Органическая химия : в 3 т. Т. III

7-е издание,  электронное

Допущено
Учебно-методическим объединением
по классическому образованию в качестве учебного
пособия для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по специальности 020201 –
фундаментальная и прикладная химия

У Ч Е Б Н И К  Д Л Я  В Ы С Ш Е Й  Ш К О Л Ы
У Ч Е Б Н И К  Д Л Я  В Ы С Ш Е Й  Ш К О Л Ы

Москва
Лаборатория знаний
2020

В. Ф. Травень

ОРГАНИЧЕСКАЯ
ХИМИЯ

в трех томах

III

УДК 547 (075.8)
ББК 24.2я73
Т65

С е р и я о с н о в а н а в 2009 г.
Травень В. Ф.
Т65
Органическая химия : учебное пособие для вузов : в 3 т.
Т. III / В. Ф. Травень. — 7-е изд., электрон. — М. : Лаборатория
знаний, 2020. — 391 с. — (Учебник для высшей школы). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул.
экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-748-6 (Т. III)
ISBN 978-5-00101-745-5
Первое издание учебника «Органическая химия», изданного в 2004 году,
получило заслуженное признание среди студентов и преподавателей. Вместе
с тем переход на двухуровневую систему высшего образования предъявляет новые требования к содержанию учебников, что явилось причиной
существенной переработки книги. В настоящем переработанном издании
учебный материал систематизирован с учетом степени глубины изучения
предмета: для начального освоения дисциплины в основных разделах
излагаются фундаментальные сведения, а специализирующимся в области
органической химии и продолжающим обучение после получения степени
бакалавра адресованы разделы «Для углубленного изучения». Издание
учебника подготовлено в комплекте с задачником (В. Ф. Травень, А. Ю. Сухоруков, Н. А. Пожарская «Задачи по органической химии») и практикумом
(В. Ф. Травень, А. Е. Щекотихин «Практикум по органической химии»).
Данный набор учебных изданий обеспечивает двухуровневое изложение
учебного материала и не имеет аналогов.
Для студентов, аспирантов и преподавателей химических факультетов
университетов и химико-технологических вузов.
УДК 547 (075.8)
ББК 24.2я73

Деривативное издание на основе печатного аналога: Органическая химия : учебное пособие для вузов : в 3 т. Т. III / В. Ф. Травень. — 6-е изд.,
испр. — М. : Лаборатория знаний, 2019. — 388 с. : ил. — (Учебник для высшей школы). — ISBN 978-5-00101-172-9 (Т. III); ISBN 978-5-00101-169-9.

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 978-5-00101-748-6 (Т. III)
ISBN 978-5-00101-745-5
c○ Лаборатория знаний, 2015

2

ТОМ I
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. ПРИРОДА КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЭФФЕКТЫ. КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ

Глава 2. АЛКАНЫ

Глава 3. СТЕРЕОИЗОМЕРИЯ

Глава 4. ЦИКЛОАЛКАНЫ

Глава 5. АЛКЕНЫ

Глава 6. АЛКИНЫ

Глава 7. ДИЕНЫ

ТОМ II
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Глава 8. АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ.
КРИТЕРИИ АРОМАТИЧНОСТИ

Глава 9. ЭЛЕКТРОФИЛЬНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ В АРОМАТИЧЕСКОМ РЯДУ

Глава 10. АЛКИЛ- И АЛКЕНИЛБЕНЗОЛЫ

Глава 11. ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

Глава 12. ВВЕДЕНИЕ В ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ.
СПЕКТРАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ
ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Глава 13. ГАЛОГЕНПРОИЗВОДНЫЕ АЛКАНОВ

Глава 14. ГАЛОГЕНАЛКЕНЫ И ГАЛОГЕНАРЕНЫ

Глава 15. ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Глава 16. СПИРТЫ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 17. ФЕНОЛЫ

Глава 18. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. ЦИКЛИЧЕСКИЕ ЭФИРЫ

Глава 19. АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ

ТОМ III
Со кра ще ния и обо зна че ния  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Глава 20. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ  . . . . . . . . . . . . . . . 11

20.1. Насыщенные и ароматические карбоновые кислоты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

20.1.1. Номенклатура  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
20.1.2. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
20.1.3. Физические свойства и строение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
20.1.4. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

20.2. Производные карбоновых кислот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

20.2.1. Номенклатура  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
20.2.2. Электронное строение и общая характеристика
реакционной способности  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

20.2.3. Способы получения и реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

20.3. Енолят-ионы карбоновых кислот и их производных  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

20.3.1. СН-Кислотность карбоновых кислот и их производных  . . . . . . . . . . 59
20.3.2. Реакция Гелля–Фольгарда–Зелинского  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
20.3.3. Реакции С—С-конденсации  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

20.4. Дикарбоновые кислоты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

20.4.1. Номенклатура  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
20.4.2. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
20.4.3. Физические свойства  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
20.4.4. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

20.5. α, β-Ненасыщенные кислоты и их производные  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

20.5.1. Номенклатура и геометрическая изомерия  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
20.5.2. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
20.5.3. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

20.6. Ненасыщенные дикарбоновые кислоты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

20.6.1. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
20.6.2. Физические свойства  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
20.6.3. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

20.7. Галоген- и гидроксикарбоновые кислоты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

20.7.1. Номенклатура  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
20.7.2. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
20.7.3. Стереоизомерия  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
20.7.4. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

20.8. Гидрокси- и аминокарбоновые кислоты бензольного ряда  . . . . . . . . . . . . . . . 96
20.9. Альдегидо- и кетокислоты. Ацетоуксусный эфир  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

20.9.1. Номенклатура  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
20.9.2. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
20.9.3. Строение и таутомерия ацетоуксусного эфира  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

4
Оглавление

20.9.4. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Для углубленного изучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

Нуклеофильный катализ в реакциях производных карбоновых кислот  . . . 114

Глава 21. СУЛЬФОНОВЫЕ КИСЛОТЫ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

21.1. Классификация и номенклатура  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
21.2. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
21.3. Физические свойства и строение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
21.4. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

21.4.1. Кислотные свойства  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
21.4.2. Реакции SEAr аренсульфоновых кислот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
21.4.3. Реакции щелочного плавления  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

21.5. Производные сульфоновых кислот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

21.5.1. Сульфонилхлориды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
21.5.2. Эфиры  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
21.5.3. Амиды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

Для углубленного изучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

Тиолы, сульфиды, дисульфиды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Энантиоселективный синтез сульфоксидов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Тиокарбонильные соединения. Ацетилкоэнзим А  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

Дополнения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Поверхностно-активные вещества.
Моющие средства. Детергенты. Фосфолипиды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Глава 22. НИТРОСОЕДИНЕНИЯ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

22.1. Номенклатура  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
22.2. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
22.3. Физические свойства и строение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
22.4. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

22.4.1. Восстановление  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
22.4.2. СН-Кислотность  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
22.4.3. Реакции нитронат-ионов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Для углубленного изучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

Стереоселективный синтез нитроспиртов и нитроаминов  . . . . . . . . . . . . . . 152

Дополнения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

Оксид азота в биохимических реакциях  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

Глава 23. АМИНЫ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

23.1. Классификация и номенклатура  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
23.2. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

23.2.1. Реакции N-алкилирования  и N-арилирования  . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
23.2.2. Восстановление азотсодержащих соединений  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
23.2.3. Превращения амидов карбоновых кислот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

Оглавление
5

23.3. Физические свойства и строение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

23.3.1. Алифатические амины  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
23.3.2. Четвертичные аммониевые соли  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
23.3.3. Ароматические амины  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
23.3.4. Потенциалы ионизации аминов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

23.4. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

23.4.1. Кислотно-основные свойства  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
23.4.2. Нуклеофильные  реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
23.4.3. Электрофильное замещение в ароматических аминах  . . . . . . . . . . . 187
23.4.4. Реакции аминов с азотистой кислотой  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

23.5. Спектральный анализ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Для углубленного изучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

Основные и нуклеофильные свойства
пространственно-затрудненных аминов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Реакции енаминов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

Дополнения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

Биогенные амины. Нейромедиаторы и нейротоксины  . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

Глава 24. ДИАЗОСОЕДИНЕНИЯ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

24.1. Классификация и номенклатура  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
24.2. Ароматические соли диазония  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

24.2.1. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
24.2.2. Физические свойства и строение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
24.2.3. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

24.3. Диазоалканы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

24.3.1. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
24.3.2. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

Для углубленного изучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

Имидоэфиры карбоновых кислот и амидины  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Гидразиды и азиды карбоновых кислот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Изоцианаты, карбаматы, мочевины  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Изонитрилы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

Дополнения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
Механизмы вкуса и запаха. Сладкие органические вещества  . . . . . . . . . . . . . . . . 231

Глава 25. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

25.1. Классификация и номенклатура  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
25.2. Пятичленные ароматические гетероциклические соединения  . . . . . . . . . . 237

25.2.1. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
25.2.2. Физические свойства и строение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
25.2.3. Реакции электрофильного ароматического замещения  . . . . . . . . . . 242

25.3. Конденсированные пятичленные гетероциклические соединения  . . . . . . . 248

25.3.1. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
25.3.2. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

6
Оглавление

25.4. Шестичленные ароматические гетероциклические соединения  . . . . . . . . . 250

25.4.1. Способы получения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
25.4.2. Физические свойства и строение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
25.4.3. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

25.5. Пиримидины и пурины  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Для углубленного изучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

Механизмы реакций синтеза гетероциклических соединений  . . . . . . . . . . 261
Реакции SN
HAr  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

Дополнения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

Гетероароматические соединения в живых организмах  . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

Глава 26. УГЛЕВОДЫ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

26.1. Моносахариды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

26.1.1. Классификация  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
26.1.2. Строение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
26.1.3. Реакции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

26.2. Дисахариды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

26.2.1. Сахароза  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
26.2.2. Мальтоза  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

26.3. Полисахариды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

26.3.1. Классификация  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
26.3.2. Крахмал  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
26.3.3. Целлюлоза  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

Дополнения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

Обмен энергии в живом организме  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

Глава 27. АМИНОКИСЛОТЫ, ПЕПТИДЫ И БЕЛКИ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

27.1. Классификация α-аминокислот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
27.2. Способы получения α-аминокислот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
27.3. Пространственная изомерия и оптическая активность α-аминокислот  . . 309
27.4. Реакции α-аминокислот  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

27.4.1. Кислотно-основные свойства  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
27.4.2. N-Ацилирование  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
27.4.3. N-Алкилирование  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
27.4.4. Реакция этерификации  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
27.4.5. Реакции дезаминирования  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
27.4.6. Отношение к нагреванию  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
27.4.7. Пептидный синтез  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317

27.5. Вторичная, третичная и четвертичная структуры белков  . . . . . . . . . . . . . . . 320

Глава 28. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326

28.1. Строение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326

28.1.1. Моносахариды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
28.1.2. Циклические азотистые основания  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327

Оглавление
7

28.1.3. Нуклеозиды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
28.1.4. Нуклеотиды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
28.1.5. Двойные спирали ДНК. Модель Уотсона–Крика  . . . . . . . . . . . . . . . 331

28.2. Нуклеиновые кислоты и наследственность  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332

28.2.1. Репликация ДНК  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
28.2.2. Транскрипция. Синтез РНК  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
28.2.3. Трансляция. Биосинтез белка  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

Дополнения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

Молекулярное узнавание в химии и биологии  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

ЛИТЕРАТУРА  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

ПРИЛОЖЕНИЯ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

1. Результаты расчетов некоторых органических молекул
методом МОХ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

2. Физиологическое действие некоторых органических веществ  . . . . . . . . 356

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

8
Оглавление

Груп пы:

Alk – ал кил
Ar – арил
Ac – ацил
Bn – бензил
Bs – брозильная
Ме – ме тил
Tf – трифтолатная
Ts – то зиль ная
Ph – фе ниль ная
Cp – ци к ло пен та ди е нил
Py – пиридил

Cое ди не ния и ре а ген ты:

АУЭ
– аце то у к сус ный эфир
ГМФТА – ге к са ме тил фос фор три а мид
ДМСО – ди ме тил суль фо к сид
ДМФА – ди ме тил фор ма мид
ДЦГКД – ди ци к ло ге к сил кар бо ди и мид
ДАК
– до нор но-ак цеп тор ный
ком п лекс
ПАВ
– по верх но ст но-ак тив ное
ве ще ст во
ПФК
– по ли фо с фор ная ки с ло та
ТГФ
– те т ра гид ро фу ран
ТМС
– те т ра ме тил си лан

Переменные, кон стан ты
и еди ни цы из ме ре ния:

D
– де бай
η
– «же ст кость» элек трон ной
обо лоч ки мо ле ку лы
k
– кон стан та ско ро сти 
K
– кон стан та рав но ве сия
kБ
– кон стан та Больц ма на
α
– ку ло нов ский ин те грал
β
– ре зо нанс ный ин те грал
t
– тем пе ра ту ра по шка ле
Цель сия
Т
– тем пе ра ту ра по шка ле
Кель ви на
μ
– ди поль ный мо мент, D
I
– по тен ци ал ио ни за ции, эВ
А
– элек трон ное срод ст во, эВ
d4
20
– плот ность, г/см3

nD
20
– по ка за тель пре ло м ле ния
α
– оп ти че ское вра ще ние,
град (°)
MRD – реф рак ция, см3

