ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Учебные материалы по курсу химии нефти и органического катализа

Программа кандидатского минимума по специальности "органическая химия"(02.00.03)

Химия алициклических соединений

Строение и стереохимия алициклов. Строение, номенклатура, и изомерия алициклических соединений. Основные стереохимические явления (конформация, диастереомерия, энантиомерия) и общие принципы стереохимической номенклатуры циклоалканов и их производных.
Строение,номенклатура, и изомерия малых, обычных и средних циклов. Основные виды напряжений в карбоциклах, конформационный анализ малых, обычных и средних карбоциклов. Конформационная энергия заместителей. Правило Ауверса-Скита.
Основные типы, номенклатура и стереохимия спирановых, конденсированных, мостиковых и каркасных соединений. Конформационный анализ конденсированных систем из малых и обычных циклов: циклобутан, бициклогептан, гидринданы, декалины, стероиды.
Методы синтеза алициклов. Реакции циклизации дигалоидалканов. Синтезы на основе кетена и диазометана. Реакции циклизации дикарбоновых кислот и их производных. Реакция дегидроциклизации. Реакции меж- и внутримолекулярной циклизации карбокатионных интермедиатов. Использование согласованных реакций для синтеза карбоциклов. Электроцикли­ческие реакции, циклоприсоединение, хелотропные реакции, сигматропные перегруп­пировки. Теория согласованных реакций Вудворда-Гофмана, метод граничных орбиталей, метод возмущенных орбиталей. Общее правило Вудворда-Гофмана для перециклических реакций.
Малые циклы. Строение и основные методы получения циклопропанов и циклобу­танов. Реакции Фрейнда-Густавсона, Уитмора, Кижнера. Синтезы с натриймалоновым эфиром, 1,3-дитиациклогексаном, кетеном. Синтезы циклопропанов на основе хелатропных реакций. Карбены: строение, реакционная способность, методы генерирования (межфазного катализ). Стереохимические особенности присоединения карбенов. Синтез четырехчленных циклов реакцией [2+2] циклоприсоединения. Циклопропены, циклобутены и циклобутадиены, методы получения и строение.
Обычные циклы. Методы синтеза и конформационные свойства циклопентанов циклопентадиенов и циклогексанов. Реакция Назарова. Синтезы циклогексановых соединений на основе термохимических и фотохимических электроциклических реакций. Реакции [4+2] циклоприсоединения. Перегруппировка Коупа.
Средние циклы. Синтез и особенности строения средних циклов. Ацилоиновая конденсация. Синтез 8-, 10- и 12-членных циклов на основе ацетилена и этилена. Прелоговское напряжение. Валентная таутомерия. Бульвален.
Полициклические углеводороды. Основные типы би- и полицик­лических углеводородов. Методы получения и стереохимия спирановых, конденси­рованных и мостиковых алициклов. Угле­водороды ряда бицикло[2.2.1]гептана: стереохимия, правило Бредта. Понятие о неклассическом ионе карбония, гидридных и алкильных сдвигах. Адамантан: получение, особенности строения. Адамантильные катионы.

Характерные реакции и свойства алициклических соединений

. Химические свойства малых циклов. Винилциклопропановая перегруппировка. Свойства циклопропена, циклобутадиена и циклопентадиена. Связь реакционной способности со стереохимическими особенностями обычных алициклов. Трансаннулярные реакции соединений со средним размером кольца: дегидрирование, присоединение, отщепление, циклизация. Особенности химических свойств мостиковых алициклов. Перегруппировка Вагнера-Меервейна. Карбокатионные перегруппировки полициклических соединений. Реакции ионного гидрирования с участием карбоциклов. Химические свойства адамантановых соединений. Методы получения 1-, 2- и полизамещенных адамантанов. Практическое применение производных адамантана.
Литература
1.Ф.Керн., З. Сандберг. Углубленный курс органической химии. М.:, Химия, 1981.
2.Э.Илиел, Н. Аллинжер, Г. Моррисон. Конформационный анализ. М.: Мир, 1969.
3.В.М. Потапов. Стереохимия. М.: Химия, 1988.
4.Т.Джилкрист,Р.Сторр. Органические реакции и орбитальная симметрия. М.: Мир, 1976.
 

