Тема 11: Моно-, дикарбоновые кислоты, гидроксикислоты.

1. Приведите схемы синтеза пропионовой кислоты из следующих соединений: а) пропена, б) бромистого этила, в) малонового эфира. Приведите схему получения циангидринным методом молочной кислоты. На молочную кислоту подействуйте последовательно следующими реагентами: этиловым спиртом в кислой среде, металлическим натрием, йодистым этилом, водой в кислой среде, аммиаком при нагревании. Назовите все продукты.

Приведите специфические свойства дикарбоновых кислот.

2. Приведите различные способы получения следующих кислот: а) изомасляной, б) α-хлорпропионовой, в) молочной, г) янтарной. Назовите кислоты по международной номенклатуре.

Какой химический процесс называют ацилированием? Расположите приведенные ниже соединения в порядке уменьшения их ацилирующей способности: а) уксусная кислота, б) ацетилхлорид, в) метилацетат, г) уксусный ангидрид, д) ацетамид. Поясните. Для наиболее сильного ацилирующего реагента приведите реакцию с этилатом натрия, приведите ее механизм.

Приведите примеры дикарбоновых кислот, образующих циклические производные: ангидриды и имиды. Приведите схемы их образования.

3. Назовите по рациональной и международной номенклатурам кислоты, образующиеся в результате следующих реакций: а) окисления пропаналя, б) присоединения синильной кислоты к ацетальдегиду с последующим гидролизом продукта присоединения, в) взаимодействия пропилмагнийбромида с углекислым газом с последующим гидролизом.

Рассмотрите строение карбоксильной группы. Какое влияние оказывает гидроксильная группа на свойства карбонильной и карбонильная – на свойства гидроксильной? Приведите примеры кислотных свойств карбоновых кислот и реакций S_N. Назовите образующиеся производные.

Сравните отношение к нагреванию дикарбоновых кислот: щавелевой, малоновой, янтарной, глутаровой, малеиновой, фталевой. Приведите уравнения реакций, назовите образующиеся продукты.

4. Исходя из ацетилена и неорганических реагентов получите следующие кислоты: а) уксусную, б) кротоновую, в) винилуксусную. Приведите схемы реакций, назовите продукты. Для кротоновой кислоты напишите уравнения реакций со следующими реагентами: а) этанолом в кислой среде, б) хлороводородом, в) водой в кислой среде, г) пятихлористым фосфором. Назовите продукты реакций.

Сравните кислотность моно- и дикарбоновых кислот. Поясните. Исходя из малонового эфира получите 3-метилбутановую кислоту.

5. Приведите схемы получения изомасляной кислоты из соответствующих соединений указанными методами: а) окислением спирта, б) гидролизом нитрила, в) реакцией Гриньяра, г) алкилированием малонового эфира.

С помощью электронных эффектов опишите влияние карбоксильной группы на углеводородный остаток в кислотах: а) пропионовой, б) акриловой, в) малоновой. Укажите в радикале наиболее активные атомы водорода, приведите уравнения реакций, подтверждающие их подвижность.

Охатактеризуйте химические свойства гидроксикислот.

6. Напишите схемы получения из пропилена следующих кислот: а) уксусной, б) винилуксусной, в) изомасляной. Назовите продукты по международной номенклатуре.

Расположите в ряд по увеличению реакционной способности в реакциях S_N следующие соединения: а) пропановая кислота, б) пропионовый ангидрид, в) пропионилхлорид, г) амид пропионовой кислоты, д) метилпропионат. Объясните. Для хлорангидрида приведите схему последовательных превращений под действием метанола, затем аммиака, затем воды в кислой среде. Назовите все продукты. Для одной из реакций приведите механизм.

Приведите схемы образования циклических производных дикарбоновых кислот. Назовите.

7. Напишите схемы получения бензойной кислоты из: а) толуола, б) бромбензола, в) бензилового спирта, г) бензотрихлорида, д) бензонитрила.

Изложите современные представления о строении карбоксильной группы и карбоксилат-иона, опишите взаимное влияние бензольного кольца и карбоксильной группы в молекуле бензойной кислоты. Приведите ее реакции с этанолом в кислой среде, с аммиаком при нагревани, с пятихлористым фосфором, с азотной кислотой в присутствии серной и с бромом в присутствии кислоты Льюиса. Продукты назовите.

Охарактеризуйте специфические свойства дикарбоновых кислот.

8. Получите малоновую кислоту из уксусной. Для малоновой кислоты приведите реакции: а) с 2 молями этанола в кислой среде, б) с пятихлористым фосфором, в) нагревания, затем с аммиаком. Назовите продукты. Рассмотрите строение малонового эфира. Объясните, почему он является СН-кислотой? Получите малоновым синтезом α,β-диметилвалерьяновую кислоту.

Получите циангидринным методом молочную кислоту. Охарактеризуйте специфические свойства гидроксикислот.

9. Назовите соединения, образующиеся в результате следующих реакций: а) окисления м-нитротолуола, б) полного гидролиза 2-фенил-1,1,1-трихлорэтана, в) взаимодействия уксусного альдегида с синильной кислотой с последующим гидролизом, г) окисления о-крезола.

Напишите реакцию взаимодействия двух молекул пропионовой кислоты в присутствии серной. На продукт реакции подействуйте последовательно: метиловым спиртом, аммиаком, затем нагрейте. Назовите все образующиеся продукты. Для одной из реакций S_N приведите механизм.

Малоновым синтезом получите метилэтилуксусную кислоту. Опишите отношение к нагреванию дикарбоновых кислот: малеиновой, янтарной, глутаровой, фталевой. Какие еще циклические производные они образуют? Приведите уравнения рекций.

10. Получите янтарную кислоту, исходя из дигалогенпроизводного, двумя способами: а) через нитрил кислоты, б) через реактив Гриньяра. Для янтарной кислоты приведите реакции: а) с двумя молями этанола в кислой среде, б) с пятихлористым фосфором, в) нагревания, затем с аммиаком. Назовите продукты. Какие еще дикарбоновые кислоты образуют циклические производные? Приведите уравнения реакций.

Приведите схему превращения: на 2-хлорпропановую кислоту последовательно подействуйте следующими реагентами: водным раствором щелочи, затем йодистым этилом, затем металлическим натрием, снова йодистым этилом. Полученный продукт гидролизуйте в кислой среде. Назовите все образующиеся продукты.