Конспект лекций по дисциплине «Органическая химия» Для студентів напряму підготовки 040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування»
жүктеу/скачать 2.14 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Образование галогенангидридов и их свойства
- Образование ангидридов и их свойства
- Образование сложных эфиров
- Образование амидов и их свойства
- В) Реакции за счет углеводородного радикала
Образование солейПри взаимодействии с основаниями (реакция нейтрализации), с окислами или с активными металлами водород карбоксильной группы кислоты замещается на металл и образуются соли карбоновых кислот. Например: СH3—C—OH + NaOH CH3—C—ONa + H2O II II O О
уксусная кислота уксуснокислый натрий (ацетат Na) СH3—C—OH + NH4OH (или NH3) CH3—C—ONH4 + H2O II II уксуснокислый O O аммоний Соли карбоновых кислот и щелочных металлов как соли, образованные слабыми кислотами, сильно подвергаются гидролизу и в водных растворах имеют щелочную реакцию: CH3—C—ONa + H2O CH3—C—OH + NaOH II II О O
Более сильные минеральные кислоты вытесняют карбоновые кислоты из их солей: CH3—C—ONa + HCl CH3—C—OH + NaCl II II O О
В) Реакции замещения гидроксила в карбоксиле (образование функциональных производных карбоновых кислот) Гидроксильная группа в карбоксиле кислот может быть замещена различными атомами или группами (Х); образующиеся при этом вещества обычно называют функциональными производными карбоновых кислот; строение их может быть представлено общей формулой R—C—X II O Мы кратко рассмотрим образование и свойства таких производных кислот, или галогенангидриды, ангидриды, сложные эфиры. Образование галогенангидридов и их свойстваГидроксил карбоксильной группы может быть замещен галогеном; при этом образуются галогенангидриды карбоновых кислот. Наиболее часто применяются хлорангидриды; они образуются, например, при действии на кислоты пятихлористого фосфора PCl5: R—C—OH + PCl5 R—C—Cl + POCl3 + HCl II II O O
В галогенангидридах галоген соединен с радикалом кислоты – ацилом, поэтому их иначе называют галогенацилами или ацилгалогенидами. В частности, хлорангидрид уксусной кислоты называется хлористым ацетилом или ацетилхлоридом. Он представляет собой бесцветную дымящую на воздухе жидкость с Ткип. 55 оС; d420= 1.105 Галогенангидриды – очень реакционноспособные вещества; их применяют для разнообразных синтезов, при которых галоген обменивается на различные группы и образуются другие производные кислот. При действии воды происходит гидролиз галогенангидридов и они разлагаются, образуя карбоновую кислоту и галогеноводород: R—C—Cl + HOH R—C—OH + HCl II II
O O С хлорангидридами низших кислот реакция протекает уже на холоду, обычно бурно, с выделением тепла. Образование ангидридов и их свойстваПри отщеплении молекулы воды от двух молекул кислоты образуются ангидриды карбоновых кислот. Реакция протекает под влиянием катализатора, над которым пропускают пары кислот, и может быть в общем виде представлена схемой: R—C—OH + HO—C—R R—C—O—C—R + H2O II II II II O O O O
кислота кислота ангидрид Как видно из общей формулы, ангидриды представляют собой производные кислот, состоящие из двух соединенных через кислород кислотных остатков (ацилов). Ангидриды получают также действием галогенангидрида кислоты на соль той же кислоты: R—C—Cl + NaO—C—R R—C—O—C—R + NaCl II II II II O O O O
хлорангидрид соль ангидрид Большое практическое значение имеет ангидрид уксусной кислоты, или уксусный ангидрид (ацетангидрид). Он может быть получен из хлористого ацетила и ацетата натрия: СH3—C—Cl + NaO—C—CH3 CH3—C—O—C—CH3 + NaCl II II II II O O O O
В настоящее время уксусный ангидрид получают действием уксусной кислоты на кетен: CН2=С=О + НО—С—СН3 СН3—С—О—С—СН3 кетен II II II O O О
Уксусный ангидрид – бесцветная жидкость с острым раздражающим запахом, Ткип. 140 оС, d20=1,079. Ангидриды кислот, подобно галогенангидридам, очень реакционноспособны; они разлагаются соединениями с активны водородом, образуя производное кислоты и свободную кислоту. При действии воды ангидриды гидролизуются на две молекулы кислоты (а), под действием аммиака образуются соответствующие амины (б), воздействием спирта можно получить соответствующий сложный эфир (в): (а) R—C—O—C—R + HOH R—C—OH + HO—C—R II II II II O O O O
(б) CH3—C—O—C—CH3 + NH3 CH3—C—NH2 + CH3—C—OH II II II II O O O O
(в) CH3—C—O—C—CH3 + НО—СН3 CH3—C—O—СН3 + CH3—C—OH II II II II O O O метилацетат O Образование сложных эфировСложными эфирами называют производные карбоновых кислот, образовавшиеся в результате замещения гидроксильной группы в карбоксиле кислоты на остаток спирта —OR. Общая формула сложных эфиров R—C—O—R' II O Их можно рассматривать и как соединения, в которых радикал кислоты (ацил) связан через кислород с углеводородным радикалом (алкилом). Сложные эфиры могут быть получены путем реакции этерификации – при непосредственном взаимодействии кислоты со спиртом. Образование амидов и их свойстваАмидами называют производные карбоновых кислот, образующиеся в результате замещения гидроксила в карбоксиле кислоты на одновалентный остаток аммиака – аминогруппу –NH2. Общая формула амидов R—C—NH2 II O Амиды могут быть получены нагреванием сухих аммониевых солей карбоновых кислот; при этом выделяется вода и образуется амид: CH3—C—ONH4 CH3—C—NH2 + H2O II II
O O уксуснокислый аммоний амид уксусной кислоты (ацетат аммония) (ацетамид) Другой способ заключается в действии аммиака на галогенангидриды и ангидриды кислот: СH3—CH2—C—Cl + H—NH2 CH3—CH2—C—NH2 + HCl II II
O O хлорангидрид аммиак амид пропионовой кислоты пропионовой кислоты (пропионамид) Только амид муравьиной кислоты (формамид) HCONH2 – жидкость, остальные амиды – твердые вещества. Амиды легко гидролизуются при нагревании с водой, особенно в присутствии минеральных кислот или оснований; при этом образуется кислота и выделяется аммиак: R—C—NH2 + H—OH R—C—OH + NH3 II II
O O При нагревании амидов с P2O5 или с другими водоотнимающими средствами выделяется молекула воды и образуются нитрилы кислот – соединения, содержащие в молекулах вместо карбоксильной группы остаток синильной кислоты H—CN – так называемую нитрильную группу - —CN: t; Р2О5 R—C—NH2 R—CN + H2O II O
В) Реакции за счет углеводородного радикалажүктеу/скачать 2.14 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|