1. Сульфирование аренов конц.серной кислотой: область применения; характеристика сульфирующего агента, сульфирующие частицы, механизм сульфирования и образования сульфирующих частиц; влияние строения субстрата и концентрации H2SO4 на направление и скорость реакции, («p-сульфирования»), влияние температуры на скорость и направление реакции, основные недостатки метода и пути их устранения («сульфирование в парах», «запеканием», их суть, химизм, основные достоинства и недостатки методов). Сульфирование аренов серным ангидридом и олеумом: область применения; характеристика сульфирующих агентов; стандартные растворы олеума; механизм реакции, влияние строения субстрата на направление и скорость реакции; основные достоинства и недостатки. Способы выделение сульфокислот: химизм, особенности, достоинства и недостатки технологий при использовании соды, сульфита натрия, мела и извести. Сульфирование серным ангидридом в инертных растворителях: область применения; характеристика серного ангидрида и способы его доставки на предприятие, влияние полярности среды на активность сульфирующего агента, достоинства метода; примеры сульфирования. Сульфирование комплексами серного ангидрида: область применения; характеристика серного ангидрида и способы его доставки на предприятие; стабильность и реакционная способность комплексов; влияние степени диссоциации комплекса на механизм реакции; достоинства и недостатки метода; примеры сульфирования.
2. Нитрование аренов смесью азотной и серной кислот: схема, механизм реакции и образования нитрующих частиц; влияние строения субстрата на скорость и направление реакции; состав и технология получения нитрующей смеси; примеры нитрования различных классов соединений; область применения; достоинства и недостатки метода; скорость и порядок слива реагентов; влияние концентрации кислот, температуры, перемешивания, модуля ванны на процесс нитрования; типовая схема выделения продуктов реакции. Нитрование конц.азотной кислотой: схема, механизм образования нитрующих частиц и реакции, влияние строения субстрата на скорость и направление реакции; влияние концентрации кислоты, температуры, перемешивания, модуля ванны на процесс нитрования; область применения и примеры нитрования; скорость и порядок слива реагентов; достоинства и недостатки метода; пути совершенствования метода (нитрование в присутствии катализаторов, с азеотропной отгонкой воды, в инертном растворителе). Нитрование азотной кислотой в уксусном ангидриде: область применения; механизмы образования нитрующих частиц и реакции, влияние строения субстрата на скорость и направление реакции; достоинства и недостатки; примеры нитрования. Нитрование аренов и алканов разбавленной азотной кислотой: области применения; механизмы образования активных частиц и реакций, влияние строения субстрата на скорость реакции, достоинства и недостатки метода; примеры нитрования.
3. Галогенирование аренов: схема и механизм реакции, катализаторы и механизм образования активных частиц; влияние строения субстрата, природы галогена, температуры и растворителя на скорость и направление реакции. Особенности хлорирования, бромирования и иодирования аренов в безводной среде в присутствии кислот Льюиса: схемы реакций, основные технологические стадии; подготовка сырья; реакторы; обработка продуктов и отходящих газов. Особенности иодирования хлориодом. Гомолитическое галогенирование алканов и алкиларенов: схема и механизм реакции (активные частицы, лимитирующая стадия); влияние строения субстрата и природы галогена на скорость и направление реакции, тепловой эффект, селективность; примеры; инициаторы, ингибиторы, температура, аппаратура, недостатки метода, специфические переносчики галогена. Синтез галогенидов из непредельных соединений: схемы и механизмы реакций радикального и электрофильного присоединения галогенов, галогеноводородов и гипогалогенов, влияние строения субстрата и реагента на скорость и направление реакции; правило Марковникова и перекисный эффект Караша. Гетеролитическое галогенирование карбонильных соединений: схемы и механизмы реакций, кислотный и щелочной катализ; схема и механизм галоформной реакции, её применение, методы синтеза хлороформа. Замена атома кислорода карбонильной группы на галоген. Гетеролитическое галогенирование карбоновых кислот: схемы и механизмы реакций, примеры реакций. Получение ацилгалогенидов: химизм, катализаторы и примеры реакций. Замена гидроксила в спиртах на галоген с помощью галогенводородных кислот: схемы и механизмы реакций, влияние строения субстрата и реагента на скорость реакции (проба Лукаса), катализаторы, примеры реакций. Замещение одних атомов галогена на другие: область применения метода, схемы и механизмы реакций. Замена гидроксила в спиртах и аренах на галоген с помощью галогенидов фосфора и хлористого тионила: схемы и механизмы реакций, влияние строения субстрата на скорость реакции, примеры реакций.
