phân nhóm kim loại kiềm.

Các vấn đề cho hội thảo 2

1. Xem xét khả năng tương tác của trifluoroacetaldehyde với các hợp chất magiê hữu cơ.

2. So sánh các phương pháp tổng hợp aldehit propionic từ các dẫn xuất khác nhau của axit formic.

3. Viết sơ đồ các quá trình tạo metyl xeton với các hợp chất hữu cơ magiê, magie alkylamit và alkoxit, cũng như magie naphtalen.

4. Nêu đặc điểm khả năng tương tác của hexahalobenzen với metyl magie iodua tùy thuộc vào loại halogen được sử dụng.

5. Tổng hợp vinyl malonic ester từ butyrolacton.

6. Xét phản ứng của các hợp chất organoberyli tùy thuộc vào cấu trúc của gốc hữu cơ.

7. So sánh khả năng phản ứng của phenylacetylenua của kim loại kiềm thổ tùy thuộc vào vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn.

Các vấn đề cho hội thảo 3

1. Thu được axit 6-oxoheptanoic từ axit adipic.

2. Thu được butanol-2 từ propanol-2.

3. Từ rượu propargyl thu được este etyl của axit 3,4-pentadienoic.

4. Thu được axit 2,6-diphenic từ benzonitrile.

5. Từ hexafluoropropylene, thu được 2-bromofluoropropane.

6. Xét khả năng phản ứng tương tác của bạc cacboxylat với halogen.

7. Thu được clorobenzen từ anilin mà không cần diazot hóa.

Các vấn đề cho hội thảo 4

1. Thu được metyl acetoacetic ester và metyl axetylaceton bằng cách sử dụng cùng một nguyên liệu thô.

2. Thu được metyl metacrylat từ dimethyl oxalat.

3. Thu được xeton methylallyl từ axetonitril.

4. Thu được axit cinnamic mà không cần sử dụng phản ứng Perkin.

5. Trình bày bản chất của quá trình oxy hóa xeton tuần hoàn được xúc tác bởi muối thủy ngân.

6. Thu được styren từ aldehyd phenylacetic.

7. Thu được isopropylacetamide từ propylene.

Mục tiêu hội thảo 5.

1. Sử dụng hợp chất nhôm hữu cơ thu được butyraldehyd, butylamine và butyl vinyl ete.

2. Tổng hợp triacetylmethane bằng mọi phương pháp có thể.

3. Thu được phenylmaldehyd từ cinnamaldehyde.

4. Tổng hợp 1,1-diethoxyethylene từ metyl cloroform.

5. Tổng hợp axit cyclopentanecarboxylic và aldehyt của nó từ cyclohesanol.

6. Tổng hợp 1,4-diphenylbutadien từ styren.

7. Xem xét khả năng tổng hợp este glycidol bằng hợp chất tali, so sánh phương pháp tổng hợp với các phương pháp dùng trong công nghiệp.

Những vấn đề cho hội thảo 6

1 So sánh khả năng khử clorua axit của axit valeric và axit allylacetic bằng thiếc hydrua.

2. Từ axit malonic thu được axeton, axit lactic và axetaldehyt.

3. Từ axit propionic thu được etanol, etylen, etyl clorua và iodua.

4. Thu được metyl axetamit từ etylamin.

5. Thu được axit 4-oxoheptanoic từ heptanol

6. So sánh các phương pháp công nghiệp sản xuất chì tetraetyl. Hãy xem xét khả năng thay thế hợp chất này trong sản xuất xăng có chỉ số octan cao.

Những vấn đề cho hội thảo 7

1. Từ metyl etyl xeton thu được butynol và dietyl xeton.

2. Thu được tripropylcarbinol từ axeton.

3. Thu được từ trimethyl borat và naphtalen b-naphtol.

4. Tổng hợp benzophenone từ phenyltrimethylsilane.

5. Từ trimethylallylsilane thu được 1,1-dimetylbuten-4-ol-1.

6. Thu được axit phenylpropionic từ este malonic.

7. Tổng hợp isopropylamine từ axeton.

8. So sánh các phương pháp thu được ete silyl của enol

Những vấn đề cho hội thảo 8

1. Thu được vinyltriphenylphosphonium bromide. Mô tả sự tương tác của nó với aldehyd salicylic.

2. Đề xuất phương pháp tổng hợp diphenylphosphine lithium, sử dụng nó để khử anisole và phenetol, giải thích sự khác biệt.

