Органическая химия: термины и основные реакции

Москва
Лаборатория знаний
2020

ОРГАНИЧЕСКАЯ 
ХИМИЯ  
термины и основные реакции

И. В. Боровлев

Д о п у щ е н о 
Министерством образования и науки 
Российской Федерации 
в качестве учебного пособия 
для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению подготовки 
и специальности «Химия»

4е издание, электронное

УДК 547
ББК 24.2я73
Б83

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Рецензенты:
д-р хим. наук, проф. Берберова Н. Т.
д-р хим. наук, проф. Крапивин Г. Д.

Боровлев И. В.
Б83
Органическая химия: термины и основные реакции / И. В. Боровлев. — 4-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2020. —
362 с. — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10".— Загл.
с титул. экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-752-3
Учебное пособие по органической химии содержит расположенные
в алфавитном порядке термины, понятия и обозначения, используемые
для описания молекул и процессов с их участием. Большое внимание
уделено стереохимическим аспектам строения молекул, связи строения с
реакционной способностью, механизмам химических реакций, в том числе
именных.
Для студентов химических специальностей вузов и послевузовского
самообразования.
УДК 547
ББК 24.2я73

Деривативное
издание
на
основе
печатного
аналога:
Органическая
химия: термины и основные реакции / И. В. Боровлев. — М. : БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2010. — 359 с. : ил. — ISBN 978-5-94774-755-3.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации

ISBN 978-5-00101-752-3

c○ Издательство Ставропольского
государственного университета,
2005
c○ Лаборатория знаний, 2015

2

В учебной литературе существует два основных подхода к изложению огромного фактического материала по органической химии: по классам и по механизмам реакций. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. За
последние годы были изданы фундаментальные учебники/ (Реутов О. А.,
Курц А. Л., Бутин К. П. Органическая химия. Ч. 1–4. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004–2005; Клейден Дж., Уосерс П., Гривс Н., Уоррен С. Органическая химия: В 3 т.: Пер. с англ. — М.: Мир, 2009; Джоуль Дж., Миллс К. Химия
гетероциклических соединений. — М.: Мир, 2004); они построены по смешанному принципу, где наряду с классами органических соединений отдельные главы
посвящены фундаментальным механизмам органических реакций.
Настоящее учебное пособие построено по иному принципу: оно содержит
расположенные в алфавитном порядке основные термины органической химии
и важнейшие реакции. Преимущество данного подхода к изложению материала — возможность быстро отыскать необходимый термин и познакомиться с его
смысловым значением. Поэтому этой книгой можно пользоваться как справочником, что значительно расширяет круг читателей — от студентов до специалистов смежных химических дисциплин.
Пособие построено на основе программы классического университетского
курса органической химии. Большую ценность представляет то обстоятельство,
что материал пособия включает, помимо устоявшихся терминов и обозначений,
недавно появившиеся понятия. Достаточное внимание уделено стереохимическим аспектам строения молекул, их связи с реакционной способностью, а также механизмам химических реакций. Предполагается, что для глубокого
изучения основ органической химии читатель обратится к учебникам, поскольку в этом пособии нет статей, посвященных отдельным классам органических
соединений, их номенклатуре (кроме стереохимической), физико-химическим
методам исследования. Данное пособие полезно как дополнение для «параллельного» изучения органической химии (наряду с лекциями и учебниками).
Здесь использован энциклопедический способ представления материала.
Статьи расположены в алфавитном порядке. Именные термины начинаются с
фамилии ученого (например, Марковникова правило, Коупа перегруппировка и т. п.). Если термин имеет синонимы, они приводятся после основного названия (в скобках). Выделения жирным шрифтом означают, что имеется
специальная статья под этим названием, курсивом — просто обращают внимание на термин.
Автор признателен сотрудникам кафедры органической химии Южного
Федерального университета проф. А. Ф. Пожарскому, проф. Е. Б. Цупаку, проф.
А. В. Гулевской, доц. О. В. Дябло и доц. В. А. Озерянскому за ценные замечания при прочтении рукописи и полезную дискуссию.

