химический каталог




Органическая химия

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

ободном состоянии не существует, однако соли и эфиры этой кислоты достаточно устойчивы и находят практическое применение.

Эфиры карбаминовой кислоты получают при взаимодействии ее хлорангидрида со спиртами. Эфиры карбаминовой кислоты называются уретанами, их систематическое название — карбаматы.

H2N-C( + С2Н5ОН HaN-cT

V HC1 чос2н5

Хлорангидрид Этилкарбамат карбаминовой (уретан) кислоты

Некоторые уретаны, например мепротан (мепробамат), используются в качестве снотворных средств.

О

>СН2—О—С 4ш\, 1 ^NHo СН3СН2СН2-С—СНз г> I /I сн2—о—с 4Ь

Остатки карбаминовой кислоты

Мепротан

\и2

Задание 8.25. Наппшнге схему реакции получения мепрошна нз 2-мегил-2-пропилпропандпола-1,3 и хлорангидрида карбаминовой кислоты.

Мочевина (карбамид) (NH,),C=0. Полный амид угольной кислоты; впервые была выделена из мочи. Является основным конечным продуктом распада белков у млекопитающих; взрослый человек еже-

352 289

суточно выделяет с мочой 25—30 г мочевины. Первый синтез мочевины, состоящий в изомеризации цианата аммония, был осуществлен Ф. Велером.

NHJ'O—C=N

H,N—С—NH, II

О

Циапат аммония

Мочевина

Это был первый случай синтетического получения природного соединения. Значение этой реакции вышло за рамки решения чисто химической проблемы. Синтез мочевины стал определенной вехой в развитии материалистического мировоззрения. Дело в том, что в тот период в естествознании господствовали виталистические представления (от лат. vis vitalis — жизненная сила), согласно которым природные вещества могут быть синтезированы только в живых организмах при участии некой «жизненной силы». Синтез мочевины стал первым серьезным опровержением этих идеалистических взглядов.

В промышленности мочевина производится в больших количествах из аммиака и оксида углерода(ГУ) при нагревании и повышенном давлении.

Большая часть производимой мочевины используется в качестве азотного удобрения. Значительные количества мочевины расходуются на производство мочевиноформальдегидных смол, имеющих большое значение в технике.

Мочевина — бесцветное кристаллическое вещество (т. пл. 133 °С), хорошо растворимое в воде, обладает основными свойствами и образует соли с минеральными и сильными органическими кислотами Основным центром в мочевине является атом кислорода. Нитрат и оксалат мочевины плохо растворимы в воде.

2NH. + CO,

H,N—С—NH + Н,0 "II

О

+

HNOg

Нитрат мочевины

+ НООС—СООН

соон

Гидроксалат мочевины

290

При взаимодействии с гипобромитом натрия (бром в щелочной среде) мочевина разлагается с выделением азота. Эта реакция была открыта А П. Бородиным (1875) и используется для количественного определения мочевины по обьему выделившегося азота.

H,N—С—NH,+ 3NaOBr + 2NaOH-> N,T + Na,CO + 3NaBr + 3H,0

" II - - -

О

Задание 8.26. Какое количество мочевины содержалось в исследованном образце, если при его обработке гипобромитом натрия выделилось 448 см' азота при нормальных условиях''

Александр Порфнрьевнч Бородин (1833—1887) — русский композитор н ученый-химик, по образованию врач Описал альдоль и альдольную конденсацию карбонильных соединений; получил первое ф i орорганпческое соединение — бензонлфюрнд Способствовал становлению в России высшего медицинского образования для женщин

При нагревании мочевины до температуры 150—160 "С происходит отщепление молекулы аммиака от двух молекул мочевины и образуется биурет. С гидроксидом меди в щелочной среде биурет дает комплекс красно-фиолетового цвета (биуретовая реакция). Биурето-вая реакция является качественной реакцией для обнаружения пептидов и белков — соединений, содержащих группу —CO—NH— (см. 16.2.1).

H2N-C-mu + M-N-C-NH2 -±*~ h2N-C-NH—C-NH2 + NH3 || NH2 H I II II II

о но о о

Биурет

H2N4 H2N yNH2

• NC=0 )0-0х /0=CN

'¦ ИН + Си(ОН)2 _2н2о" \ /\ /

С=0 С=0: Х0—С

/ / Х

H2N H2N NH2

Хелатный комплекс

10-

291

Как амид угольной кислоты, мочевина способна гидролизоваться в кислой и щелочной среде. При щелочном гидролизе мочевины выделяется газообразный аммиак, который можно открыть с помощью лакмусовой бумаги, при кислотном гидролизе образуется газообразный оксид углерода(ГУ), который обнаруживается с помощью известковой или баритовой воды по выпадению в осадок нерастворимых карбонатов кальция СаС03 или бария ВаСО,.

H2N—С—NH2 О

2NaOH

2НС1; HjO

Na2C03 + 2NH3

-2NH4CI

С02

При взаимодействии с галогенангидридами карбоновых кислот мочевина ацилируется с образованием у р е и д о в (N-ацилмочевины). Некоторые уреиды используются в качестве лекарственных средств, например уреид а-бромизовалериановой кислоты (бромизовал), оказывающий снотворное действие.

Сн3\ а о

СН—СН—ОТ Он/ Br 4NH—С—NH2

о

Уреид а-бромизовалериановой кислоты (бромизовал)

Задание 8.27. Напниште схему реакции ацилирования мочевины хло-рапгидридом 2-бром-З-метнлбутановой кислоты. К какой группе производных мочевины относится образующееся соединение?

Клатраты. Мочевина образует соединения включения (клатраты, комплексы «гость—хозяин») с алканамп нормального строения, имеющими не менее 7 атомов углерода в цепи. Кристаллическая решетка мочевины, молекулы в которой связаны водородными связями, имеет спиралевидную структуру. Внутри спирали имеется капал диаметром 0,53 им, в котором размещаются длинные молекулы алкана. Между молекулами мочевины («хозяином») и молекулами /(-алкана («гостем») пет никаких взаимодействий, кроме вап-дер-ваальсовых, т. е. комплексы такого типа образованы без химических связей. Полагают, что термодинамическая устойчивое!ь клатратов обусловлена сущеегвовапнем углеводородной молекулы в устойчивой зиг-3aiообразной конформацнп, только в такой конформаций молекула алкана вписывается в цилиндрический капал в кристаллической решетке мочевины.

Соединения включения с мочевиной образуют не только алканы, но н вещества других классов — алкины, высшие карбоновые кислоты н их производные. Важно только, чтобы соединение не имело-рвзветвленнй в

292

углеродной цепи. Существенным также является диаметр поперечного сечения молекулы. Так, нонин-3 образует соединение включения, а октат-риин-2,4,6 клатратного комплекса с мочевиной не образует, видимо его молекула, имея маленький поперечный диаметр, слишком свободно располагается в канале кристаллической решетки.

СН,СН2С=ССН2СН2СН2СН2СН3 СН,—Сг=С—С=С—СзС-СН3

Нонин-3 Октатриин-2,4,6

Клатратные соединения включения относятся к так называемым несте-хиометрическим соединениям, т. е. имеют нецелочисленное соотношение молекул «гостя» и «хозяина». Число молекул мочевины, координирующих-, ся с молекулами «гостя», возрастает с удлинением молекулы последнего. В табл. 8.3 приведены соотношения молекул мочевины и я-алкана в клат-ратных комплексах.

Таблица 8.3. Число молекул мочевины, приходящихся иа одну молекулу и-алкаиа в клатратиых комплексах

и-Алкан Число молекул мочевины и-Алкан Число молекул мочевины

с7н)6 6,1 С||Н24 8.7

с«н|8 7,0 С|2Н2(, 9,7

С9Н20 7,3 С|бНз4 12,3

С10Н22 8,3 С24Н50 18,0

Получают комплексы добавлением соединения-«гостя» к насыщенному раствору мочевины, после чего комплекс выпадает в виде кристаллического осадка. Видимо, в процессе образования комплекса происходит самосборка кристаллической решетки мочевины вокруг молекул «гостя». Комплексы «гость-хозяин» существуют только в кристаллическом состоянии, при добавлении воды, в которой мочевина хорошо растворима, комплексы распа-. даются. Такая сравнительно простая методика получения комплексов позволяет использовать их для выделения соединений нормального строения из сложных смесей. Например, через клатрагный комплекс из гидролизата оливкового масла была выделена в виде метилового эфира олеиновая кислота 98% чистоты.

¦Вопросы и упражнения

1. Приведите систематические названия следующих кислот:

а) СН3СН,СН2СООН; т) CH3V^^COOH; д> ^^.СООН

б) (СН3)2СНСН2СООН; Kj KJ

в) НООС-(СН2)2-СООН; 2

2. Напишите структуры следующих кислот: 3-метилпентановой; метил-янтарной; 4-метоксибензойной; бензол-1,4-дикарбоновой.

3. Какие спирты нужно окислить, чтобы получить следующие кислоты: изовалериановую; бензойную; янтарную? Напишите схемы реакций.

293

4. Напишите схему реакции гидролиза этаиоиитрнла (ацетонитрила). Какая кислота при этом получается?

5. Качественно сравните кислотные свойства следующих пар кислот: пропановой и 2-хлорпропановоп; 2-хлорпропановой н 3-хлорпропановон; 4-метилбензойной н 4-хлорбеизойной.

6. Напишите схемы реакции образования ацетата кальция и бензоата натрия из соответствующих кислот н гидроксидов металлов.

7. Напишите схемы реакций получения этилбутаноата, используя различные ацнлирующне агенты.

8. Напишите схемы реакций щелочного н кислотного гидролиза метнл-бензоата.

9. Напишите схемы реакций получения бензамида н ацетанилида (N-фенплацегампда), используя различные ацнлирующне агенты.

10. Напишите схемы реакций гидролиза ацетамида н N.N-днэтнлацет-ампда. Какие катализаторы используются при гидролизе амидов?

11. Напишите схему реакции образования кислой и средней калиевых солен янтарной кислоты.

12. Напишите схемы реакций образования полного н неполного эфиров щавелевой кислоты.

13. Напишите схемы реакций, происходящих при нагревании этилмало-новой и метилянтарной кислот.

14. Напишите схему реакции гидролиза мочевины.

15. Напишите схему реакции образования бпурета и бпуретового комплекса с гидроксидом медн.

16. Напишите схему реакции ацилирования мочевины ацетилхлорпдом.

17. Напишите схему реакции сложноэфнрноп конденсации между этил-ацетатом и дпэтилоксалатом.

18. Вещество A (C^H^O,), способное существовать в виде цис-транс-то-меров, может вступать в реакции, протекающие по механизмам электрофильного присоединения и электрофильного замещения, а также в реакции нуклеофильного замещения. При взаимодействии с водным раствором гидроксида натрия при нагревании вещество А превращается в соединение Б (C^HjOjNa), в реакции с бромом в тетрахлормстапе — в вещество В (СиН|2Вг,0,), а

страница 47
< 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
где можно в москве сложить вещи на хранение
цена дома в снт по новой риге
вмятина убрать
Скамейки детские для школ, детских садов и дошкольных учреждений, производство детских скамеек

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)