3. Mô tả sự tương tác của metyl este của axit pyruvic với trimethylphotphit.

4. Hãy xem xét sự tương tác của triethylphosphite với nitrobenzen được thay thế ortho.

5. Xem xét sự thay đổi bản chất tương tác của hexamethapol với cyclohexanone ở các thời điểm tương tác khác nhau

6. So sánh các phương pháp sản xuất mono-, di- và tryester của axit photphoric và axit photpho.

Vấn đề hội thảo 9

1. Đề xuất phương pháp thu được dibutyl sunfat từ các thuốc thử sẵn có.

2. Từ benzen sulfonyl clorua thu được metylphenyl sulfon.

3. 2,4-Dinitrophenylsulfenyl clorua được dùng để nhận biết các hợp chất hữu cơ, mô tả cách thức.

4. Mô tả phản ứng của alkylbenzen với thionyl clorua khi có mặt pyridin.

5. Thu được 4-dimethylaminopyridine từ pyridin.

6. Viết sơ đồ phản ứng của lưu huỳnh với cumen khi có bazơ mạnh.

Các vấn đề của hội thảo 10

1. Đề xuất phương pháp tổng hợp aryl florua không sử dụng diazonium tetrafluoroborat.

2. Dùng diethylamine và trifluorochloroethylene thu được metyl florua.

3. Mô tả sự tương tác của trifluoromethylphenylketon với triphenylphosphine và natri chlorodifluoroacetate.

4. Dùng axit enanthic và axit perfluoroenanthic thu được dodecan bán flo hóa.

5. So sánh các thuốc thử để fluor hóa trực tiếp hydrocarbon, chọn thuốc thử trong phòng thí nghiệm dễ tiếp cận nhất.

6. Sử dụng axit perchloric thay vì axit Lewis. So sánh khả năng phản ứng của các chất nền.

kế hoạch hội thảo

Hội thảo 1. Hợp chất hữu cơ kim loại

Sự hình thành liên kết cacbon-cacbon trong phản ứng của các hợp chất hữu cơ kim loại. Thuốc thử Grignard như chất điện di. Alkyl hóa (phản ứng với các hợp chất cacbonyl, nitriles, azomethin, Một,b-các hợp chất không bão hòa, v.v.). Các hợp chất hữu cơ kim loại và chất điện di khác (các hợp chất liti, kẽm, cadmium và đồng hữu cơ).

Phản ứng của nucleophiles (dẫn xuất lithium, natri, magiê). Hợp chất đồng alkynyl.

Phản ứng của alkoxit kim loại ( chà xát-kali butoxide, natri alkoxit phân nhánh, tali alkoxit). Xúc tác cho các phản ứng với alkoxit, kim loại có số phối trí cao (nhôm, titan, vanadi, crom). Amit của kim loại kiềm và kiềm thổ làm bazơ, phản ứng của chúng (amit của liti và magie). Amit hóa bằng titan amit hoặc titan tetraclorua (silicon, thiếc) – hệ thống amin.

cacboxylat kim loại. Carboxylat của bạc, chì, thallium và bismuth là những chất phản ứng đặc trưng của tổng hợp hữu cơ

Hội thảo 2. Hợp chất hữu cơ của phi kim loại

Hydrobor hóa với boran và alkylborane phức tạp. Phản ứng của các hợp chất organoboron (chuyển hóa thành rượu, amin, dẫn xuất halogen). Biến đổi nhiệt, phản ứng với axit và carbon monoxide. Hydrobor hóa các hợp chất chưa bão hòa.

Thuốc thử phospho hữu cơ. Sự hình thành liên kết đôi cacbon-cacbon (phản ứng Wittig). Sự biến đổi của các nhóm chức (thay thế hydroxyl bằng halogen, tạo thành amit, este, v.v.) so sánh khả năng phản ứng của thuốc thử Wittig trong phân nhóm V của bảng tuần hoàn.

Phục hồi chức năng chứa nitơ bằng cách sử dụng các hợp chất phốt pho hóa trị ba.

