Наглядная химия. Карбоновые кислоты и производные 2 (pdf)
.pdf
16
O |
|
|
|
|
O |
δ + |
|
NH |
|
CH3 C |
CH3 |
CH3 C |
|
-C2H5OH |
|||
OC2H5 + |
CH |
CH |
3 |
|
N |
|
|
||||
|
3 |
|
|
CH3 |
|
этилацетат |
|
|
|
|
|
диметиламин |
N,N-диметилацетамид |
||||
O |
O |
CH3CH2C |
CH3CH2CH2C |
NH2 |
NH CH3 |
пропанамид |
N-метилбутанамид |
|
O |
-M, -I |
R |
|
R δ |
+ |
O |
C |
|
C |
|
|||
|
.. |
H +M > -I |
N |
H |
|
O |
|
|
|
|
|
H |
|
|
CH3 C |
O |
+ H2O + HCl |
t° |
CH3 |
C |
O |
|
|
+ NH Cl |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
NH2 |
|
|
|
|
OH |
|
CH |
C |
O |
t° |
|
CH3 C |
|
O |
+ NaOH |
|
|
+ NH |
||||
3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
NH2 |
|
|
|
ONa |
|
17
Ацилирующая способность функциональных производных карбоновых кислот.
O |
|
O |
O |
O |
O |
R C |
R |
C |
R C |
R C |
R C |
Cl |
|
O |
OH |
OR' |
NH2 |
|
R |
C |
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
хлорангидрид |
ангидрид |
карбоновая |
сложный |
амид |
|
|
|
|
кислота |
эфир |
|
|
|
O |
|
|
|
Cl- |
R |
C |
OH- |
R'O- |
NH2- |
|
|
O- |
|
|
|
хлорид-ион карбоксилатгидроксид- |
алкоксид- |
амид-ион |
|||
|
|
ион |
ион |
ион |
|
Уменьшение стабильности уходящего иона, снижение ацилирующей способности
18
Реакции с участием радикалов монокарбоновых кислот
Галогенирование насыщенных алифатических кислот (реакция Гелля—Фольгарда—Зелинского)
CH3 |
α |
|
|
CH |
|
P |
3 |
||
|
CH CH COOH + Br2 |
|
CH CH COOH + HBr |
|
CH3 |
|
|
||
|
|
CH |
||
|
H |
|
3 |
|
|
|
|
Br |
|
изовалериановая кислота |
α -бромизовалериановая кислота |
(3-метилбутановая кислота) |
(2-бром-3-метилбутановая кислота) |
19
Реакции электрофильного присоединения к ненасыщенным кислотам
O |
|
|
CH2 CH C |
+ HBr |
CH2 CH2 COOH |
OH |
|
Br 3-бромпропановая |
акриловая кислота |
|
|
(пропеновая кислота) |
|
кислота |
Реакции электрофильного замещения в ароматических кислотах
H |
C |
O |
|
COOH |
|
|
KNO3, H2SO4, 90°C |
δ - |
δ - |
NO2 |
|
|
|
|
бензойная |
3-нитробензойная |
|
кислота |
кислота |
20
ДИКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Номенклатура, изомерия и физические свойства
Таблица – некоторые важнейшие представители дикарбоновых кислот
Название |
Структурная формула |
pKa1 |
pKa2 |
||||||||||
|
Алифатические |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Этандиовая (щавелевая) |
HOOC |
|
COOH |
1.27 |
4.27 |
||||||||
|
|||||||||||||
Пропандиовая (малоновая) |
HOOC |
|
|
CH2 |
|
|
COOH |
2.86 |
5.70 |
||||
|
|
|
|
||||||||||
Бутандиовая (янтарная) |
HOOC |
|
|
(CH ) |
|
|
COOH |
4.21 |
5.64 |
||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
2 2 |
|
|
|
|
|
|||||
Пентандиовая (глутаровая) |
HOOC |
|
|
(CH ) |
|
|
COOH |
4.34 |
5.27 |
||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
2 3 |
|
|
|
|
|
|||||
Гександиовая (адипиновая) |
HOOC |
|
|
(CH ) |
|
|
COOH |
4.41 |
5.28 |
||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
2 4 |
|
|
|
|
|
|||||
|
Непредельные |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цис-Бутендиовая (малеиновая)
транс-Бутендиовая (фумаровая)
HOOC |
COOH |
HC |
CH |
HOOC |
|
HC |
CH |
|
COOH |
1.92 6.23
3.02 4.38
Ароматические
COOH
Бензол-1,2-дикарбоновая
2.58 5.64
(фталевая)
COOH
21
COOH
COOH
COOH
COOH
COOH
|
|
COOH |
Бензол- |
Бензол- |
Бензол- |
1,2-дикарбоновая |
1,3-дикарбоновая |
1,2-дикарбоновая |
(фталевая кислота) |
(изофталевая кислота) |
(терефталевая кислота) |
Химические свойства
Кислотные свойства
|
|
O |
|
|
|
O |
|
HOOC C |
|
HOOC |
C |
||
|
|
OH |
-H+ |
|
|
O- |
|
