§ 4.3. Лабораторный практикум.

”Альдегиды и кетоны”.

Инструкция по технике безопасности.

Низшие альдегиды обладают резким раздражающим и удушающим действием. Поэтому, работать с ними необходимо под вытяжной системой.

Ход работы.

Опыт №1. Окисление альдегидов гидратом окиси меди (реакция Троммера).

Налейте в пробирку 5-10 капель раствора формалина и 2-3 мл 10%-ного раствора щёлочи. Перемешивая смесь, прилейте к ней по каплям слабый раствор медного купороса до появления очень слабой мути. Нагрейте содержимое. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции.

Опыт №2. Окисление альдегидов аммиачным раствором оксида серебра (реакция «серебряного зеркала», реакция Толленса).

В чистую пробирку поместите 3 капли 0,2 Н AgNO₃, прибавьте 8-10 капель 2Н NH₄OH до растворения образующегося осадка гидроксида серебра. К прозрачному раствору добавьте 3 капли 2%-ного раствора формалина или уксусного альдегида. Слабо нагрейте смесь. Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции.

Опыт №3. Йодоформная проба на ацетон.

К раствору ацетона прибавьте около 1 мл раствора йода. Сюда же, перемешивая, прилейте по каплям раствор едкого натра – столько. Чтобы жидкость обесцветилась. Что наблюдается? Какой ощущаете запах? Запишите результаты и схему образования йодоформа из ацетона. В выводе укажите, по какому центру в альдегиде протекает данная реакция ?

Опыт№4. Получение оксима ацетона.

В пробирку поместите по одной лопаточке солянокислого гидроксил амина, безводной соды и 10-15 капель воды. Подождите пока выделится основная масса СО₂, затем охладите и добавьте при хорошем перемешивании 15 капель ацетона. Смесь разогревается и выпадают кристаллы оксима ацетона. Напишите уравнение реакции.

Опыт №5. Получение динитрофенилгидразона.

В пробирку поместите одну лопаточку 2,4-динитрофенилгидразина и такое же количество CH₃COONa (кристаллы), добавьте 1 мл 2 Н раствор HCl. Хорошо перемешайте и прибавьте 2-3 капли чистого ацетона. При сильном встряхивании образуется жёлтый кристаллический осадок гидразона ацетона. Напишите схему реакции образования 2,4-динитрофенилгидразона ацетона.

Глава 5. Карбоновые кислоты. Вопросы к занятию.

1. Электронное строение карбоксильной группы.

2. Кислотность и основность карбоновых кислот с точки зрения протолитической теории.

3. Влияние на кислотность карбоновых кислот структуры органического заместителя в молекуле кислоты.

4. Классификация, изомерия и номенклатура карбоновых кислот.

5. Химические свойства карбоновых кислот.

6. Механизм реакции этерификации.

7. Хлорангидриды, ангидриды, амины и нитрилы производные карбоновых кислот.

8. Ди- и трикарбоновые кислоты и особенности их поведения.

9. Медико-биологическое значение карбоновых кислот.

§ 5.1. Строение, номенклатура и физико-химические свойства карбоновых кислот

Органические соединения, содержащие карбоксильную группу называются однооснов­ными карбоновыми кислотами, две – двухосновными и т. д. В зависимости от природы углеводородного остатка различают карбоновые кислоты: предельные, непредельные, ароматиче­ские, гетероароматические, гидрокси- и оксокислоты, амино­кислоты и др. Одноосновные карбоновые кислоты общей фор­мулы C_nH_2n+1COOH называются предельными кислотами.

По систематической номенклатуре ИЮПАК названия карбоновых кислот образуют от названий родоначальных углеводородов с тем же числом атомов углерода с добавлением окончания -овая кислота. Названия циклических и ароматических карбоновых кислот образуют добавлением к названию родоначального углево­дорода слов карбоновая кислота. Нумерацию цепи начинают с атома углерода карбоксильной группы. Для кислот использу-

ются и тривиальные названия, которые применяют также для замещен­ных кислот, обозначая положение заместителей греческими бук­вами. В этом случае углеродный атом, соседний с карбоксильной группой, обозначается как α-углерод, затем β-углерод, γ-углерод:

γ β α

R—СН₂—СН₃—СН₂СООН и т. д.

Для названия аниона карбоновой кислоты RCOO^Ө исполь­зуется ее латинское тривиальное название с суффиксом -am, a для названия ее молекулярного остатка без гидроксильной группы, т. е. ацила - то же название, но с суффиксом -ил. Примеры тривиальных и систематических названий неко­торых карбоновых кислот, их анионов и ацильных групп при­ведены в табл. 12.

Название функциональных производных карбоновых кислот (эфиров, амидов и т. д.) формируется на основе названий их ацильного остатка.

Низшие предельные монокарбоновые кислоты (C₁—C₉) пред­ставляют собой жидкости, а высшие предельные и ароматиче­ские кислоты - твердые вещества. Для карбоновых кислот ха­рактерна значительная межмолекулярная ассоциация вследствие образования циклических димеров или линейных ассоциатов за счет водородных связей:

ассоциативный циклический димер линейные ассоциаты

Таблица 12.

Тривиальные и систематические названия некоторых монокарбоновых кислот

Ассоциаты карбоновых кислот частично сохраняются в раство­рах и даже в парах.

Плавление высших карбоновых кислот, молекулы которых имеют явно анизометрическую форму, происходит постепенно. В интервале от температуры начала плавления до температуры просветления они могут находиться в жидкокристаллическом состоянии.

Молекулы карбоновых кислот дифильны, так как содержат гидрофильный фрагмент — карбоксильную группу —СООН и гид­рофобный фрагмент — углеводородную цепь —R. С увеличением длины последней дифильность молекул увеличивается, а раство­римость кислот в воде уменьшается. Высшие карбоновые ки­слоты алифатического ряда, начиная с С₁₀, в воде практически нерастворимы, а растворимость их солей сильно ограничена. Поэтому соли высших кислот образуют истинные растворы только при низких концентрациях, а при более высоких кон­центрациях - коллоидные растворы. Вследствие анизометричности молекул высших карбоновых кислот, их солей, а также их ассоциатов (мицелл) коллоидные растворы этих веществ мо­гут находиться в лиотропном жидкокристаллическом состоянии.

Первые гомологи предельных кислот — муравьиная, уксус­ная и пропионовая кислоты - имеют резкий раздражающий запах, а при попадании на слизистые ткани вызывают их ожог.