Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Общая и биоорганическая химия. Органическая химия. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

12.08.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 138 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Реакции замещения атома водорода у α-атома углерода

Ослабление связи в СН2-группе углеводородного радикала, соседней с функциональной группой альдегида (α-положение), приводит к тому, что именно эти атомы водорода преимущественно заменяются на галоген:

O		O
H3C C + 3 Cl2		Cl3C C
H3C C + 3 Cl2	_ 3 HCl	Cl3C C
H	_ 3 HCl	H

(сильные лакриматоры – вещества, вызывающие слезоотделение)

Иодоформная проба – качественная реакция на соединения с карбонильной группой:

	O	I2, NaOH
	H3C C	I2, NaOH
	H3C C	CHI3 + RCOONa
	R	иодоформ
		(желтый осадок)

Так как первичные и вторичные спирты окисляются иодом до альдегидов и кетонов, то для них тоже характерна иодоформная проба:

H3C CH2 OH I2, NaOH CHI3 + HCOONa

Конденсация альдегидов и кетонов

Реакции идут с участием карбонильной группы и атома водорода в α-положении.

1. Альдольная конденсация:

O	H	O	OH	O

H3C C + H2C C		H	H3C CH CH2	C
H				H
			CH3
H3C C CH3 + H2C C CH3			H3C C CH2 C CH3
O	H O		OH	O

2. Кротоновая конденсация.

При нагревании щелочных растворов альдегидов и кетонов продукты альдольной конденсации отщепляют воду (кротоновая конденсация):

	O		H	O	OH	O	to	O

H3C C H + H2C C H					H3C CH CH2 C H		_ H2O H3C CH CH C H
					CH3		to	CH3
H	C C CH	3 +	H C C CH		H3C C CH2 C CH3			H3C C CH C CH3
							_ H2O
3	O		2	3	OH	O		O
			H	O

Реакции окисления альдегидов и кетонов

1. Реакция серебряного зеркала (качественная реакция на альдегиды):

O			t			O
CH3 C	+	Ag2O (4NH3)		CH3	C	+ 2Ag	+ 3NH3 + Η2Ο

H		или 2[Ag(NH3)2]OH				ONH4 (металлический налет
(аммиачный раствор оксида серебра)						на стенках пробирки)

2. Реакция с гидроксидом меди (II) (качественная ре-

акция на альдегиды):

O		t	O
CH3 C +	2Cu(OH)2		CH3 C	+ Cu2O	+ 2Η2Ο


H	(голубой осадок)		OH	(красный осадок)

Окисление метаналя (муравьиного альдегида) в этих условиях идет до образования карбоната аммония или оксида углерода (IV):

O	t			+ 2Η2Ο
H C + 4[Ag(NH3)2]OH	t	+ 4Ag	+ 6NH3
H C + 4[Ag(NH3)2]OH	(NH4)2CO3	+ 4Ag	+ 6NH3
H

O	t
H C + 4Cu(OH)2	t			+ 2Cu2O	+ 5Η Ο
		CO


H			2		2
H

Кетоны в «мягких» условиях (при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра или гидроксида меди (II) не окисляются. В «жестких» условиях (нагревание с перманганатом калия или дихроматом калия) окисляются с разрывом углеродной цепи и образованием смеси кислот:

	H3C			C		CH2 CH2 CH3
	H3C			C		CH2 CH2 CH3

				O


			[O]

CO2 + C3H7COOH		+			CH3COOH + C2H5COOH

Полимеризация низших альдегидов

O	H+
n H C			CH2 O
n H C			CH2 O
H				n
			пароформ
				CH3
O	H+			CH
3CH3 C			O	O
3CH3 C
H		H3C HC O CH CH3

паральдегид

Кетоны в реакции полимеризации не вступают.

Получение альдегидов и кетонов

1. Гидратация алинов (реакция Кучерова):

HC≡CH + H2O Hg2+ → CH3–CHO CH3–C≡CH + H2O Hg2+ → CH3–CO–CH3

Окисление спиртов:

CH3

CH2

OH + CuO → CH3

C + H O

Каталитическое окисление кумола:

CH3

кат.

