9.2. Les régularités totales de la capacité réactionnaire des liaisons organiques

Le travail de laboratoire № 1. Les réactions biologiquement importantes de l'addition électrophile, de la substitution électrophile et d’élimination.

Le but du travail : étudier les réactions de l'addition électrophile, de la substitution et d’élimination avec la participation des liaisons organiques.

Les réactifs : la solution d’oléate du sodium, l'eau de brome (dilué), l'aniline, l’éthanol; l'acide sulfurique concentré, l’oxyde de l'aluminium.

L'expérience 1.1. La bromuration des liaisons non limites.

Dans une éprouvette on place 1 ml de la solution d'eau d’oléate du sodium, dans l'autre – le même volume de l'eau distillée. Dans chaque éprouvette on ajoute selon 0,5 ml de la solution d'eau du brome (l'eau de brome). On compare la coloration du contenu des éprouvettes.

L'équation de la réaction :

СН₃(СН₂)₇СН=СН(СН₂)₇СОONa + Br₂  СН₃(СН₂)₇СНBr-CHBr(СН₂)₇СОONa

Le sel de sodium de l’acide oléique le sel de sodium 9,10- dibromstéarique acide

L'expérience 1.2. La bromuration des liaisons aromatiques. La formation de tribromaniline.

Dans l'éprouvette on place 0,5 ml de l'aniline et 2-3 ml de l'eau distillée, on mélange; puis on ajoute selon les gouttes l'eau de brome. On observe la décoloration de l'eau de brome et la chute du dépôt blanc de tribromaniline.

L'équation de la réaction :

L'expérience 1.3. La réception de l'éthylène par la déshydratation de l’éthanol et sa bromuration.

Dans l'éprouvette on place 0,5 ml de l’éthanol, on ajoute 1,5-2,0 ml de l'acide sulfurique concentré et quelques grains d’oxyde de l'aluminium. On ferme l'éprouvette par le bouchon avec la tuyauterie. On baisse le bout de la tuyauterie dans l'éprouvette-récepteur avec l'eau de brome. On chauffe l'éprouvette avec la masse réactionnaire. On observe la décoloration graduelle de l'eau de brome. On cesse la chauffe après que l'on sort la tuyauterie de l'éprouvette-récepteur.

L'attention! Au début de la chauffe on chasse l’éther de diéthyle (il y a une odeur caractéristique) et seulement pendant la chauffe ultérieure on chasse l'éthylène (le gaz sans odeur). Il est nécessaire d'observer que l'expérience soit passée jusqu'à la fin la solution dans la première éprouvette n'acquerra pas la coloration brune.

Les équations des réactions :

• la réception de l'éthylène :

H₂SO₄

СН₃ – СН₂ – ОН - СН₂ = СН₂ + H₂O

• la coopération avec le brome :

СН₂ = СН₂ + Br₂ - СН₂Br – СН₂Br (1,2-dibrométhan)

Les questions de contrôle

1. Donnez la définition de la notion «électrophile». Aux réactions de quel type les particules électrophiles peuvent prendre part?

2. La préparation médicinale "Linetol" reçue de l'huile de lin contient le mélange des éthers des acides oléique, linoléïque. S'il y aura une décoloration de l'eau de brome pendant sa coopération avec la solution d'eau de cette préparation ? Expliquez la réponse.

3. Si le mécanisme de la bromuration des alcènes se distingue du mécanisme de la bromuration des liaisons aromatiques? Amenez le schéma total du procès de la coopération de la particule électrophile avec le benzol.

4. Ecrivez la réaction de la bromuration de l'acide benzoïque. Expliquez la différence de l'influence activant et orientant du groupe aminé (expérience 1.2) et du groupe carboxilique.

Le travail de laboratoire № 2.

Les réactions biologiquement importantes du remplacement nucléophile, de l’adjonction nucléophile, de l’adjonction nucléophile–élimination, du remplacement radical.

Le but du travail : étudier les réactions du remplacement nucléophile, de l’adjonction nucléophile, de l’adjonction nucléophile–élimination, du remplacement radical avec la participation des liaisons organiques.

Les réactifs : la solution saturée 2,4-dinitrophénilhydrazine, la formaline, l'acétone, la solution saturée de l'hydrosulfite du sodium; la glace; l'acétate aride du sodium; l'hydroxylamine, le fil de cuivre, le bromure de potassium, l’éthanol, l'acide sulfurique.

L'expérience 2.1. La réception du brométhane.

