Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1304 вуза, 5161 предмета.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара
Предмет:
Органическая химия
Файл:

Травень В.Ф. - Органическая химия. В 3 т. Т. 3

..pdf
Скачиваний:
1805
Добавлен:
02.10.2020
Размер:
2.7 Mб
Скачать
☆

20.2. Производные карбоновых кислот

41

Гидролиз ангидридов карбоновых кислот легко протекает в присутствии кислот как катализаторов:

(CH3CO)2O

H2O

2CH3COOH

H

уксусный

уксусная

 

ангидрид

 

кислота

Как и все другие реакции производных карбоновых кислот с нуклеофильными реагентами, гидролиз ангидрида карбоновой кислоты включает две основные стадии: нуклеофильное присоединение и отщепление.

Стадия 1 — кислотно-катализируемая реакция начинается с протонирования молекулы ангидрида по одной из карбонильных групп:

O O

R C O C R + H

HO

O

HO

O

R C O C R R C O C R

Стадия 2 — нуклеофильное присоединение молекулы воды:

H2O

R

R

 

C OH

H

 

O H2O C O

CO O

R CO

R

Стадия 3 — депротонирование–протонирование интермедиата и элиминирование молекулы карбоновой кислоты:

 

 

R

 

 

 

H

 

 

 

 

 

R

 

 

 

H

 

 

 

 

 

H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

O

 

 

 

HO

 

C

 

O

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

2R

 

C

+ H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

C

 

O

 

 

 

 

 

R

C

 

O

 

H

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 20.7. Бензойный ангидрид может быть получен взаимодействием двух молей бензоилхлорида с одним молем воды. Предложите схему механизма протекающих при этом превращений.

42

Глава 20. Карбоновые кислоты и их производные

Сложные эфиры

В названии сложного эфира сначала указывают алкильную группу, связанную с кислородом, затем кислоту, заменяя постфикс в названии кислоты

-овая кислота на -оат.

 

 

O

 

 

O

 

 

 

 

 

O

H

 

 

 

 

 

 

OCH3

CH3

 

 

 

 

 

OC2H5

CH3

 

CH

 

 

 

 

 

OCH(CH3)2

 

C

 

 

C

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метилметаноат

этилэтаноат

 

 

 

 

 

 

CH3

(метилформиат)

(этилацетат)

2-пропил-2-метилпропаноат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(изопропилизобутират)

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C6H5

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O(CH2)2CH3

пропилбензоат

Многие представители сложных эфиров встречаются в природе: душистые вещества, феромоны, жиры и масла.

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH

 

C

 

OCH CH CH(CH )

 

 

 

OCH3

 

 

 

 

3

2

2

3 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-метилбутилацетат

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

(один из компонентов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

запаха бананов)

 

 

 

 

 

метилсалицилат

 

 

 

 

 

 

 

 

(содержится в эфирном масле жасмина)

 

 

 

 

 

 

 

OC2H5

C17H35

 

O

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

CO

 

 

 

OC

 

 

C17H35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OC C17H35 O

O

этилциннамат (феромон) тристеарат глицерина,

триоктадеканоиловый эфир глицерина (содержится в составе многих природных животных и растительных жиров)

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

а) Этерификация карбоновых кислот спиртами (главным образом первичными) в присутствии кислотных катализаторов:

 

 

 

O

 

H2SO4

 

 

 

 

O

R

 

C

+ CH3CH2OH

 

 

R

 

C

+ H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

OC2H5

20.2. Производные карбоновых кислот

43

б) Ацилирование спиртов и фенолов хлорангидридами карбоновых кислот. Чаще всего эту реакцию проводят в присутствии оснований для нейтрализации выделяющегося HCl:

 

 

 

O

 

 

 

 

O

R

 

C

+ R'

 

OH

 

R

 

C

+ HCl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

OR'

Ароматические ацилгалогениды реагируют медленнее, чем алифатические. По методу Шоттена–Баумана реакции ацилирования хлорангидридами проводят в водных растворах щелочей:

 

 

O

 

NaOH

 

 

O

 

C6H5

 

C

+ C6H5OH

C6H5

 

C

+ NaCl

 

(H O)

 

 

 

Cl

 

2

 

 

OC6H5

 

 

 

фенол

 

 

 

 

бензоилхлорид

 

 

фенилбензоат

 

Ацилирование легко гидролизующимися хлорангидридами алифатических карбоновых кислот следует проводить в инертных растворителях и при охлаждении. Этот метод ацилирования часто применяют в промышленных и препаративных лабораторных синтезах.

