Курс «Органическая химия. Часть 1» читается студентам третьего курса химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова в 5 семестре.

Дисциплина «Органическая химия» относится к базовой части блока химических дисциплин, является обязательным курсом и имеет целью дать основные теоретические знания курса органической химии: предмет органической химии, классификацию реагентов и реакций, современные представления о механизмах реакций и оптический изометрии, современные физико-химические методы исследования органических соединений, (ЯМР, масс-, хромасс-спектрометрия, ГЖХ и ЖХ), основные классы соединений: углеводороды (алканы, алкены, алкадиены, алкины, арены), галогенпроизводные, магний- и литийорганические соединения, спирты, простые эфиры, карбонильные соединения, карбоновые кислоты и их производные, нитросоединения, амины, азосоединения, гетероциклические соединения, природные соединения (сахара, аминокислоты, белки, терпены, стероиды).

Список всех тем лекций

Лекция 1. Основы стереохимии.
История развития Свойства органических соединений Наша жизнь и органическая химия: зрение, слух, вкус и обоняние, осязание Химия и медицина Природное химическое оружие Растительные и животные яды Главные задачи органической химии Хиральность Прохождение плоскополяризованного света через нехиральное соединения или рацемат Условия возникновения хиральности у атома углерода Прохождение плоскополяризованного света через чистый энантиомер Обобщение

Лекция 2. Основы стереохимии (продолжение). Алканы.
Хиральность энантиомеров Хиральность без присутствия асимметрических центров Оси и плоскости хиральности Конфигурации хиральности молекулы, определение старшинства заместителей Клиновидные проекции Проекции Ньюмена Формула Фишера Обращения с формулами Фишера Случай нескольких асимметрических атомов.Винные кислоты:а.Физические свойства стереоизомеров винных кислот Как отличить стереоизомеры винных кислот Физические свойства алканов С-Н-связи, геометрия молекулы, межатомные расстояния Конформация бутана Гомо-и гетеролитический разрыв связи Хлорирование метана Галогенирование метана

Лекция 3. Алканы (продолжение). Алкены.
Главные правила использования формулы Фишера Химические свойства алканов: реакции галогенирования (хлорирование, бромирование, фторирование) Энергия диссоциации связей Крекинг Гиперконъюгация Как открыли реакцию хлорирования метана Другие радикальные реакции алканов Нитрование по Коновалову Окисление, горение алканов Образование алкильных радикалов.Двигатель внутреннего сгорания Применение алканов Методы получения алканов Алкены

Лекция 4. Алкены. Часть 2.
Геометрическая изомерия (цис-, транс- и Z-, E-номенклатура) Теплоты гидрирования для оценки стабильности алкенов Гетерконъюгация Гетерогенное и гомогенное гидрирование алкенов Электрофильное присоединение к алкенам механизмов Гидрогалогенирование алкенов

Лекция 5. Алкены. Часть 3.
Правило Марковникова Скорости присоединения электрофилов к олефинам Побочные реакции при электрофильном присоединении к алкенам: перегруппировки Присоединение боранов Радикальные присоединения к алкенам Присоединения против правила Марковникова Выводы по стерео-и региохимии электрофильного присоединения к алкенам Условия и ограничения Алкоксимеркурирование Регио- и стереоселективное присоединение гидридов бора (боранов) Региоспецифические гидроборирующие агенты (дисиамилборан, тексилборан)

Лекция 6. Алкены. Часть 4.
Присоединение гидридов бора Какие функциональные группы могут и не могут быть в молекуле алкена, которая подвергается гидроборированию Озонолиз алкенов Гидроксилирование алкенов Свободнорадикальные реакции: аллильное галогенирование Аллильное бромирование по Волю-Циглеру Другие радикальные реакции алкенов Полимеризация алкенов: катионная Полимеризация алкенов: радикальная Полимеризация алкенов: анионная Катализаторы Получение карбенов Реагент Симмонса-Смита

