II. Квантово-механическое представление в органической химии

Вид материала

Реферат

Содержание VII. Органические кислоты 2. Карбоновые кислоты Деструктивное окисление алканов и алкенов 1. Сложные эфиры

Подобный материал:

• Етодические особенности изучения органической химии место органической химии в школьном, 462.44kb.
• Программа элективного курса «Теоретические основы органической химии», 128.29kb.
• Элективный курс по химии для 10 класса естественнонаучного профиля «Механизмы реакций, 49.19kb.
• Тематическое планирование по органической химии для 10 класс, 550.27kb.
• Примерный перечень экзаменационных вопросов по органической химии, специальность 260303, 53.85kb.
• Элективный курс по химии для 10 класса профильного уровня. Тема: «Избранные вопросы, 93.44kb.
• Новые органические лиганды n 2 s 2 ­ -типа и их комплексные соединения с ni(II), Co(II),, 232.86kb.
• Утверждаю, 425.07kb.
• Утверждаю, 318.85kb.
• Методы органической химии, 158.45kb.

VII. Органические кислоты

.. ..

O : O :

R – C .. R – C ..

О : О :

¨ ¨

1. Примеры органических кислот

Муравьиная	О НС ОН
Уксусная	О Н3С – С ОН
Молочная	О Н3С – СН – С | ОН ОН
Щавелевая	О О С – С НО ОН
Янтарная	О О С – (СН2)2 – С НО ОН
Бензоль(й)ная	О С | ОН
Салициловая (2-гидрокси бензоль(й)ная)	СООН | ОН
Винная	НО – СН – СООН | НО – СН – СООН
Лимонная (2-гидрокси-1,2,3-пропантрикарбоновая кислота)	Н2С – СООН | НО – С – СООН | Н2С – СООН

2. Карбоновые кислоты


Наиболее характерные свойства карбоновых кислот связаны с превращением [СООН] группы в разнообразные функциональные производные COOHall. Все производные способны к реакции гидролиза с образованием кислот.


Получение карбоновых кислот

1. Муравьиная кислота;
   

Твердый NaOH спекают с СО.


↑p;T O

NaOH + CO HC

ONa

O O

2HC + H₂SO₄ → 2HC + Na₂SO₄

ONa OH

2. Уксусная кислота;
   

Из уксусного альдегида.

O O

5H₃C – C + 2KMn⁺⁷O₄ + 3H₂SO₄ → 5H₃C – C + 2Mn⁺²SO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

H OH


Mn⁺⁷O₄¯ + 5e + 8H⁺ → Mn²⁺ + 4H₂O 2

2C ¯ ¹ – 2e → 2Cº 5

3. Каталитическое окисление бутана (промышл.);
   

C₄H₁₀ + 3O₂ → 2H₂C – COOH + 2H₂O

4. Деструктивное окисление алканов и алкенов;
   

5CH₃ – CH = CH – CH₂ – CH₃ + 8KMnO₄ + 12H₂SO₄ → 5CH₃ – COOH + 5CH₃ – CH₂ – COOH +

+ 8MnSO₄ + 4K₂SO₄ + 12H₂O

5. Окисление первичных спиртов;
   

[O] O [O] O

R – CH₂OH R – C R – C

H OH


Обычно в роли окислителя участвует KMnO_4.

6. Окисление алкинбензолов (получение ароматических кислот);
   

KMnO₄ или K₂Cr₂O₇

Ar – R Ar – COOH

7. Гидролиз тригалогенидов;
   

СH₃ CH₂Cl CHCl₂ CCl₃ COOH


гидролиз
| Cl₂ | Cl₂ | Cl₂ | HOH; tº |

8. Карбоксилирование реактива Гриньяра;
   

ионы H⁺

CO₂


R
т.е. кислая среда
Hall + Mg → RMgHall R(COO)MgHall R – COOH +

9. Гидролиз нитрилов ( N)
   

↑T


R – С N + НОН R – COOH + NH₃↑


Реакция идет в присутствии либо кислот, либо щелочи.

Пример нитрила: H – C N (синильная кислота).




