химический каталог




Органическая химия

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

й собой жидкость (т. кип. 124,5°С). При нагревании в присутствии кислот он деполи-меризуется с образованием исходного ацетальдегида.

СНз

СН

О ° ^° ¦ .о

3CH3-cf —*- зсн3-с^ чн не сн хн

сн3-^ ^сг хсн3

Ацетальдегид Паральдегид

Паральдегид применяется в медицинской практике как снотворное и успокаивающее средство.

Трихлорэтаналь (трихлорацетальдегпд, хлораль) С13ССН = 0 — бесцветная маслянистая жидкость (т. кип. 98 °С). Впервые получен Ю. Либихом (1832). При растворении в воде образует хлораль-гидрат — редкий случай устойчивого соединения, содержащего две гидроксильные группы при одном атоме углерода. Хлоральгид-рат кристаллизуется из водных растворов в виде мелкие бесцветных кристаллов с резким запахом. Используется в качестве успокаивающего и снотворного средства.

При действии на хлораль водного раствора щелочи образуется хлороформ. Эта реакция используется в промышленности для получения хлороформа из ацетальдегида или этанола.

о

aac-cf + кон —- сНС1з 4 н^°\

чн ок.

Хлораль

Хлоро- Формиат форм калия

Задание 7.14. Каким образом можно получить нз этанола хлороформ? Напишите постаднппую схему реакции.

Пропеналь (акролеин) СН,=СНСН=0 — жидкость с очень резким удушливым запахом, за который он и получил свое название ак-

248

ролеин (от лат. acris — острый и oleum — масло). Запах «кухонного чада» обусловлен образованием акролеина при термическом разложении жиров. Во время первой мировой войны акролеин пытались применять в качестве удушающего газа, но он быстро полимеризу-ется и теряет свои свойства. Используется для получения пластмасс, отличающихся большой твердостью.

Бензальдегвд С(Н.СН = 0 — бесцветная маслянистая жидкость с запахом горького миндаля. Не растворим в воде. Используется для получения красителей, душистых и лекарственных веществ. В природе встречается в связанном виде в горьком миндале, листьях лавровишни, косточках абрикосов, персиков, слив.

Пропанон (диметилкетон, ацетон) СН,—СО—СН, — бесцветная жидкость с характерным запахом, легче воды, смешивается с ней во всех соотношениях. Находит широкое применение в качестве растворителя, используется как исходное вещество для синтеза хлороформа, йодоформа. Появляется в моче больных сахарным диабетом. Для его обнаружения часто используется иодоформная проба (см. 4.5).

NjOU

1,+ NaOH —> HOI -> NaOI

-NjI -Н.о

С H.—С—С Н. + 3N aOI

СН,—С— CI. + 3NaOH

О

Ацсгон

Гипо-подиг нагрня

О

1,1,1-Трп-иодацетоп

О

СН,—С—CI,+ NaOH

О

СН1,1 +СН,—С^

Йодоформ

ONa

Ацегат натрия

Моногалогенопропзводные ацетона, например хлор ацетон СН—СО—СН,С1 и бромацетон СН,—СО—СН,Вг, являются лакриматорами.

¦ Вопросы и упражнения

1. Какие вещества называются оксососднпепнями п как они подразделяются?

2. Напишите схему реакции получения пропапаля из соответствующего углеводорода.

3. Почему для оксососдниспнп наиболее характерны реакции, npoic-кающне по механизму нуклеофильного присоединения?

4. Какое соединение образуйся при взаимодействии бутапаля с цианидом натрия? Напишите схему реакции п опишите механизм.

5. Какое из соединении — беизальдегид или пропаналь — может всту-

249

пагь в реакцию альдольной конденсации'? Опишите механизм реакции альдольной конденсации на примере соединения, способного в нее вступать. Обьясните роль щелочного катализатора.

6. Какое из соединений — бензальдегид пли л-ннтробензальдегпд — будет легче вступать в реакции нуклеофильного присоединения?

7. Предложите схему получения глицеринового альдегида (см. 9.2) нз акролеина, используя ацегальную защиту альдегидной группы. Напишите уравнения последовательно протекающих реакций.

8. Напиши ie схему реакции альдольной конденсации для циклопентанона

9. 5-Гидрокснгексаналь находится в равновесии со своим циклическим попуацеталем Напишите схему этой реакции.

Глава 8

КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ /

• Карбоновыми кислотами называются соединения, содержащие карбоксильную группу —СООН.

По числу карбоксильных групп карбоновые кислоты подразделяются на монокарбоновые, или одноосновные (содержат одну группу —СООН), дикарбоновые, или двухосновные (две группы — СООН), и т. д. В зависимости от строения углеводородного радикала карбоновые кислоты могут быть алифатическими, а л и-цикли ческими или ароматическими.

Монокарбоновые

СНз-соОН Уксусная кислота

КАРБОНОВЫЕ НИСЛОТЫ

Дикарбоновые

^ Алифатичесние \ НООС -CHj—йНд—СООН

Янтарная кислота

ООН

Циклогексанкар-боновая кислота

С

Алициклические

СООН

СООН

Циклогексан-1,2-ди-нарбоновая кислоте

|^^СООН <^ Ароматические ) (^f^00"

СООН

Бензойная кислота

250

Фталевая кислота

8.1. МОНОКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

8.1.1. НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ

В основе заместительной номенклатуры алифатических монокар-боновых кислот лежат названия нормальных (неразветвленных) насыщенных углеводородов. Наличие карбоксильной группы отражается суффиксом -овая кнслота.

рна-соон СН3-СН2-сн2-СООН

Этановая нислота

Бутановая кислота

3 2___1

СНа-сн-срон

СН j

2-Метилпропановая кислота

Задание 8.1. Назовите по заместительной номснюкнуре следующие соединения.

а) СН,—СН—СН,—СН,—СООН; I

СН,

СН2СООН ;

б) СН,—СН—СН,—СООН; I

С,Н

г) CF.-COOH

В названиях ароматических кислот в качестве родоначальной структуры по правилам ИЮПАК используется бензойная кислота.

СООН

СНз

СООН

СООН

2-Метилбензойная кислота

З-Метилбензойная 4-Метилбензойная кислота кислота

В тех случаях, когда атом углерода карбоксильном группы не входит в родоначальную структуру, используется сочетание -карбоновая кислота, как это видно на примере циклогексанкарбоновых кислот.

251

Задание 8.2. Назовите по заместительной номенклатуре следующие кислоты:

а) 6) в)

Карбоновые кислоты известны с давних времен. Поэтому для многих соединений этого класса прочно утвердились тривиальные названия. Для кислот до С, включительно номенклатура ИЮПАК даже отдает предпочтение тривиальным названиям, а не систематическим (но кислоту с 6 атомами углерода уже рекомендуют называть гекса-новой, а не капроновой). Происхождение таких названий, как правило, связано с природными объектами, из которых были выделены кислоты: муравьиная из муравьев, уксусная из уксуса, остатки масляной кислоты входят в состав триацилглицеринов сливочного масла (см. 17.2).

Структурная изомерия монокарбоновых кислот обусловлена раз-ветвленностью углеродного скелета (бутановая и 2-метилпропано-вая кислоты) и взаимным расположением заместителя и карбоксильной группы в циклах, например три изомера метилбензойной кислоты.

8.1.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

Атом углерода в карбоксильной группе находится в более окисленном состоянии, чем в углеводородах, спиртах и альдегидах, поэтому для получения карбоновых кислот используют реакции окисления соединений перечисленных классов.

Получение из первичных спиртов и альдегидов. Первичные спирты окисляются в альдегиды, которые затем окисляются в карбоновые кислоты. В качестве окислителей используют перманганат КМп04 или дихромат К,Сг,07 калия, азотную кислоту и другие реагенты.

ft,

to] [oi „^o

R-CH 2-OH --± R-Cf-- R-Cf

V) X>H

Первичный спирт Альдегид Нарбоновая

нислота

252

Окисление протекает в сравнительно мягких условиях. Так, пен-танол-1 окисляется в валериановую кислоту перманганатом калия в щелочной среде при комнатной температуре.

KMnC> . NdOH

сн.сн,сн,сн2сн2он-> сн.сн2сн,сн,соон

Пентанол-1 Валериановая кислота

Задание 8.3. Какой спирт следует окислить, чтобы получить изомас-ляную (2-метилпропановую) кислоту?

Задание 8.4. Какая кислота получится при окислении 2-фенилэтанола?

Получение из гомологов бензола. Моноалкильные производные бензола (с одним углеводородным радикалом) окисляются в бензойную кислоту. В лабораторных условиях в качестве окислителей обычно используют перманганат или дихромат калия, в промышленности — кислород воздуха.

СН3 СООН

Толуол Бензойная

кислота

Задание 8.5. Одна из стадий получения новокаина включает окисление 4-ни гротолуола дихроматом калия в кислой среде. Напишите схему этой реакции.

Получение из алканов. Предельные углеводороды окисляются кислородом воздуха в присутствии катализаторов с образованием смеси карбоновых кислот (см. 2.1.9). Реакция протекает по цепному механизму. Этим методом в промышленности получают как низшие, так и высшие алифатические карбоновые кислоты, используя в качестве сырья нефтяные фракции и газы крекинга.

о2

R—сн2—СН2—R'-- R—.СООН + R—соон

Получение из нитрилов (цианидов). Алкил- и арилнитрилы гидролизуются в кислой или щелочной среде с образованием карбоновых кислот. Эта реакция представляет собой один из общих способов введения в молекулу карбоксильной группы. Исходные нитрилы получаются, например, из алкилгалогенидов с помощью реакций нуклеофильного замещения (см. 4.4.2).

253

R—Br

Алиилга-логенид

R-CssN

Задание 8.6. Какой алкилгалогенид следует взять, чтобы через нитрил получить изомасляную (2-метилпропановую) кислоту?

8.1.3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Низшие монокарбоновые кислоты (С,—Сч) представляют собой бесцветные жидкости, высшие алифатические и ароматические кислоты — твердые вещества (табл. 8.1). Первые гомологи — муравьиная, уксусная и пропионовая кислоты — обладают резким раздражающим запахом, при попадании на слизистые оболочки вызывают ожоги; с водой смешиваются в любых соотношениях. По мере увеличения гидрофобной углеводородной части молекулы растворимость в воде уменьшается, что объясняется уменьшением сольватации молекул карбоновой кислоты молекулами воды (рис. 8.1).

Температура кипения кислот значительно выше температур кипения спиртов и альдегидов с тем же числом атомов углерода. Это

Я if* 49

I_ а -II-6--1

не гидратируется гидратируется

Рис. 8.1. Гидрофобная (а) и гидрофильная (б) части молекулы валериановой кислоты.

+ NaCN -»> R—C=N + NaBr

Нитрил

¦ 2 Н20 -*- R-C^° + N Нз

ОН

254

Таблица 8.1. Монокарбоновые кислоты

Отдельные представители Физические свойства

название структурная формула т. пл.

страница 41
< 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
tif фотошоп четкость при масштабировании
купить видеорегистраторы ridian
нож для хлеба
жалюзные заслонка для водоканалов

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
(04.12.2016)