δ
– хи ми че ский сдвиг, м. д.
ν
– ча с то та, см–1

λ
– дли на вол ны, нм
R
– уни вер саль ная га зо вая по сто ян ная, Дж/(К ⋅ моль)
N
– чис ло Аво гад ро, моль–1

СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

Сокращения:
АО – атом ная ор би таль
ВЗМО – вы с шая за ня тая мо ле ку ляр ная ор би таль
ДМЭ – диметоксиэтан
ИК-спек т ро ско пия – ин ф ра крас ная
спек т ро ско пия
КПЗ – ком п лекс с пе ре но сом за ря да
ЛДА – литийдиизопропиламид
МО – мо ле ку ляр ная ор би таль
НСМО – низ шая сво бод ная мо ле ку ляр ная ор би таль
НЭП – не по де лен ная элек трон ная
па ра
ПМР-спек т ро ско пия – спек т ро ско пия про тон но го маг нит но го ре зо нан са
УФ-спек т ро ско пия – ульт ра фи о ле то вая спек т ро ско пия 
ФПС – фа к тор пар ци аль ной ско ро сти

ФЭС-спек т ро ско пия – фо то элек трон ная спек т ро ско пия
ЭТС – элек трон ная транс мис си он ная спек т ро ско пия
ЯМР-спек т ро ско пия – спек т ро ско пия ядер но го маг нит но го ре зо нан са
13С ЯМР-спек т ро ско пия – спек т ро ско пия ядер но го маг нит но го ре зо нан са на яд рах уг ле ро да 13С
ee – энантиомерный избыток
de – диастереомерный избыток

Пре фи к сы:
виц
– ви ци наль ный
гем
– ге ми наль ный
м
– ме та
о
– ор то
п
– па ра
трет (t) – третичный

10
Сокращения и обозначения

Со еди не ния, со дер жа щие кар бок силь ную груп пу –СО ОН, на зы ва ют кар бо но вы ми кис ло та ми

Для раз лич ных фраг мен тов кар бо но вых кис лот при ня ты сле ду ю щие на зва ния (от англ. “acid” — кис ло та):

20.1.         НА СЫ ЩЕ ННЫЕ И АРО МА ТИ ЧЕ С КИЕ
КАР БО НО ВЫЕ КИС ЛО ТЫ

20.1.1.       Но мен к ла ту ра

При со став ле нии на зва ния кар бо но вой кис ло ты али фа ти че с ко го ря да по
но мен к ла ту ре ИЮ ПАК за ос но ву бе рут на и бо лее длин ную уг ле род ную
цепь, вклю ча ю щую кар бок силь ную груп пу. Ну ме ра цию це пи на чи на ют с

R
C OH

ацильная группа
ацилоксигруппа

ацильный атом
кислорода
ацильный атом
углерода

O
R
C O

O

H

R
C O

O

H
R
C O

O

H

R
C

O

OH

Глава 20.      КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ

ато ма уг ле ро да кар бок силь ной груп пы. К на зва нию уг ле во до ро да по чис лу
ато мов уг ле ро да в глав ной це пи при бав ля ют суф фикс -ов: -овая кис ло та.

Для мно гих на и бо лее из ве ст ных кар бо но вых кис лот ча с то ис поль зу ют
три ви аль ные на зва ния. В ча ст но с ти, их при ме ня ют для за ме щен ных кар бо но вых кис лот, обо зна чая по ло же ние за ме с ти те лей бук ва ми α, β, γ и т. д.

На зва ния кис лот али цик ли че с ко го и ге те ро цик ли че с ко го ря дов ча с то
об ра зу ют пу тем при бав ле ния к на зва нию уг ле во до ро да или ге те ро аре на
пост фик са -кар бо но вая кис ло та.

COOH

циклопропанкарбоновая
кислота
1,4-циклогександикарбоновая
кислота

3-пиридинкарбоновая
(никотиновая) кислота

HOOC
COOH

N

COOH

CH3 CH2 CH COOH

CH3

γ
β
α

CH3
COOH
уксусная
кислота

масляная кислота

изомасляная кислота

муравьиная
кислота

CH3 CH2
CH2 COOH

HCOOH

CH3 CH COOH

CH3

Br CH2 CH2
COOH
α-метилмасляная кислота
β-бромпропионовая кислота

β
α

CH3 CH2 CH COOH

CH
2-метилбутановая кислота

3-фенилпропановая кислота

циклобутилэтановая кислота
3

4
3
2
1

CH2 COOH
2
 
1

CH2 CH2 COOH
3
2
1

12
Глава 20. Карбоновые кислоты и их производные

За ме щен ные аро ма ти че с кие кар бо но вые кис ло ты бен золь но го и наф та ли но во го ря дов на зы ва ют как про из вод ные бен зой ной и наф той ной кис лот.

За да ча 20.1. На зо ви те сле ду ю щие со еди не ния по си с те ма ти че ской но мен к ла ту ре:

За да ча 20.2. На пи ши те стру к тур ную фор му лу для ка ж до го из сле ду ю щих со еди не ний:
а) (R)-4-гид ро кси-(2Е)-ге к се но вая ки с ло та;
б) α-бром-β-хлор мас ля ная ки с ло та;
в) 4-ни т ро-3-это к си бен зой ная ки с ло та.

20.1.2.       Способы получения

Окис ле ние уг ле во до ро дов, спир тов, аль де ги дов и ке то нов

Окис ле ние ор га ни че с ких со еди не ний, при над ле жа щих к уг ле во до ро дам,
спир там, аль де ги дам и ке то нам, ра нее уже по дроб но об суж да лось (см. т. I,
разд. 2.4, 5.4.5; т. II, разд. 10.2.3, 16.4.4, 19.1.4). Ни же да ны при ме ры этих ре ак ций.

Br
б)
а)
COOH

NO2

COOH

COOH

CH

4-метилбензойная
(п-толуиловая)
кислота

3-нитро-4-хлорбензойная кислота
4-гидрокси1-нафтойная
кислота

2-хлорбензойная
кислота
3

COOH
COOH

Cl

COOH

OH

Cl

NO2

CH3

Co3+,  O2 (воздух)
120–140 °C
COOH +   H2O

толуол
бензойная кислота

20.1. Насыщенные и ароматические карбоновые кислоты
13

Эти ре ак ции на и бо лее рас про ст ра не ны при по лу че нии кар бо но вых кис лот, в том числе в про мы ш лен ной прак ти ке.

Окис ле ние ме тил ке то нов

Ме тил ке то ны окис ля ют ги по га ло ге ни та ми; эта схе ма из ве ст на как га ло форм ная ре ак ция (см. т. II, разд. 19.1.5):

Ги д ро лиз ни т ри лов

Ре ак ции ги д ро ли за про из вод ных кар бо но вых кис лот ча с то при ме ня ют в ла бо ра тор ной прак ти ке.
Ни т ри лы ги д ро ли зу ют при их на гре ва нии (как пра ви ло, при ки пя че нии)
с вод ны ми рас тво ра ми ми не раль ных кис лот (ре же ще ло чей).

CH3 CH2 CH2 C

O

2-пентанон

бромоформ
бутановая
кислота

CH3

3Br2
NaOH, H2O

H3O
CHBr3
C
+
H3CH2CH2COOH

н-C4H9 OH

KMnO4/H
25 °C 
CH3CH2CH2
COOH

C
C

H

CH3

CHO

CH

2-метил-2-бутеналь

н-бутанол
масляная кислота

карбоновые кислоты

алкен

2-метил-2-бутеновая
кислота

3

Ag2O, NH4OH
H
C
C

H

CH3

COOH

CH3

CH CH
R
R'
O3
O
O
HC
O
CH R'
R
H2O2/H

R
C

O

OH

+
R'
C

O

OH

H2O
H2SO4, t
R
C N
Ar
(или

нитрил
карбоновая
кислота

(или
C N)
R COOH
Ar
COOH)

14
Глава 20. Карбоновые кислоты и их производные

На при мер, фе ни лук сус ную кис ло ту с вы со ким вы хо дом по лу ча ют по схе ме

Фе ни лук сус ная кис ло та. Смесь бен зил ци а ни да (70 г; 0,68 моль), конц.
H2SO4 (85 мл) и во ды (120 мл) ки пя тят в те че ние 3 ч. По сле вы ли ва ния ре ак ци он ной сме си в ле дя ную во ду про дукт от филь т ро вы ва ют, т. пл. 76–77 °С.
Вы ход 72 г (78%).