Lịch trình hoạt động kiểm soát

№	Bài kiểm tra và chủ đề của nó	Văn học
1	Hội thảo 1.Hợp chất kim loại kiềm.
2	Hội thảo 2.Hợp chất kim loại kiềm thổ.
3	Xưởng 3.
4	Hợp chất hữu cơ của đồng và bạc.Hội thảo 4.
5	Các hợp chất kẽm, cadmium và thủy ngân hữu cơ.Hội thảo 5.
6	Hợp chất nhôm và organothallium.Hội thảo 6.
7	Hợp chất organotin và chì. Hội thảo 1.	Các hợp chất hữu cơ kim loại.
8	Xem ở trên. Hội thảo 7.
9	Các hợp chất boron và organosilicon.Hội thảo 8.
10	Hợp chất photpho hữu cơHội thảo 9.
11	Hợp chất lưu huỳnh hữu cơ.Hội thảo 10.
12	Các hợp chất organofluorine, các hợp chất của halogen hóa trị cao hơn. Hội thảo 2.	Các hợp chất hữu cơ kim loại.

Thay đổi và giới thiệu chức năng hóa học của các hợp chất nguyên tố hữu cơ

1. Phản ứng không làm thay đổi trạng thái oxy hóa

TRONG ¯ Từ ®	->C -H	>C=CR-H	R.C. = CH	Ar-H
->C-H
>C=CR-M
R.C. = C-M
Cánh tay
->C-B<
->C-P<
->C -Si<-

Ví dụ điển hình

MH2O

1-1 RX ¾ ® R-M ¾ ® R-H

C2H5COOH

(C 6 H 13) 3 B ¾ ¾ ¾ ¾ ® C6H14

H2O

ArSO3H ¾ ® ArH

1-3PhC = CH ¾ ® Tiến sĩ = CNa

Bất Lý

KiềmC = CH ¾ ® Tiến sĩ = CLI

Cu(NH3)4 +

Tiến sĩ = CH ¾ ¾ ¾ ¾ ® Tiến sĩ = Củ

1-5C 6 H 5 Na

C6H5CH3 ¾ ¾ ¾ ¾ ® C6H5CH2Na

t-BuOK

CH 3 SOCH 3 ¾ ¾ ¾ ® CH 3 SOCH 2 K

CH 3 ONa

CH3NO2 ¾ ¾ ¾ ® NaCH2NO2

t-BuOK

PhCH 2 COOt-Bu ¾ ¾ ¾ ® PhCHKCOOt-Bu

1-6BF 3 . OEt 2

phli ¾ ¾ ¾ ® Ph 3B

1-7PCl 3

i-Pr MgCl¾ ¾ ® i-Pr 2 PCl

2. Phản ứng khử

TRONG ¯ Từ ®	->C-X		>C=C<
->C-Lý
->C-Mg-
->C-Zn-
->C-Al<
->C-B<
->C-P<
->C-Si<-

Ví dụ điển hình

2-1Li

RX ¾ ® RLi

2-2Mg

RX ¾ ® RMgX

2-3Mg

CH 3 OSO 2 OCH 3 ¾ ® CH 3 MgOSO 2 OCH 3

2-4Zn

CH 3 CH=CHCH 2 Br ¾ ® CH 3 CH=CHCH 2 ZnBr

2-7PhPH 2 + CH 2 =CHCN ¾ ® PhP(CH2 =CHCN) 2

H2PtCl6

2-8RCH=CH 2 + HSiMe 3 ¾ ¾ ¾ ® RCH 2 CH 2 SiMe 3

3. Phản ứng oxy hóa

TRONG ¯ Từ ®
ROH(R)
RNH 2
RPX 2
RS-, SO2 -, SO3 -			3-10

Ví dụ điển hình

SO2

C12H25MgBr ¾ ¾ ® C 12 H 25 SO 2 H

SO2Cl2

PhMgCl ¾ ¾ ® PhSO2Cl ¾ ® PhSO3H

3-10

Văn học

1. Talalaeva T.V., Kocheshkov K.A. Các phương pháp hóa học nguyên tố hữu cơ. Liti, natri, kali, rubidium, Caesium. Quyển 1-2, M., từ Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, 1963.

2. Hóa hữu cơ đại cương. T.7, M., Hóa học, 1984.

3. Ioffe S.T.. Nesmeyanov A.N. Phương pháp hóa học nguyên tố hữu cơ (magiê, berili, canxi, stronti, bari). M., từ Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, 1963.

4. Carey F., Sandeberg R. Khóa học nâng cao về hóa hữu cơ. M., Hóa học, 1981, tập 2, trang 165-184.

5. Sheverdina N.I., Kocheshkov K.I. Các phương pháp hóa học nguyên tố hữu cơ. Kẽm, cadimi. M., Nauka, 1964.

6. Makarova LG Nesmeyanov A.N. Các phương pháp hóa học nguyên tố hữu cơ. Thủy ngân. M., Nauka, 1965.

7. Nesmeyanov A.N., Sokolik R.A. Các phương pháp hóa học nguyên tố hữu cơ. Boron, nhôm, gali, indi, tali. M., Nauka, 2 tập 1964.

8. Kocheshkov K.A., Zemlyansky N.I., Sheverdina N.I. và các phương pháp hóa học nguyên tố hữu cơ. Germani, thiếc, chì. M., Nauka, 1968.

9. Hóa hữu cơ đại cương. M., Hóa học, tập 6, 1984.

10. Andriyanov K. A. Các phương pháp hóa học cơ quan. Silicon. M., Nauka, 1968.

11. Mikhailov B.M., Bubnov Yu.N. Các hợp chất Organoboron trong tổng hợp hữu cơ. M., Nauka, 1977.

12. Hóa hữu cơ đại cương. M., Hóa học, tập 4, 1983, trang 595-719.

13. Hóa hữu cơ đại cương. M., Hóa học, tập 5, 1984.

14. Nifantiev E.E. Hóa học của các hợp chất hữu cơ photpho. M., Hóa học, 1971.

15. Hóa hữu cơ đại cương. M., Hóa học, tập 1, 1981, trang 622-719.

16. Gublitsky M. Hóa học các hợp chất flo hữu cơ. M. Goskhimizdat, 1961.

17. Sheppard W., Sharts K. Hóa hữu cơ của flo. Nhà xuất bản M., 1972.

18. Dorofeenko G.N., Zhdanov Yu.A., Dulenko V.I. và các loại khác. Axit perchloric và các hợp chất của nó trong tổng hợp hữu cơ. Rostov, từ Đại học Quốc gia Nga, 1965.

Đọc thêm

1. Rokhov Y., Hurd D., Lewis R. Hóa học các hợp chất hữu cơ kim loại. M., Nhà xuất bản, 1963.

2. Fizer L., Fizer M. Thuốc thử tổng hợp hữu cơ. M., Mir, tập I -VII, 1970-1978.

Giới thiệu3

Chương trình khóa học ngắn gọn4

Giáo án hội thảo6

Các vấn đề cần giải pháp độc lập9

Kế hoạch hội thảo14

Lịch trình hoạt động kiểm soát16

Trong lịch sử phát triển của hóa học hữu cơ, có rất nhiều ví dụ khi một số phần của ngành khoa học này trước đây chưa thu hút được nhiều sự quan tâm của các nhà nghiên cứu, đã bắt đầu phát triển nhanh chóng do ứng dụng thực tế bất ngờ của loại hợp chất này hoặc loại hợp chất khác hoặc việc xác định các tài sản mới của họ.

Một số dữ liệu về lịch sử của các hợp chất nguyên tố hữu cơ

Một ví dụ như vậy liên quan đến sulfonamid. Việc sử dụng thuốc sulfa làm tác nhân trị liệu có giá trị đã đánh dấu sự khởi đầu cho sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực hóa học hữu cơ này - hàng nghìn loại thuốc sulfa mới đã được tổng hợp trong một thời gian ngắn.

Tính chất hóa học của các hợp chất nguyên tố hữu cơ hiện đang ở giai đoạn phát triển nhanh chóng tương tự. Điều này có thể được nhìn thấy từ nhiều ví dụ. Hóa học của các hợp chất photpho hữu cơ, vốn trong một thời gian dài chỉ được quan tâm về mặt lý thuyết, hiện đang phát triển nhanh chóng do việc sử dụng rộng rãi các dẫn xuất photpho hữu cơ trong các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân. Sự phát triển hóa học của các hợp chất hữu cơ của titan và nhôm được đẩy nhanh sau khi Ziegler phát hiện ra vào năm 1954 về khả năng của các hợp chất nhôm hữu cơ trong hỗn hợp với titan tetraclorua để gây ra phản ứng trùng hợp ethylene, cũng như phát hiện của Natta vào năm 1955 về khả năng trùng hợp đặc hiệu lập thể của các hợp chất chưa bão hòa với sự có mặt của các chất xúc tác phức tạp khác nhau.

