Лекция 9

Получение и химические свойства карбоновых кислот (2 часа)

План лекции (конспект лекции):

Учебные вопросы:

1. Определение карбоновых кислот (соединения, содержащие карбоксильную группу). Классификация карбоновых кислот: по количеству карбоксильных групп (одно-, двух- и многоосновные), по характеру углеводородного радикала (предельные, непредельные, ароматические), по наличию других функциональных групп (окси- и оксокислоты, аминокислоты).

2. Получение карбоновых кислот: окисление алканов, алкенов, алкинов, аренов, спиртов, карбонильных соединений, гидролиз производных карбоновых кислот, карбоксилирование фенолов.

3. Строение и химические свойства предельных одноосновных карбоновых кислот. Зависимость кислотных свойств карбоновых кислот от наличия различных заместителей в углеводородном радикале.

4. Реакции по двойной связи карбоксильной группы (образование сложных эфиров, ангидридов, галогенангидридов, амидов). Механизм реакции этерификации.

5. Реакции замещения в углеводородном радикале (хлорирование и бромирование). Реакции декарбоксилирования.

7. Получение производных карбоновых кислот: из кислот, из других производных карбоновых кислот.

8. Строение производных карбоновых кислот (солей, сложных эфиров, ангидридов, галогенангидридов, амидов, нитрилов).

9. Реакции производных карбоновых кислот:

а) соли (термическое разложение кальциевых и бариевых солей карбоновых кислот с образованиес карбонильных соединений, сплавление натриевых солей карбоновых кислот с гидроксидом натрия с образованием углеводородов, электросинтез по Кольбе с образованием углеводородов);

б) сложные эфиры (гидролиз в щелочной и кислой среде, алкоголиз, ацидолиз, аммонолиз, восстановление в различных условиях, сложноэфирная конденсация);

в) ангидриды (реакции с водой, аминами, спиртами, фенолами);

г) галогенангидриды (реакции с водой, аминами, спиртами, фенолами, аренами);

д) амиды (гидролиз в кислой и щелочной среде, восстановление в различных условиях, реакция с щелочным раствором брома – перегруппировка Гофмана);

е) нитрилы (гидролиз, восстановление, реакции с реактивами Гриньяра).

10. Взаимные переходы производных карбоновых кислот.

11. Производные карбоновых кислот как ацилирующие агенты. Активность производных карбоновых кислот в реакциях ацилирования.

Лекция № 10

Получение и химические свойства оксикислот (1 час)

Получение и химические свойства двухосновных кислот (1 час)

План лекции (конспект лекции):

1. Классификация оксикислот по взаимному расположению функциональных групп (σ-, β- и другие оксикислоты).

2. Получение оксикислот: циангидринный синтез, присоединение воды к непредельным кислотам, гидролиз лактонов).

3. Реакции оксикислот по группе ОН (метилирование диметилсульфатом, замещение группы ОН на галоген), по карбоксильной группе (образование солей, сложных эфиров, ангидридов, галогенангидридов, амидов, нитрилов).

4. Отношение оксикислот к нагреванию: в зависимости от строения оксикислоты при нагревании образуют циклические сложные эфиры – лактиды (α –оксикислоты), непредельные кислоты (β – гидроксикислоты), циклические сложные эфиры – лактоны (γ,δ –оксикислоты).

на фактическом уровне получения знаний

необходимо изложить:

1. Стереохимия соединений с двумя асимметрическими атомами углерода на примере 3-хлор-2-бутанола (проекции Фишера, понятия энантиомеры, диастереомеры, трео- и эритроформы, L- и D-ряды оптически активных соединений, рацемические смеси).

2. Стереохимия 2,3-дигидроксибутандиовой кислоты ( оптически не активная мезоформа –мезовинная кислота, оптически активные L- и D-винные кислоты, оптически не активная рацемическая смесь – виноградная кислота).

на операционном уровне получения знаний:

уметь:

а) определять количество асимметрических атомов углерода в молекуле; считать количество оптических изомеров для данного соединения;

б) изображать проекционные формулы Фишера для оптически активных соединений;

в) определять старшинство заместителей при асимметрическом атоме .

на аналитическом уровне получения знаний:

делать правильные выводы:

а) определяя по структурной формуле соединения возможность оптической активности данного соединения;

б) об R- и S-конфигурации асимметрических атомов по проекции Фишера;

в) о наличии или отсутствии оптической активности в соединении.

Учебные вопросы:

1. Классификация двухосновных кислот по взаимному расположению карбоксильных групп, по степени ненасыщенности углеводородного радикала. Наиболее распространенные дикарбоновые кислоты: предельные - щавелевая, малоновая, янтарная, адипиновая; непредельные – малеиновая и фумаровая (цис- и трансизомеры); ароматические – фталевая и терефталевая.

2. Получение двухосновных карбоновых кислот: окисление циклоалкенов, диалкиларенов, дикарбонильных соединений; гидролиз алкандинитрилов или сложных эфиров.

3. Химические свойства двухосновных кислот зависят от взаимного расположения карбоксильных групп относительно друг друга. Чем ближе расположены карбоксильные группы, тем сильнее их взаимное влияние. Самая сильная кислота из двухосновных – щавелевая, в которой карбоксильные группы соединены друг с другом.

4. Для дикарбоновых кислот характерны те же реакции, что и для одноосновных (образование эфиров, солей, галогенангидридов, амидов нитрилов), но идти они могут либо по одной группе, либо по обеим.

5. Отношение дикарбоновых кислот к нагреванию: щавелевая и малоновая кислоты при нагревании декарбоксилируются и превращаются в муравьиную и уксусную кислоты соответственно; янтарная, глутаровая и фталевая при нагревании теряют воду и превращаются в ангидриды; адипиновая кислота при нагревании теряет воду, углекислый газ и превращается в циклопентанон.