Dans l'éprouvette on place 0,1 - 0,2 g du bromure de potassiume, on ajoute 1 ml de l’éthanole et 1 ml de l'acide sulfurique concentré. On ferme l'éprouvette par le bouchon avec la tuyauterie. On baisse le bout de la tuyauterie dans la deuxième éprouvette-récepteur contenant 1 ml de l’eau. On place l'éprouvette-récepteur au verre avec le mélange de l'eau et la glace. On chauffe prudemment le mélange réactionnaire jusqu'au bouillonnement en chauffant d'abord la couche supérieure. Graduellement les cristaux du bromure de potassiume se dissolvent et dans la deuxième éprouvette se réunissent les gouttes incolores lourdes du brométhane. On fait la distillation avant la disparition des cristaux du bromure de potassiume. A l’aide du compte-gouttes on éloigne de la deuxième éprouvette la couche supérieure d'eau.

Pour decouvrir les derivées de brome on utilise l'essai de Belchteine : on introduit le fil de cuivre mouillé par le brométhane dans la flamme du bec. D'abord la flamme devient brillante (le carbone brûle), puis il y a une peinture intense verte que les halogénures du cuivre donnent à la flamme.

Il est nécessaire de refroidir l'éprouvette-récepteur pendant la distillation pour la prévention de la vapeur du brométhane ayant la température du bouillonnement basse (38,4°С)..

Les équations des réactions :

CH₃CH₂ОН + КBr → CH₃CH₂Br + КОН

L'expérience 2.2. La coopération du formaldéhyde avec 2,4-dinitrophénilhydrazine.

Dans l'éprouvette on place 0,5 ml de la solution saturée 2,4-dinitrophénilhydrazine, on ajoute 0,5-1,0 ml de la formaline. On observe l'apparition du dépôt jaune.

L'équation de la réaction :

L'expérience 2.3. L'addition de l'hydrosulfure du sodium à l'acétone.

Sur le verre on place 1 goutte de la solution saturée de l’hydrosulfure du sodium et on ajoute 1 goutte de l'acétone. On sèche le verre sur la dalle et on examine la forme des cristaux formés.

L'expérience 2.4. La coopération de l'acide acétique avec l’éthanol.

Dans l'éprouvette on place 0,1 g de l'acétate aride du sodium, on ajoute 0,5 ml de l’éthanol et quelques gouttes de l'acide sulfurique concentré. On chauffe l'éprouvette prudemment pendant 20 - 30 s. On verse le contenu de l'éprouvette dans la tasse de porcelaine avec l'eau froide. On marque l'apparition de l'odeur caractéristique.

L'équation de la réaction de l'éthérification :

2CH₃COONa + H₂SO₄ → 2CH₃COOH + Na₂SО₄

Les questions de contrôle

1. Donnez la définition de la notion «nucléophil». Amenez les schémas des mécanismes monomoléculaires et bimoléculaires du remplacement nucléophile.

2. Selon quel mécanisme (SN2 ou SN1) passe l'hydrolyse alcaline de 1-bromboutane ?

3. Ecrivez la réaction de l'hydrolyse de l’éthylacétate dans le milieu alcalin.

4. Si on peut utiliser la réaction avec le phénylhydrazine pour obtenir des aldéhydes et cétones des mélanges difficilement divisés?

Le travail de laboratoire № 3.

L'étude des propriétés chimiques des liaisons hétérofonctionnelles

Le but du travail : étudier les propriétés acide-bases et chélatoformant des - hydroacides et des -aminoacides.

Les réactifs : l'acide salicylique, l'acide acétylsalicylique, l'acide tartrique, la solution de 5 % d’hydroxyde du potassium, la solution de 10 % d’hydroxyde du sodium, la solution de 5 % du sulfate du cuivre; la solution saturée de l'hydrocarbonate du sodium; la solution de 5 % du phénol; solution de 1 % du chlorure du fer (III); l'acide lactique; l'acide sulfurique concentré; la glycine.

L'expérience 3.1. La réception et les propriétés des sels de l'acide tartrique.

3.1.1. À l'éprouvette on place 0,5 ml de 15 % solution de l'acide tartrique et 0,5 ml de 5 % solution d’hydroxyde du potassium, on secoue d'une manière intense et on observe le dégagement graduel du dépôt blanc cristallin hydro-tartrate du potassium.

3.1.2. Au dépôt reçu on ajoute selon les gouttes 10 % solution d’hydroxyde du sodium avant sa dissolution complète. On utilise la solution se formant le potassium-sodium double du sel de l'acide tartrique (sel segnétique) ensuite dans l'expérience 3.1.3.

3.1.3. À l'éprouvette on place 0,5 ml de 5 % solution du sulfate du cuivre, on ajoute la solution d’hydroxyde du sodium avant la chute du dépôt bleu clair. Au depot se formant d’hydroxyde du cuivre (II) on ajoute la solution du sel segnétique reçu dans l’expérience 3.1.2. On marquent le changement de la coloration de la solution.

CuSO₄ + 2NaOH  Cu(OH)₂↓+ Na₂SO₄