химический каталог




Органическая химия

Автор Р.Моррисон, Р.Бойд

АЯ, КАПРИЛОВАЯ и КАПРИНОВАЯ КИСЛОТЫ входят в состав козьего жира (от латинского CAPER — коза). Студенту следует запомнить названия по крайней мере первых шести кислот и также кислот С12, С1е и С1Я.

Приставка изо используется для обозначения тех разветвленных кислот, которые содержат в качестве разветвления метальную группу на удаленном от карбоксильной группы конце цепи.

сн8

ai,-IH-{CHs)„-cooH

«зо-кислота

Например:

сн8

сн8—сн—соон

нзомасляная кислота

СН„—СН—CHJOOOH

изовалериановая кислота

СН,

I

СНз-СН-СНгЩСООН нзокапроновая кислота

Другие разветвленные и замешенные кислоты называют как производные кислот с прямой цепью. Для обозначения положения групп используются греческие 6>КЕЫ СС, р, у, Л и т, д.; буквой «обозначается атом углерода, свяванный с карбоксильной группой.

в V р сс

С—С—С—С—СООН используется в тривиальных названиях

Например:

СНУСНГСНСООН СНЗСНГСН-СНСООН ^^CHaCHjCHjCOOP

СН3 CHj СНЗ

<к-метилтасляная ае^-аамелтлоалериамоеая у-фниляшяяпая

шелома, мжявта, пиелитаCHaCHzCHCOOH CHj-C-COOH

О СНЗ CHj

у -хлор-имелтилмаеляпая триметияунеусиая

кислота кислота.

Обычно в качестве основного названия выбирается название кислот с самой длинной углеродной цепью, хотя некоторые соединения называют как производные уксусной кислоты.

Ароматические кислоты АгСООН обычно называют как производные бензойной кислоты СвНаССОН. Для метилбензойных кислот существует специальное название — толу илоте кислоты.

СООН

СООН

|1Ч02

СООН

©с„3

Вг

Л- бромбаяойна я

цитата.

N02

яжяота

di-тслуияовая

KVC/tOJfJOU

Систематические названия кислот по номенклатуре ШРАС образуются

обычным образом. За основу берется самая длинная цепь, содержащая карбоксильную группу» и к названию соответствующего алкана прибавляется окончание -овая кислота, например:

CHj

CHjCOOH СН3СН2СНСООН ^^CHjCHzCOOH

зтаиовай

З-(л-хтмреит) бугжновШШ кислотаПоложение заместителя обозначается, как обычно, цифрой,

с— б-с—t—boon используется в номенклатуре ШРАС

Карбоксильный атом углерода всегда обозначают цифрой 1; следовательно, ?С-2 соответствует «-углероду, С-3 — {5-углероду и т. д. (Не следует использовать одновременно греческие буквы и систематические названия или арабские цифры и тривиальные названия.)

Названия солей карбоновых кислот состоят из названия кислоты, в котором окончание овая заменено на аг, и названия катиона.

@>COON*

(CHjCOOfeCa HCOONH«

щешжт-шттш дщ.

натрия

СНг-СН-СООК

Л? >5-Ффромппоттогтт палия (?, з-мротаропамоая палию

18.3. Физические свойства

Как и следовало ожидать, молекулы карбоновых кислот полярны и» подобно молекулам спиртов, могут образовывать водородные связи друг с другом и с молекулами других типов. Поэтому алифатические кислоты по своей растворимости очень похожи на спирты: первые четыре члена ряда смешиваются с водой, кислота с пятью атомами углерода лишь отчасти растворима, а высшие кислоты практически нерастворимы. Растворимость в воде обусловлена, очевидно, образованием водородных связей между карбон овой кислотой и водой. Простейшая ароматическая кислота — бензойная — содержит слишком много атомов углерода для того, что Sat быть заметно растворимой в воде.

Карбоновые" кислоты растворимы в менее полярных растворителях таких, как эфир, спирт, бензол и т. д.

Из данных табл. 18.1 видно, что карбоновые кислоты имеют температуры кипения даже более высокие, чем спирты. Так, например, температура кипения пропионовой кислогы (т. кип. 141 JC) ботее чем на 20° выше температуры кипения спирта со сравнимым молекулярным весом (н-бутиловый ?спирт, т. кип. 118 °С). Подобное повышение температуры кипения обусловлено тем, что молекулы карбоновой кисл оты попарно связываются не одной, а двумя водородными связями.

R—с/° Н~~°ЧС—R

Задача 18.1. При температуре 110 °С и давлении 454 им рт. ет. (60,51 • 10* Па) 0,11 г уксус-нов кислоты занимает в газовой фазе объем 63,Т см*; а при 156 °С и 458 мм рт. ст.

«(61,06-10" Па) объем 0,081 г уксусной кислоты в паровой фазе составляет 66,4 см8. Рассчитайте молекулярный вес уксусной кислоты в парах при каждой температуре,. Как вы

объясните полученные результаты?

Запах низших алифатических кислот изменяется от резкого раздражающего запаха муравьиной и уксусной кислот до очень неприятного запаха масляной, валериановой и капроновой кислот; высшие кислоты почти не имеют запаха, поскольку обладают малой летучестью.

18.4. Соли карбоновых кислот

Хотя карбоновые кислоты гораздо слабее сильных минеральных кислот (серной, соляной, азотной), они несравненно более сильные кислоты, чем те очень слабые органические кислоты, которые до сих пор рассматривались (спирты, ацетилен); они более сильные кислоты, чем вода. Поэтому водные растворы щелочей легко переводят карбоновые кислоты в соли; под действием водных минеральных кислот соли легко превращают обратно в карбоновые кислоты

ОН-6

RCOOH RCOCT

кислота соль

Поскольку при работе с кислотами почти всегда происходит превращение их в соли или обратный процесс, то целесообразно рассмотреть свойства этих солей.

Соли карбоновых кислот, как и все соли, представляют собой кристаллические нелетучие вещества, состоящие из положительно и отрицательно заряженных ионов, и их свойства вполне соответствуют тому, что можно было ожидать для подобной структуры. Сильные электростатические силы, удерживающие ионы в кристаллической решетке, могут быть преодолены лишь путем нагревания до высокой температуры или использования очень полярного растворителя. Температура, необходимая для плавления, оказывается столь высокой, что еще до того, как она может быть достигнута, рвутся связи углерод — углерод и молекула разрушается обычно при температуре 300—400 °С. Температура разложения редко может быть использована для идентификации соединения, поскольку она скорее зависит от скорости нагревания, чем от свойств соединения.

Аммонийные соли и соли щелочных металлов карбоновых кислот (калия, натрия) растворимы в воде, но не растворимы в неполярных растворителях; большинство солей тяжелых металлов (железа, серебра, меди и т. д.) в воде не растворимы.

Таким образом, за исключением кислот, содержащих четыре или меньшее число атомов углерода, которые растворимы и в воде и в органических растворителях, карбоновые кислоты и их соли щелочных металлов обладают прямо противоположными характеристиками растворимости. Поскольку взаимопревращение кислот и солей легко осуществимо, подобное различие в растворимости можно использовать в двух важных случаях: для идентификации и для разделения.

Нерастворимое в воде органическое соединение, которое растворяется в водном разбавленном растворе едкого натра, может быть либо кислотой, либо одним из небольшого числа других органических соединений, более кислых» чем вода; то, что оно действительно является карбоновой кислотой, может быть показано другими путями.

Вместо едкого натра можно использовать бикарбонат натрия; даже если неизвестное вещество растворимо в воде, его кислотность может быть замечена по выделению пузырьков СОе

RCOOH + NaHCOj

RCOONa + Hsp + C02t

не растворима

в воде

растворима в воде

Можно отделить карбоновую кислоту от некислотных соединений, использовав свойство карбоновой кислоты растворяться в водном основании, в котором вещества, не обладающие кислотными свойствами, не будут растворяться. После того как разделение завершено, кислоту можно регенерировать подкисленкем водного раствора. Если имеют дело с твердым веществом, то смесь просто перемешивают с водным раствором щелочи и отфильтровывают раствор от нерастворимых некислотных веществ; добавление минеральной кислоты к фильтрату приводит к осаждению карбоновой кислоты, которую можно отделить фильтрованием. При работе с жидкостями нужно встряхнуть смесь с водным раствором основания в делительной воронке и отделить водный слой от нерастворимого органического слоя. Добавление кислоты к водному слою также освобождает карбоновую кислоту, которую можно выделить из воды. Для полноты выделения к подкисленной смеси часто добавляется нерастворимый в воде растворитель, например эфир. Кдрбоновая кислота извлекается из воды эфиром, в котором она лучше растворима; летучий эфир легко удаляется от относительно высоко кипящей кислоты при перегонке.

Так, например, альдегид, образующийся при окислении первичного спирта (разд. 16.7), вполне может быть загрязнен карбоновой кислотой. Эту кислоту можно легко отмыть разбавленным водным раствором основания. Карбоновая кислота, получаемая при окислении ал кил бензол а (разд. 12. И), вполне может- быть загрязнена непрореагировавшим исходным веществом; карбоновую кислоту можно перевести в раствор обработкой водным раствором основания, отделить от нерастворимого углеводорода и регенерировать добавлением минеральной кислоты.

Поскольку подобное разделение является наиболее простым и сопряжено с минимальными потерями, его всегда предпочитают (в случае, если оно возможно) по сравнению с перекристаллизацией или перегонкой.

18.5. Промышленные источники

Низшие члены ряда, как обычно, получают особыми методами. Муравьиную кислоту синтезируют в крупных масштабах взаимодействием окиси углерода с водным раствором едкого натра при высокой температуре и давлении.

СО + NaOH

200 °С, У «гм

*- HCOONa

формиат натрия

+-НСООН муравьиная кислота

Уксусная кислота (безусловно, самая важная из всех карбоновых кислот) образуется при окислении ацетальдегида кислородом воздуха. Анеталь-дегид легко получается при гидратации ацетилена (разд. 8,13) или дегидрировании этилового спирта (разд. 16.7)

ацетилен

CH3fflaOH ? этиловый старт

Си, 2GO-300 *С

н

:С=0

аиетальдегад

О», Mns>

-»- CHjCOOH

уксусная

кислота

Большие количества уксусной кислоты производятся также в виде разбавленного водного раствора, называемого уксусом. В этом случае уксусную кислоту также получают окислением этилового спирта кислородом воздуха; катализатором служат ферменты бактерий (Acetobac'er).

Наиболее важ

страница 121
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136

Скачать книгу "Органическая химия" (15.87Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
недорогой прокат музыкальной аппаратуры в москве
Рекомендуем компанию Ренесанс - п-образная лестница своими руками - качественно, оперативно, надежно!
характеристика стул изо
индивидуальное хранение вещей

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)