Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
воросы к экзамену по органике.doc
Скачиваний:
7
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
9.42 Mб
Скачать

31. Методы получения и свойства производных карбоновых кислот.

Превращение карбоновых кислот в функциональные производные

где X=Hlg; NH2 ; OR; OCOR и другие группы.

Карбоновые кислоты, их производные, содержат электрофильный атом углерода, подвергающийся атаке нуклеофильными реагентами. По возрастанию электрофильности их можно расположить в ряд:

Введение в молекулу ацильной группы R-C(O)-называется реакцией ацилирования,CH3-C(O) - реакцией ацетилирования. Реакцию ацилирования классифицируют в зависимости от природы действующего нуклеофильного реагента (этерификация, аммонолиз), а также по атому, с которым связывается ацильная группа: О  , N  , C  ацилирование. Наиболее распространенными ацилирующими реагентами являются хлорангидриды, ангидриды кислот и соли кислоты.

Галогенангидриды кислот

HC(O)Cl-хлористый формил, хлорангидрид муравьиной хлористый метаноил.

Галоген в галогенангидридах обладает большой реакционной способностью убивающей в ряду:

RCOJ>RCOBr>RCOCl>RCOF

Иодангидриды являются самыми неустойчивыми.

Получение хлорангидридов кислот:

Для получения бромангидридов RCOBr и иодоангидридов в качестве реагентов берутся PBrи PJ3. Фторангидриды получают легче всего из хлорангидридов

RCOCl + KHF KCl + CH3COF + HF

фтористый ацетил

Химические свойства галогенангидридов:

1) Гидролиз. Получение карбоновых кислот.

R-COCl + HOН → R-COOH + HCl

2) Алкоголиз. Взаимодействие со спиртами. Образуются сложные эфиры. Идет О  ацилирование

3) Аммонолиз. Взаимодействие с аммиаком. Образуются амиды кислот. Происходит N-ацилирование.

4) Аминолиз. Взаимодействие с аминами. Образуются алкил (арил) амиды кислот. Происходит N  ацилирование.

 фенил амид кислоты.

Замещение галогенов на другие нуклеофильные реагенты происходит по механизму нуклеофильного присоединения по С=О. После присоединения образуются неустойчивые интермедиаты, которые тотчас выделяют термодинамическую устойчивую частицу, например, HCl и образует кинетически и термодинамическую молекулу продукта.

5) Декарбонилирование галогенангидридов, имеющих в ?-положении атом водорода. Образуются алкены.

- образование пероксикарбоновых кислот

. Сложные эфиры карбоновых кислот.

Номенклатура

CH3COOC2H5 этилацетат, этиловый эфир уксусной к-ты.

Получение

1) Реакция этерификация. Взаимодействие карбоновых кислот со спиртами в присутствии сильных минеральных кислот

Реакция относится к О-ацилированию. Реакция этерификации обратима. Равновесие наступает при вступлении в реакцию исходных продуктов. Скорость этерификации зависит от строения кислоты и спирта.

Их реакционная способность:

CH3OH > первичные спирты > вторичные > третичные

HCOOH > CH3COOH > RCH2COOH > R2CHCOOH > R3COOH ;

Механизм реакции этерификации

I

II III IV

Самой медленной ситуацией является II  стадия, которая определяет скорость этерификации. Скорость реакции зависит от концентрации спирта и кислоты, а также минеральной кислоты.

r = k1 [H+] {[RCOOH]  [R?OH]  [RCOOR?] [H2O] ? kc}

2) Реакция переэтерификации

Эта равновесная реакция. Можно получить метиловый эфир из этилового эфира, сдвигая равновесие влево.

3) Этерификация диазометаном.

RCOOH + CH2N2 → N2 + RCOOCH3

 

Химические свойства.

1) Гидролиз

Кислотный гидролиз обратимый процесс. Щелочной гидролиз (омыление) необратимый процесс, т. к. образуется карбоксилатный амион R  COO– . Щелочной гидролиз протекает быстрее и до конца.

2) Аммонолиз.

Связь С  N в амидах прочнее связи С  О в сложных эфирах, поэтому аммонолиз протекает легко.