3

Предисловие

ангстрем (1 = 10–10 м)

Ac
ацетил

Alk
алкил

Ar
арил

cA
молярная концентрация вещества A

Et
этил

Hal
галоген

Het
гетарил

K
константа ионизации (кислоты, основания); константа равновесия

k
константа скорости реакции

[M]D
t
молярное вращение поляризованного луча света для желтой линии
натрия (589 нм) при температуре t

Me
метил

p
давление

Ph
фенил

pH
водородный показатель

pI
изоэлектрическая точка

(Sia)2BH
дисиамилборан [CH3CH(CH3)CH(CH3)]2BH

Tf
радикал CF3SO2

Ts
тозил (радикал 4-CH3C6H4SO2)

скорость реакции

[]D
t
удельное вращение поляризованного луча света для желтой линии
натрия (589 нм) при температуре t

кДж
килоджоуль (1кДж = 0,239 ккал)

ккал
килокалория (1ккал = 4,19 кДж)

нм
нанометр (1 нм = 10 = 10–9 м)

4

Условные обозначения
и размерности

А

«Абсолютный» асимметрический синтез. Синтез хирального продукта
(с преобладанием определенной конфигурации) из ахиральных соединений,
но под действием физического асимметрического агента (поляризованного
света или поляризованного лазерного излучения). Однако стереоселективность (см.) подобных превращений невелика.

Абсолютный растворитель. Обезвоженный растворитель.

Автокатализ. Ускорение реакции, обусловленное накоплением конечного
или промежуточного продукта, обладающего каталитическим действием
в данной реакции. В более широком смысле под А. понимают самоускорение реакции, вызванное каким-либо изменением в системе из-за протекания
химической
реакции
(см.
Самоускоряющиеся
реакции).
А. наблюдается, например, при гидролизе сложных эфиров сильных неорганических кислот вследствие накопления катализатора (кислоты). Как
правило, для автокаталитической реакции A Z (т. е. исходное вещество продукт) скорость реакции () описывается уравнением:

= k[A]n[Z]m

Автокаталитические реакции. См. Автокатализ и Самоускоряющиеся
реакции.

Автоокисление. Самопроизвольное окисление веществ кислородом воздуха
часто протекает по механизму автокатализа. А. органических соединений
(например, альдегидов и олефинов) — цепная свободнорадикальная реакция, при которой на промежуточной стадии образуются пероксиды и гидропероксиды. Зарождение цепи часто инициируется фотохимически или
следами ионов тяжелых металлов (например, Co3+). Во многих случаях автоокисление — нежелательный процесс (например, при автоокислении
простых эфиров образуются взрывоопасные пероксиды).

Аддукт. Обычно молекулярный комплекс или соединение, образующееся в результате реакции присоединения (особенно часто в диеновом синтезе, см.).
Термином А. обозначают (с указанием исходных соединений) вещества неизвестного строения, а также соединения, для которых сложно составить
название в соответствии с номенклатурными правилами. А. — также продукты кислотно-основного взаимодействия нейтральных молекул, например SbCl5 · O(C2H5)2.

5

Термины и основные реакции

Азосочетание. Получение азосоединений взаимодействием катионной формы ароматических диазосоединений с веществами (азосоставляющими),
имеющими достаточно сильный нуклеофильный центр (фенолы, ароматические амины и др.), например:

Исходные соли арендиазония получают обычно реакцией диазотирования (см.) первичных ароматических аминов и, не выделяя, вводят в азосочетание.
С ароматическими азосоставляющими реакция протекает по механизму электрофильного замещения в ароматическом ряду (см. Электрофильные реакции); диазогруппа направляется обычно в nара-положение к
донорному заместителю, а если оно занято — в орто-положение. С фенолами азосочетание проводят при pH 8–11 (образуется более нуклеофильный
фенолят-анион);
с
аминами
—
при
pH
3,5–6
(увеличивается
растворимость амина при сохранении высокой концентрации его нуклеофильной, непротонированной формы). При азосочетании аминофенолов с
несогласованной ориентацией заместителей можно изменять региоселективность (см.) реакции в зависимости от pH среды:

Реакция А. осуществляется также с алифатическими соединениями, содержащими активные метиленовые группы, в присутствии оснований (т. е.
депротонированными); она сопровождается последующей миграцией второго протона метиленовой группы. Так, в случае малонового эфира образуются арилгидразоны эфира мезоксалевой кислоты:

К окислительному азосочетанию относят взаимодействие ароматических гидразинов или гидразонов с азосоставляющими в присутствии окислителей (соли Fe(III), Cu(II), PbO2, H2O2 и др.), например:

6

Аксиальная связь. См. Конформации циклов.