Химические свойства

1. Образование солей;
   

R – COOH + NaOH → R – COONa + H₂O

2. Превращение в функциональные производные;
   

O^δ¯ O

R – C + NaOH → R – C

O H⁺ ONa


SOCl
O

O R – C + SO₂ + HCl

R
PCl₃
– C Cl

OH H₃PO₄


PCl₅


POCl₃ + HCl

3. Превращение кислоты в ангидриды;
   

P₂O₅; tº
O O

H₃C – C H₃C – C

OH O

H₃C – C

O

4. Превращение в сложные эфиры;
   

tº
O O

R¹ – C + R²OH R¹ – C + H₂O

OH OR²

5. Превращение кислот в амиды;
   

O
tº
O O

R – C + NH₃ → R – C R – C + H₂O

OH ONH₄ NH₂

(амид)

6. Превращение в нитрилы;
   

P₂O₅; tº
O

R – C R – C N + H₂O

NH₂ (нитрил)

7. Восстановление в спирты;
   

HOH

4R – COOH + 3Li⁺¹Al⁺³H₄¯ → 4H₂ + 2LiAlO₂ + (R – CH₂O)₄LiAl R – CH₂OH

8. α – галогенирование;
   

Cl


Cl₂
α O O | O

H₃C – CH – CH₂ – C + Cl₂ H₃C – CH – CH – C H₃C – CH – CH – C

| OH | | OH | | OH

CH₃ CH₃ Cl CH₃ Cl



До полного замещения водорода в α-глеродном атоме

9. Декарбоксилирование натриевых солей;
   

R – COONa + NaOH → RH + CO₂ + NaOH

Na₂CO₃ (сода)

10. В ароматических кислотах.
    

За счет электронного перекрывания в кольце, группа СООН ориентирует реакции электрофильного присоединения в метаположение.


COOН COOH


HCO₃ или H₂SO₄
|

NO₂


Пример.


COONa

| + NaOH → Na₂CO₃ + C₆H₆




Особые свойства муравьиной кислоты

1. Разлагается концентрированной серной кислотой;
   

H₂SO₄ (k)
O

HC CO + H₂O

OH

2. Реакция серебряного зеркала;
   

NH₃ (p-p); tº
O

HC + Ag₂O 2Ag↓ + H₂O + CO₂

OH

3. Окисление хромом.
   

HCOOH + Cl₂ → CO₂ + 2HCl


Взаимосвязь карбоновых кислот с другими соединениями





VIII. Сложные эфиры


1. Сложные эфиры


Сложные эфиры – это продукты взаимодействия кислот со спиртами и фенолами.


О

R¹ – C

O – R²


Пример.


2 О

СН₃ – С 1 Этиловый эфир уксусной кислоты

О – С₂Н₅ (этилацетат)


Примеры

1. Этилацетат;
   

Этилацетат используют в парфюмерии из-за приятного фруктового запаха.

2. Амилацетат;
   

О

СН₃ – С Амилацетат обладает запахом бананов.

О – (СН₂)₄ – СН₃

3. Метилбутерат;
   

О

С₃Н₇ – С Метилбутерат имеет запах ананасов.

О – СН₃

4. Амилбутерат.
   

О

С₃Н₇ – С Амилбутерат имеет запах абрикосов.

О – (СН₂)₄ – СН₃


Гидролиз сложных эфиров


Гидролиз идет до кислоты и спирта и катализируется Н⁺.


Н⁺
О

СН₃ – С + НОН С₂Н₅ОН + СН₃СООН


NaOH
ОС₂Н₅


СН₃СООNa


В присутствии щелочи кислота превращается в соль, которая выводится, что обуславливает протекание реакции до конца.


Химические реакции сложных эфиров

1. Гидролиз;
   

Смотри выше.

2. Превращение в амиды при взаимодействии с аммиаком;
   

О O

СН₃ – С + NH₃ → СН₃ – С + С₂Н₅OH

ОС₂Н₅ NH₂

3. Восстановление;
   

0. 3.1. Каталитическое гидрирование;
   
1. 
   

При каталитическом гидрировании сложные эфира переходят в смесь первичных спиртов.



kat; tº; p
О

R₁ – С + 2Н₂ R₁ – CH₂ОН + R₂ОН

ОR₂

0. 3.2. Химическое восстановлении.
   

LiAlH₄
О

R₁ – С R₁ – CH₂ОН + R₂ОН

ОR₂