Наиболее важные методы синтеза алканов:

1.2.1. Гидрирование алкенов

Гидрирование алкенов протекает под давлением водорода в присутствии катализатора (Pt, Pd или Ni).

1.2.2. Гидрирование или восстановление алкилгалогенидов

При каталитическом гидрировании в присутствии палладия алкилгалогениды превращаются в алканы.

Алканы также получают восстановлением алкилгалогенидов металлом в кислоте.

Иодалканы могут быть легко восстановлены в запаянной ампуле с иодистоводородной кислотой.

1.2.3. Реакция галогеналканов с натрием (реакция Вюрца)

Реакция Вюрца позволяет получить углеводород с большим числом атомов углерода, чем в исходном соединении.

Она пригодна для синтеза только симметричных алканов с использованием первичных(!) алкилгалогенидов. В случае использования в качестве исходных соединений различных галогеналканов в результате реакции получается смесь трех углеводородов:

Эту смесь приходится разделять, что не всегда возможно.

Вместо натрия в этой реакции могут быть использованы и другие металлы, например магний, цинк, литий.

1.2.4. Синтез Кольбе - электролиз натриевых или калиевых солей карбоновых кислот

Электролиз натриевых или калиевых солей карбоновых кислот приводит также к получению симметричных углеводородов.

2. Алкены

Углеводороды состава С n Н 2n с открытой цепью, содержащие одну двойную связь, называются алкенами . Простейшим углеводородом этого ряда является этилен СН 2 =СН 2 . Атом углерода в этилене находится в sp 2 -гибридном состоянии (тригональный углерод). За счет трех гибридизованных орбиталей каждый атом углерода образует три  -связи: одну - с соседним атомом углерода, две - с двумя атомами водорода. Боковое перекрывания двух 2р -орбиталей атомов углерода дает  -связь и делает невозможным вращение вокруг  -связи углерод-углерод. Этим обусловлено явление геометрической изомерии.

Геометрические изомеры (состав и способ связывания атомов одинаков, расположение групп и атомов в пространстве различно). Для названия этих изомеров используется Е, Z -номенклатура. При этом возможно использование классическихцис- итранс- обозначений для определения пространственного расположения одинаковых или сходных групп относительно плоскости сравнения.

Относительное старшинство заместителей при каждом атоме углерода с двойной связью определяется по атомному номеру: Н (атомный номер - 1) - младший, С (атомный номер - 6) - старший заместитель; если атомы при углероде с двойной связью одинаковы, то рассматривается старшинство последующих атомов: - СН 3 (последующие атомы - Н, Н, Н) - младший заместитель; -СН(СН 3) 2 (последующие атомы - Н, С, С) - старший заместитель.

Органический синтез
Механизмы химических процессов

Именные реакции

Синтез Кольбе
Реакция Вюрца
Реакция Кучерова
Реакция Лебедева
Реакция Коновалова
Правило Зайцева
Правило Марковникова
Реакция Вёлера
Реакция Дюма
Реакция Вагнера
Реакция Бертло
Реакция Дильса – Альдера
Реакция Зелинского - Казанского

Реакция Вёлера

Фридрих Вёлер,
1800 - 1882
Синтез щавелевой кислоты
при гидролизе дициана в
кислой среде, 1824
Синтез мочевины из
углекислого газа и аммиака
при высоких температурах и
давлении, 1828
Получение ацетилена при
гидролизе карбида кальция
(получают сплавлением
кокса и извести), 1829

Реакции Вёлера

Гидролиз дициана с образованием щавелевой
кислоты, 1824 г.

Реакции Вёлера

Синтез мочевины из углекислого газа и аммиака,
1828 г.
«Я не в силах больше молчать, - пишет Вёлер своему
учителю, Й. Я. Берцелиусу, - и должен сообщить
Вам, что могу получить мочевину без помощи почек
собаки, человека и вообще без участия какого-либо
живого существа…»
Т0
CO2 + 2NH3 → H2O +

Реакции Вёлера

Получение ацетилена гидролизом карбида
кальция, 1862 г.
В 1892 г. Муассан (Франция) и Вильсон (Канада)
предложили конструкцию электродуговой печи,
пригодной для промышленного использования:
получения карбида кальция сплавлением
обожженной извести и угля
Или CaCO3 → CaO + CO2; CaO + 3C → CaC2 + CO

Реакция Дюма

Сплавление солей карбоновых кислот
со щелочами:
0
CaO, T
Н3С-СООNa + NaOH → CH4 + Na2CO3
Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (- СО2 )
Французский химик.
Член Французской академии наук
(1832)
Член Парижской академии
медицины (1843)
Президент Академии наук (1843)
Занимался также государственной
деятельностью. В 1850-1851 министр сельского хозяйства и
торговли в правительстве
Жан Батист Андре Дюма,
Наполеона Бонопарта.
1800 – 1884 гг.

