химический каталог




Органическая химия

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

ота.

4. Данте определение рацемата п объясните отсутствие у пего оптической активности.

5. Постройте проекционные формулы Фишера энантиомеров 2-ами-попропаповоп, 2-амппо-З-гпдроксппропаповой п 2-хлорпропаповой кислот. Отнесите пх к D- п L-стереохпмпчсскпм рядам.

6. ДаГтте определение дпастерсомеров. Постройте проекционные формулы Фишера 2-амипо-З-метнлпептаповоп кислоты, выбериie среди них пары дпастерсомеров.

7. К какому стереохнмпческому ряду принадлежат соединения (1)— (VIII), проекционные формулы которых приведены ниже? Обозначьте центры хпралыюеш этих структур по Л.З-снстсме.

СН3

-ОН

СООН (О

ОН

"сн2сн3

сн=о

(Я)

соон

сн3

NH2

ОН)

он

с2н5-|—н соон

(IV)

н-но-

СН3

-он -н

соон

(VI)

СН3

H,N-

-С5Н5 -соон

н

(VII)

соон

но-

-он

соон

(VIII)

8. Обозначьте по Л.Л'-спстсме конфигурацию соединений (I)—(VI), представленных в виде стсрео.химнческих формул.

HO»w>

сн2соон н

H2N..........[.............СООН

сн3

(О «о

с;н2

/ 1

соон

сн.

н с

hi

сн3 н

(«О

соон

""NH2

314

снCl но НООС

>/СН=СН—СНз \ L

NcHa—сн=сн2 н^7 \

' СНз ОН н

СООН

#он

(IV)

(v)

9. Обозначьте по Я.З-систсмс конфигурацию соединений (I)—(III), изображенных в виде проекционных формул Ньюмена.

ОН

1ч, у

СНЕ

Н

XCl3 HQ

СН3

(1)

сн3^Ц^сн=о h^jXci сн3 снч

носн2

чн н

(III)

СН2ОН

Г л а в а 10 ГИДРОКСИКИСЛОТЫ

• Гидроксикислоты содержат в молекуле одновременно карбоксильную и гидроксильную группы.

В зависимости от природы углеводородного радикала гидроксикислоты могут быть алифатическими и ароматически-м и (фенолокислоты).

10.1. АЛИФАТИЧЕСКИЕ ГИДРОКСИКИСЛОТЫ

10.1.1. НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ

В названиях алифатических гидроксикислот"по заместительной номенклатуре гидроксильная группа отражается префиксом гидрок-си- с указанием цифрой ее положения в главной углеродной цепи, карбоксильная группа — суффиксом -овая кислота, так как она является старшей характеристической группой. При наличии двух и более одноименных функциональных групп соответственно перед префиксом или суффиксом ставятся умножительные приставки ди-, ¦три- и т. д. Для природных гидроксикислот используются прочно укоренившиеся тривиальные названия, например, молочная, винная, лимонная кислота.

315

р

СНз—CH—СООН 2-Гидронсипропановая (молочная) нислота

ОН

Р о

СН2—СН2— СООН З-Гидронсипропановая кислота

ОН

У Р а

СНг-СНг-СН2—СООН 4-Гидроксибутановая нислота ОН

Структурная изомерия алифатических гидроксикарбоновых кислот обусловлена взаимным расположением карбоксильной и гидроксильной групп. По этому признаку различают а-, р-, у-гидроксикислоты и т. д.

Задание 10.1. Назовите по заместительной номенклатуре глицериновую СН2(ОН)СН(ОН)СООН п яблочную НООССН(ОН)СН,СООН кислоты.

10.1.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

Гидроксикислоты получают, как правило, из таких исходных соединений, которые уже содержат одну из двух функциональных групп — либо карбоксильную, либо гидроксильную. При этом используются обшие методы введения спиртовой гидроксильной или карбоксильной групп.

Получение из галогенозамещенных карбоновых кислот. Исходные соединения уже имеют в молекуле карбоксильную группу. Гидроксильная группа вводится с помощью реакции щелочного гидролиза, протекающей по механизму нуклеофильного замещения (см. 4.4.2). Гидролиз протекает легко, так как уходящими группами являются устойчивые галогенид-ионы, например бромид-ион.

СН3-СН2-СН-СООН + NaOH —*- СН3-СН2-СН —СООН <¦ NaFV 2-Бромбутановая нислота 2-Гидроксибутановая кислота

Этот способ особенно удобен для получения а-гидрокепкпелот в связи с тем. что исходные а-галогенозамещенные кислоты легко получаются из карбоновых кислот (см. 8.I.4.4).

316 )

Задание 10.2. Какую галогепозамещеппую кислоту следует взять для получения гпдрокспбугандновоП (яблочной) кислоты? Напишите схему реакции.

Получение из а-гидроксинитрилов. Исходные соединения, образующиеся в результате нуклеофильного присоединения цианидов натрия или калия к альдегидам или кетонам (см. 7.4.1), содержат при одном и том же атоме углерода гидроксильную и нитрильную группы. Нитрильная группа в результате гидролиза в кислой среде превращается в карбоксильную (см. 8.1.2). Этим способом получают только а-гидроксикислоты.

СН3—CH-C^N 3 I ОН

2-Гидронсипро-панонитрил

2Н20

НС1

О

он

CHg СН С-

он

2-Гидронсипропановая (молочная) нислота

NH4Cl

Задание 10.3. Какой альдегид следует взять для получения 2-гидрок-си-3-метплбутановоп кислоты через гндроксннитрил'.' Напишите схемы реакций.

10.1.3. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Алифатические гидроксикарбоновые кислоты проявляют свойства, характерные как для карбоновых кислот, так и для спиртов. Кроме того, у них появляется ряд специфических свойств.

10.1.3.1. Реакции карбоксильной группы

При взаимодействии со щелочами гидроксикарбоновые кислоты образуют соли.

СН3-СН-СН,-СОО Н + NaOH —* СН3-СН-СН2-СОО Na+ Н20 l I ОН ОН

З-Гидронсибутановая З-Гидронсибутаноат кислота натрия

Задание 10.4. Напишите схему реакции образования лактата кальция чз молочной кислоты и гидроксида кальция.

317

При взаимодействии со спиртами в кислой среде гидроксикислоты образуют сложные эфиры (реакция этерификации).

CH3-CH-cf° + сн3он ¦ H*s°4* сн3-сн-с^0 + н2о

1 "он ЧОСНч он он 3

Молочная кислота Метиллантат

Задание 10.5. Напишите схему реакции щелочного гидролиза полно-iO метилового эфира яблочной (гидроксибутандиовой) кислоты.

При взаимодействии с галогенидами фосфора гидроксикарбоно-вые кислоты превращаются в галоген ангидриды. При этом спиртовая гидроксильная группа также замещается на галоген.

HO-CH2-CH2-C^° + 2РС15 Cl-CH2-CH2-C^°+ 2POCl3+ 2НС1

ОН OL

З-Гидронсипропановая Хлорангидрид кислота 3-хлорпропановой

нислоты

10.1.3.2. Реакции гидроксильной группы

При ацилировании гидроксикарбоновых кислот галогенангидри-дами получаются сложные эфиры. Для ацилирования можно использовать и ангидриды кислот.

НО-СН2-СООН + СН3-С' —сн3-С-О-СН2-СООН + HCI

Гидрокоиуксусная Ацетилхлорид О-Ацетилглинолевая кислота

(глинолевая) кислота

Задание 10.6. Напишите схему реакции получения О-ацетилгликолевон кислоты из гликолевой с использованием уксусного ангидрида в качестве ацилирующего агента.

--ft-

При взаимодействии с галогеноводородами (НС1, НВг) происходит нуклеофильное замещение спиртовой гидроксильной группы на галоген (см. 5.2.4.2) и получаются галогенозамещенные кислоты. Так как карбоксильная группа в этих условиях не реагирует с галогеноводородами, то галогенангидрид в этой реакции не образуется.

318

СНз-СН-СООН + НВг -~ сн3-СН-СООН - H2°

ОН Вг

2-Бромлропановаи нислота

При окислении гидроксикислот получаюioi оксокарбоно-в ы е кислоты (альдегидо- и кетонокислоты).

н хон ох хон

Глинолевая нислота Глионсиловая нислота

Задание 10.7. Окисление молочной кислоты в пировиноградиую (2-ок-сопропановую) кислоту происходит в живых организмах как одни из этапов биологического растепления углеводов. Напишите схему реакции окисления молочной кисло пт.

10.1.3.3. Специфические свойства

Наряду с тем, что каждая из функциональных групп гидроксикар-боновых кислот проявляет присущие ей химические свойства, у этих соединений появляются специфические свойства, обусловленные одновременным присутствием в молекуле двух разных функциональных групп. Химическое поведение гидроксикислот сильно зависит от взаимного расположения функциональных групп. Поэтому а-, [3- и у-гидроксикислоты, различающиеся степенью удаления гидроксильной группы от карбоксильной, при нагревании подвергаются разным превращениям.

а-Гидроксикислоты при нагревании вступают в реакцию этерификации, происходящую между двумя молекулами, т. е. м еж м о л е-кулярно. При этом спиртовая гидроксильная группа одной молекулы реагирует с карбоксильной группой другой молекулы и наоборот. Образующиеся сложные эфиры имеют циклическое строение и содержат в молекуле две сложноэфирные группы. Такие соединения называются лактидами. Образование лактидов характерно только для а-гидроксикислот, так как лишь в этом случае возникает устойчивый шестичленный цикл. Лактиды способны гндролизо-ваться с образованием исходных кислот.

О О

II II _

^С-ОН Н-Оч /С_°\ Сложно-

СНз-СН + СН-СНз -тт^5 СНз-СН СН-СНз эфирные

_ группы

Молочная кислота Лантид

319

Задание 10.8. Напишите схему реакции щелочного гидролиза лактида.

В-Гидроксикислоты при нагревании вступают в реакцию дегидратации с образованием а,р-ненасыщенных карбоновых кислот. Склонность р-гидроксикислот к элиминированию молекулы воды обусловлена подвижностью водорода у а-атома углерода (СН-кис-лотный центр), связанного с двумя электроноакцепторными группировками.

СН-Нислотный центр

СНз*СН2-СН—cf —ггтг^ сн3-сн=сн-соон

i t ЧОН _Н2° ОН н

З-Гидроксибутановая нислота Бутен-2-овая нислота

Задание 10.9. Какую гидроксикислоту следует подвергнуть дегидратации, чтобы получить акриловую (пропеновую) кислоту?

¦у- и 5-Гидроксикислоты уже при комнатной температуре легко вступают в реакцию этерификации. При этом сложный эфир образуется за счет взаимодействия между гидроксильной и карбоксильной группами одной и той же молекулы, т. е. внутримолекулярно. Образующийся сложный эфир содержит в отличие от лактидов одну сложноэфирную группу, но также имеет циклическое строение. Такие соединения называются лактонами. Лактоны легко образуются из у- и 8-гидроксикислот в связи с тем, что именно у этих соединений функциональные группы расположены так, что при их взаимодействии замыкаются устойчивые пяти- и шестичленные циклы. Лактоны, как и лактиды, способны гидролизоваться с образованием исходных гидроксикислот.

Р СН2

8+ G> СН2—С^

ОН

СН2—о

у-Гидронсимасля-ная нислота

-НэО

СН2

О 4

СНг

\-Бутиролантон

Сложноэфирная группа

320

\

Задание 10.10. Выберите нз перечисленных гидроксикислот — З-гидрок-сипептановая, 4-гидроксипеп'1ановая и З-метил-2-гндрокснпентановая — соединения, способные о

страница 51
< 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
обувь для пляжа и бассейна в новосибирске
антибактериальная обработка испарителя кондиционера
курса дизайна свадебного
тур менеджер обучение

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
(03.12.2016)