CH3

H2O, H

OH + CH3

C6H5 CH

+ O2

C6H5 C O O H

C6H5

CH3

Окисление углеводородов:

400− 600

о С, кат.

CH4 + O2 → НСНО + H2O.

КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Карбоновые кислоты – класс органических веществ, содержащих карбоксильную функциональную группу

C OH . По своей структуре карбоксильная группа может быть связана только с одним атомом углерода (концевая группа), поэтому изомерия карбоновых кислот связана с изомерией углеродного скелета или положения кратных связей.

Классификация и номенклатура карбоновых кислот

Наряду с общепринятыми названиями кислот по номенклатуре IUPAC, широко распространены их тривиальные названия. В химических реакциях кислоты участвуют в виде аниона (кислотного остатка) или ацильного радикала:

Форма	Кислота	Анион		Ацильный радикал
	O	O		O
Формула	R C	R C	_	R C
	OH	O		O

Суффиксв названии	-овая кислота	-ат		-ил

Корни в названиях аниона и ацильного радикала совпадают.

1. Предельные одноосновные карбоновые кислоты

содержат одну карбоксильную группу, связанную с предельным углеводородным радикалом. Общая формула –

СnH2n+1COOH или CnH2nO2.

						Название
Формула кислоты					Название кислоты	кислотного
						остатка
	Н–СООН				метановая (муравьиная)	формиат
СН3–СООН					этановая (уксусная)	ацетат
СН3–СН2–СООН					пропановая	пропионат
СН3–СН2–СООН					(пропионовая)	пропионат
					(пропионовая)	бутират
СН3–СН2–СН2–СООН					бутановая (масляная)	бутират
CH3			CH	COOH	2-метилпропановая	изобутират
			CH	COOH

		CH3			(изомасляная)
		CH3			(изомасляная)
СН3–СН2–СН2–СН2–СООН					пентановая	валерат
СН3–СН2–СН2–СН2–СООН					(валериановая)	валерат
					(валериановая)	гексаноат
СН3–(СН2)4–СООН					гексановая (капроновая)	гексаноат
С15Н31СООН					гексадекановая	пальмитат
С15Н31СООН					(пальмитиновая)	пальмитат
					(пальмитиновая)
С17Н35СООН					октадекановая	стеарат
С17Н35СООН					(стеариновая)	стеарат
					(стеариновая)

2. Непредельные одноосновные карбоновые кислоты

содержат одну карбоксильную группу, связанную с непредельным углеводородным радикалом. Общая формула непредельных одноосновных карбоновых кислот с одной двойной связью СnH2n–1COOH или CnH2n–2O2.

Формула кислоты				Название кислоты	Название
					кислотного остатка
СН2=СН–СООН				акриловая	акрилат
CH2	C		COOH	метакриловая	метакрилат


		CH3			кротонат
СН3–СН=СН–СООН				кротоновая

Формула кислоты	Название кислоты	Название
Формула кислоты	Название кислоты	кислотного остатка
С17Н33СООН	олеиновая	олеат
содержит однудвойную связь в положении 9:
		C O
		OH
С17Н31СООН	линолевая	линолат
содержит две двойные связи в положениях 9 и 12:
		C O
		OH
С17Н29СООН	линоленовая	линоленат
содержит три двойные связи в положениях 9, 12 и15:
		C O
		OH
С19Н31СООН	арахидоновая	арахидонат
содержит три двойные связи в положениях 5, 8, 11 и 14:
		C O
		OH
3. Предельные двухосновные карбоновые кислоты
содержат две карбоксильные группы, связанные с предель-
ным углеводородным радикалом. Общая формула предель-
ных двухосновных карбоновых кислот CnH2n–2O4.

Формула кислоты	Название кислоты	Название
		кислотного остатка

НООС–СООН	этандикарбоновая	оксалат
	(щавелевая)

НООС–СН2–СООН	пропандикарбоновая	малонат
	(малоновая)

НООС–(СН2)2–СООН	бутандикарбоновая	сукцинат
	(янтарная)

НООС–(СН2)3–СООН	пентандикарбоновая	глутарат
	(глутаровая)

НООС–(СН2)4–СООН	гександикарбоновая	адипат
	(адипиновая)

4. Непредельные двухосновные карбоновые кислоты

Простейший представитель этого класса, бутендикарбоновая кислота, существует в виде двух геометрических изомеров:

H	H	H	COOH
C	C	C	C
HOOC	COOH	HOOC	H
малеиновая кислота		фумаровая кислота

(цис-изомер) (транс-изомер)

5. Ароматические карбоновые кислоты – это кисло-

ты, в которых карбоксильные группы присоединены к бензольному кольцу.

