Лекция 29. Карбоновые кислоты и их производные

Схема лекции.

1. Производные карбоновых кислот (галогенангидриды, амиды, нитрилы).

   1. Галогенангидриды

   2. Амиды карбоновых кислот

   3. Нитрилы

2. Свойства производных карбоновых кислот.

   1. Гидролиз.

   2. Реакции ацилирования.

   3. Реакция переэтерификации.

3. Свойства производных карбоновых кислот.

4. Свойства непредельных одноосновных кислот.

5. Двухосновные непредельные кислоты

6. Свойства ароматических карбоновых кислот

1.Производные карбоновых кислот (галогенангидриды, амиды, нитрилы).

1. Галогенангидриды

Функциональные производные карбоновых кислот или просто производные карбоновых кислот, в которых гидроксигруппа у ацильного атома углерода замещена на галоген называются галогенангидридами карбоновых кислот (ацилгалогенидами):

Название галогенангидридов карбоновых кислот образуется от названия карбоновой кислоты путем замены суффикса «-овая кислота» на суффикс «-оилгалогенид». Например, этаноилхлорид (ацетилхлорид), бензоилхлорид, 3-метилпентаноилбромид.

Способы получения

1. Взаимодействие карбоновых кислот с галогенангидридами неорганических кислот.

Галогенангидриды получают взаимодействием карбоновых кислот с PCl₃, PBr₃, PCl₅, SOCl₂ и др. Чаще всего для этого используют хлористый тионил, так как в этом случае помимо ожидаемого продукта образуются только газообразные соединения.

В производстве ацилхлоридов в промышленных масштабах выгоднее использовать соли карбоновых кислот.

Для получения ацилхлоридов из карбоновых кислот в мягких условиях можно использовать фосген (COCl₂) и оксалилхлорид (ClC(O)C(O)Cl).

В синтезе хлорангидридов ди- и трихлоруксусных кислот используют бензотрихлорид.

2. Амиды карбоновых кислот

Производные карбоновых кислот, в которых гидроксигруппа у ацильного атома углерода замещена на аминогруппу называются амидами карбоновых кислот:

Аминогруппа в амидах может иметь один или два заместителя.

В названиях амидов суффикс названия кислоты «-овая» заменяется на суффикс «-амид». Причем если атом азота имеет заместителей, то указывается положение и количество заместителей. Например:

Получение амидов

1. Ацилирование аммиака и аминов галогенангидридами.

Реакция ацилирования аммиака и аминов галогенангидридами экзотермична и проводится при охлаждении.

С целью уменьшения расхода амина, используют методику Шоттена-Баумана, в которой для связывания выделяющегося галогеноводорода добавляют водный раствор щелочи или карбоната.

Реакцию Шоттена-Баумана используют для лабораторного и промышленного получения различных сложных амидов.

2. Ацилирование аммиака и аминов ангидридами

Для ацилирования аминов чаще всего используется самый доступный из ангидридов – уксусный ангидрид.

3. Аммонолиз сложных эфиров.

При взаимодействии сложных эфиров карбоновых кислот с аммиаком, а также первичными или вторичными аминами образуются соответствующие амиды.

Эта реакция протекает в мягких условиях и особенно полезна, когда ацилгалогениды и ангидриды трудно доступны.

4. Взаимодействие карбоновых кислот с аммиаком и аминами.

При нагревании аммониевых солей карбоновых кислот, образующихся при взаимодействии карбоновых кислот с аммиаком, первичными и вторичными аминами, получаются амиды.