Лекция 7. Ядерный магнитный резонанс.
Введение в спектроскопию ядерного магнитного резонанса (ЯМР) Этапы развития ЯМР Физические основы метода спектроскопии ЯМР Как регистрируются спектры ЯМР Упрощенная схема импульсного ЯМР с преобразованием Фурье Современные спектрометры ЯМР Растворители и дейтерированные растворители для регистрации спектров ЯМР Основные параметры спектров ЯМР высокого разрешения Экранирование и дезэкранирование магнитных ядер электронами в молекулах Измерение положения сигналов в спектрах ЯМР Спектр протонного магнитного резонанса п-ксилола Влияние частот прибора на вид спектра Спектр ЯМР на ядрах этанола Магнитно эквивалентные ядра Влияние индуктивных и мезомерных эффектов на химические сдвиги в спектрах Диаграмма химических сдвигов ЯМР для различных структурных элементов Эффекты экранирования и дезэкранирования в ароматических соединениях Простейшие спиновые системы, спектры первого порядка Примеры простых мультиплетов в спектрах первого порядка

Лекция 8. Ацетилены. Диены.
Реакция Соногашира Три важнейших стадии в реакции кросс-сочетания Стереоселективное гидрирование алкинов: а) гидрирование на катализаторе Линдлара, б) гидроалюминирование, в) гидроборирование Способ транс-гидрирования Механизм реакции Глозера-Энглинтона Перегруппировка Фаворского Смещение тройной связи в терминальное положение (zipper-реакция) Синтез виниловых эфиров Три- и тетрамеризация ацетилена на Ni-катализаторах Реакция элиминирования Самое главное в химии ацетиленов Диены: а) сопряжённые, б) аллены, в) несопряжённые S-цис- и S-транс- конформации

Лекция 9. Диены (продолжение).
1,2- и 1,4-присоединение к сопряженным диенам Необходимая конформация нециклического диена Механизм реакции (согласованное стереоспецифические [2+4] циклоприсоединение Примеры реакций Дильса-Альдера Понятие о еновой реакции Экзо- и эндо- аддукты Дополнение к реакции Соногасиры Продолжение: экзо- и эндо- аддукты Дополнение по правилам для реакции Дильса-Альдера Региоселективность реакции Дильса-Альдера “орто-пара-ориентация” Катализаторы Присоединение НBr к аллену Каучук Методы синтеза диенов: а) бутадиен из картофеля

Лекция 10. Диены (продолжение). Ароматические соединения.
фракций, полученных при пиролизе нефтепродуктов Хлоропрен Гидрирование сопряженных диенов Симметричные диены Ароматические соединения: как был открыт бензол Метод молекулярных орбиталей Хюккеля Ароматические ионы Правило Хюккеля Метод "валентных схем", теория резонанса (Полинг) Понятие ароматичности Аннулены Гетероциклы Конденсирование в ароматических углеводородах Критерии ароматичности: энергетический критерий Критерии ароматичности: структурный критерий Критерии ароматичности: магнитный критерий

Лекция 11. Ароматические соединения. Электрофильное замещение в ароматическом ряду. Часть 1.
Декалин Галогенирование бензола Галогенирование в боковую цепь Окисление боковой цепи и поликонденсированных ароматических углеводородов Озонирование бензола и других ароматических соединений. Электрофильное замещение в бензольном кольце Какие бывают электрофилы Упрощенный механизм электрофильного замещения в ароматическом кольце Координата реакции для бутадиена Изображение аренониевых ионов на бумаге – резонансные структуры Браун ) Отвергнутые механизмы электрофильного замещения Химические сдвиги в бензолониевом катионе Доказательства существования σ-комплексов Заместитель 1-го рода (например, пространственно-затруднённый) Заместитель 2-ого рода (орто-эффект) Факторы парциальной скорости

Лекция 12. Электрофильное замещение в ароматическом ряду. Часть 2.
Ориентация при электрофильном замещении первого и второго рода Согласованная и несогласованная ориентация Резонансные структуры Химические сдвиги Орто-, мета, пара-замещение Реакции электрофильного замещения: протонирование Реакции электрофильного замещения: нитрование Как нитруется нитроарен Как нитруется толуол Как получать все галогеннитробензолы Данные по нитрованию галогенбензолов Деление орто-паро-изомеров Фактор парциальных скоростей

Лекция 13. Электрофильное замещение в ароматическом ряду. Часть 3.
Нитрование галогенбензолов Данные по нитрованию галогенбензолов Задача нитрования бензола Нитрование тулола Факторы парциальных скоростей соответствующего изомера при нитровании Присоединение по правилу Марковникова Сульфирование аренов Агенты сульфирования Природа электрофила Обратимость сульфирования на примере нафталина Координата реакции для сульфирования Особенности сульфирования нафталина, толуола, фенола, анилина Защита сульфогруппой при реакциях ЭЗ Примеры использования замещения при сульфировании (на примере фенола, анилина) Производные сульфокислот: тозилхлорид, тозилаты, сульфамиды Восстановление сульфогруппы Ипсо -замещение при нитровании Агенты галогенирования

Лекция 14. Электрофильное замещение в ароматическом ряду. Часть 4. Нуклеофильное замещение в ароматическом ряду.
Ацилирующие агенты для ароматических соединений Электронодонорные группы Циклические ангидриды в ацилировании Растворители для ацилирования (нитробензол, дихлорметан, дихлорэтан) Способ защиты третьбутильной группы Получение фенолфталеина: формула для просмотра опыта Опыт с фенолфталеином Ацилирование – сравнение с алкилированием Реакции формилирования Реакция Гаттермана-Коха Реакция Гаттермана Реакция Гаттермана-Адамса, реакция Губена-Геша (ацилирование) Формилирование по Вильсмееру-Хааку Применимость реакций формилирования и гидроксиметилирования: реакция гидроксиметилирование Применимость реакций формилирования и гидроксиметилирования: реакция хлорметилирование Применимость реакций формилирования и гидроксиметилирования: конденсация карбонильных соединений с аренами Применимость реакций формилирования и гидроксиметилирования:  дифенилолпропан, ДДТ интоксикация Опыт: получение кристалл-фиолетового триарилметанового красителя Механизм присоединение-отщепление

Лекция 15. Нуклеофильное замещение в ароматическом ряду (продолжение).
Механизм нуклеофильного замещения: присоединение-отщепление SnAr (реакции ароматического нуклеофильного замещения) Ряд активирующей способности заместителей (в каком положении?) Растворители Комплексы Мейзенгеймера Лимитирующая стадия Возможность замещения нитрогруппы и избирательное замещение нитрогруппы Нуклеофильное замещение водорода в ди- и тринитробензоле Ариновый механизм: отщепление-присоединение Улавливание дегидробензола Гидролиз о-хлоранизола Медный катализ нуклеофильного замещения в ароматическом ряду Механизм SRN1

Лекция 16. Нуклеофильное замещение в алифатическом ряду.
Заряженный и незаряженный нуклеофил Типы нуклеофилов (анионы, нейтральные молекулы, растворители) Уходящие группы Типы реакций нуклеофильного замещения Классификация по механизму: реакция первого порядка, реакция второго порядка Координата реакции для мономолекулярного нуклеофильного замещения (SN1) с интермедиатом Координата реакции для бимолекулярного нуклеофильного замещения (SN2) в отсутствие интермедиата и SN2 Пространственные факторы: стабильность катионов, изменение конфигурации, подход нуклеофила Реакция Финкельштейна Как влияет строение радикала на скорость протекания реакции SN1 Скорость реакции сольволиз в метаноле и SN1 и SN1 Подведение итогов и SN1 и SN2 Основность и нуклеофильность Ряды нуклеофильности для реакций Межфазный катализ

Лекция 17. Нуклеофильное замещение. Часть 1.
Реакции нуклеофильного замещения в реакции мономолекулярного нуклеофильного замещения (SN1) и в реакции бимолекулярного нуклеофильного замещения (SN2) Нуклеофильный катализ Реакции бимолекулярного нуклеофильного замещения с двумя замещениями (2SN2-сохранения) Примеры реакций Нуклеофильное содействие Сольволиз Ароматическое кольцо как источник содействия

Лекция 18. Нуклеофильное замещение. Часть 2.
Реакция получение этилового эфира из спирта Ряды нуклеофильности с реакциями МеBr с нуклеофилом Поляризуемость и сольватация Межфазный катализ Опыт: растворение марганцовки в бензоле Конкуренция механизма нуклеофильного замещения (SN) и механизма элиминирования реакций (E) Мягкость и жесткость нуклеофила α–эффект ,сильные нуклеофилы и супернуклеофилы Протонирование, эфиры сильных неорганических кислот, реакция Мицунобу

Лекция 19. Реакция элиминирования.
Механизмы реакций элиминирования Мономолекулярный механизм реакции элиминирования, идущей в две стадии с образованием карбкатиона (Е1) Мономолекулярный механизм отщепление от сопряженного основания Е1св (карбанионные) Бимолекулярный механизм элиминирования Е2, когда два атома или группы отщепляются одновременно и Е1 Что за механизм Е1св (карбанионный) против Е2 Региохимия: не бывает чистого элиминирования по Зайцеву, бывает чистое элиминирование по Гофману

Лекция 20. Металлоорганические соединения. Спирты.
Магнийорганика Способ синтеза кетонов Способ синтеза карбоновых кислот Окись этилена Важнейшие механизмы реакций металлоорганических соединений Механизм присоединения по карбоксильной группе атома углерода Какие функциональные группы не могут быть в реактиве Гриньяра Функциональные группы, которые могут быть, если реактив Гриньяра получается реакцией обмена Механизм образования магнийрганических соединений Литийорганические соединения Получение, методы синтеза: а) обмен, б) о-литиирование, в) металлирование Медьорганические соединения (купраты) Кислотность Основность спиртов Опыты

Лекция 21. Спирты. Диолы.
Окисление спиртов Механизм окисления Характерные реагенты Способы синтеза спиртов Этанол Супернуклеофилы (факультативно) Восстановление карбонильных соединений в спирты Защита гидроксильной группы в спиртах: тетрагидропиранильная защита Защита гидроксильной группы в спиртах: силиловые эфиры Реакция Вильямсона Защита гидроксильной группы в спиртах: тритильная защита Дегидратация спиртов Как получить простой эфир Двухатомные спирты (Диолы) диолы бутандиола по Фаворскому-Реппе с последующим гидрированием Глицерин Пинакон-пинаколиновая перегруппировка Дегидратация до диенов Опыт

Лекция 22. Диолы (продолжение). Карбонильные соединения. Часть 1.
Особенности химических свойств двухатомных спиртов диолов Опыт: как борная кислота повышает свою кислотность в присутствии диола Пинакон-пинаколиновая перегруппировка Окислительное расщепление 1,2-диолов периодатом или тетраацетатом свинца Дегидратация до диенов Окисление диолов Применение диолов Межмолекулярная дегидратация спиртов Алкоксимеркурирование алкенов Реакция Вильямсона.для синтеза краунэфиров Комплексы с кислотами Льюиса, р-римость в сильных кислотах Расщепление кислотами Расщепление с RLi Образование перекисей при хранении Обратимость Различие в реакционной способности между альдегидами и кетонами Почему и как происходит присоединение нуклеофилов Образование полуацеталей и ацеталей Азеотропная отгонка Защита карбоксильной группы с помощью ацеталей

Лекция 23. Карбонильные соединения. Часть 2.
Присоединение нуклеофилов по карбонильной группе Дитианы и их производные Присоединение вторичного амина Енамины - очень нуклеофильные соединения Условия Механизм Схема и движущая сила реакции Когда образуются цисизомеры и почему Реакция Хорнера Реакция с илидами серы Сравнение кислотности КС спиртов Енолизация, катализируемая кислотами и основаниями Относительная скорость енолизации кетонов в щелочной среде Кислотность некоторых соединений Бромирование метилэтилкетона в кислой и щелочной среде

Лекция 24. Карбонильные соединения. Часть 3.
Альдольная конденсация Еноляты в реакции алкилирования Еноляты как амбидентные анионы Еноляты кетонов – алкилирование С+О Реакция енолятов с электрофилами Понятие о жесткости и мягкости кислотооснования Мягкие нуклеофилы Мягкие кислоты Наиболее прочные соединения Ж+Ж или М+М Енамины и их использование в синтезе Что влияет на кинетический и термодинамический контроль при образование енолятов несимметричных кетонов Реакция Манниха Нитрозирование Бензоиновая конденсация Бензиловая перегруппировка Синтез из енолятов Что влияет на конкуренцию?