Ги д ро лиз слож ных эфи ров
Эта ре ак ция на и бо лее глад ко про те ка ет в раз бав лен ных ще ло чах при на гре ва нии:

Ги д ро лиз три га ло ген ме тил про из вод ных
Ги д ро лиз три га ло ген ме тил про из вод ных для по лу че ния кар бо но вых кис лот
при ме ня ют ре же. При этом ис поль зу ют те же ус ло вия, что и при ги д ро ли зе
ни т ри лов и слож ных эфи ров:

Кар бок си ли ро ва ние ме тал ло ор га ни че с ких ре а ген тов
Кар бок си ли ро ва ние ме тал ло ор га ни че с ких ре а ген тов слу жит од ним из
универ саль ных спо со бов по лу че ния кар бо но вых кис лот (см. т. II, разд. 15.1.4).

C6H5
CH

толуол
бензойная кислота

α,α,α-трибромтолуол

3

3Br2
hν
C6H5
C
Br
Br

Br
H     или  OH

(H2O)
C6H5
COOH

R COOR'
сложный
эфир
карбоновая
кислота
спирт

NaOH 
(H2O), t

H3O
R COOH + R' OH

CH2Cl

NaCN
(ДМСО)
CH

бензилхлорид
бензилцианид
фенилуксусная кислота

2CN

H2SO4/H2O
t
CH2 C

O

OH

Li

+
CO2

CO

фениллитий
бензойная
кислота

2Li
COOH

H3O

R Br
Mg
абс. эфир
R MgBr

CO2
R COOMgBr
HCl
H2O
R COOH

20.1. Насыщенные и ароматические карбоновые кислоты
15

2-Ме тил бу та но вая кис ло та. Че рез рас твор втор-бу тил маг нийх ло ри да, при го тов лен но го из 2-хлор бу та на (46 г; 0,5 моль) и маг ния (13,4 г; 0,55 моль) в эти ло вом эфи ре (400 мл), про пу с ка ют уг ле кис лый газ до на сы ще ния. Смесь об ра ба ты ва ют 25%-й вод ной H2SO4. Про дукт вы де ля ют пе ре гон кой, т. кип. 174 °С.
Вы ход 40,8 г (80%).

Этот метод име ет, од на ко, ог ра ни че ние. Ал кил- и арил га ло ге ни ды, при ме ня е мые в ре ак циях, не долж ны со дер жать за ме с ти те лей (ОН, NH, SH,
C=O), ко то рые ак тив но ре а ги ру ют с ре ак ти ва ми Гри нь я ра и ли тий ор га ни че с ки ми со еди не ни я ми.

За да ча 20.3. По ка жи те, ка ким об ра зом мож но осу ще ст вить сле ду ю щие пре вра ще ния:

За да ча 20.4. Ука жи те, ка кой из двух спо со бов — че рез ре а к тив Гринь я ра или че рез ни т рил — бо лее пред поч ти те лен для ре а ли за ции сле ду ю щих пре вра ще ний:
а) бром бен зол → бен зой ная ки с ло та;
б) п-ни т ро бен зил хло рид → п-ни т ро фе ни лу к сус ная ки с ло та.

20.1.3.       Фи зи че с кие свой ст ва и стро е ние

Фи зи че с кие свой ст ва

Му ра вь и ная и ук сус ная кис ло ты об ла да ют раз дра жа ю щим за па хом. Мас ля ная, ва ле ри а но вая и ка п ро но вая кис ло ты име ют не при ят ный за пах. Выс шие жир ные и аро ма ти че с кие кис ло ты не име ют за па ха, по сколь ку об ла да ют ма лой ле ту че с тью.
Тем пе ра ту ры плав ле ния и ки пе ния, а так же дан ные о рас тво ри мо с ти в
во де не ко то рых кар бо но вых кис лот при ведены в табл. 20.1.
Тем пе ра ту ры ки пе ния кар бо но вых кис лот вы ше, чем та ко вые спир тов,
име ю щих ту же мо ле ку ляр ную мас су. Ни же срав ни ва ют ся тем пе ра ту ры ки пе ния не ко то рых кар бо но вых кис лот и спир тов.

Со еди не ние        СН3СН2ОН        НСО ОН             СН3СН2СН2ОН           СН3СО ОН
                                 эта нол                      му ра вь и ная           бу та нол                                 ук сус ная
                                                                    кис ло та                                                                   кис ло та

Мол. мас са        40                              46                       60                                         60

Т. кип., °C          78                            100,5                   97,4                                   118

a)
CH2
CH2COOH

б)
(CH3)3CCOOH
(CH3)3CCH CH2

16
Глава 20. Карбоновые кислоты и их производные