Синтез нитрата 1-окси-3-адамантанкарбоновой кислоты

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-технологический факультет

Кафедра органической химии

Синтез нитрата 1-окси-3-адамантанкарбоновой кислоты

Курсовая работа

Выполнила студентка

ХХХХХХ

ХХХХХХ

ХХХХХХ

___________________________

(подпись)

Научный руководитель

Д.х.н., профессор

ХХХХХ

___________________________

(подпись)

Работа защищена

«___»________________2007г.

Оценка____________________

Зав. кафедрой

Д. х.н., профессор

ХХХХХ

___________________________

(подпись)

САМАРА 2007

СОДЕРЖАНИЕ

	Содержание	2
1.	Введение	3
2.	Обзор литературы	4
	2.1. Способы получения алифатических кислот	4
	2.2. Адамантан	9
3.	Обсуждение результатов	15
4.	Экспериментальная часть	16
	4.1. Реагенты и оборудование	16
	4.2. Методика эксперимента	16
5.	Выводы	17
6.	Библиография	18

.ВВЕДЕНИЕ

 

Целью данной курсовой работы является синтезирование нитрата 1-окси-3-адамантановой кислоты и изучение её свойств.

Как и для большинства карбоцепных и гетероцепных полимеров, исходными веществами для синтеза полиэдрановых полимеров являются соединения, содержащие в молекулах, наряду с ядром полиэдрана, не менее двух функциональных групп, таких как гидроксильная, карбоксильная, амино- и изоцианатная, а также атомы галогенов и радикалы, содержащие кратные связи. Основой для синтеза адамантансодержащих полимеров является адамантан и функциональные производные адамантана, а также родственные соединения.

Молекула адамантана построена из четырех конденсированных циклогексановых колец в конформации кресла. Углеродный скелет молекулы адамантана повторяет структурную элементарную единицу кристаллической решетки алмаза. Встречается несколько изображений молекулы адамантана, из которых первое лучше всего отображает ее геометрию (Рис.1.1).

Рис 1.1 Изображение молекулы адамантана.

Все углы С—С—С-связей в молекуле адамантана тетраэдрические и равны 109,5°, а длины С—С-связей равны длинам связей в алмазе – 1,534±0,03. Считалось, что в силу симметричности молекула адамантана свободна от напряжений. Работы последних лет показали, что в адамантане возникает определенное напряжение (27,2 кДж/моль), связанное с жесткой структурой углеродного скелета молекулы, которая не позволяет каких-либо колебаний углов углерод-углеродных связей, особенно при наличии разнородных заместителей у углеродных атомов.

Структурные особенности адамантана определяют его необычные физические и химические свойства. Адамантан имеет самую высокую для углеводородов температуру плавления, равную 269°С, и плотность, равную 1,07 г/см³. Он термически устойчив в отсутствии кислорода при нагревании до 660°С. При давлении 20 килобар и температуре 480°С и выше он постепенно графитизируется. Адамантан исключительно стоек к агрессивным химическим средам и не взаимодействует с перманганатом калия, хромовой и концентрированной азотной кислотой даже при повышенной температуре.

2.Обзор литературы

 

2.1Способы получения алифатических кислот Одноосновные предельные карбоновые кислоты. Способы получения.

Известен ряд общих способов получения кислот.

1. Окисление первичных спиртов

2. Окисление альдегидов.

3. Синтез через металлоорганические соединения, например:

O      O

║  HCl  ║

CH₃ + CO₂ → CH₃ -C-OLi → CH₃-C-OH + LiCl

4. Гидролиз (омыление) нитрилов (R-CN), в свою очередь получаемых взаимодействием галогеналкилов с цианидом калия:

R-Cl + KCN → R- C ≡ N + KCl

R-C ≡ N + 2H₂O → R-COOH + NH₃ (или R-COONH₄)

Реакцию проводят, нагревая нитрилы с водными растворами минеральных кислот или щелочей. При этом в кислой среде азот выделяется в виде аммонийной соли, а щелочной – в виде аммонийного основания, кислота же получается в виде соли:

 → R-COOH

R-C ≡ N + 2H2O –│_KOH

→ R-COOK + NH₄OH

В промышленности кислоты получают следующими способами:

1. Окисление парафиновых углеводородов воздухом или техническим кислородом при высокой температуре в присутствии или отсутствие катализаторов. Низшие углеводороды (с числом атомов углерода до 8) окисляются главным образом в паровой фазе, при повышенном давлении, а высшие углеводороды (парафины С₁₆Н₃₄-С₃₀Н₆₂, для получения ислот С₁₀Н₂₀О₂-С₂₀Н₄₀О₂) – преимущественно в жидкой фазе. Окисление проводят при температуре около 500ºС и атмосферном давлении или при 400ºС под давлением 12-20 МПа (130-200 атм). Служат металлы, их соли и оксиды. При получении высших жирных кислот в присутствии каализаторов температуру снижают до 130-150ºС. При окислении углеводородов обычно образуется смесь кислот с различным количеством углеродных атомов.

2. Оксосинтез применяют в двух вариантах:

а) с его помощью получают альдегиды и окисляют их в соответствующие кислоты;

б) взаимодействием олефинов с оксидом углерода (2) и водяным паром в присутствии катализаторов (тетракарбанил никеля, Н₃РО₄ и др.) при температуре 300 - 400ºС и давлении 2-5 * 10⁷ Па (200-500 атм) получают смесь кислот нормального и изостроения, например:

┌────────→ СН₃-СН₂-СН₂-СООН

СН₃-СН=СН₂ + СО + Н₂О -│

 └────────→ СН3-СН-СООН

│

СН₃

Ароматические галогенпроизводные. Способы получения