в) Ацилирование спиртов и фенолов ангидридами карбоновых кислот:

(CH3CO)2O + R'

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

O

+ CH3COOH

 

 

 

 

CH3

 

 

C

 

 

 

 

 

уксусный

спирт

 

 

 

 

 

 

 

OR'

уксусная

ангидрид

 

 

 

 

 

 

алкилацетат

кислота

(CH3CO)2O

+ C6H5OH

 

H

 

 

 

 

 

O

+ CH3COOH

 

 

CH3

 

 

C

 

t

 

 

 

 

фенол

 

 

 

 

 

 

 

OC6H5

фенилацетат

Этим методом обычно получают эфиры уксусной кислоты (ацетаты). г) Присоединение спиртов и фенолов к кетенам:

 

 

 

 

O + R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

CH2

 

C

 

 

OH

 

 

 

CH3

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кетен

спирт

 

 

 

 

 

OR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

алкилацетат

 

 

 

 

O + C6H5OH

 

 

 

 

 

 

O

CH2

 

C

 

 

 

CH3

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фенол

 

 

 

 

 

OC6H5

фенилацетат

44

Глава 20. Карбоновые кислоты и их производные

ГИДРОЛИЗ

Сложные эфиры весьма устойчивы в нейтральной водной среде, но легко расщепляются, будучи нагреты с водой в присутствии сильных кислот или оснований.

Гидролиз сложных эфиров в присутствии минеральной кислоты протекает как реакция, обратная реакции этерификации Фишера–Шпайера:

 

 

O

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

+ R'OH

R

 

C

 

OR' + H2O

 

 

R

 

C

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сложный

 

 

 

карбоновая

спирт

 

эфир

 

 

 

 

кислота

 

Как и в общей схеме кислотно-катализируемого гидролиза производных карбоновых кислот, гидролиз сложного эфира в присутствии сильной минеральной кислоты начинается с протонирования эфира по карбонильной группе:

протонирование

протонирование

по карбонильному кислороду

по эфирному кислороду

 

 

OH

 

 

 

OH

 

 

 

OH

 

 

 

O

R

 

C

 

R

 

C

 

R

 

C

 

R

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

OR'

 

 

 

OR'

 

 

 

OR'

 

 

 

OR'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

стабильный катион

малостабильный катион

(положительный заряд делокализован

(положительный заряд

на трех атомах)

локализован

 

на одном O-атоме)

Схема кислотно-катализируемого гидролиза сложного эфира карбоновой кислоты дана ниже на примере гидролиза этилацетата.

Стадия 1 — протонирование карбонильного атома кислорода эфира:

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

OH

OH

 

CH3

 

C

+ H3O

 

 

 

 

CH3

 

C

 

 

CH3

 

C

OC2H5

+H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OC2H5

 

 

 

 

 

 

 

OC2H5

 

Стадия 2 — нуклеофильное присоединение воды к протонированной молекуле сложного эфира с образованием протонированной формы тетраэдрического аддукта:

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

OH

H2O + CH3

 

C

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

OC2H5

 

 

 

 

C

 

OC2H5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20.2. Производные карбоновых кислот

 

 

 

 

45

Стадия 3 — депротонирование–протонирование:

 

 

OH

 

 

 

 

OH

CH3

 

 

 

 

OC2H5 + H2O

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

OC2H5 + H3O

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH2

 

 

 

 

OH

 

 

OH

 

 

 

 

OH

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

OC2H5 + H3O

 

 

 

 

 

CH3

 

C

 

OC2H5 + H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

OH H

Стадия 4 — диссоциация протонированного интермедиата с образованием протонированной карбоновой кислоты и молекулы спирта:

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

C

 

OC2H5

 

 

 

CH3

 

C

+ C2H5OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

OHH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стадия 5 — образование нейтральной формы карбоновой кислоты:

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

O

CH3

 

C

+ H2O

 

 

 

CH3

 

C

+ H3O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

OH

Анализ схемы кислотно-катализируемого гидролиза сложных эфиров вызывает два вопроса:

1)какой из атомов кислорода оказывается по окончании гидролиза в молекуле спирта — атом кислорода алкоксигруппы, находившейся в составе исходного эфира, или атом кислорода из молекулы воды?

2)каков стереохимический результат реакции гидролиза сложного эфи-

ра, имеющего оптически активную эфирную алкильную группу?

Ответ на первый вопрос был найден на основе опытов с 18О-меченной водой:

 

 

O

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

18

H

 

 

18

R

 

C

 

 

 

OR' + H2 O

 

R

 

C

 

OH + R'OH.

 

 

 

 

 

Атом кислорода из молекулы воды оказывается в молекуле карбоновой кислоты, а атом кислорода алкоксигруппы OR' сохраняет в ходе гидролиза связь с алкильной группой R'.

46

Глава 20. Карбоновые кислоты и их производные

Этот результат дает ответ и на второй вопрос — о стереохимии реакции гидролиза. Поскольку алкоксигруппа сохраняет связь С–О, никакие изменения в хиральном центре фрагмента спирта не наблюдаются:

 

 

O

+ H2O

H

 

 

O

+ C4H9OH

CH3

 

C

CH3

 

C

 

 

 

 

 

OC4H9-втор

 

 

 

 

OH

(R)-2-бутанол

(R)-втор-бутилацетат

 

 

уксусная кислота

 

Приведенная схема кислотно-катализируемого гидролиза этилацетата носит универсальный характер: большинство сложных эфиров карбоновых кислот претерпевает кислотный гидролиз по аналогичному механизму. Исключение составляет лишь гидролиз эфиров третичных спиртов, который идет с промежуточным образованием третичного карбокатиона:

 

 

 

O

H2O

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

H2O

CH3

 

C

 

 

CH3

 

C

+ C(CH3)3

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OC(CH3)3

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

C

+ (CH3)3C

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

Формально реакция напоминает процесс SN1, и в этом случае, казалось бы, вновь актуальным становится вопрос о месте протонирования молекулы сложного эфира. Показано, однако, что сложные эфиры и третичных спиртов в ходе кислотно-катализируемого гидролиза также протонируются по атому кислорода карбонильной группы:

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

C

 

 

O

 

 

 

C(CH3)3

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C(CH3)3

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

O

 

 

C

 

O

 

 

 

C(CH3)3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O

CH3

 

 

C

 

 

O

 

 

 

C(CH3)3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

C

+ C(CH3)3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(CH3)3C

 

OH2

 

 

 

 

(CH3)3C

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гидролиз сложных эфиров карбоновых кислот в присутствии оснований приводит к получению солей карбоновых кислот и называется омылением.

20.2. Производные карбоновых кислот

47

В противоположность кислотно-катализируемому гидролизу омыление сложных эфиров идет необратимо:

O O

R C OR' + OH R C O + R'OH

Механизм основно-катализируемого гидролиза сложных эфиров карбоновых кислот показан ниже на примере этилацетата.

 

 

O

 

 

 

O

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O Na

+ C2H5OH

 

C

 

OC2H5 + NaOH

 

CH3

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

этилацетат

 

ацетат натрия

этанол

Стадия 1 — нуклеофильное присоединение гидроксид-иона по карбонильной группе:

 

 

O

 

 

 

O

HO + CH3

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

C

 

 

C

 

OC2H5

 

 

 

 

 

 

OC2H5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

Стадия 2 — диссоциация промежуточного тетраэдрического аниона:

 

 

O

 

 

 

 

 

O

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

OC2H5

 

CH3

 

C

+ OC2H5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

OH

Стадия 3 — кислотно-основное взаимодействие продуктов гидролиза:

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

O

CH3

 

C

+ OC2H5

 

 

 

CH3

 

C

+ C2H5OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

O

Основно-катализируемый гидролиз сложных эфиров также протекает с сохранением связи О–Alk и как следствие — с сохранением конфигурации алкильной группы:

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3CH2

 

 

 

 

18OC2H5

+ NaOH

 

 

CH3CH2

 

C

+ C2H518OH

 

C

 

 

 

 

 

 

 

18О-этилпропаноат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ONa 18О-этанол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na-соль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пропановой кислоты

 

 

 

O

 

 

OH

 

 

O

 

CH3

 

C

+ H2O

 

CH3

 

C

+ C4H9OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OC4H9-втор

 

 

 

 

 

 

OH

(S)-2-бутанол

(S)-втор-бутилацетат

уксусная кислота

48

Глава 20. Карбоновые кислоты и их производные

Основно-катализируемый гидролиз сложных эфиров имеет практическое применение, поскольку эта реакция лежит в основе мыловаренного производства. Еще в древние времена люди умели изготавливать мыло, нагревая животный жир с золой. В животном жире, как уже отмечалось, содержатся значительные количества тристеарата глицерина, а древесная зола является источником поташа K2CO3.

CH2OCOC17H35

K2CO3, H2O

CH2

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH + C17H35COO K

 

 

CHOCOC17H35

CH

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стеарат калия

CH2OCOC17H35

 

CH2

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

тристеарат

 

 

глицерин

 

 

 

глицерина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получаемая в ходе гидролиза калиевая соль стеариновой кислоты идет на изготовление жидкого мыла, а из натриевой соли получают твердые мыла.

Задача 20.8. Завершите реакцию и предложите ее механизм. Назовите продукт по систематической номенклатуре, укажите конфигурацию.