Макроциклические рецепторы

Понятие о молекулярном распознавании.
Молекулярные рецепторы – принципы дизайна. Основные типы нековалентных взаимодействий: донорно-акцепторные (в том числе водородные связи), координационные, -- и -СН3 –взаимодействия..
Макроциклические соединения – циклодекстрины, краун-эфиры, каликс- и резорцинарены –основа для создания синтетических рецепторов. Номенклатура. Методы синтеза.
Каликс[n]арены. Химические свойства. Возможность модификации верхнего и нижнего ободов молекулы. Полная и селективная модификация. Конформации и конформационная инверсия. Методы установления конформаций. Конформационная преорганизация молекул.
Гетерокаликс[n]арены. Основные типы производных. Характерные особенности.
Синтетические рецепторы на основе каликс[n]аренов и гетерокаликс[n]аренов. Рецепторы на катионы, анионы и нейтральные молекулы. Влияние внутримолекулярной полости, конформационного строения и функциональных заместителей в молекуле на рецепторные свойства.
Супрамолекулярный синтез. Супрамолекулы и супрамолекулярные ансамбли. Молекулярная организация, самосборка, самораспознавание, саморепликация. Молекулярные и супрамолекулярные устройства. Основные понятия. Примеры. Супрамолекулярный катализ. Катализ рецепторами катионов, анионов. Бимолекулярный катализ
Литература

1.Ж.М. Лен. Супрамолекулярная химия. Концепция и перспективы.Новосибирск: Наука, 1998.
2.Макроциклические соединения в аналитической химии (под ред. Ю. А. Золотова). М.: Наука, 1993.
3.V.Bohmer,Calikxarenes, Macrocycles with (Almost) Unlimited Possibilities // Angev. Chem. Int. Ed. Engl. 1995. V.34.P.713-745.
4.J.Hartley, T. James, C. Ward. Synthetic receptors // J. Chem. Soc. Perkin Trans 1. 2000. Р.3155-3184.
5.P.Timmerman,W.Verboom, D.Reinhoudt. Resorcinarenes // Tetrahedron. 1996. V.52. N8. P.2663-2704
 

Химия кислород- и сероорганических соединений,содержащихся в нефтях

Методы переработки угля в сырье для нефтехимической промышленности (газификация, термическое растворение, гидрогенизация, полукоксование, коксование); продукты переработки угля, выделение и очистка.
Фенолы. Источники фенолов, способы выделения и разделения. Способы получения одно-, двух- и многоатомных фенолов. Затрудненные фенолы. Таутомерия фенолов.
Реакции электрофильного замещения в ряду затрудненных фенолов. Антиокислительные свойства фенолов. Фенолы – присадки к топливам, маслам, полимерным материалам.
Эфиры фенолов. 3,3-Сигматропные перегруппировки аллиловых эфиров фенолов – метод получения ортозамещенных фенолов и кислородсодержащих гетероциклических соединений. Стереохимия перегруппировки Клайзена.
Гетероатомные соединения нефти: кислородные и азотсодержащие. Основные классы кислородсодержащих соединений нефтяного происхождения, нахождение, способы выделения. Основные классы азотсодержащих соединений: основные, нейтральные, нефтяные порфирины; нахождение, способы выделения. Очистка углеводородного сырья от гетероатомных соединений.
Основные классы сернистых соединений, содержащихся в природном углеводородном сырье: сероводород, тиолы, сульфиды, дисульфиды, тиофены. Основные методы выделения и идентификации сернистых соединений из природного углеводородного сырья. Методы получения и свойства нефтяных тиолов, сульфидов и дисульфидов. Молекулярные перегруппировки сульфидов. Гидрогенизационные процессы с участием сероорганических соединений.
Литература
1.С. Оаэ. Химия органических соединений серы. М.: Мир, 1975.
2.Н.К. Ляпина. Химия и физикохимия сераорганическихсоединений нефтяных дистиллятов. М.: Наука. 1984.
3.Т. Джилкрист, Р. Сторр. Органические реакции и орбитальная симметрия М.: Мир, 1976.
4.Т.И. Темникова, С.Н.Семенова. Молекулярные перегруппировки в органической химии. Л.: Химия, 1983.
5.Э.А. Караханов, А.Г. Дедов. Каталитическое гидрирование гетероциклических соединенй. М.: Изд-во МГУ, 1986.
6.В.Ф.Камьянов, В.И.Титов. Гетероатомные соединения нефти. М.: Наука, 1983.
7.Оригинальные обзоры по теме.



Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору