Окислительно-восстановительные реакции в органической химии презентация

Содержание

План презентации: 1. Определение понятия «окислительно-восстановительные реакции» 2. Определение степени окисления атомов углерода в органических веществах 3. Реакции окисления органических соединений 3.1. Окислители органических соединений 3.2.

Слайд 1Окислительно-восстановительные реакции в органической химии


Алехина Е.А.


Слайд 2План презентации:
1. Определение понятия «окислительно-восстановительные реакции»
2. Определение степени окисления атомов

углерода в органических веществах
3. Реакции окисления органических соединений
3.1. Окислители органических соединений
3.2. Классификация реакций окисления
3.3. Механизмы реакций окисления органических соединений
4. Реакции восстановления органических соединений
4.1. Классификация реакций восстановления
4.2. Восстановители органических соединений
4.3. Механизмы реакций восстановления органических соединений
5. Литература

Алехина Е.А.



Слайд 3– реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих

веществ, в результате перемещения электронов от атома одного из реагентов (восстановителя) к атому другого (окислителя)

Окислительно-восстановительные реакции
(реакции окисления-восстановления)

Алехина Е.А.



Слайд 4


Генетическая связь
органических веществ

Алехина Е.А.









Слайд 5Модифицированная генетическая связь органических и неорганических соединений

C [O] CO

[H] насыщенные ненасыщенные
углеводороды -[H] углеводороды
[H] [H] [H] [O]

CO2 [O] карбоновые [O] альдегиды [O] спирты
+H2O кислоты [H] (кетоны) [H]

Алехина Е.А.



Слайд 6Н3С – СН2 – СН3

СН3 – СН2 – ОН

Определение степени окисления атомов в органических веществах

Например:

+1 -3 -2 +1 -3 +1 -3 +1 -1+1 -2 +1

Алехина Е.А.



Слайд 8



















Алехина Е.А.


Слайд 9Изменение степени окисления углерода в органических соединениях
Алехина Е.А.


Слайд 10Алехина Е.А.

Примеры окислительно-восстановительных реакций органических соединений
Окисление пропилбензола







Слайд 11Алехина Е.А.

Примеры окислительно-восстановительных реакций органических соединений
Окисление толуола







Слайд 12Алехина Е.А.

Примеры окислительно-восстановительных реакций органических соединений
Окисление цимола







Слайд 13Алехина Е.А.

Примеры окислительно-восстановительных реакций органических соединений






Слайд 14Алехина Е.А.

Примеры окислительно-восстановительных реакций органических соединений






Слайд 15Реакции окисления
процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом (по Г.П.

Хомченко, с. 168);

образование новых связей углерода с более электроотрицательными элементами (галогены, кислород, азот, сера, фосфор и др.), но обычно с кислородом (по А.М. Киму, с. 138);

увеличение массовой доли кислорода и уменьшение массовой доли водорода.

Алехина Е.А.



Слайд 16Окислители органических соединений (по агрегатному состоянию)
газообразные

жидкие твердые
- O2 воздуха без нагревания; - Ag2O/NH3 * H2O(водные р-ры); - KMnO4, K2Cr2O7,
- O2 воздуха до 300-350 0С; - Cu(OH)2 или CuOH,H2O/H2O2; - CrO3 (кристал.)
- O3 –озон - H2SO4 (конц.),CH3COOH/CrO3;

Алехина Е.А.



Слайд 17Жидкие окислители органических соединений (по силе окислительного действия)

мягкие

средней силы

жесткие

Ag2O/NH3·H2O
Cu(OH)2
Br2/NaOH
H2O2/H2O
KMnO4/H2O
25% р-р HNO3

KMnO4/H2SO4/H2O
CrO3/CH3COOH
40% р-р HNO3

H2SO4 (конц.)
K2Cr2O7/H2SO4 (конц.)
CrO3/H2SO4 (конц.)

Алехина Е.А.



Слайд 18Классификация реакций окисления

Горение
Жидкофазное

окисление

Твердофазное окисление

При нагревании происходит разрыв С-Н, С-С. Практика процесса горения разработана Н.Н. Семёновым.

Основная цель - окисление алканов до спиртов предельного ряда.

(окислительная деструкция) наблюдается при старении полиолефинов под действием атмосферного кислорода.

Все эти процессы – радикально- цепные, автокаталитические и разветвленные – имеют единый механизм реакции

Алехина Е.А.



Слайд 19МЕХАНИЗМЫ ОКИСЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Алехина Е.А.


Слайд 20Радикальный механизм окисления органических соединений
Инициирование
+
+
t
Рост цепи
+
+
+
+
+
+
Обрыв цепи
+
+
+
+
+
Алехина Е.А.


Слайд 21ГАЛОГЕНИРОВАНИЕ АЛКАНОВ

Инициирование
Рост цепи
Обрыв цепи
SR
Алехина Е.А.


Слайд 22НИТРОВАНИЕ АЛКАНОВ
Инициирование
Рост цепи
Обрыв цепи
нитроний-
радикал
или
СH3-СН2-О-NO
нитросоединение
эфир азотистой кислоты
SR
Алехина Е.А.


Слайд 23СУЛЬФОХЛОРИРОВАНИЕ АЛКАНОВ
Инициирование
Рост цепи
алкилсульфохлорид


Например
этилсульфохлорид
СН3-СH3 + SO2 + Cl2 → СН3-СН2-SO2Cl

+ HCl

SR

Алехина Е.А.



Слайд 24СУЛЬФООКИСЛЕНИЕ АЛКАНОВ
алкилсульфокислота
I способ
II способ
Например
этилсульфокислота
алкилсульфокислота
2R-H + 2SO2 + O2 → 2R-SO3H
2СН3-СH3

+ 2SO2 + O2 → 2СН3-СН2-SO3H

R-H + НО-SO3Н → R-SO3H + H2O

t

t

t

SR

Алехина Е.А.



Слайд 25ОКИСЛЕНИЕ АЛКАНОВ
Инициирование
Рост цепи
О=О → ∙О – О∙
R-H + ∙О –

О∙ → R∙ + HО – О∙
R∙ + O2 → R-О-O∙
R-H + R-О-O∙ → [R-О-OН] + R∙


[O]
R(c-1)-COOH

R-O-H

SR

Алехина Е.А.



Слайд 26 изобутан

гидроперекись изобутана третбутанол

Например

(СН3)3СН + О2 → [(СН3)3С-О-О-Н] → (СН3)3С-ОН

СН3-СН2-СН2-СН3 + О2 → [СН3-СН(OOH)-СН2-СН3]


→ СН3-СO-СН2-СН3 + H2O

н –бутан гидроперекись вторбутана

бутанон

ОКИСЛЕНИЕ АЛКАНОВ

SR

Алехина Е.А.



Слайд 27Каталитическое и хемоселективное окисление органических соединений
а) каталитическое окисление этилена до

уксусной кислоты

+

О2

CuCl2 / PbCl2

б) синтез сахарной кислоты из глюкозы

HNO3 (25%-ная)

+

+

Алехина Е.А.



Слайд 28Реакции восстановления
процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом (по

Г.П. Хомченко, с. 168);
образование новых С-Н связей (по А.М. Киму, с. 138);
увеличение массовой доли водорода и уменьшение массовой доли кислорода.

Гидрогенизация (гидрирование) – присоединение водорода к различным веществам (Химия. Большой энциклопедический словарь, с. 131).

Алехина Е.А.



Слайд 29 Реакции восстановления
(по типу изменения связей)


реакции, включающие

реакции, в которых
замещение кислорода на субстрат теряет
водород кислород


реакции восстановления
с расщеплением


прямое реакции
гидрирование восстановительного
сочетания

Алехина Е.А.



Слайд 30Реакции, включающие замещение кислорода на водород



Реакции восстановления
Алехина Е.А.


Слайд 31Реакции, в которых субстрат теряет
кислород




Реакции восстановления
Алехина Е.А.


Слайд 32Реакции восстановления с расщеплением


Реакции восстановления
Алехина Е.А.


Слайд 33Реакции восстановления
Реакции восстановительного сочетания
Алехина Е.А.


Слайд 34Прямое гидрирование углеводородов
Восстановление алифатических углеводородов



Восстановление ароматических углеводородов

Реакции восстановления
Алехина Е.А.


Слайд 35Восстановители органических соединений
Алехина Е.А.


Слайд 36Алехина Е.А.


Слайд 37Алехина Е.А.


Слайд 38МЕХАНИЗМЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Алехина Е.А.


Слайд 39Гетерогенное гидрирование
Алехина Е.А.


Слайд 40Гомогенное гидрирование
Схема гомогенного гидрирования этилена с помощью катализатора Уилкинсона
Алехина Е.А.


Слайд 41Механизм восстановления литийалюминийгидридом (LiAlH4)
где Х = Hal, OR, OC(R)=O.
Производные карбоновых кислот

восстанавливаются легче, чем сами кислоты:

Алехина Е.А.



Слайд 42Восстановление органических соединений амальгамами металлов
Амальгамами называют сплавы жидкой

ртути с металлами – Zn, Co, Rb, Sn, Cu, Na, Ba. Их получают:
а) прямым контактом металла и ртути, лучше при нагревании;
б) электролизом водных и неводных растворов солей;
в) электролизом низкотемпературных расплавов на ртутном катоде;
г) контактным обменом между ионами металлов и амальгамами других металлов.
Амальгамы могут оставаться жидкими или затвердевают

Алехина Е.А.



Слайд 43Восстановление органических соединений амальгамами металлов
Алехина Е.А.


Слайд 44Восстановление органических соединений водородом в «момент выделения»



Алехина Е.А.


Слайд 45Литература
Ким А.А. Органическая химия. – Новосибирск: Сибирское универ.изд-во, 2001. – 814

с.
Козловский М.Т. и др. Амальгамы и их применение. – Алма-Ата: Наука, 1971. – 365 с.
Коршунов В.Н. Амальгамные системы: строение и электрохимические свойства. – М.: Изд-во МГУ, 1990. – 201 с.
Макквелен Ф.Дж. Гомогенное гидрирование в органической химии. Пер. с англ. – М.: Химия, 1988. – 160 с.
Марч Дж. Органическая химия. – М.: Мир, 1987-1988, т.4. – 468 с.
Мастекс К. Гомогенный катализ переходных металлов.–М.: Мир, 1983. – 304 с.
Матье Ж., Панико Р. Курс теоретических основ органической химии. Пер. с англ. – М.: Мир, 1975. – 556 с.
Нечаев А.П. Органическая химия. – М.: Высшая школа, 1988. – 319с.
Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии.– М.: Химия, 1991. – 448 с.
Смирнов В.А. Восстановление амальгамами. – Л.: Химия, 1971. – 228 с.
Шабаров Ю.С. Органическая химия: в 2-х томах. – М.: Химия, 1996. – Т.1. - 848 с.
Шалыгин С.П., Алехина Е.А., Романенко Н.В. Реакции окисления в органической химии. // Химия в школе, 2006, № 1, с. 54-59.
Шалыгин С.П., Алехина Е.А. Реакции восстановления в органической химии. // Химия в школе, 2006, № 9, с. 60-65.
Шалыгин С.П., Алехина Е.А. Механизмы восстановления органических соединений. // Химия в школе, 2007, № 10, с. 52-56.
Шульпин Г.Б. Органические реакции, катализируемые комплексами металлов. – М.: Наука, 1988. – 285 с.

Алехина Е.А.



Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика