1. На получение кислородсодержащих органических соединений из углеводородов

Пример 1 (блок А). Промышленное получение этанола основано на реакции

1) C₂H₅ONa + H₂O  C₂H₅OH + NaOH 2) CH₃CHO + H₂  C₂H₅OH

3) CH₃COOC₂H₅ + H₂O  CH₃COOH + C₂H₅OH 4) C₂H₄ + H₂O  C₂H₅OH

В промышленности этанол получают по реакции гидратации этилена в кислой среде. Правильный ответ: 4.

2. На получение углеводородов из кислородсодержащих органических соединений

Пример 1 (блок А). В схеме превращений этанол  Х  бутан веществом Х является 1) бутанол-1 2) бромэтан 3) этан 4) этилен

Для получения бутана из этанола необходимо удлинить углеродную цепь атомов. Это можно сделать, используя реакцию Вюрца, заключающуюся во взаимодействии галогенопроизводных углеводородов с металлическим натрием. Таким промежуточным веществом будет бромэтан, который можно получить по реакции спирта с бромоводородом. Правильный ответ: 2.

Пример 2 (блок А). Бутадиен-1,3 образуется из

1) Этаналя 2) этана 3) этанола 4) хлорэтана

Бутадиен-1,3 можно получить по реакции Лебедева путем дегидрирования и дегидратации этилового спирта. Правильный ответ: 3.

3. На установление генетических связей между углеводородами и кислородсодержащими органическими соединениями

Пример 1 (блок С). Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

CH₃COOK  CH₃COOH  этилацетат  ацетат натрия А  этин.

Укажите условия протекания реакций.

Правильный ответ:

1) CH₃COOK + H₂SO₄ CH₃COOH + KHSO₄

2) CH₃COOH + C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅ + H₂O

3) CH₃COOC₂H₅ + NaOH CH₃COONa + C₂H₅OH

4) CH₃COONa + NaOH Na₂CO₃ + CH₄

5) 2CH₄  C₂H₂ + 3H₂

Задания для самостоятельной работы

3.96. В ходе реакции этанола с соляной кислотой в присутствии H₂SO₄ образуется

1) Этилен 2) хлорэтан 3) 1,2-дихлорэтан 4) хлорвинил

3.97. В схеме превращений С₂Н₄ Х₁ Х₂ относительная молекулярная масса вещества Х₂ равна ___. (Запишите число с точностью до целых).

3.98. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: этен  Х₁  этаналь Х₂ Х₃ Х₄

3.99. Напишите уравнения реакций получения этилацетата из метана. Укажите условия протекания реакций.

3.100. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: метанол  бромметан  этан Х Y

Укажите условия протекания реакций и названия соединений Х и Y.

3.13. Реакции, подтверждающие взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений

Материал о взаимном влиянии атомов в молекулах углеводородов и кислородсодержащих органических соединений см. выше в соответствующих разделах.

Амины

Амины – органические производные аммиака, которые можно рассматривать как продукты замены атомов водорода аммиака на углеводородные радикалы.

В зависимости от числа замещенных на радикалы атомов водорода аммиака различают

первичные (R–NН₂), вторичные (R–NН–R′) и третичные ( ) амины.

Это создает дополнительные возможности для изомерии.

Способы получения анилина

Восстановление ароматических нитросоединений. Эта реакция впервые осуществлена Н. Н. Зининым (1842 г.). Действуя на нитробензол сульфидом аммония, он получил анилин:

С₆Н₅NO₂ + 3(NH₄)₂S  C₆H₅NH₂ + 6NH₃ + 3S + 2H₂O

Для превращения нитросоединений в амины могут быть использованы и другие восстановители – олово, цинк, железо в кислой среде, хлори олова (II), водород в присутствии катализаторов. Восстановление можно осуществить и электрохимически.

Наибольшее значение в технике получило восстановление нитробензола в анилин действием железа в присутствии соляной кислоты. Суммарное уравнение процесса:

4С₆Н₅NO₂ + 9Fe + 4H₂O 4C₆H₅NH₂ + 3Fe₃O₄

В лабораторных условиях восстановление нитросоединений до аминов часто проводят оловом и соляной кислотой: C₆H₅NO₂ + 3Sn + 7HCl  C₆H₅NH₂HCl + 3SnCl₂ + 2H₂O

Амины – органические основания. Являясь органическими производными аммиака, амины сохраняют главные его химические особенности. В частности, подобно аммиаку, амины проявляют свойства оснований. Это обнаруживается по щелочной реакции их водных растворов: NH₃ + H₂O ⇄ NH₄⁺ + OH^–; RNH₂ + H₂O ⇄ RNH₃⁺ + OH^–

По мере роста углеводородного остатка растворимость аминов в воде уменьшается. Поэтому высшие амины уже не дают щелочной реакции. Однако и они сохраняют свойства оснований: способны образовывать с кислотами соли. Причина основных свойств аминов – неподеленная электронная пара атома азота, за счет которой атом азота аммиака или аминов может присоединять ион водорода с образованием солей аммония или алкиламмония:

метиламин хлорид метиламмония

Природа радикала, с которым связана аминогруппа, оказывает влияние на основные свойства аминов. Чем больше атомов углерода в радикале, тем слабее основные свойства аминов. Ароматические амины являются гораздо более слабыми основаниями, чем амины жирного ряда. Это объясняется тем, что неподеленная электронная пара аминного азота взаимодействует с подвижными -электронами ароматического ядра. Распределение электронной плотности в анилине можно условно выразить так:

или

Аминогруппа в свою очередь оказывает влияние на ароматическое ядро: как электронодонорный заместитель она повышает электронную плотность в ядре, облегчая тем самым реакции электрофильного замещения. Анилин легко бромируется, образуя уже при действии бромной воды триброманилин.

Аминокислоты

Аминокислоты – соединения, содержащие в молекуле амино- и карбоксильную группы.

-Аминокислоты, т. е. аминокислоты, имеющие в молекуле аминогруппу у второго атома углерода (в -положении), играют роль структурных элементов в белках. Приведем формулы некоторых аминокислот:

Химические свойства аминокислот

1. Амфотерность. В водных растворах молекулы аминокислот находятся в виде биполярных ионов, проявляющих как кислотные, так и основные свойства:

2. Образование пептидов:

3. Реакции по карбоксильной группе

– Реакции солеобразования – взаимодействие с металлами, основными оксидами, щелочами (аналогично карбоновым кислотам).