Tính chất hóa học của các hợp chất organosilicon cũng đang phát triển nhảy vọt. Hợp chất đầu tiên chứa silicon và carbon, etyl este của axit orthosilicic, được nhà khoa học người Pháp Ebelmain thu được vào năm 1844. Sau đó, vào năm 1963, Friedel và Crafts đã tổng hợp được hợp chất organosilicon đầu tiên có liên kết Si-C - tetraethylsilane. Khi bắt đầu phát triển tính chất hóa học của các hợp chất organosilicon, silicon, chất tương tự gần nhất của carbon, đã thu hút nhiều sự chú ý của các nhà nghiên cứu. Dường như trên cơ sở silicon người ta có thể tạo ra một lĩnh vực khoa học hóa học rộng lớn tương tự như hóa học hữu cơ. Nhưng hóa ra silicon, giống như carbon, không hình thành chuỗi phân tử ổn định từ các nguyên tử Si nối tiếp nhau, và do đó mối quan tâm đến các dẫn xuất hữu cơ của silicon ngay lập tức giảm xuống. Tuy nhiên, sự phát triển hóa học của các hợp chất phân tử cao không thể chỉ giới hạn ở việc sử dụng các nguyên tố cacbon và hữu cơ (oxy, halogen, nitơ, lưu huỳnh) để tạo ra các phân tử polyme; nó đương nhiên nhằm mục đích liên quan đến các yếu tố khác của Bảng tuần hoàn. Điều này được quyết định bởi một số cân nhắc, theo đó người ta cho rằng việc thay thế carbon trong chuỗi chính của phân tử bằng các nguyên tố khác sẽ dẫn đến sự thay đổi căn bản về tính chất của polyme.

Silicon là nguyên tố đầu tiên được K. A. Andrianov (1937) sử dụng, và sau đó là M. M. Coton (1939) để xây dựng các chuỗi chính vô cơ của các phân tử lớn, bao gồm các nguyên tử silicon và oxy xen kẽ và được bao bọc bởi các gốc hữu cơ. Do đó, một loại polyme organosilicon mới đã xuất hiện, ngày nay được gọi là polyorganosiloxan, siloxan hoặc silicon. Như vậy, các nhà nghiên cứu Liên Xô lần đầu tiên đã chứng minh được khả năng sử dụng các hợp chất organosilicon (silicon) để tổng hợp polyme với chuỗi phân tử vô cơ và các nhóm hữu cơ phụ. Giai đoạn này đã trở thành một bước ngoặt trong hóa học của các polyme organosilicon và là sự khởi đầu của nghiên cứu chuyên sâu không chỉ về các polyme organosilicon mà còn về các hợp chất phân tử cao nguyên tố hữu cơ khác,

Tại Hoa Kỳ, các báo cáo đầu tiên về polyorganosiloxan xuất hiện vào năm 1941 (Yu. Rokhov). Trong lời nói đầu cho ấn bản tiếng Nga của cuốn sách của Yu. Rokhov, D. Hurd và R. Lewis “Hóa học của các hợp chất hữu cơ kim loại” (1963), Yu. Rokhov đã viết: “Là một trong những người theo đuổi các công trình cơ bản của K. A. Andrianov. và L. M. Coton trong lĩnh vực hóa học các hợp chất hữu cơ silic, tôi hoàn toàn ghi nhận những thành công của các nhà khoa học Nga trong lĩnh vực tổng hợp và nghiên cứu các hợp chất hữu cơ kim loại.”