Реакция Вагнера

Мягкое окисление алкенов
водным раствором
перманганата калия с
образование двухатомного
спирта
Егор Егорович Вагнер,
1849 - 1903

Реакция Коновалова

Михаил Иванович
Коновалов,
1858 - 1906
Нитрование углеводородов
разбавленной НNО3 при
повышенном или
нормальном давлении (по
свободнорадикальному
механизму).
Докторская диссертация
"Нитрующее действие
слабой азотистой кислоты на
углеводороды предельного
характера" (1893)

10. Реакция Бертло

Синтез этанола гидратацией этилена:
Французский химик.
Член Парижской академии наук
(1873)
Член-корреспондент
Петербургской академии наук (с
1876 г.)
В 1895-1896 гг. Бертло был
министром иностранных дел
Франции.
Марселен Бертло,
1827 – 1907 гг.

11. Правила А. М. Зайцева (1875), В. В. Марковникова (1869)

Александр
Михайлович Зайцев,
1841-1910
Владимир Васильевич
Марковников,
1837-1904

12. Правила А. М. Зайцева (1875), В. В. Марковникова (1869)

При присоединении протонных кислот или воды к
несимметричным непредельным углеводородам
протон водорода присоединяется к наиболее
гидрогенизированному атому углерода
(образование продукта протекает через наиболее
устойчивый карбокатион) – правило
Марковникова. Повт. искл. из правила.
При отщеплении – протон водорода отщепляется
от наименее гидрогенизированного атома
углерода – правило Зайцева.

13. Упражнения по правилам Зайцева и Марковникова

Из каких галогенпроизводных углеводородов
при действии спиртового раствора
гидроксида калия могут быть получены:
1) 2-метилпентен-1
2) 3-метилпентен-2
3) 4-метил-3-этилпентен-2
4) 3-этилгексен-2 ?

14. Реакция Вюрца, 1865

Синтез симметричных алканов
из алкилгалогенидов в
реакции с натрием (еще легче
с калием)
Шарль Адольф Вюрц,
1817- 1884
Президент Парижской
академии наук

15. Синтез Кольбе, 1849

Электролиз водных растворов
калиевых и натриевых солей
карбоновых кислот.
Адольф Вильгельм
Герман Кольбе,
1818- 1884, Германия

16. Реактив Гриньяра, 1912

Магнийорганические химические
соединения, например
магнийметилиодид СН3МgI
магнийбензолбромид C6H5MgBr.
Виктор Гриньяр,
1871- 1935, Франция
лауреат Нобелевской
премии по химии

17. Реакция Дильса - Альдера

Диеновый синтез - реакция , циклоприсоединение
диенофилов и сопряжённых диенов с образованием
шестичленного цикла:

18. Реакция Дильса - Альдера

Курт Альберт, Германия
1902 – 1958 гг.
Отто Пауль Герман Дильс,
Германия, 1876 – 1954 гг.
В 1950 году за диеновый синтез удостоены
Нобелевской премии по химии

19. Реакция Зелинского - Казанского

ɳ = 70%

20. Реакция Зелинского - Казанского

Окончил Новороссийский
университет в Одессе (1884)
Профессор Московского
университета (1911-1917)
Организовал институт
органической химии АН СССР
(1935), с 1953 г. институт носит его
имя
Создал первый угольный
противогаз (1915), принятого на
Николай Дмитриевич
вооружение во время Первой
Зелинский,
мировой войны в русской и
Российская империя,
союзнических армиях.
1861 – 1953 гг.

21. Угольные противогазы

Солдаты чешского легиона русской армии в
противогазах Зелинского-Кумманта

22. Реакция Зелинского - Казанского

Борис Александрович
Казанский,
1891 – 1973 гг.
Окончил Московский университет
(1919)
Работал в Московском
университете под руководством
Н. Д. Зелинского
Преподавал в Московском
университете практикуме по
общей химии, качественному и
количественному анализу, а
позже по органической химии,
химии нефти, органическому
катализу
Академик АН СССР

23. Реакция Кучерова

Гидратация алкинов в
присутствии солей Hg2+ в
кислой среде.
Михаил Григорьевич
Кучеров,
1850 – 1911 гг.

24. Реакция Лебедева

Лебедев предложил одностадийный способ
получения бутадиена из этилового спирта
(катализаторы: ZnO, Al2O3; T 400-5000С)
2CH3CH2OH
Сергей
Васильевич
Лебедев,
1874-1934.
2H2O + CH2=CH-CH=CH2 + H2
Благодаря работам Лебедева
промышленное производство
синтетического каучука начато в Советском
Союзе в 1932 - впервые в мире.

