 
        
        ОСНОВЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ФАРМАЦИЯ
.pdf 
присутствия двух акцепторных групп. Образующиеся после действия оснований (третичных аминов – для кислоты; Na, C2H5ONa – для эфира) карбанионы, стабилизированы за счет делокализации электронной плотности.
| H | 
 | O | O | |
| ↓ | NR3 | |||
| HO-C CH C-OH | ||||
| HOOC←C→COOH | 
 | |||
| ↑ | -HNR3 | 
 | 
 | |
| H | 
 | 
 | ||
 O
O
HOOC-CH=C-OH
| O | O | Na | O | O | 
 | 
| C2H5O-C←CH→C-OC2H5 | H O-C←CH→C-OC H | 
 | |||
| C | 5 | ||||
| 
 | ↑ | 2 | 5 | 2 | |
| 
 | -H2 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | H | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | O | O | 
 | 
| 
 | 
 | C2H5O-C=CH−C-OC2H5 | 
 | ||
O  O
O
C2H5O-C−CH=C-OC2H5
 O
O
HO-C=CH-COOH
| HO | CH | OH | 
| 
 | ||
| 
 | 
 | |
| C | 
 | C | 
| O | 
 | O | 
| CH | 
 | OC2 | |
| C2H5O | 
 | H5 | |
| C | C | ||
| 
 | |||
| O | O | 
 | |
| Na | 
 | 
 | 
натрмалоновый эфир
Синтезы на основе малоновой кислоты, её диэфира и динитрила
I. Реакции конденсации
Малоновая кислота и её производные играют роль метиленовых компонент в синтезе производных непредельных кислот (реакции конденсации по типу кротоновой).
Примеры реакций
1.
158
 
| CH3 +δ | +δ | -δ | COOH | N(C2H5)3 | 
 | 
 | 
 | OH | 
 | H | |||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | C | 
 | O-δ + | H→CH | 
 | 
 | 
 | CH3 | 
 | C | 
 | 
 | C | 
 | COOH | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||||
| CH3 | 
 | 
 | COOH | 
 | 
 | 
 | CH3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | COOH | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | CH3 | 
 | 
 | COOH | t0C | CH3 | C | 
 | 
 | 
 | CH-COOH | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | C | 
 | C | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | COOH | -CO2 | CH3 | ||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | CH | 
 | 
 | 3-метил-2-бутеновая кислота | ||||||||||||||||||
| 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||
Механизм реакции аналогичен механизму альдольной (кротоновой) конденсации (см. тему “Альдегиды, кетоны”).
Нуклеофилом в этих превращениях является малонил анион, который образуется в результате депротонирования СН2-группы основанием.
| COOH | N(C2H5)3 | HOOC | |
| H→CH | CH HN(C2H5)3 | ||
| 
 | |||
| COOH | 
 | HOOC | 
Nu
2.
| O | C≡N | N(C2H5)3 | 
 | C≡N | ||
| C H | CH=C | |||||
| + CH2 | 
 | 
 | C≡N | |||
| -H2O | ||||||
| 
 | C≡N | 
 | 
 | |||
| бензальдегид | динитрил малоновой | бензилиденмалононитрил | ||||
| 
 | кислоты, малононитрил | 
 | 
 | |||
II. Получение карбоновых кислот из натрмалонового эфира
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Na | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | O | O | C2H5ONa | O | O | 
 | 
 | R-Br | 
 | |||||||
| 1. C2H5O-C CH2−C-OC2H5 | 
 | 
 | C2H5O-C CH C-OC2H5 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | -NaBr | 
 | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | -C2H5OH | 
 | (Nu) | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | SN2 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | O | O | 
 | H3O | 
 | O | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | ||
| 
 | 
 | C2H5O-C CH C-OC2H5 | HO-C-CH-C-OH | 
 | 
 | 
 | 
 | R-CH2-C | |||||||||
| 
 | 
 | t0C | 
 | 
 | 
 | 
 | OH | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | R | 
 | 
 | 
 | 
 | -CO2 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | -2C2H5OH | 
 | R | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | R - первичный алкил | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
159
 
