химический каталог




Органическая химия

Автор А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А.Тюкавкина и др.

высокой токсичности.

Трииодметан (йодоформ) CHI — твердое вещество желтоватого цвета с резким запахом. Практически не растворим в воде, плохо растворим в спирте, растворим в эфире и хлороформе. Применяется наружно как антисептическое средство в виде мазей и присыпок. Недостатком является очень навязчивый запах.

Тригалогенопроизводные метана СННа1} (хлороформ, йодоформ и бромоформ), имеющие общее название галоформы, получают действием свободных галогенов на этанол в щелочной среде. Рассмотрим эту реакцию на примере получения йодоформа, поскольку она применяется в фармацевтической практике для определения

150

подлинности этанола и известна под названием йодоформ пая проба.

Сн3Сн2ОН + 12 ¦ КОН -*- СН13 ¦ Н COOK

Этанол Йодоформ Формнат калия

( Реакция протекает в несколько стадий. Образующаяся при растворении иода в щелочи иодноватистая кислота HOI находится в равновесии со своей калиевой солью KOI.

12+ КОН —> KI + HOI

Иоднова-гнст ая кисло 1 а

HOI + КОН<=» KOI + н,о

Гиноиоди г калия

Соли иодноватистой кислоты (гипоиодиты) являются сильными окислителями и окисляют этанол в ацетальдегид.

сн3он2он ¦ Koi -^ СНз~"<Чн " Н2° + К'

Этанол Ацетальдегид

В молекуле ацетальдегида атомы водорода метильной группы становятся более реакционноспособными, чем в молекуле этанола (о причинах этого будет сказано позже, см. 7.4.3), и легко замещаются на иод с образованием трииодацетальдегида (иодаля). Под действием щелочи иодаль легко превращается в йодоформ и соль муравьиной кислоты (формнат). Йодоформ выпадает в осадок в виде светло-желтых кристаллов и обнаруживается по характерному запаху.

Q. _г^° 3HOI _ кон ^

^ X "=Я_сГ is°-X-- сн«з *

Ацетальдегид ' Иодаль

Йодоформ Формнат налия

¦ Задание 4.16. Напишите схемы последовательных реакций получения °ромоформа из этанола.

151

ш Вопросы и упражнения

1. Какие соединения называют галогенопроизводными и как они по х. разделяются в зависимости от природы углеводородного радикала9

2. Какие виды изомерии характерны для галогеналканов? Покажи^ на примере иодпентана.

3. Какой электронный эффект проявляет атом галогена в галогети-канах? Покажите распределение электронной плотности в молекулах 1-иодбутана; 2-фторпропана: 2-бром-2-этилгексана.

4. Опишите механизм реакции нуклеофильного замещения па примере превращения 2-бромпропана в соответствующий спирт.

5. Опишите механизм реакции элиминирования на примере дегидро-бромирования 2-бром-2-мет нлбу тана. Покажите действие правила Зайцева

6. Какое из соединений — бензол или хлорбензол — будет легче вступать в реакнии электрофильного замещения?

7. Предложите путь получения из ацетилена и необходимых неорганических реагентов, а) бромциклогексана, б) 1,2-дибромциклогексана Напишите схемы необходимых реакций.

8. Предложите схему получения стирола из этилбензола. Напишите схемы последовательных реакций.

9. Предложите одну из возможных структур соединения A (C,HfG,), которое при взаимодействии с эт оксидом натрия превращается в вешество Б (CSHMC10), а при 1 ндролпзе — в вещество В (C,H,CIO), которое при кипячении с водным раствором перманганата калия окисляется в соединение Г (C,HsCI02). Напишите уравнения упомянутых реакнии.

10. Установите строение ациклического соединения A (CfiHMBr), которое при взаимодействии со спиртовым раствором гидроксида калия превращается в углеводород В, не способный существовать в виде цис-транс-изомеров. В реакции В с бромом в мольном соотношении 1:1 образуется дигалогенопронзводпос, способное существовать в виде цис-траис-изомеров. Напишите схемы упомянутых реакций.

11. н«р«-Изомер соединения А (СшН|402) при взаимодействии с бромидом фосфора(Ш) превращается в соединение Б, обладающее слезоточивым действием. При обработке Б спиртовым раствором щелочи образуется вещество В (С|()Н|20), способное существовать в виде цис-транс-изомеров. При окислении В нейтральным раствором перманганата калия образуется соединение Г (С|0НиО,), а при действии дихромата калия в кислой среде — вещество Д (С8Н80^. Установите строение вещества и напишите схемы упомянутых реакций.

Глава 5

СПИРТЫ. ФЕНОЛЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ

51 кислотность и основность

ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Приступая к изучению химических свойств спиртов и родственных соединений, очень важно предварительно изучить такие фундаментальные свойства органических соединений, как кислотность и основность. Знание общих закономерностей в проявлении этих свойств служит основой для понимания механизма множества превращений, присущих всем классам органических соединений.

Для описания кислотных и основных свойств химических соединений существует несколько теорий — теория Бренстеда—Лоури, теория Льюиса и ряд других. Наиболее распространенной является теория Бренстеда—Лоури, или протолитическая теория.

• По теории Бренстеда—Лоури кислотой называют вещество, способное отдавать протон, а основанием — вещество, способное связывать (принимать) протон.

