
книги из ГПНТБ / Павлов, Борис Алексеевич. Курс органической химии учебник для химических техникумов
.pdf120 |
Гл. XVIII. Одноядерные |
ароматические |
соединения |
|
ящх |
веществ |
образуются или |
бензальацетон, |
или дибензаль |
ацетон: |
|
|
|
|
|
QH6CHO |
Н2СНЧ |
|
|
|
-f |
\ с о -*■ с 6н * сн = сн —СО—СН=СНС,Н5 + 2HsO |
||
|
СвНвСНО |
Н2СНХ |
дибензальацетон |
|
Бензальацетон—светло-желтые кристаллы, обладающие при ятным запахом; применяются в парфюмерии. Дибензальацетон— желтое кристаллическое вещество, которое легко выделить т идентифицировать по температуре плавления (112°). Поэтому ре акция получения дибензальацетона может быть использован?
вкачестве метода определения небольших количеств ацетона.
5.Бензойный альдегид при действии хлрра превращается *-
хлористый бензоил:
О |
О |
С6ИЕ—С^!Н + Cli—Cl -*■ QH6—С—Cl + НС!
хлористый бензоил
6. В присутствии цианистого калия как катализатора из бен зойного альдегида получается бензоин СбН5СОСН(ОН)СбН5:
н
CJK |
V:- -СвР16 |
СвН5—СО—СН(ОН)С,Н* |
\ > |
+ ц / |
бензоин |
При этой реакции атом водорода альдегидной группы одной молекулы бензальдегида переходит к атому кислорода альдегид ной группы другой молекулы бензойного альдегида. Освобож дающиеся при этом валентности атомов углерода'Обеих альде гидных групп взаимно насыщают друг друга.
Бензоин — бесцветное кристаллическое вещество, плавящееся при 137°. Он был впервые получен в 1839 г. Н. Н. Зининым. При окислении бензоина (например, при помощи концентрированной азотной кислоты) получается дикетон— дибензоил, называемый бензилом С0Н5—СО—СО—С6Н5. Бензил — желтое кристалличе ское вещество с темп, плавл. 95°.
Бензойный альдегид применяется для изготовления душистых веществ и красителей.
Может показаться, что ароматические альдегиды, в силу своей способности вступать в реакцию Канниццаро и реакцию бензоиновой конденсации, принципиально отличаются от альде гидов жирного ряда. Однако при более внимательном рассмотре нии можно заметить, что причина различного отношения к щело чам у ароматических и жирных альдегидов состоит не в свой ствах самой альдегидной группы, а в наличии активного атома водорода в a -положении у альдегидов жирного ряда. Мы видели, что при действии едких щелочей на формальдегид (не имеющий а-водорода) он превращается в муравьиную кислоту и метанол;
228. Кетоны |
421 |
подобное же прекращение уксусного альдегида в кислоту и спирт совершается в условиях реакции брожения (стр. 303). В ряде других биологических процессов из указанного альдегида обра зуется ацетоин СН3СОСН (ОН)СН3.
228. Кетоны. В ароматических кетонах с карбонильной груп пой могут быть связаны или два ароматических радикала, или же ароматический радикал и алкил, т. е. радикал жирного ряда.
Примером кетонов второй группы является метилфенилкетон (ацетофенон) С6Н5СОСН3; представителем первой группы слу жит дифенилкетон (бензофенон) СбНбСОСбНй.
Ароматические кетоны могут быть синтезированы по методу Фриделя—Крафтса действием хлорангидридов кислот на аро* матические углеводороды в присутствии безводного хлористого алюминия:
А1С13
CHj—СО-С1 + CeH0 -------► СН3—СО—QHS + НС1
ацетофенон
Ароматические кетоны, подобно кетонам жирного ряда, о гидроксиламином образуют оксимы, а с фенилгидразином дают фенилгидразоны.
При действии на жирноароматические кетоны амальгамиро ванного цинка и концентрированной соляной кислоты они вос станавливаются в гомологи бензола:
С6НЬ—СО—СН* + 2Нг СвН6—СН,СН3+ Н20
Производное ацетофенона — хлорацетофенон СоН5СОСН2С1 является одним из сильнейших слезоточивых отравляющих ве ществ. Он получается действием хлора на ацетофенон:
С6НбСОСН8 + С12 -► С6Н6СОСН2С1 + НС1
Хлорацетофенон — кристаллическое вещество (темп, плавл 52°) с запахом фиалки.
КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
229. Бензойная кислота. Бензойная кислота С6Н5—СООН содержится в некоторых смолах; ее производное — гиппуровая кислота C6H5CONHCH2COOH — обнаружено в лошадиной моче, В промышленности бензойную кислоту получают из толуола, При полном хлорировании боковой цепи толуола образуется бен-
зотрихлорид (фенилтрихлорметан) СбН5СС13.
При нагревании фенилтрихлорметана |
с |
водой получается |
бензойная кислота: |
|
|
/О |
+ |
ЗНС1 |
QHg—СС18 + 2Н„0 — С6Н6—C f |
4 ОН
422 Гл. XVIII. Одноядерные ароматические соединения
Кроме того, бензойная кислота получается при окислении арома тических углеводородов с одной боковой цепью:
QH6CH3+ 30 |
QH5COOH + Н20 |
С6Н6-С Н 3СН3 + 60 |
СсН5СООН + 2Н20 + сог |
Бензойная кислота — кристаллическое вещество, плавящееся при температуре 122,4°. Она легко возгоняется с образованием белых пластинок. Бензойная кислота плохо растворяется в хо лодной воде; с повышением температуры растворимость ее зна чительно увеличивается. Как кислота бензойная кислота не сколько сильнее уксусной (соответствующие значения константы диссоциации равны 6,8 -10-5 и 1,8-10 5).
Бензойная кислота по своим химическим свойствам подобна карбоновым кислотам жирного ряда. Так, с основаниями она об разует соли. Ее соли с щелочными металлами хорошо раство римы в воде, поэтому бензойная кислота растворима в щелочах:
С6Н5СООН + NaOH C0H5COONa + 11,0
При сплавлении бензойнокислого натрия с едким натром об разуется бензол:
С6Н, COONa + NaOjH QH6 + Na2CO„
Эта реакция аналогична реакции получения метана из уксусно кислого натрия и едкого натра.
Со спиртами бензойная кислота образует сложные эфиры:
СвН5—СО—0|Н + НО -сн я |
С6Н5СООСИ3+ Н20 |
|
бензойнометиловый |
|
эфир |
При действии на бензойную кислоту хлористых соединений фосфора она переходит в хлорангидрид С6Н5СОС1, называемый хлористым бензоилом; из него и бензойнокислого натрия можно
получить бензойный ангидрид |
(С6Н5С 0 )20: |
|
0 |
/р |
|
а | |
||
С6Н5—с<У |
||
|
О + NaCl |
|
Na ; |
Q H f - с< |
|
С6Н, |
Ч ) |
Хлористый бензоил — жидкость с резким запахом, кипя щая при 198°. Легко вступает в реакции, типичные для хлорангидридов, но реагирует при этом менее бурно, чем хлористый ацетил. Хлористым бензоилом часто пользуются для введения бензоильной группы в молекулы спиртов, фенолов, аминов. Так,
230. Сахарин |
423 |
например, при взбалтывании хлористого бензоила со щелочным раствором фенола легко образуется твердый бензойнофениловый эфир (фенилбензоат):
QH6COCl + CGH5OH + NaOH |
Cf,H5COOC6H5 + NaCl + H20 |
Бензойная кислота и ее соли находят применение в медицине. В довольно значительных количествах она используется для син теза красителей и применяется для консервирования пищевых продуктов.
Радикал бензойной кислоты С6Н5СО—называется бензоином.
Ряд производных бензойной кислоты был получен в 1832 г. Вёлером и Либихом в их работе по изучению горькоминдального масла (бензойного альдегида).
При обработке бензойного альдегида [С7Н501Н хлором или бромом они получили хлористый бензоил [C7HsO]Cl и бромистый бензоил [CyHeOJBr, кото
рые при действии йодистого калия или цианистого калия образуют йодистый бензоил [С7Н5ОУ или, соответственно, нитрил [CyHsOJCN. С аммиаком
хлористый бензоил и бромистый бензоил образуют бензамид [CyHsOJNHa, а со спиртом дают этиловый эфир бензойной кислоты. Эта работа имела в свое время большое значение. Она показала, что вс всех полученных Либихом и Вёлером веществах находится радикал СуН50 , названный этими исследовате
лями бензоилом, который может, не изменяясь, переходить из одного соеди нения в другое.
230. Сахарин. Из соединений, содержащих одновременно карб оксил и сульфогруппу, укажем на о-сульфобензойную кислоту.
Производным этой кислоты является сахарин:
сахарин
Такого рода циклические амиды двухосновных кислот, со держащих >NH группу, называют имидами кислот.
Для получения сахарина нельзя исходить из бензойной кис лоты, так как карбоксильная группа является заместителем вто рого рода, поэтому при сульфировании бензойной кислоты полу чается почти исключительно л4-сульфобензойная кислота.
Чтобы получить сахарин, толуол обрабатывают хлорсульфоновой кислотой CISO2OH. При этом образуется смесь хлорангидридов о- и /г-толуолсульфокислот. При сильном охлаждении бо лее высокоплавкий пара-изомер выпадает в виде кристаллов и может быть отделен от жидкого орто-изомера. Полученный таким путем хлорангидрид о-толуолсульфокислоты действием аммиака переводят в о-толуолсульфамид, а затем окисляют марганцо вокислым калием метильную группу в карбоксил. Образующийся
424 Гл. XVIII. Одноядерные ароматические соединения
в результате окисления о-сульфамид бензойной кислоты при на гревании отщепляет элементы воды и переходит в сахарит
С6Н5-С Н 3 |
СН3 |
(1) |
СН3 |
(1) |
с 6н /\< |
(2) |
S02NHj |
(2) |
|
толуол |
60,С1 |
|||
|
хлорангидрид |
|
о-толуолсульфамид |
|
|
о-толуолеуль- |
|
|
|
|
фоновой |
|
|
|
|
кислоты |
|
|
|
|
.СООН |
(1) |
со |
|
|
- С6н / |
|
||
|
'\S 0 2NH2 (2) |
|
||
|
so, |
|
||
|
о-сульфамид |
|
имид о-сульфобен- |
|
|
бензойной |
|
зойной кислоты |
|
|
кислоты |
|
(сахарин) |
|
В продажных таблетках сахарина содержится его натриевое производное:
SO,
С6Н4< \N N a-2H 20
СО
известное под названием кристаллозы; она в несколько сот раз слаще сахара.Сахарин не усваивается человеческим организмом
иявляется только вкусовым средством.
231.Фталевые кислоты. При окислении ароматических угле водородов, в молекулах которых находятся две боковые цепи, по лучаются кислоты с двумя карбоксильными группами, называе мые фталевыми кислотами:
|
|
СН;! |
-СООН |
|
|
|
-Г 30-2 |
У |
|
|
|
СН„ |
V V'СООН |
|
|
|
|
0-фталевая |
|
|
|
|
кислота |
|
с н . |
|
СООН |
с н . |
СООН |
ч сн . |
+ 30-2 |
|
|
+ ЗОа |
|
•СООН |
|
< ) |
|
ж-ксилол |
|
изофталевая |
сн . |
I |
|
СООН |
|||
|
|
а |
||
|
|
кислота |
п-ксилол |
|
|
|
|
терсфталевая |
|
|
|
|
|
кислота |
Фталевые кислоты — твердые кристаллические вещества.
Из трех фталевых кислот наибольшее значение имеет о-фта- левая кислота, называемая просто фталевой кислотой. Она в большом количестве применяется для синтеза красителей и пластмасс. В промышленном масштабе о-фталевую кислоту по лучают окислением нафталина концентрированной серной кис