Розв’язок:

Ароматичні кетони можна одержати за реакцією Фріделя-Крафтса. Синтез здійснюють шляхом ацилювання аренів карбоновими кислотами або їх похідними (галогенангідридами, ангідридами, нітрилами, амідами, естерами), які за ацилюючою ефективністю розташовуються в наступний ряд:

R-CO-Cl > (RCO)₂O > R-CN > R-CO-OR > R-COOH.

Так при ацилюванні бензолу хлорангідридом оцтової кислоти в присутності кислот Льюїса одержують ацетофенон. Реакція відбувається за наступною схемою:

Одним з методів одержання ароматичних альдегідів є реакція Гаттермана-Коха. Даний метод базується на прямому введенні альдегідної групи у бензольне ядро, тому цю реакцію ще називають реакцією формілювання. Формілювання ароматичних вуглеводнів проводять сумішшю оксиду вуглецю (II) та хлороводню у присутності хлориду алюмінію та хлориду міді (I). Тому при дії на толуол суміші (CO+HCl) за реакцією Гаттермана-Коха можна одержати п-толуїловий альдегід:

6. Порівняти умови проходження альдольної, кротонової конденсації та конденсації Тищенка для пропіонового альдегіда, навести схеми реакцій. Розв’язок:

Альдегіди з атомами Гідрогену в -положенні здатні вступати в реакцію альдольної конденсації в присутності каталітичної кількості основ у відповідності до схеми:

Продукти альдольної конденсації - -оксиальдегіди - при нагріванні легко втрачають воду, перетворюючись на ,-ненасичені альдегіди (кротонова конденсація):

При нагріванні альдегідів з етилатом алюмінію (Al(OC₂H₅)₃) утворюються естери карбонових кислот:

Задачі для самостійного розв’язку:

1. Речовина складу С₆Н₁₄О при окисненні дає сполуку С₆Н₁₂О, яка взаємодіє з фенілгідразином, але не дає реакції „срібного дзеркала”. Продукт дегідратації вихідної сполуки при окисненні утворює метилетилкетон та оцтову кислоту. Встановіть будову речовини та напишіть рівняння реакцій.

2. Як з бензолу одержати бензальдегід. Напишіть для нього рівняння реакцій з синильною кислотою, бісульфітом натрію.

3. Які карбонільні сполуки утворюються, якщо ввести в реакцію Кучерова 3-етилбутін-1, ацетилен? Запропонуйте інший метод одержання цих карбонільних сполук.

4. Які сполуки утворюються при дегідруванні спиртів: а) ізопропілового; б) 3-метилбутанолу-1; в) 3-метилпентанолу-2, г) 4-етилгептанолу-2. На одержані сполуки подійте аміачним розчином оксиду срібла.

5. Напишіть реакції гідробромування 2-метил-бутен-3-аль-1 та пропеналя. Що буде відбуватися при дії на ці сполуки хлору в кислому середовищі?

6. Написати рівняння реакцій альдольної та кротонової конденсації для наступних сполук: оцтового альдегіда; масляного альдегіда; метилетилкетона; ізомасляного альдегіда; диметилкетона.

Карбонові кислоти

1. Які реакції будуть відбуватися при нагріванні: а) щавелевої, б) малонової, в) глутарової та г) фталевої кислот? Розв’язок:

Щавелева, малонова, глутарова та фталева кислоти по-різному відносяться до нагрівання та утворюють при цьому різні продукти. Так при нагріванні вище температур топлення щавелева та малонова кислоти піддаються декарбоксилюванню, тобто відщеплюють CO₂ по одній карбоксильній групі. В результаті вони перетворюються у монокарбонові кислоти – мурашину та оцтову відповідно за наступною схемою:

Глутарова кислота при нагріванні утворює циклічний ангідрид за наступною схемою:

При нагріванні о-фталева кислота легко перетворюється в ангідрид наступної будови:

2. Використовуючи як вихідну сполуку бутен-2, запропонуйте декілька методів одержання 2-метилбутанової кислоти. Для одержаної кислоти напишіть рівняння реакцій з: а) NaOH; б) SOCl₂; в) NH₃; г) С₂H₅OH (H₂SO₄) та нагрійте її в присутності P₂O₅.

Розв’язок:

Одним з методів одержання монокарбонових кислот є гідрокарбоксилювання алкенів. Даний метод використовується в промисловості. Алкени з оксидом вуглецю (II) та водою в присутності кислого каталізатора при нагріванні та тиску утворюють карбонові кислоти. Тому його можна запропонувати як один з методів одержання 2–метилбутанової кислоти:

Можна запропонувати інший шлях одержання 2–метилбутанової кислоти. Відомо, що алкени взаємодіють з галогеноводневими кислотами з утворенням відповідних галогеналканів:

Галогеналкани вступають в реакцію з ціанідами лужних металів, з утворенням нітрилів:

При нагріванні нітрилів з водними розчинами кислот та лугів вони піддаються гідролізу з утворенням карбонових кислот. Як проміжні продукти реакції утворюються аміди кислот:

Карбонові кислоти при взаємодії з активними металами, основними оксидами, гідроксидами та карбонатами лужних металів утворюють солі. При дії NaOH на 2–метилбутанову кислоту утворюється сіль цієї кислоти - 2–метилбутаноат натрію:

При дії на карбонові кислоти хлоридів фосфору (III) PCl₃ та фосфору (V) PCl₅, броміду фосфору (III) PBr₃ чи тіонілхлориду (SOCl₂) утворюються галогенангідриди карбонових кислот:

Галогенангідриди карбонових кислот – реакційноздатні речовини, які широко використовують в органічному синтезі.

При обробці карбонових кислот аміаком утворюється амонійна сіль, яка при нагріванні у сухому вигляді (піроліз), відщеплює воду та перетворюється на амід:

При нагріванні в присутності кислотного каталізатора кислоти реагують із спиртами з утворенням естерів. Реакція естерифікації зворотна. Естер, що утворився, у кислому середовищі піддається гідролізу до вихідних кислоти та спирту:

У присутності водовіднімаючих засобів, таких як оксид фосфору (V) P₂O₅, при нагріванні кислоти піддаються міжмолекулярній дегідратації з утворенням ангідридів: