Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по органической химии
.pdf
Окисление гидроксидом диамминсеребра. В пробирку поместите
1каплю1%-ногорастворанитратасеребраи1каплю10%-ногораствора гидроксида натрия. Образовавшийся осадок оксида серебра
растворите, прилив 2 капли 10%-ного раствора аммиака и 2 капли
воды.Затемвпробиркудобавьте3каплимуравьинойкислотыиосторожнонагрейте.Какиеизменениянаблюдаютсявпробирке?
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакцииокислениямуравьинойкислоты.
2. Образование какого газообразного продукта окисления муравьинойкислоты подтверждаетпроба сбаритовойводой?Приведите
схемуэтойреакции.
3. Напишитесхему реакции окисления муравьиной кислоты гидроксидомдиамминсеребра.
Опыт 9.7. Окисление щавелевой кислоты
Поместите в первую пробирку 1 лопаточкущавелевой кислоты,
добавьте2 капли 2%-ного раствора перманганата калия и 1 каплю
10%-ного раствора серной кислоты. Отверстие пробирки закройте
пробкойс газоотводнойтрубкой,конецкоторойопуститевовторую
пробиркусбаритовойводой.Нагрейтереакционнуюсмесьвпервой
пробирке.Растворперманганатакалия,имеющийпервоначальнорозовуюокраску,при этомобесцвечивается,а вовторойпробиркевыпадаетбелыйосадок.
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакцииокислениящавелевойкислоты.
2. Образованиекакогогазообразногопродуктаокислениящавелевойкислоты подтверждаетсяспомощьюпробысбаритовойводой?
Напишитесхемуреакции.
Опыт 9.8. Получение сложных эфиров
Всухуюпробиркупоместите2млорганическойкислоты,добавь-
те2млспиртаи1,5млконц.H
Поместитевкипящуюводянуюбанюна3–5мин.Охладитеивылейтев стакан снасыщеннымрастворомNaCl. Эфирсобираетсяна
поверхностиводы.(Нюхать осторожно).
. Подтягой!
2SO4
71
Получение сложных эфиров различного состава – стандартный
опыт.Например,возьмите2млуксуснойкислоты,2млизопентилового(изоамилового)спиртаи1,5млконц.H
.Посленагревания
2SO4
смесипоявляетсяхарактерныйзапахгрушевойэссенции.
Фруктовыминазываютсясложныеэфирынизших исреднихкар-
боновыхкислотиспиртов.Ониобладаютфруктовымиилицветочнымизапахами,например:
уксусно-изоамиловый – груши;
масляно-этиловый – абрикоса;
масляно-бутиловый – ананаса;
уксусно-бензиловый – жасмина;
масляно-изоамиловый – сливы;
салицилово-изоамиловый – орхидеи;
муравьино-этиловый – рома.
Эфирыбензойной кислотыиспиртовотСН
ОНдо С5Н11ОНис-
3
пользуютсявкомпозицияхдлядуховиодеколонов.
Напишитеуравненияреакцийполучениясложныхэфиров.
Вопросы и задания
1. Какназываетсяреакциякарбоновойкислотысоспиртом?
2. Напишитесхемыреакцийуксуснойкислотысэтиловымиизо-
пентиловымспиртамииназовитеполученныепродукты.
3. Приведите механизмэтих реакций и объясните роль концен-
трированнойсернойкислоты.
72
Лабораторная работа 10
ПОЛУЧЕНИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ГИДРОКСИКИСЛОТ
Цель работы: изучениесвойствразличныхгидроксикислот.
Приборы:пробирки,спиртоваягорелка,газоотводнаятрубка,шпа-
тель.
Реактивы:10%-ныйрастворвиннойкислоты,5%-ныйрастворгидроксидакалия, 10%-ный раствор гидроксида натрия, лакмус, 10%ный водный раствор аммиака, 5%-ный раствор хлорида кальция,
2%-ныйрастворсульфатамеди(II),молочнаякислота,концентрированнаяи разбавленная серная кислота, йод,йодидкалия, лимонная
кислота,насыщенныйрастворгидроксидабария,салициловаякислота,ацетилсалициловаякислота,1%-ныйрастворхлоридажелеза(III),
бромнаявода,бензол.
Оксикислоты(оксикарбоновыекислоты)–карбоновыекислоты,
в которых одновременно содержатся карбоксильная и гидроксильнаягруппы,напримермолочнаякислота:СН3–СН(ОН)–СООН(2-гидроксипропановаякислота).Ихназванияпроизводятсяотназываний
карбоновыхкислотсприставкойокси-,которойпредшествуетцифра,
обозначающаяномеруглеродногоатома– носителягидроксилаили
греческаябуква,имеющаятожезначение.Оксикислотывесьмаширокораспространены;так, винная, лимонная,яблочная,молочнаяи
другие кислоты относятся к оксикислотам, а их название отражает
первичныйприродныйисточник,вкоторомбылонайденоданноевещество.
Число групп СООН определяет основность оксикислот, а число
группОН(включаяОНвСООН)–ихатомность.Многиеприродные
оксикислотысодержатодинили несколькоасимметрическихатомов
углеродаисуществуютввидеоптическихизомеров.
По способам получения α-, β-, γ- и т.д. оксикислоты довольно
сильно различаются. Однако существуют общие способы получения, такие каквосстановление СО-группы альдегидо-и кетокислот
илиихвзаимодействиес реактивамиГриньяра;гидролизгалогензамещенных кислот или диазотирование аминокислот, присоединение воды к непредельнымкислотам и др.α-оксикислотыполучают
такжеприсоединениемKCN илиLiСОN(i-С3Н7)2к альдегидам или
73
кетонам с последующим гидролизом образующихся циангидринов
(гидроксинитрилов) или амидов. Для синтеза β-оксикислот используют реакцию Реформатского, а также взаимодействиедилитиевых
производных карбоновых кислот с карбонильными соединениями.
γ-иδ-оксикислотыполучаютокислениемциклическихкетоновнадкислотами(реакция Байера–Виллигера)споследующимгидролизом
лактонов.
Оксикислоты – кристаллические вещества, низшие оксикислоты
из-засильнойгигроскопичности–густыесиропообразныежидкости,
хорошорастворимыевводе.
Оксикислоты вступают в реакции, характерные для карбоновых
кислот и спиртов, обладают также специфическими свойствами.
Ониболеесильныекислоты,чемсоответствующиекарбоновые.Это
объясняется существованием внутримолекулярной водородной связимеждугруппамиОНиСООНвα- иβ-оксикислотах;болеесильную водородную связь образует карбоксилат-анион,получающийся
при диссоциации кислот. Повышению кислотности способствует
также отрицательный индуктивный эффект гидроксильной группы.
α-оксикислотыпринагреваниидегидратируютсясобразованиемлактидов;α-оксикислотыстретичнойгруппойОНпринагреванииобразуюткетоныиα-,β-непредельныекислоты,априокислении(КМnО4,
Н2СrO4идр.) – кетоны.Каки обычные карбоновыекислоты,оксикислотыспособныобразовыватьсоспиртамисложныеэфиры.Водородгидроксиладействиемалкоголятанатрия(илиметаллическогонатрия)можетбытьзамещен нанатрий,азатемпроалкилирован.При
ацилированииангидридомилихлорангидридомкислотыв этерификациювступаетспиртоваяфункцияиобразуетсясложныйэфир.
Приокислениигидроксильнойгруппыобразуютсяальдегидо-или
кетокислоты.
Наиболее своеобразно образование оксикислотами внутренних
циклическихсложныхэфиров,т.е.этерификациясвоимкарбоксилом
своегожегидроксила.Вэтомслучаеярковыступаетобщеедлявсей
органическойхимии предпочтительное образованиепятичленных и
шестичленныхциклов.
β-оксикислоты при нагревании отщепляют воду с образованием
α-,β-непредельныхкислот.γ-,δ-оксикислотыпринагревании,атакжепридействииводоотнимающихагентов[(СН3СО)2О,СОСl2,карбодиимиды]образуютлактоны,приэтомγ-иδ-оксикислоты–самопроизвольно.
74
Оксикислотыширокораспространеныврастительномиживотном
миреинаходятширокоеприменениевразличныхобластяхнародногохозяйства.Молочнаякислотаиспользуетсякакконсервирующееи
предохраняющееотгниениявещество.Многиекислоты(винную,лимонную,молочнуюидр.) применяютвкулинариидляизготовления
напитков.Лимоннаяияблочнаякислотыиграютважнуюрольвомногихбиологическихпроцессах,например,вклеточномдыхании.
Широкоеприменениенаходятглицериноваякислотаигликолевая
кислота–длятравленияиснятияржавчинысметаллическихпокрытий,гликолеваяацетоновая–какдобавкакполимерамдляувеличенияихвязкости;γ-гидроксимаслянаяиацетоновая–всинтезелекарственныхсредств.
Опыт 10.1. Получение и свойства солей винной
кислоты
Гидротартрат и тартрат калия. Впробиркупоместитепо2кап-
ли10%-ногорастворавиннойкислотыи5%-ногорастворагидроксидакалия.Пробиркуэнергичновстряхнитедопоявлениябелогокристаллическогоосадкагидротартратакалия.
Содержимоепробиркиразделитенадвечасти.Впервуюпробирку
добавьте4капли5%-ногорастворагидроксидакалия,вовторую–4
капли10%-ногорастворагидроксиданатрия.Вобеихпробиркахосадокпостепеннорастворяетсясобразованиемвпервойпробиркетартратакалия,вовторой–двойнойсоликалияинатрия,известнойпод
названиемсегнетовойсоли(растворсохраните).
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакцииобразованиягидротартратакалия.
2. Напишитесхемуреакцииобразованиятартратакалияитартра-
такалия-натрия.
3. Почемуэтотэкспериментможноиспользоватьдлядоказатель-
стваналичиявмолекулевиннойкислотыдвухкарбоксильныхгрупп?
Тартрат кальция. Впробиркупоместите5капель10%-ногорас-
творавиннойкислоты.Растворнейтрализуйтеполакмусупутемдобавленияпокаплям10%-ноговодногорастворааммиака.Добавьтев
пробирку3 капли5%-ногорастворахлоридакальция.Выпадает белыйосадоктартратакальция.
75
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакцииобразованиятартратакальция.Какой
структурныйфрагментможнообнаружитьспомощьюэтойреакции?
2. Порезультатамопытовсделайтевыводорастворимостивводе
различныхсолейвиннойкислоты.
Комплексная соль меди (II). Вдвепробиркипоместитепо2капли
2%-ногорастворасульфатамеди(II)и10%-ногорастворагидроксида
натрия.Впервуюпробиркуквыпавшемуголубомуосадкугидрокси-
дамеди(II) добавьтенесколькокапель ранее полученногораствора
сегнетовойсолидополногорастворенияосадка.Прозрачныйраствор
приобретаетинтенсивнуюсинююокраску.Нагрейтеобепробиркидо
кипения.Окраскарастворавпервойпробиркеприэтомнеизменяется.Отметьтеизменения,происходящиевовторойпробирке.
Вопросы и задания
1. Объясните,почемуразложениегидроксидамеди(II)произошло
толькововторойпробирке.
2. Доказательством наличия какого структурного фрагмента в
молекулевиннойкислотыслужитееспособностьобразовыватькомплекснуюсольмеди(II)?
Опыт 10.2. Специфическая реакция
α-гидроксикислот с кон-центрированной
серной кислотой
α-гидроксикислоты под действием концентрированной серной
кислотырасщепляются на муравьинуюкислотуи альдегид (или кетон).
Молочная кислота. Всухуюпробирку поместите2каплимолоч-
нойкислотыи2капликонцентрированнойсернойкислоты.Нагрейте
пробиркунадпламенем горелки. Жидкостьпри этом темнеет и пенитсясвыделениемгаза.Подожгитегазуотверстияпробирки,пламя
приобретаетголубоватыйоттенок.
Проделайтеэтотжеопытсразбавленнойсернойкислотой(воизбежаниеполимеризацииобразующегосякарбонильногосоединения).
Впервуюпробирку,снабженнуюгазоотводнойтрубкой,поместите2
капливодыипо1каплемолочнойиконцентрированнойсернойкис-
76
лоты.Конецгазоотводнойтрубкиопуститевовторуюпробирку,содержащую1каплюрастворайодавйодидекалияи3капли10%-ного
растворагидроксида натрия.Нагрейтепервуюпробиркунадпламенемгорелки.Черезнекотороевремя вовторойпробиркепоявляется
желтоватыйосадокйодоформа.
Вопросы и задания
1. Какойхимическийпроцесспроисходитпринагреваниимолочнойкислотысконцентрированнойсернойкислотой?Напишитесхемуреакции.
2. Напишитесхемыреакций,лежащихвосновеобнаруженияпродуктоврасщеплениямолочнойкислоты.
Лимонная кислота. В сухуюпробирку с газоотводной трубкой
поместите лопаточку лимонной кислоты и 3–4 капли концентрированнойсернойкислоты.Осторожнонагрейтереакционнуюсмесьнад
пламенемгорелки.Черезнекотороевремяподожгитеуотверстиягазоотводнойтрубкивыделяющийсягаз.Онгоритхарактернымголубоватымпламенем.Затем,продолжаянагреватьпервуюпробирку,опуститеконецгазоотводнойтрубкивовторуюпробирку,содержащую5
капельнасыщенногорастворагидроксидабария. Послепомутнения
растворагидроксидабария,непереставаянагреватьпервуюпробирку,перенеситеконецгазоотводнойтрубкивтретьюпробирку,вкоторуюпредварительнопоместите3каплирастворайодавйодидекалия,
обесцвеченногодобавлением нескольких капель 10%-ногораствора
гидроксиданатрия.Образуетсяжелтоватыйосадоксхарактернымзапахомйодоформа.