щавелевая кислота |
|
гидроксалат-ион |
|||
HOOC |
|
COOH + NaOH |
|
HOOC |
|
COONa + H2O |
|
|
|
||||
|
|
|
|
гидроксалат натрия |
||
|
|
|
|
(кислая соль) |
||
HOOC |
|
COOH + 2NaOH |
|
NaOOC |
|
COONa + 2H2O |
|
|
|
оксалат натрия (средняя соль)
22
Реакции нуклеофильного замещения
C2H5OH |
|
O |
O |
|
|
C |
C |
||
-H2O |
|
|||
HO |
OC2H5 |
|||
|
||||
этилгидроксалат
HOOC COOH
|
|
O |
O |
2C2H5OH |
|
|
C C |
-2H2O |
C2H5O |
OC2H5 |
|
|
|||
диэтилгидроксалат
Специфические реакции дикарбоновых кислот
O |
O |
O |
C C |
200°С H C |
+ CO2 |
HO |
OH |
OH |
щавелевая кислота муравьиная кислота
O |
O |
|
O |
|
C |
CH C |
|
150°С |
CH3 C + CO2 |
|
|
|||
HO |
2 |
|
|
OH |
OH |
|
|||
малоновая кислота |
уксусная кислота |
23
O
CH2 C
OH
OH
CH2 C
O
|
O |
CH2 |
C |
220-230°C |
O |
-H2O |
|
CH2 C
O
янтарная кислота |
янтарный ангидрид |
|
O |
CH2 |
C |
H2C |
OH |
OH |
|
CH2 |
C |
|
O |
|
|
O |
|
CH2 |
C |
t° |
H2C |
O |
-H2O |
||
|
CH2 |
C |
|
|
O |
глутаровая кислота |
глутаровый ангидрид |
Гидроксикислоты
• Гидроксикислоты содержат в молекуле одновременно карбоксильную и гидроксильную группы.
Алифатические гидроксикислоты
Номенклатура и изомерия |
|
|||||
β |
|
α |
|
|||
CH3 |
|
|
CH |
|
COOH |
2-гидроксипропановая |
|
|
|
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
(молочная) кислота |
|
|
OH |
||||
|
|
|
||||
β |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|||||
CH3 |
|
|
CH |
|
|
|
COOH |
3-гидроксипропановая кислота |
||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|||||
γ |
|
|
|
β |
|
α |
|
|
|
|||
CH2 |
|
|
CH2 |
|
|
CH2 |
|
COOH |
4-гидроксибутановая кислота |
|||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Способы получения
Получение из галогенозамещенных карбоновых кислот
CH3 |
|
CH2 |
|
|
CH |
|
COOH + 2NaOH |
|
CH3 |
|
CH2 |
|
|
CH |
|
COONa + H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Br |
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|||
2-бромбутановая кислота |
|
2-гидроксибутановая кислота |
||||||||||||||
Получение из а-гидроксинитрилов
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
CH3 |
|
|
CH |
|
C |
|
N + 2H2O |
|
CH3 CH |
C |
+ NH4Cl |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
OH |
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
Химические свойства
Реакции карбоксильной группы
Взаимодействие со щелочами
CH3 |
|
|
CH |
|
CH2 |
|
COOH + NaOH |
|
CH3 |
|
|
CH |
|
CH2 |
|
COONa + H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
3-гидроксибутановая |
3-гидроксибутаноат |
кислота |
натрия |
25
Взаимодействие со спиртами
|
O |
|
H2SO4 |
|
O |
|
CH CH C |
|
+ CH OH |
CH3 CH C |
+ H O |
||
|
|
|
||||
3 |
|
3 |
|
|
|
2 |
OH |
OH |
|
|
|
OH |
OCH3 |
|
|
|
|
|
||
Взаимодействие с галогенидами фосфора
CH2 CH2 C |
O |
|
CH2 CH2 C |
O |
+ 2PCl5 |
|
+ 2POCl + 2HCl |
||
|
||||
|
OH |
|
|
3 |
OH |
|
Cl |
Cl |
|
|
|
|
3-гидроксипропановая |
хлорангидрид |
|
3-хлорпропановой |
||
кислота |
||
кислоты |
||
|
Реакции гидроксильной группы
Ацилирование
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH COOH + CH |
|
C |
CH3 |
|
C |
|
O |
|
CH2COOH + HCl |
|||
|
|
|
|
|||||||||
2 |
|
3 |
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
O |
||||||
гидроксиуксусная |
ацетилхлорид |
О-ацетилгликолевая кислота |
||||||||||
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Взаимодействие с галогенводородами
CH3CHCOOH + HBr |
|
CH CHCOOH + H O |
|||
|
|||||
|
|
3 |
|
2 |
|
|
OH |
|
Br |
|
|
2-гидроксипропановая |
2-бромпропановая |
кислота |
кислота |