25. Реактивы

Реактив Гриньяра
Реактив Толленса OH
Аммиачный раствор хлористой меди (I)
[Сu (NH3)2]Cl

26. Катализаторы

Катализатор Na в жидком аммиаке
Катализатор Линдлара
Na в NH3
Pd// Pb2+
Кислый раствор хлористой меди (I) в хлористом аммонии
NH4Cl, CuCl
Циглера - Натта
См. для каких реакций применяют (рабочая тетрадь)

Или процесс Кольбе (названы в честь Адольфа Вильгельма Германа Кольбе и Рудольфа Шмитта ) - химическая реакция карбоксилирования фенолята натрия действием диоксида углерода в жестких условиях (давление 100 атм., температура 125 °C) с последующей обработкой продукта кислотой . В промышленности эта реакции используется для синтеза салициловой кислоты , которая является прекурсором аспирина , а также β-гидроксинафтойной и других кислот. Реакции Кольбе - Шмитта и её применению была посвящена обзорная статья .

Механизм реакции

Ключевой стадией механизма реакции Кольбе - Шмитта является нуклеофильное присоединение фенолят-иона к диоксиду углерода, что приводит к образованию соответствующего салицилата.

Направление реакции зависит от того, какой фенолят используется в качестве исходного соединения. При введении в реакцию фенолята натрия образуется орто -замещённый продукт. Это объясняется тем, что ион натрия способен стабилизировать шестичленное переходное состояние, из которого происходит электрофильная атака ароматического кольца фенола . При использовании фенолята калия образование шестичленного переходного комплекса менее выгодно, в связи с чем образуется пара -замещённый продукт.

Реакция облегчается присутствием электродонорных заместителей, так, многоатомные фенолы (флороглюцин, резорцин , пирокатехин) карбоксилируются в водном растворе карбоната калия.

Промышленным вариантом реакции Кольбе - Шмитта, использующимся для синтеза салициловой кислоты и её производных (p-амино-, 5-хлорсалициловой кислоты и пр.) является модификация Марассе - карбоксилирование смеси фенола и карбоната калия углекислым газом при 170°С и давлении 9-13 МПа.

Кольбе реакция

метод получения углеводородов электролизом растворов солей карбоновых кислот (электрохимический синтез):

При электролизе смеси солей различных кислот образуются наряду с симметричными (R-R, R"-R") также и несимметричные углеводороды (R-R"). К. р. позволяет получать высшие монокарбоновые (1) и дикарбоновые (2) кислоты (после гидролиза соответствующих эфиров):

RCOO - +R"OOC (CH 2) n COO→R (CH 2) n COOR" (1)

2ROOC (CH 2) n COO - →ROOC (CH 2) n COOR (2)

К. р. находит применение в промышленности, например для получения себациновой кислоты, используемой в производстве полиамидов (См. Полиамиды) и душистых веществ. Реакция предложена немецким химиком А. В. Г. Кольбе в 1849.

Лит.: Серрей А., Справочник по органическим реакциям, пер. с англ., М., 1962; Advances in organic chemistry, v. 1, N. Y., 1960, р. 1-34.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Кольбе реакция" в других словарях:

Кольбе (Kolbe) Адольф Вильгельм Герман (27.9.1818, Эллихаузен, ≈ 25.11.1884, Лейпциг), немецкий химик. С 1851 профессор Марбургского, а с 1865 Лейпцигского университетов. В 1845 К. синтезировал уксусную кислоту, исходя из сероуглерода, хлора и… …

I Кольбе (Kolbe) Адольф Вильгельм Герман (27.9.1818, Эллихаузен, 25.11.1884, Лейпциг), немецкий химик. С 1851 профессор Марбургского, а с 1865 Лейпцигского университетов. В 1845 К. синтезировал уксусную кислоту, исходя из сероуглерода,… … Большая советская энциклопедия

Или Кольбе процесс (названы в честь Адольфа Вильгельма Германа Кольбе и Рудольфа Шмидта) химическая реакция карбоксилирования фенолята натрия действием диоксида углерода в жестких условиях (давление 100 атм., температура 125 °C) с последующей… … Википедия

Реакция Кольбе Шмитта или Кольбе процесс (названы в честь Адольфа Вильгельма Германа Кольбе и Рудольфа Шмитта) химическая реакция карбоксилирования фенолята натрия действием диоксида углерода в жестких условиях (давление 100 атм.,… … Википедия

Реакция Кольбе Шмитта или Кольбе процесс (названы в честь Адольфа Вильгельма Германа Кольбе и Рудольфа Шмидта) химическая реакция карбоксилирования фенолята натрия действием диоксида углерода в жестких условиях (давление 100 атм.,… … Википедия

- (1818 84) немецкий химик. Разработал методы синтеза уксусной (1845), салициловой (1860, реакция Кольбе Шмитта) и муравьиной (1861) кислот, электрохимического синтеза углеводородов (1849, реакция Кольбе) … Большой Энциклопедический словарь

- (Kolbe) (1818 1884), немецкий химик. Разработал методы синтеза уксусной (1845), салициловой (1860, реакция Кольбе Шмитта) и муравьиной (1861) кислот, электрохимического синтеза углеводородов (1849, реакция Кольбе). * * * КОЛЬБЕ Адольф Вильгельм… … Энциклопедический словарь