Аналогично аммиаку сложные эфиры взаимодействуют с гидразином.

3) Восстановление.

4) Реакция Гриньяра. Получение третичных спиртов.

5)Реакция конденсации (С  ацилирование)

1.4.2.3. Ангидриды кислот.

Номенклатура.

(СН3С(О))2О  ангидрид уксусной кислоты

Получение

1) Из кетена. Получаются в промышленности.

2) Дегидратация кислот:

 бромсукцинилид используется для мягкого бромирования орг. соединений.

СH2 = CH  CH3 + (CH2CO)2 Br CH = CH  CH2Br + (CH2CO)2NH

3) Получение малеинового ангидрида:

4) Получение из хлорангидридов:

Химические свойства

Ангидриды кислот являются отличными ацилирующими реагентами для фенолов, спиртов, аминов, амидов, амидов кислот и др. соединений

1) Алкоголиз (О  ацилирование):

С2Н5ОН + (СН3СО)2О →

2) Аммонолиз (аминолиз) ангидридов:

(СН3С(О))2О +NH

(СН3С(О))2О + С6Н5NH СН3СООН + СН3С(О)NHC6H5

3) Реакции ацилирования амидов кислот, фенолов.

С6Н5ОН + (СН3СО)2О → С6Н5ОСОСН+ СН3СООН

Амиды кислот.

  карбамидная группа (плоская). C и N  атомы находятся в состоянии sp2  гибридизации. Амиды кислот могут существовать в 2-х таутомерных формах:

Амидные группы образуют водородные связи

Номенклатура.

С5Н11С(О)NH2  гексанамид.

СН3С(О)N(CH3)2  N,N-диметилэтанамид

Получение

1) В промышленности. Из аммиачных солей карбоновых кислот.

2) Аммонолиз кислот и сложных эфиров

3) Аминолиз хлорангидридов

Химически свойства.

1) Гидролиз. Гидролиз происходит при нагревании в кислой и щелочной среде.

С2Н5СОNН+ НOH   NН4+ + С2Н5СОOH

пропанамид

(амид пропионовой к-ты)

С2НСОN(СН3)+ НOH NН(СН3)+ С2Н5СОO–

Диметиламин

2) Ацилирование.

 ацетилацетамид

 

Нитрилы карбоновых кислот

Нитрилы  токсичные, бесцветные жидкости, смешивают с водой во всех отношениях, если R = H; СН3; С2Н5; бензонитрил С6Н5СN плохо растворим в воде.

Номенклатура

CH3  CH2  CN - нитрил пропионовой кислоты (пропаннитрил

Получение.

1) Окислительный аммонолиз олефинов и др. углеводородов.

 СН+ NН+ 1.5O С ? N + 3Н2O

С6Н4(СН3)2  СН3  С6Н С ? N   NC  С6Н CN

2) Дегидрирование первичных аминов.

RСН22  R С N

3) Присоединение синильной кислоты.

НС =_ СН + НСN   HC = CH  C N

акрилонитрил

4) Дегидратация амидов.

5) Из альдоксимов

6. Взаимодействие галогеналкилов с солями щелочных металлов синильной кислоты

RCl + KCN → RCN + KCl

Химические свойства

1) Кислотный и щелочной гидролиз

2) Восстановление нитрилов

 CN + 2H2  R - CH NH2

3) Взаимодействие с кислотами

RC?N + R?-COOH   R  COOH + R?-C ? N

При условии: pKR-COOH < pKR?-COOH

4) Взаимодействие с газообразным хлоридом водорода.

Азиды кислот

Получение

1) Из хлорангидрида кислот

2) Взаимодействие гидразидов кислот с азотистой кислотой.

Химические свойства

1) Реокция Курциуса

Гидразиды кислот.

Получение

где Х=Hlg; OR; NH2; OCOR

Химические свойства

Гидразиды кислот являются основаниями. С сильными кислотами образуют соли

с азотистой кислотой образуют азиды кислот.

Гидроксамовые кислоты

Получение

Химические свойства.

1) Гидроксамовые кислоты не устойчивые при нагревании. Образуют комплексы с d-металлами

2) Разложение под действием Р2О5