Из этого следует, что теоретически любое соединение, в состав которого входит атом водорода, может его отдавать в виде протона и, следовательно, проявлять свойства кислоты. Способность отдавать протон могут проявлять не только нейтральные молекулы, но и заряженные частицы — катионы или анионы. Это хорошо видно на простых известных примерах неорганических веществ и ионов — хлороводород HCI, катион аммония NH4*, гидросульфат-ион HS04~ и т.д.

Задание 5.1. Выберите из перечисленных соединений те, которые могут выступать в качестве кислоты: тетрахлорметан СС14; аммиак NH,; метиламин CH.NH ; хлороформ СНО.; метанол СН3ОН; гексафторэтан'CF3CF.; метантиол CH.SH.

В роли оснований могут выступать анионы — частицы, несущие отрицательный заряд, например хлорид-ион С1~, гидроксид-ион НО, гиДросульфат-ион HSOj и др. Основаниями могут быть и нейтральные молекулы, в состав которых входит гетероатом (обычно атом аз°та, кислорода или серы), имеющий неподеленную пару электроде, например этанол С2Н,ОН, этантиол C,H,SH и т. д.

153

Задание 5.2. Выберите из перечисленных веществ те, которые могут выступать в роли оснований: метан СН4; аммиак NH,; метанол СН.ОН диэтиловый эфир С2Н.—О—С2Н,.

Нейтральные молекулы или заряженные частицы, которые способны в зависимости от условий проявлять как свойства кислот, так и оснований, называют амфотерными.

Кислоты и основания проявляют свои свойства только в присутствии друг друга. Ни одно вещество не будет отдавать протон, т. е проявлять кислотные свойства, если в системе нет акцептора протона— основания. И, наоборот, ни одно вещество не может проявить свойства основания, т. е. принять протон, если в системе нет источника протонов — кислоты.

Кислота, отдавая протон, превращается в сопряженное основание, а основание, приняв протон, превращается в сопряженную кислоту. Кислоту обычно обозначают АН (от англ acid — кислота), а основание — В (от англ. base — основание).

Взаимодействие кислоты и основания можно в общем виде представить уравнением (1).

АН + В 0 А- + [ВН]+

Кис- Осно- Сопря- Сопря-

лога вание женное женная

основа- кислота ние

АН + Н,0 0 А- + Н,0*

[А][Н,0+] [А-][Н,ОЧ

К= - (3); К =---

[АН][Н20] ' [АН]

v , и . [А-] [Н,0+] рКл= ~lgK,= -lg 1 J 1 1—

[АН]

Кислотность и основность веществ имеют количественные характеристики. Кислотность соединения*обычно определяют по отношению к воде, выступающей в роли основания. Тогда уравнение (1) записывается в виде уравнения (2), а константа равновесия (К) взаимодействия соединения АН с водой — в виде уравнения (3). Поскольку определение кислотности проводят в разбавленном водном растворе, то концентрация воды является постоянной величиной Произведение К[Н,0] называют константой кислотности и обознача ют К,. Из уравнения (3) выводят значение КД4). Поскольку вели чина Кл для органических соединений, как правило, намного меньш

154

(2) (4)

)

(5)

единицы, для удобства пользуются ее отрицательным десятичным логарифмом рК, (5). Чем меньше величина рК,, тем сильнее кислота.

Основность вещества обычно оценивают по величине рК., сопряженной кислоты. Чтобы показать, что оценивается сила основания, используют обозначение рКвн+. Чем больше величина рКш+ сопряженной кислоты, тем сильнее основание.

Органические соединения с позиций кислотности и основности описываются общими теориями, в частности теорией Бренстеда. В то же время органические соединения, как кислоты и основания, обладают многими специфическими качествами. Одним из них является существенное изменение кислотности или основности в гомологическом ряду. Для органических соединений одного класса нельзя сделать однозначное утверждение, что все представители этого класса являются, например, сильными кислотами. Можно говорить лишь о возможности проявления кислотных свойств, например, соединениями класса спиртов. Действительно, если первые представители гомологического ряда спиртов проявляют заметные кислотные свойства, то при переходе к высшим гомологам эти свойства постепенно ослабевают.

Другой особенностью является то, что в силу неисчислимо большого количества органических соединений, невозможно иметь для каждого из них количественную оценку кислотных и основных свойств. Поэтому в органической химии часто используется путь сравнительного сопоставления свойств одного соединения с другим, для которого такие количественные характеристики известны.

Кислоты. В органических соединениях атом водорода может быть связан с такими элементами, как сера, кислород, азот и углерод. Элемент и связанный с ним атом водорода называют центром кислотности. По центрам кислотности органические соединения подразделяются на SH-, ОН-, NH- и СН-кислоты (табл. 5.1). Как правило, органические соединения проявляют слабые кислотные свойства. Это означает, что они не взаимодействуют с водой как с основанием по приведенному выше уравнению (2). Например, этанол С,Н,.ОН при растворении в воде не диссоциирует на ионы, а остается нейтральным соединением:

С,Н,0—Н + н,о*—>•

страница 25
< 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

Скачать книгу "Органическая химия" (12.1Mb)


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

 

 

Реклама
аренда кладовки красногорск
neo cosmo москва
neff оптом
стол круглый для кухни

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
(05.12.2016)