Аксиальная (осевая) хиральность. Хиральность, обусловленная наличием
хиральной оси (см.). Простейшей моделью соединений с хиральной осью
служит 1,3-дизамещенный аллен. Другие типы молекул с А. х. можно получить, заменив одну или две имеющиеся двойные связи симметричными
циклами. Для проявления А. х. необходимо наличие на обоих концах оси
двух различных заместителей (об определении конфигурации соединений с
А. х. см. R, S-Номенклатура для молекул с аксиальной (осевой) хиральностью).

А. х. обладают также бифенилы с объемными заместителями в
орто-положениях (атропоизомерия):

Аксиально-хиральным является, например, амид 1: свободное вращение относительно связи C—N ограничено стерическими препятствиями,
создаваемыми орто-метильными группами и заместителями при азоте:

7

Соединение 1 может быть расщеплено на антиподы, тогда как продукт
его бромирования 2 — ахирален и оптически неактивен, поскольку он симметрично замещен в бензольном кольце. Если бы активность 1 была обусловлена асимметрическим атомом азота, она должна бы проявляться и в 2.

Алкилирование. Введение алкильной (в том числе аралкильной) группы в молекулу органического соединения. В зависимости от того, к какому атому
присоединяется алкильная группа, различают C-, O-, N-, S-алкилирование.
Наиболее часто в качестве алкилирующих агентов используют алкилгалогениды, диалкилсульфаты, алкены, эпоксисоединения, спирты. Реакции А. катализируются протонными и апротонными кислотами. Примером
легко протекающего O-метилирования является синтез метиловых эфиров
карбоновых кислот при действии на них диазометана (реакция протекает
при смешивании эфирных растворов реагентов):

См. также Фриделя–Крафтса реакция, Габриэля реакция, Манниха реакция, Кватернизация.

Алкоголиз. Обменная реакция между веществом и спиртом. Например, взаимодействие спиртов с галогенангидридами кислот:

Алкоксигруппа. Группа OAlk, например метоксигруппа –OCH3, этоксигруппа
–OC2H5 и т. д.

Аллильная перегруппировка. Изомеризация ненасыщенных соединений
со сдвигом двойной связи из положения 1 в положение 2 при одновременной миграции атома или группы атомов X от третьего атома углерода к
первому:

Прототропная А. п. (X = H) известна для углеводородов, карбонильных соединений, нитрилов и т. д. Приведем схемы возможных механизмов
этих реакций при основном и кислотном катализе.

8

Анионотропная А. п. (X = Hal, OH, OR и др.) может протекать по следующим механизмам:

В сопряженных диенах перегруппировка, аналогичная А. п., происходит с участием обеих двойных связей:

А. п. может происходить при бимолекулярном нуклеофильном замещении (см. SN2'- и SNi-Реакции). В случае мономолекулярного механизма
SN1 образуется аллил-катион, который может быть атакован нуклеофилом с
любого конца аллильной системы:

9

Альдера правило. См. Диеновый синтез.

Альдера реакция. То же, что Еновая реакция.

Альдольная конденсация. Взаимодействие двух молекул альдегида или кетона в присутствии кислот или оснований с образованием -гидроксиальдегидов (альдолей), например:

Реакция А. к. обратима и может осуществляться только при наличии
хотя бы у одного реагента атома водорода в -положении к С=О–группе.
Кетоны реагируют значительно медленнее альдегидов. При основном катализе реакция А. к. включает стадию образования сильного нуклеофила —
енолят-аниона и протекает по следующей схеме (B– — основание):

При кислотном катализе А. к. нуклеофильную атаку на молекулу карбонильного соединения осуществляет енол. Карбонильная группа при этом
активируется за счет протонирования (увеличивается ее электрофильность):

В случае несимметричных кетонов обычно образуется смесь соединений. Исключением является метилэтилкетон, дающий преимущественно
тот или иной продукт реакции в зависимости от pH среды:

10