Gần đây, người ta đã quan tâm nhiều đến các polyme nguyên tố hữu cơ từ các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế, đặc biệt là kỹ thuật cơ khí và thiết bị, hàng không và tên lửa; Đồng thời, yêu cầu cao nhất được đặt ra là độ ổn định nhiệt của polyme. Hãy lấy năng lượng làm ví dụ. Việc mở rộng các lĩnh vực ứng dụng của các bộ nguồn đòi hỏi phải tăng quy mô sản xuất thiết bị điện và kéo theo đó là mức tiêu thụ đặc biệt lớn về đồng, vật liệu từ tính, v.v. Ngoài ra, liên quan đến sự phát triển của ngành hàng không, Công nghệ hải quân và tên lửa, cũng như điện khí hóa các công trình ngầm, việc giảm trọng lượng và giảm kích thước của các thiết bị điện trở nên cần thiết. Tất cả điều này buộc các nhà thiết kế phải tạo ra các thiết bị điện có công suất cao với trọng lượng và kích thước thấp. Khi giải quyết những vấn đề này, đương nhiên cần phải tăng mật độ dòng điện và điều này dẫn đến nhiệt độ hoạt động của máy hoặc thiết bị tăng mạnh. Vì polyme là vật liệu quan trọng nhất để sản xuất bất kỳ đơn vị năng lượng nào, nên cần phải tính đến việc chúng, với tư cách là chất điện môi, là chất đầu tiên cảm nhận được nhiệt do các phần tử dẫn điện tạo ra. Và ở đây độ ổn định nhiệt của vật liệu polymer trở nên đặc biệt quan trọng.

Việc đưa năng lượng hạt nhân vào lĩnh vực năng lượng càng thắt chặt hơn các yêu cầu đối với chất điện môi. Đặc biệt, hiện nay chúng ta cần những chất điện môi có thể hoạt động lâu dài ở nhiệt độ 180-200°C và trong thời gian hoạt động ngắn hạn chịu được nhiệt độ 250-350°C trở lên. Một ví dụ khác đến từ ngành hàng không hiện đại. Tốc độ máy bay hiện đang tăng với tốc độ cực kỳ nhanh; Khi hạ cánh máy bay tốc độ cao như vậy, nhiệt độ trong lốp máy bay lên tới 320°C và cao hơn. Cùng với đó, việc bảo vệ máy bay tốc độ cao khỏi nhiệt sinh ra khi di chuyển trong bầu khí quyển ở tốc độ cao trở nên cực kỳ khó khăn. Các polyme chịu nhiệt cũng sẽ giúp giải quyết thành công các vấn đề thăm dò không gian.

Polyorganosiloxan, như đã đề cập, là đại diện đầu tiên của các hợp chất phân tử cao với chuỗi phân tử vô cơ chính được bao quanh bởi các nhóm hữu cơ. Các polyme này đã mở ra một lĩnh vực mới mà khoa học hóa học đang phát triển mà không cần sao chép các chất hoặc vật liệu tự nhiên, vì các polyme có thành phần này chưa được biết đến trong tự nhiên và được phát triển từ đầu đến cuối trong phòng thí nghiệm. Nghiên cứu về các hợp chất phân tử cao có thành phần hữu cơ đặc biệt được mở rộng trong thời kỳ hậu chiến và hiện đang được thực hiện ở tất cả các nước công nghiệp hóa và đang phát triển. Số lượng ấn phẩm và bằng sáng chế trong lĩnh vực này đang tăng lên hàng năm và các công trình mới mang tính chất lý thuyết và ứng dụng liên tục xuất hiện. Song song với đó, ngành công nghiệp polyme và monome nguyên tố hữu cơ đang phát triển nhanh chóng; Chỉ riêng sản lượng monome và polyme hữu cơ silicon trên thế giới hiện đã đạt 1 triệu tấn mỗi năm.

Các nhà nghiên cứu nghiên cứu tổng hợp polyme tập trung vào 45 nguyên tố trong Bảng tuần hoàn. Các yếu tố quan trọng nhất liên quan đến việc xây dựng chuỗi polymer được liệt kê dưới đây:

• Nhóm II Mg, Zn

• III nhóm B, Al

• Nhóm IV C, Si, Ti, Ge, Zr, Sn, Pb

• V nhóm N, P, V, As, Sb, Bi

• Nhóm VI O, S, Cr, Se, Mo

• Nhóm VIII Fe, Co, Ni

Thật vậy, hóa ra nhiều loại trong số chúng (B, Al, Si, Ti, Sn, Pb, P, As, Sb, Fe) có khả năng kết hợp với oxy và nitơ tạo thành chuỗi vô cơ của các phân tử polymer với các chất hữu cơ phụ. và nhóm organosiloxane; Một số polyme này đã được ứng dụng trong công nghiệp. Dự kiến ​​trong những năm tới, sự phát triển của các phương pháp tổng hợp mới sẽ dẫn đến việc sản xuất và đưa vào ngành công nghiệp các polyme nguyên tố hữu cơ mới với các đặc tính quan trọng.