4. Нуклеофильное замещение галогена у sp3-гибридного атома углерода по моно- и бимолекулярному механизму: схемы, механизмы, стереохимия реакций, влияние строения субстрата, силы нуклеофила, катализатора и растворителя на механизм и скорость реакции. Молекулярность и порядок реакций. Нуклеофильное замещение галогена в активированных и не активированных арилгалогенидах: схемы и механизмы реакций, влияние строения субстрата (галогена) на механизм и скорость реакции. Примеры реакций. Гидролиз арил- и алкилгалогенидов: схемы и механизмы реакций, влияние строения субстрата, нуклеофильности частиц и условий реакции на скорость и направление реакции. Примеры гидролиза геминальных ди-, три-, и тетрагалогенидов. Использование алкил- и арилгалогенидов в синтезе простых эфиров: схемы и механизмы реакций, влияние строения субстрата и условий реакции на скорость и направление реакции. Использование алкилгалогенидов в синтезе первичных, вторичных и третичных аминов: схемы и механизмы реакций, влияние строения субстрата и условий реакции на скорость и направление реакции. Специальные синтезы первичных и вторичных аминов. Использование арилгалогенидов в синтезе первичных, вторичных и третичных аминов: схемы и механизмы реакций, влияние строения субстрата и условий реакции на скорость и направление реакции. Использование галогенидов в синтезе тиоспиртов, тиоэфиров, нитрилов и сульфокислот: схемы и механизмы реакций, влияние строения субстрата и условий реакции на скорость и направление реакции.
5. Алкилирование по Фриделю-Крафтсу: схема и механизм реакции, влияние строения субстрата на скорость реакции, алкилирующие агенты и катализаторы, основные недостатки, «кинетический» и «термодинамический» контроль реакции. Алкилирование аренов алкилгалогенидами: электрофильные частицы, механизм реакции, влияние строения субстрата, галогенида и катализатора на скорость и направление реакции. Алкилирования аренов алкенами и спиртами: катализаторы, электрофильные частицы, механизмы реакций, лимитирующая стадия, влияние строения субстрата и реагента на скорость реакции. С-, N- и О- Гидроксиметилирование алифатических и ароматических соединений: схемы, условия и механизмы реакций, кислотный и основной катализ, примеры. Аминометилирование органических соединений: схемы и условия реакций, примеры. Галогенометилирование аренов: схемы, условия и механизмы (SE и SN) реакций, примеры. N-Алкилирование алкилгалогенидами, галогеноспиртами и эпоксисоединениями: механизм реакции, влияние строения субстрата и алкилгалогенида на скорость реакции, условия реакции, селективность. N-Алкилирование диметилсульфатом, эфирами сульфокислот и алкенами: механизм реакции, влияние строения субстрата на скорость реакции, условия реакции. N-Алкилирование спиртами, формальдегидом по Эшвайлеру-Кларку: схемы, механизмы и условия реакций, катализатор, достоинства и недостатки методов. О-алкилирование спиртов и фенолов: схемы и механизмы реакций, алкилирующие агенты и их влияние на скорость реакции, катализаторы, примеры реакций.
6. Ацилирование аренов по Фриделю-Крафтсу: схема и механизм реакции, ацилирующие агенты и катализаторы, влияние строения субстрата, ацилирующего агента и катализатора на скорость и направление реакции, примеры. Синтез ароматических альдегидов и гидроксикислот по Гаттерману-Коху, Вильсмайеру, Тиману-Реймеру и Кольбе: схемы, механизмы и условия реакций, влияние строения субстрата на скорость и направление реакции, примеры.
7. N-Ацилирование: схемы и механизм реакции, ацилирующие агенты, их активность, достоинства и недостатки, катализаторы. Ацилирование аминов ангидридами и хлорангидридами: схемы, механизм и условия реакций, достоинства и недостатки метода. Ацилирование аминов карбоновыми кислотами, их эфирами и амидами: схемы, механизм и условия реакций, достоинства и недостатки методов. О-Ацилирование: схемы, механизмы и условия реакций, ацилирующие агенты, их активность, достоинства и недостатки, катализаторы, реакции этерификации и переэтерификации, примеры.
8. Реакция диазотирования: схемы и механизмы образования диазотирующих частиц и реакции диазотирования, влияние кислотности среды на скорость реакции. Ароматические и алифатические соли диазония, строение, устойчивость кислотно-основные превращения. Реакция диазотирования ароматических аминов: схема и механизм реакции, влияние температуры, кислотности среды, перемешивания, концентрации, порядка смешения реагентов на выход целевого продукта. Реакция азосочетания с аренами: схема и механизм реакции, влияние строения исходных веществ и условий реакции на выход целевого продукта. Нитрозирование первичных, вторичных и третичных аминов: схемы и механизмы реакций, влияние строение субстрата на направление и скорость реакции, влияние условий реакции на выход продукта. C-, N-, O-Нитрозирование ( вторичных и третичных аминов, фенолов, спиртов, алканов): схемы и механизмы реакций, влияние строение субстрата на направление и скорость реакции, влияние условий реакции на выход продукта. Замена диазогруппы на гидроксил и гидразиногруппу и водород: схема, условия реакции, катализаторы, достоинства и недостатки совмещения операций диазотирования и разложения солей диазония. Примеры реакций. Замена диазогруппы на галоген, сульфохлорид, циано- и нитрогруппы: схемы и условия реакций Зандмейера, Гаттермана, Шимана, примеры реакций.
9. Восстановление натрием в спирте и жидком аммиаке: описание, область применения, химизм, побочные процессы, достоинства и недостатки, пути устранения недостатков, примеры применения метода. Восстановление амальгамами натрия и цинка: технология получения амальгамы и процесса восстановления, область применения, примеры применения метода. Восстановление цинком в кислой и щелочной среде: область применения, восстановление азотсодержащих групп в муравьиной кислоте, нитросоединений до гидразо, примеры. Восстановление железом в электролите: область применения, химизм, описание, достоинства и недостатки метода, примеры. Восстановление карбонильных соединений алкоголятами алюминия, смещение равновесия, описание и область применения метода. Восстановление гидридами металлов: алюмогидридом лития и боргидридом натрия, описание и область применения, растворители, достоинства и недостатки метода, примеры. Восстановление сульфидами: область применения, достоинства и недостатки метода, примеры. Восстановление водородом на катализаторах и электролитическое восстановление: достоинства и недостатки.
10. Методы дегидрирования: каталитическое и химическое, описание и область применения. Окислительные методы получения альдегидов: основные трудности и способы их устранения (селективные окислители, катализаторы, технологические приемы). Методы получения алифатических кислот из алканов, алкенов и циклоалкенов, спиртов, альдегидов и кетонов: окислители, схемы реакций, влияние строения субстрата на скорость реакции. Методы получения ароматических кислот: окисление боковых цепей, окислители, схемы реакций, синтез пиридинкарбоновых кислот. Озонолиз непредельных соединений (алкенов, циклоалкенов ): получение альдегидов, кетонов и карбоновых кислот, условия реакции, примеры. Окисление ароматических ядер: окислители, схемы реакций, синтез малеинового и фталевого ангидридов, побочные реакции.