Вопросы и задания
1. Напишитесхемурасщеплениялимоннойкислотыподдействи-
емконцентрированнойсернойкислоты.
2. Какойхимическийпроцесспроисходитпринагреваниилимон-
нойкислоты?Спомощьюкакогоэкспериментальногоприемадока-
77
зываетсяполучениеодногоизпродуктов?Напишите схемусоответ-
HOOC
O
O
CH
3
ствующейреакции.
3. Какоекарбонильное соединение получается в результате расщеплениялимоннойкислоты?Напишитесхемуреакции,лежащейв
основе экспериментального доказательстваэтого карбонильногосо-
единения.
Опыт 10.3. Декарбоксилирование салициловой
кислоты
В сухую пробирку поместите несколько кристаллов салициловойкислоты.Закройте пробиркупробкойсизогнутойгазоотводной
трубкой,конецкоторойопуститевдругуюпробирку,содержащую8
капель насыщенного раствора гидроксида бария. Нагрейте первую
пробирку.Черезнекотороевремявовторойпробиркеможнобудетнаблюдатьпомутнение.
Вопросы и задания
1. Какоепревращениепретерпеваетсалициловаякислотаприна-
гревании?Напишитесхемуреакции.
2. Вчемсостоитпричинапомутнениярастворавовторойпробир-
ке?Напишитесхемуреакции.
Опыт 10.4. Гидролиз ацетилсалициловой
кислоты
Аспирин– ацетилсалициловая кислота – является сложнымэфиромилегкогидролизуетсяпринагреваниибезкатализаторов.
Аспирин
Впробиркупоместите несколькокристаллов ацетилсалициловой
кислотыидобавьте10капельводыпривстряхиваниидополногоих
растворения.Разделитерастворнадвепробирки.Впервуюпробирку
прибавьтеоднукаплю1%-ногорастворахлоридажелеза(III).Объяснитеотсутствиеокрашивания.
78
Растворвовторойпробиркепрокипятитевтечение30снанебольшомпламенигорелки,охладитеиприбавьте1каплю1%-ногорастворахлоридажелеза(III).Объяснитепоявлениеокраски.
Вопросы и задания
1. Напишитесхемуреакциигидролизаацетилсалициловойкисло-
тыпринагреванииееводногораствора.
2. Напишите уравнение реакции гидролиза ацетилсалициловой
кислотыиобразованиекомплексажелеза(III)cсалициловойкислотой.
3. Какэкспериментальнодоказываетсяналичиеодногоизпродук-
товреакциигидролиза?
Опыт 10.5. Кислота аскорбиновая (витамин С)
К2 мл2%-ногорастворааскорбиновойкислотыприбавьте2мл
дистиллированнойводы,0,1ггидрокарбонатанатрияи0,02гсульфатажелеза(II),встряхнитеиоставьтестоять–появляетсятемно-фиолетовоеокрашивание,котороеисчезаетпридобавлении3млразбавленнойсернойкислоты.
79
Опыт 10.6. Восстановительные свойства
аскорбиновой кислоты
Аскорбиноваякислоталегкоокисляется.Этосвойствоаскорбино-
войкислотыиспользуетсядляееидентификации.
К2мл2%-ногорастворапрепаратаприбавьте0,5млрастворани-
тратасеребра–выпадаетосадокметаллическогосеребра:
Придобавлениик2млрастворааскорбиновойкислотыпокаплям
0,1 н. раствора йода (или KMnO4) происходит обесцвечивание последнего
Придобавлениик2мл2%-ногорастворааскорбиновойкислоты
3 мл реактива Фелинга происходит образование оранжево-желтого
осадказакисимеди:
Придобавлениик2мл2%-ноговодногорастворапрепарата2–3
капельразбавленнойHCl,1мл5%-ногораствораферрицианидакалияи 2 мл раствора хлорногожелеза FeCl
растворменяет цвет на
3
зеленовато-синий, после чего выпадает осадок темно-синего цвета
(берлинскаялазурь). При добавлении водыцвет осадка становится
болееотчетливым.
3K4[Fe(CN)6]+4FeCl3=Fe4[Fe(CN)
80
↓+12KCl
6]3
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]