Формула кислоты	Название кислоты	Название
Формула кислоты	Название кислоты	кислотного остатка
		кислотного остатка
COOH
	бензойная	бензоат

COOH
COOH	фталевая	фталат
	фталевая	фталат

COOH

изофталевая изофталат

COOH

терефталевая терефталат

COOH

Полифункциональные кислоты наряду с карбоксиль-

ной группой содержат другие функциональные группы:

6. Оксикислоты (гидроксикислоты) содержат одно-

временно гидроксильную и карбоксильную (одну или несколько) групп.

Формула кислоты				Название кислоты	Название
					кислотного остатка
*
CH3		CH	COOH	молочная	лактат


	OH

HOOC

CH2

COOH

яблочная

малат

HOOC

CH2

COOH

лимонная

цитрат

CH2

COOH

HOOC

COOH

винная

тартрат

COOH

салициловая

салицилат

Молекулы оксикислот часто содержат асимметрические атомы углерода, то есть обладают оптической активностью:

COOH

H OH

CH3

D-молочная кислота

ЗЕРКАЛО

COOH

HO H

CH3

L-молочная кислота

Для винной кислоты возможно существование трех изомеров:

COOH

D-винная кислота

L-винная кислота

Смесь оптических изомеров – рацемат –

носит название виноградной кислоты.

COOH H OH H OH COOH

мезовинная кислота

Имеет внутреннюю плоскость симметрии, оптически неактивна

7. Оксокислоты содержат дополнительно альдегидную или кетонную группу.

Формула кислоты							Название кислоты
	O				O		глиоксиловая или глиоксалевая кислота,
			C		C OH		глиоксиловая или глиоксалевая кислота,
			C		C OH		содержится в недозрелых фруктах
	H
						O	пировиноградная кислота (соли – пируваты),
H3C C C							является конечным продуктом метаболизма
						OH	глюкозы в процессе гликолиза.
				O			глюкозы в процессе гликолиза.
						O	ацетоуксусная кислота

H3C C					CH2 C OH
H3C C					CH2 C OH		(соли – ацетилацетаты)
		O					(соли – ацетилацетаты)
		O

Альдегидо- и кетокислоты встречаются в природных продуктах, некоторые из них играют важную роль в обмене веществ, являются промежуточными продуктами при спиртовом брожении сахаров.

8. Аминокислоты содержат одновременно амино- и карбоксильную группы. Изомерия и номенклатура аминокислот аналогичны таковым для оксикислот. В зависимости от взаимного расположения амино- и карбоксильной групп различают α, β, γ и т.д. аминокислоты, например:

γ		β		α	1 O
4	3			2
H3C			CH	CH2	C OH


		NH2

3-аминобутановая кислота (β-аминомасляная)

Аминокислоты могут содержать одну, две или несколько аминогрупп и столько же карбоксильных групп. Аминокислоты широко распространены в природе.

Для аминокислот, как и для оксикислот возможно существование оптической изомерии. Природные аминокислоты относятся к L-ряду.

Физические свойства карбоновых кислот. При обычных условиях карбоновые кислоты – жидкости или твердые вещества, температуры плавления возрастают с увеличением длины углеродной цепи и числа карбоксильных групп. Высокие температуры кипения кислот связаны с образованием межмолекулярных водородных связей с участием неподеленных пар электронов атома кислорода при двойной связи и атомов водорода ОН-группы: кислоты существуют в виде димеров

O HO

R C C R

OH O

Низшие кислоты хорошо растворяются в воде, при увеличении числа атомов углерода растворимость уменьшается.

Химические свойства

Строение карбоксильной группы:

H		δ _
R C C		O
R C C	C	A
D		A
H	B O H
H

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 138 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]