Đặc điểm hóa học trong công nghệ hợp chất nguyên tố hữu cơ

Các hợp chất nguyên tố hữu cơ khác nhau đáng kể về tính chất và cấu trúc so với cả hợp chất hữu cơ và vô cơ - chúng chiếm vị trí trung gian. Các hợp chất nguyên tố hữu cơ rất hiếm trong tự nhiên; chúng thu được bằng phương pháp tổng hợp.

Trong hóa học của sinh vật sống, vai trò của các hợp chất nguyên tố hữu cơ vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng, tuy nhiên, có thể chắc chắn rằng các hợp chất của silic, phốt pho và các nguyên tố khác đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động sống và trao đổi chất của sinh vật sống ở mức độ nhất định. mức độ phát triển tiến hóa cao, đặc biệt là con người. Trong cơ thể người và động vật, các hợp chất chứa silicon tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, bao gồm cả ở dạng organosilicon và các hợp chất phức tạp, hòa tan trong dung môi hữu cơ. Tuy nhiên, đối với các hợp chất organosilicon, người ta chỉ biết đến một trường hợp phát hiện ra chúng trong tự nhiên - một este riêng lẻ của axit orthosilicic có thành phần Si(OC34H69)4 được phân lập từ lông chim. vai trò quan trọng trong quá trình hóa học của cơ thể sống. Do đó, adenosine triphosphate (ATP) được tìm thấy trong mô sống và đóng vai trò quan trọng như một nguồn năng lượng.

Các hợp chất nguyên tố hữu cơ có một số tính năng đặc trưng giúp phân biệt cơ bản chúng với các hợp chất cacbon.

1. Sự khác biệt về ái lực chọn lọc của các nguyên tố so với carbon.

Các nguyên tố dương điện (Si, B, Al, P) có ái lực với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn nhiều so với carbon. Nói cách khác, silicon, boron, nhôm, phốt pho và các nguyên tố khác tạo thành liên kết yếu hơn với các nguyên tố điện ly (H, Si, B, Al, As, Sb, Bi, v.v.), nhưng liên kết mạnh hơn với các nguyên tố điện âm (O, N, Cl, Br, F, v.v.) hơn là cacbon.

Khi xem xét độ âm điện của các nguyên tố khác nhau, rõ ràng cacbon (xC = 2,5) chiếm khoảng vị trí trung gian giữa nguyên tố có độ âm điện lớn nhất - flo (xF == 4.0) và các nguyên tố có độ âm điện lớn nhất - Caesium và francium (xCs = 0,7, xFr == 0,7). Tổng một nửa độ âm điện của các nguyên tố này là xpc = 2,35 và do đó, nguyên tử C có xu hướng cho hoặc nhận electron ít nhất, nghĩa là tạo thành các ion dương hoặc âm. Điều này có nghĩa là carbon trong các hợp chất ít bị ion hóa hơn so với các nguyên tố điện dương hoặc âm điện. Ví dụ: nếu liên kết Si-C1 bị ion hóa 30-50% thì liên kết C-C1 bị ion hóa khoảng 6%. Do đó, carbon ít bị ảnh hưởng bởi sự tấn công của ái lực điện tử hoặc nucleophilic, có nghĩa là liên kết C-C mạnh hơn nhiều so với liên kết E-E (ví dụ: BB, Si-Si, A1-A1, P-P, As-As) và ngược lại, ví dụ, liên kết C-O, nửa tổng độ âm điện của nó bằng xpc = 3,0, kém mạnh hơn liên kết A1-O (xpc = 2,5), Si-O (xpc = 2,65), Si-N (xps = 2.4), v.v. So sánh năng lượng liên kết của các nguyên tử boron, silicon, photpho, asen với năng lượng liên kết của các nguyên tử carbon khẳng định điều khoản này (Bảng 1).