Навигация
Функциональные производные карбоновых кислот
13546
знаков
2
таблицы
5
изображений
Функциональные производные карбоновых кислот. Двухосновные карбоновые кислоты. a,b-Ненасыщенные кислоты
Производные карбоновых кислот
1. Галогенангидриды.
При действии галогенидов фосфора или хлористого тионила происходит образование галогенагидридов:
CH3COOH + PCl5 ® CH3COCl + POCl3 + HCl
Галоген в галогенангидридах обладает большой реакционной способностью. Сильный индукционный эффект определяет легкость замещения галогена другими нуклеофилами: -OH, -OR, -NH2, -N3, -CN и др.:
CH3COCl + CH3COOAg ® (CH3CO)2O уксусный ангидрид + AgCl
1. Ангидриды.
Ангидриды образуются при взаимодействии солей кислот с их галогенангидридами:
CH3COONa + CH3COCl ® NaCl + (CH3CO)2O
Ангидриды кислот обладают большой химической активностью и являются, как и галогенангидриды, хорошими ацилирующими агентами.
2. Амиды.
Амиды получают через галогенангидриды
CH3COCl +2 NH3 ® CH3CONH2 ацетамид + NH4Cl
или из аммонийных солей кислот, при сухой перегонке которых отщепляется вода и образуется амид кислоты. Также амиды кислот образуются как побочный продукт при гидролизе нитрилов. Процессы амидирования имеют важное значение в промышленности для производства ряда ценных соединений (N,N-диметилформамид, диметилацетамид, этаноламиды высших кислот).
4. Нитрилы. Важнейшими представителями нитрилов являются ацетонитрил CH3CN (применяется как полярный растворитель) и акрилонитрил CH2=CHCN (мономер для получения синтетического волокна нейрона и для производства дивинилнитрильного синтетического каучука, обладающего масло- и бензостойкостью). Основным способом получения нитрилов является дегидратация амидов на кислотных катализаторах:
CH3CONH2 ® CH3C-CN + H2O
5. Сложные эфиры. Сложные эфиры карбоновых кислот имеют важное практическое значение в качестве растворителей, гидравлических жидкостей, смазочных масел, пластификаторов и мономеров. Их получают этерификацией спиртов кислотами, ангидридами и галогенангидридами или взаимодействием кислот и алкенов:
CH3-CH=CH2 + CH3COOH ® CH3COOCH(CH3)2
Многие эфиры используются в качестве душистых веществ:
| CH3COOCH2CH3 | грушевая эссенция |
| CH3CH2CH2COOCH2CH2CH2CH2CH3 | ананасовая эссенция |
| HCOOCH2CH3 | ромовая эссенция |
Двухосновные насыщенные кислоты
Двухосновные предельные (насыщенные) кислоты имеют общую формулу CnH2n(COOH)2. Из них важнейшими являются:
НООС-СООН - щавелевая, этандикарбоновая кислота;
НООС-СН2-СООН - малоновая, пропандикарбоновая кислота;
НООС-СН2-СН2-СООН - янтарная, бутандикарбоновая кислота;
НООС-СН2-СН2-СН2-СООН - глутаровая, пентандикарбоновая кислота.
Способы получения
Общие методы получения двухосновных кислот аналогичны способам получения одноосновных кислот (окисление гликолей, гидролиз динитрилов, синтез Кольбе - см. Лекцию№27).
1. Окисление оксикислот:
OH-CH2CH2COOH ® HOCCH2COOH ® HOOC-CH2-COOH
2. Окисление циклоалканов.
Это промышленный способ получения адипиновой кислоты HOOC-CH2CH2CH2CH2-COOH из циклогексана.
Побочно образуются также янтарная и щавелевая кислоты. Адипиновая кислота применяется для синтеза волокна найлон 6,6 и пластификаторов.
Химические свойства
Двухосновные кислоты более сильные, чем одноосновные. Это объясняется взаимным влиянием карбоксильных групп, облегчающих диссоциацию:
В целом реакции дикарбоновых кислот и их монокарбоновых аналогов почти не различаются между собой. Механизм реакций образования диамидов, диэфиров и др. из карбоновых кислот тот же, что и для монокарбоновых кислот. Исключение составляют дикарбоновые кислоты, содержащие меньше четырех атомов углерода между карбоксильными группами. Такие кислоты, две карбоксильные группы которых способны реагировать с одной функциональной группой или друг с другом, обнаруживают необычное поведение в реакциях, протекающих с образованием пяти- или шестичленных замкнутых активированных комплексов или продуктов.
Примером необычного поведения карбоновых кислот могут служить реакции, протекающие при нагревании.
1. Декарбоксилирование.
При 150 оС щавелевая кислота разлагается на муравьиную кислоту и СО2:
HOOC-COOH ® HCOOH + CO2
2. Циклодегидратация.
При нагревании g-дикарбоновых кислот, у которых карбоксильные группы разделены атомами углерода, происходит циклодегидратация, в результате чего образуются циклические ангидриды:
Похожие работы
... группа в карбоксиле кислот может быть замещена различными атомами или группами (Х); образующиеся при этом вещества обычно называют функциональными производными карбоновых кислот; строение их может быть представлено общей формулой R—C—X II O Мы кратко рассмотрим образование и свойства таких производных кислот, или галогенангидриды, ангидриды, ...
... , приводящих к адипиновой кислоте. 3. Ангидриды карбоновых кислот Ангидриды карбоновых кислот представляют собой продукты отщепления молекулы воды от двух молекул кислоты. 3.1. Способы получения ангидридов карбоновых кислот Ангидриды карбоновых кислот, как мы только что видели (3.1), могут быть получены из хлорангидридов и солей карбоновых кислот. Кроме того они могут быть получены из ...
... вещество с запахом пота, т.пл. 31 С, т. кип. 233 С. Получают ее каталитическим гидрированием бензойной кислоты. [8] 3. ПРИМЕРЫ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ И ИХ РЕШЕНИЕ Проблемные ситуации при изучении предельных одноосновные кислоты можно рассмотреть через систему уроков по теме: «Карбоновые кислоты». УРОК 1. Карбоновые кислоты, их классификация. Краткое содержание. Строение карбоксильной группы. ...
... частью содержится в цитоплазме клеток. Содержание РНК, как правило, в 5-10 раз больше, чем ДНК. Соотношение РНК/ДНК в клетках тем выше, чем интенсивнее в них синтез белка. Нуклеиновые кислоты обладают сильно выраженными кислотными свойствами и при физиологических значениях рН несут высокий отрицательный заряд. В связи с этим в клетках организмов они легко взаимодействуют с различными катионами и ...
0 комментариев