| 
 | 
 | O | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Na | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Na | 
 | 
 | O | 
 | 
 | R/ | -Br | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 2. C H O-C CH C-OC H | 
 | 
 | 
 | C2H5O-C C C-OC2H5 | 
 | 
 | п | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 2 5 | 
 | 
 | 2 5 | -1/2 H2 | 
 | 
 | 
 | -NaBr | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | R | 
 | 
 | 
 | R | (Nu) | 
 | 
 | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | SN2 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | R | / | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | R/ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | O | O | 
 | 
 | 
 | H3O | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | HO-C-C−C-OH | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | R-CH-C | |||||||
| 
 | 
 | C2H5O-C C C-OC2H5 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | -CO2 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | t0C | 
 | 
 | OH | ||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | R | 
 | 
 | R/ | ||||||
| 
 | 
 | 
 | R | 
 | 
 | -2C2H5OH | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
R' – первичный алкил
С помощью этих синтезов можно получать различные карбоновые кислоты, в том числе с разветвленной цепью.
| 
 | 
 | O | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | O | -δ +δ | +δ -δ | ||
| 
 | 
 | 
 | 2 Na | 
 | Br←CH2-CH2-CH2→Br | |||||||||
| 3. C2H5O-C CH2−C-OC2H5 | 
 | C2H5O-C C C-OC2H5 | ||||||||||||
| 
 | - H2 | 
 | 
 | -2 NaBr | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 Na | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | O | O | 
 | 
 | H3O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | C2H5O-C C C-OC2H5 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | t0C | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | H2C | CH2 | -2C2H5OH | циклобутанкарбоновая кислота | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | CH2 | 
 | 
 | 
 | 
 | -CO2 | COOH | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
Аналогично можно получить циклоалканкарбоновые кислоты.
Использование адипиновой кислоты
Адипиновую кислоту и гексаметилендиамин используют в синтезе полиамидного волокна (найлона – 6,6). Реакция относится к реакциям
поликонденсации.
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | O | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | t0C | 
 | 
| n HOOC-(CH2)4-COOH + n NH2 (CH2 )4 NH2 | 
 | 
 | O-C-(CH2)4-C-O | |||||||||||||||
| 
 | 
 | -n H2O | ||||||||||||||||
| 
 | 
 | |||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | n | NH3 (CH2 )4 NH3 | |||||||
| 
 | 
 | O | O | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | соль АГ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | C-(CH2)4-C-NH (CH2)6-NH | n | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | найлон - 6,6 (полиамидное волокно) | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
160
 
При конденсации адипиновой кислоты с этиленгликолем образуются полиэфиры, из которых получают полиэфирные волокна (полиэстер).
НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ ДВУХОСНОВНЫЕ КИСЛОТЫ
(на примере малеиновой и фумаровой кислот)
HOOC-CH=CH-COOH (Z,E) бутендиовая кислота
| H | COOH | 
 | H | 
 | 
 | 
 | COOH | |||||
| 
 | 
 | C | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | C | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | C | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | C | ||
| H | COOH | HOOC | 
 | 
 | 
 | H | ||||||
| Z - бутендиовая кислота | E - бутендиовая кислота | |||||||||||
| ма | леинова | я | 
 | фумаровая | ||||||||
| т.пл. 1300С | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| т.пл. 2870С | ||||||||||||
| рКа 2,4 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | рКа 3,1 | ||||||
| растворимость 1:2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1:150 | ||||||
| в воде | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| нет в природе | встречается в природе | |||||||||||
| ядовита | 
 | (содержится в растениях, грибах) | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | неядовита | |||
На примере малеиновой и фумаровой кислот можно увидеть, как физические и биологические свойства соединений зависят от конфигурации молекулы.
Методы получения
| 
 | H | COOH | 
 | 
 | 
 | 
 | H | 
 | COOH | |||
| 1. | 
 | C | 
 | t0C | HOOC-CH2-CH-COOH | t0C | 
 | C | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | медленная | быстрая | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | C | 
 | перегонка | 
 | 
 | перегонка | 
 | C | |||
| 
 | 
 | 
 | OH | 
 | ||||||||
| 
 | HOOC | H | -H2O | -H2O | H | 
 | COOH | |||||
| 
 | 2-оксибутандиовая, | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | фумаровая кислота | оксиянтарная кислота, | 
 | 
 | малеиновая кислота | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | яблочная | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
161
 
| H | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | H | 
 | COOH | |
| 
 | 
 | 
 | H | C | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | O2 / V2O5 | H2O | 
 | C | |||||||
| 
 | 
 | C | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 2. | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 4500C | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | C | |||||||
| 
 | 
 | -CO2 | C | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| H | 
 | C | 
 | H | 
 | COOH | ||||||
| бензол | H | O | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | малеиновый ангидрид | 
 | малеиновая кислота | |||||||
Промышленный синтез.
Реакционная способность
Для двухосновных непредельных кислот характерны реакции по карбоксильным группам и двойной связи, аналогичные описанным ранее. Фумаровая кислота, в отличие от малеиновой, вследствие своего пространственного строения не дает ангидрида. Кислоты способны к взаимным превращениям под действием света через бирадикал, в котором вращение относительно σ - связи не затруднено.
| 
 | H C COOH | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | H C COOH | 
 | 
 | 
 | C COOH | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | ||||||||
| ангидрид | 
 | 
 | hν | 
 | 
 | H | t0C | H C | C | ||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | ||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| не образует | 
 | 
 | 
 | 
 | или | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | C | 
 | |||||||||
| HOOC C H | (I2, HNO2) | HOOC | C | 
 | 
 | H | C | COOH | - H2O | C | |||||||||||||||
| 
 | H | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | H | O | ||||||||||||||||
| фумаровая кислота | 
 | 
 | A | малеиновая кислота | малеиновый | ||||||||||||||||||||
ангидрид
УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ
Номенклатура
| 
 | 
 | HO-C | -OH | 
 | 
 | 
 | 
 | Cl-C-OH | 
 | 
 | 
 | 
 | NH2-C | -OH | 
 | 
 | RO-C | -OH | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | хлоругольная кислота | карбаминовая кислота | алкилкарбонат | |||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (хлорангидрид угольной кислоты) | (амид угольной кислоты) | (сложный эфир) | ||||||||||||||||
| 
 | 
 | Cl-C-Cl | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | NH2-C-NH2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Cl-C-OR | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| дихлорангидрид угольной | 
 | карбамид, | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | алкиловый эфир | ||||||||||||||||
| кислоты, фосген | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | мочевина | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | хлоругольной кислоты | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (сложный эфир) | |||||
RO-C-OR
O
диалкилкарбонат (сложный эфир)
NH2-C-OR
O
алкилкарбамат уретаны(общее название сложных эфиров карбаминовой кислоты)
N≡C-NH2
цианамид
(соединения, приведенные в квадратных скобках - нестабильны)
162
 
Синтез некоторых производных угольной кислоты и их свойства
Производные угольной кислоты, содержащие гидроксильную группу неустойчивы и разлагаются с выделением углекислого газа.
| HO-C-OH | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | CO2 | + | H2O | NH -C-OH | 
 | 
 | 
 | CO | + | NH | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | 2 | 
 | 3 | |||
| O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Cl-C-OH | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | CO2 | + | HCl | C2H5O-C-OH | 
 | 
 | 
 | CO2 | + | C2H5OH | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Фосген (дихлорангидрид угольной кислоты) | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| CO + Cl2 | 
 | 
 | 
 | УФ | 
 | Cl-C-Cl | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | или | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | акт. С / 2000C | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
Фосген – газ, относящийся к удушливым отравляющим веществам. Вступает в обычные реакции хлорангидридов.
| 
 | 
 | 
 | 
 | изб. NH | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | H2O | 
 | 
 | 
 | |||||
| NH Cl | + | NH -C-NH | 2 | 
 | 
 | 3 | Cl-C-Cl | 
 | 
 | 
 | Cl-C-OH | 
 | CO2 | + HCl | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 4 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | карбамид | 
 | 
 | C2H5OH | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | C2H5OH | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | C2H5O-C-Cl | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | C2H5O-C-OC2H5 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | NH3 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | диэтилкарбонат | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
C2H5O-C-NH2
O
этилкарбамат
Уретаны - хорошо кристаллизующиеся устойчивые соединения, применяются в качестве успокаивающих, снотворных и жаропонижающих средств (здесь и далее названия лекарственных препаратов будут подчеркиваться)
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | CH3 | 
 | 
| 
 | 
 | NH2-C-OC2H5 | NH2-C O C-CH2CH3 | C6H5NH-C-OC2H5 | ||
| 
 | 
 | 
 | O | O | CH3 | O | 
| уретан, этилкарбамат | апонал, | 
 | эйфорин , | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | трет-пентилкарбамат | 
 | |
| 
 | успокаивающее | N-фенилэтилкарбамат | ||||
| 
 | и снотворное действие | успокаивающее | ||||
| 
 | жаропонижающее действие | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | и снотворное действие | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
Мочевина (диамид угольной кислоты, карбамид)
163
 
1500C
CO2 + 2 NH3  NH2-C-NH2 + H2O 450атм. O
 NH2-C-NH2 + H2O 450атм. O
карбамид
Мочевина – белое кристаллическое вещество (т.пл. 1330С), растворима в воде. Мочевина – это диамид, обладающий слабыми основными и нуклеофильными свойствами.
1. Осно́вныесвойства
Мочевина обладает слабыми осно́внымисвойствами, в отличие от амидов карбоновых кислот. Причиной является наличие двух аминогрупп и образование при действии кислот карбкатиона, стабилизированного делокализацией электронной плотности. Ниже приведено описание строения мочевины и ее соли методом резонанса.
| 
 | NH -C-NH | 2 | 
 | NH2=C NH2 | 
 | NH2 C=NH2 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | NH2 C NH2 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| NH -C-NH | H NO3 | NH | -C NH | 
 | 
 | NH2=C NH2 | NH2-C NH2 | |||||
| 
 | 
 | 2 | 
 | |||||||||
| 
 | 2 | 2 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | OH | 
 | 
 | 
 | OH | OH | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | NH2-C=NH2 | 
 | NH2 C NH2 | NO3 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | OH | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | OH | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 2. Свойства мочевины как диамида угольной кислоты | 
 | |||||||||||
| а) Гидролиз | 
 | H2O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | H2O | 
 | 
 | ||
| NH | 3 | + Na CO | 3 | NH | 
 | -C-NH | 2 | 
 | NH4Cl + CO2 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 2 | NaOH | 2 | O | 
 | HCl | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| б) Реакции с HNO2 | и | 
 | Br2/NaOH (перегруппировка Гофмана, см. тему | |||||||||
“Амиды карбоновых кислот”)
164
 
| N2 + Na2CO3 | + NaBr | Br | 2 | 
 | NH2-C-NH2 | HNO2 | HO-C-OH | 
 | H2O + CO2 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| NaOH | -N2 | 
 | |||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| в) Конденсация с NH3 ( из (NH4)2CO3 ), образование гуанидина | 
 | ||||||||||||||||
| NH2-C-NH2 | 
 | (NH4)2CO3 | NH2-C-NH2 + H2O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | NH | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | гуанидин | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
Гуанидин – однокислотное основание, сравнимое по силе с NaOH (KOH).
| NH2-C | -NH2 | H | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | NH2-C-NH2 | 
 | NH2=C-NH2 | 
 | и т.д. | |||||
| 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| NH | 
 | NH2 | 
 | NH2 | 
 | 
 | ||||
Нитраты и перхлораты гуанидина являются взрывчатыми веществами и входят в состав ракетного топлива.
3. Нуклеофильные свойства
а) Ацилирование, образование уреидов
| 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
| NH2-C-NH2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | CH3-C-NH-C-NH2 + HCl | |||
| + | CH3-C | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | Cl | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | 
| O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ацетилкарбамид, ацетилмочевина (уреид) | |||
| 
 | 
 | Br | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| CH3-CH-CH-C-NH-C-NH2 | бромурал, успокаювающее и снотворное средство, | ||||||||||
| CH3 | O | O | 
 | 
 | входит | 
 | в | состав валокардина | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
б) Ацилирование малоновым эфиром
| 
 | NH-H | O | 
 | 
 | 
 | H | O | 
| 
 | C2H5O-C | 
 | 
 | 
 | N | ||
| O=C | + | 
 | 
 | 
 | 
 | C | |
| CH2 | 
 | 
 | 
 | O C | 
 | ||
| 
 | -2 C2H5OH | 
 | |||||
| 
 | NH-H | C2H5O-C | N | C | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | H | O | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
малонилмочевина барбитуровая кислота
Барбитуровая кислота является СН-кислотой, рКа 10, титруется как одноосновная кислота.
Для барбитуровой кислоты характерна кето-енольная и лактим-лактамная таутомерия.
165
 
H O
лактам N C кетон
O  C CH2 N C
 C CH2 N C
H O
166
| 
 | 
 | 
 | OH | 
| лактим | N | C | енол | 
| HO | C | 
 | CH | 
| 
 | N | C | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | OH | 
 
Барбитураты – производные барбитуровой кислоты, являются снотворными препаратами.
| 
 | NH2 | C2H5O-C | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | H | 
 | O | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | N | C | |||
| 
 | R | 
 | t0 | 
 | 
 | 
 | R | |||||
| O=C | + | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | C | 
 | 
 | 
 | O | 
 | 
 | C | C | 
 | ||
| 
 | 
 | -2 C2H5OH | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | NH2 | C2H5O-C | R/ | 
 | 
 | 
 | N | C | R/ | |||
| 
 | 
 | O | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | O | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | H | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| (Получение диалкилпроизводных малонового | эфира | 
 | изложено | в теме | ||||||||
| “Малоновая кислота”.) | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
а) Снотворные длительного действия:
R=R’= -C2H5 барбитал (веронал)
R= -C2H5 , R’= -C6H5 фенобарбитал (люминал)
б) Снотворные средней продолжительности действия:
| R= -C2H5 | R/= -CH2-CH2- | CH-CH3 | барбамил | |
| 
 | 
 | 
 | CH3 | 
 | 
| R= -C2H5 | R/= - | CH-CH2-CH2-CH3 | этанаминал | |
| 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | CH3 | 
 | ||
в) Снотворные кратковременного действия:
R= -CH3 R/= гексенал
При передозировке барбитуратов наступает угнетение дыхания с летальным исходом.
4. Поведение при нагревании
t0C
NH2-C-NH2 + NH2-C-NH2  NH2-C-NH-C-NH2
 NH2-C-NH-C-NH2
| O | O | -NH3 | 
| O O | 
биурет
Биурет дает фиолетовое окрашивание с Cu(OH)2 , это реакция является качественной на содержание в соединении амидной группировки –NH-C(O).
166