OH (CH3CO)2O

(H2SO4)

(CH3)3C

ПЕРЕЭТЕРИФИКАЦИЯ

Превращение одного сложного эфира в другой под действием соответствующего спирта в присутствии катализатора (кислоты или основания) называют переэтерификацией:

 

 

 

O

R'OH

R

 

C

+

 

 

 

 

OCH3

 

 

 

 

O

R'OH

R

 

C

+

 

 

 

 

OCH3

 

H

R'ONa

O

R C + CH3OH OR'

 

 

 

O

R

 

C

+ CH3OH

 

 

 

 

OR'

Хотя эти реакции обратимы, равновесие можно смещать, например, отгонкой низкокипящего спирта (чаще метанола или этанола).

По механизму реакции переэтерификации аналогичны соответствующим реакциям гидролиза. В частности, механизм кислотно-катализируе- мой реакции переэтерификации включает следующие стадии.

20.2. Производные карбоновых кислот

49

Стадия 1 — протонирование молекулы сложного эфира:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

H

 

 

 

O

 

H

 

 

 

O

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

C

 

 

 

C

 

R

 

C

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OR'

 

 

 

 

 

 

 

OR'

 

 

 

ОR'

 

 

Стадия 2 — нуклеофильное присоединение спирта R''—OH к протонированной молекуле сложного эфира:

 

 

 

 

OН

 

 

 

H

 

 

O

 

R''

 

 

 

 

 

 

O

 

 

R''

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R''

 

OH + R

 

C

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

OH

 

 

 

R

 

 

C

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OR'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

R'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OR'

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стадия 3 — элиминирование спирта R'—OH из образовавшегося интермедиата:

 

 

 

 

O

 

 

R''

 

 

 

OH

–H

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

C

 

 

 

 

OH

 

R'OH + R

 

C

R

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

R'

 

 

 

OR''

 

 

 

OR''

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВОССТАНОВЛЕНИЕ

Сложные эфиры восстанавливаются с разрывом связи между карбонильным атомом углерода и кислородом алкоксигруппы. При этом ацильный остаток восстанавливается до первичного спирта. Литийалюминийгидрид является для этих целей наиболее эффективным реагентом:

O

C6H5

 

C

 

LiAlH4

 

H2O

C6H5CH2OH + C2H5OH

 

 

эфир

 

 

 

 

 

OC2H5

 

 

бензиловый

этанол

этилбензоат

спирт

 

Как и в случае восстановления кетонов и карбоновых кислот, при обсуждении механизма восстановления сложных эфиров действием литийалюминийгидрида следует иметь ввиду нуклеофильное присоединение гидрид-иона к карбонильной группе:

 

 

O

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

H3Al—H +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

OMe

 

 

 

 

 

 

R

OMe

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

O

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H3Al—H

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

R

 

H

 

 

 

 

H

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

H

50

Глава 20. Карбоновые кислоты и их производные

Восстановление можно проводить также действием натрия в этаноле (реакция Буво–Блана, 1903 г.). Этот способ дает особенно хорошие результаты при восстановлении эфиров алифатических кислот:

CH3(CH2)4COOC2H5

Na/C2H5OH

CH3(CH2)4CH2OH + C2H5OH

t

 

этилгексаноат

 

 

гексанол

этанол

Механизм этой реакции подробно не изучался, однако реакцию Буво– Блана не следует рассматривать как гидрирование молекулы сложного эфира водородом, выделяющимся в реакции этанола с натрием. По-видимому, она протекает через стадию одноэлектронного переноса. На первой стадии этой реакции, вероятнее всего, имеет место перенос электрона от атома натрия на карбонильную группу эфира, после чего следует распад образовавшегося анион-радикала.

Амиды

При составлении названия амида постфикс в названии кислоты -овая кислота заменяют на -амид.

Правила составления названий амидов иллюстрируются следующими примерами:

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

O

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

NH2

 

 

 

 

CH3

 

C

 

NH2

 

 

C6H5

 

 

C

 

 

NH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формамид

 

 

 

 

 

 

ацетамид

 

 

бензамид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

O

CH3

CH3

 

 

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

NH

 

CH3

CH3

 

(CH2)2

 

C

 

N

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N-метилпропанамид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(N-метиламид пропионовой

N,N-диметилбутанамид

 

 

 

 

 

 

 

кислоты)

(N,N-диметиламид масляной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кислоты)

 

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

Амиды являются наименее реакционноспособными производными карбоновых кислот по отношению к нуклеофильным агентам, поэтому для получения амида пригодна реакция любого производного карбоновой кислоты с аммиаком или соответствующим амином.

Амиды получают несколькими способами:

а) из ацилгалогенидов ацилированием аммиака, первичных и вторичных аминов;

б) из ангидридов взаимодействием с аммиаком и аминами (этим способом обычно получают различные ацетамиды);

в) из сложных эфиров взаимодействием с аммиаком и аминами; г) из карбоновых кислот взаимодействием с аммиаком и аминами;

Соседние файлы в предмете Органическая химия
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности