Органика часть 2
.pdf
|
|
|
+ |
4 |
+ 2 |
|
R |
|
CH2 |
OH + LiOH+ Al(OH)3) |
||||||||
( R |
|
COOH |
|
LiAlH |
H O |
|
||||||||||||
Похідні кислоти відновлюються значно легше. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
кат-р |
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ HCl |
||
|
|
|
|
|
R |
|
C |
+ H2 |
|
|
R |
|
C |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
(реакція Розенмунда) |
H |
|||||||||
в) Реакції з участю вуглеводневих радикалів |
|
|||||||||||||||||
|
|
Аліфатичний ряд: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
СН3 |
COOH + Cl2 |
h |
Cl |
|
CH2 |
COOH |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
чіткої орієнтації немає
В присутності Н+ (електрофільне заміщення в основному у -положення). Радикальне заміщення йде досить безпорядково.
Ароматичні кислоти:
COOH |
COOH |
+ HNO3! |
+ H2O |
|
NO2 |
COOH - потужний замісник ІІ роду
Окрім вище розглянутих реакцій, для кислот, характерні числені інші реакції, зв'язані з перетворенням карбоксильної групи.
Важливе значення в органічному синтезі мають функціональні похідні карбонових кислот: аміди, ангідриди, галогенангідриди, нітрили, естери.
Схеми реакцій утворення функціональних похідних:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
0 |
|
|
|
O |
P2O5 R C N |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t C |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH3 |
|
|
|
R |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
R |
|
C |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ONH4 |
|
|
H2O |
|
NH2 |
t0 C |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нітрил |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
амід |
|
|||||||
R |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
амонійна сіль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
OH |
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
R |
|
C |
OH |
|
|
|
R |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
+ |
H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
t0 C P2O5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ангідрид O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
PCl5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
C |
|
|
+ P(O)Cl3 + |
HCl |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
галогенангідрид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5OH; |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
R |
|
|
C |
|
|
+ |
H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OC2H5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
складний ефір (естер)
Галогенгідриди – дуже реакційно здібні сполуки. Це прекрасні ацилюючі агенти (дати визначення реакцій ацилювання)
O
Залишок кислоти без групи ─ОН (R C
) називається ацилом. Реакцію введення цієї групи в молекули інших сполук називають ацилюванням. Розрізняють С-, О- і N-ацилювання:
1) Ацилювання за зв’язком С-Н (С- ацилювання):
|
O |
|
|
O |
|
|
AlCl3 |
C |
|
+ HCl |
|
R C |
|
R |
|||
Cl |
+ |
|
|
||
|
|
|
|
|
2) |
|
Ацилювання за зв’язком О-Н (О- ацилювання): |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
+ HCl |
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
+ C2H5OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
C |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OC2H5 |
||
|
3) Ацилювання за зв’язком N-Н (N- ацилювання): |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
C |
O |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl + |
2 NH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
NH4Cl |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ HOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
- HCl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- NH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Амід кислоти |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
NH |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
- HCl O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ангідрид |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
+ NaO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
R C |
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
C |
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
C |
|
|
R |
|
|
|
|
кислоти |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ NaOR' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Складний ефір |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
- NaCl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OR |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
R |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
+ Na |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
C |
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R' |
Пероксид ацилу |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
C |
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
O |
|
|
C |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Ці реакції являють собою нуклеофільне заміщення галогену і можуть протікати за слідуючим механізмом (найчастіше):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
O |
|
|
Cl :NH3 |
|
|
O |
|
|
|
O |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
C |
|
|
R |
|
C |
|
|
Cl |
-HCl |
R |
|
C |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
N+ |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
H |
|
|
NH2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2 |
|
|
|
|
|
||||
Як зображенно на схемі реакція проходить за механізмом приєднання відщеплення – механізм А-Е.
Чим вищім є позитивних заряд на вуглецевому атомі карбоксилу, тим активнішим є галогенагідрид.
Ряд ацилюючих агентів:
|
|
O |
|
O |
O |
|
|
|
O |
|
|
O |
||||||
R |
|
C > |
|
|
|
|
|
|
|
|
> R |
|
C |
> R |
|
C |
||
|
R |
C |
C |
R |
||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
Cl |
|
|
|
O |
|
|
OH |
|
|
O |
|
R' |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Деякі властивості похідних кислот Аміди на відміну від амінів не мають основних властивостей. Більш того водень
біля атому азоту є навіть в певній мірі "кислим". При дегідратації дають нітрили:
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
C |
|
t0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
R C |
|
N |
+ H2O |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
NH |
|
P2O5 |
|
нітрил |
|
|||
|
|
2 |
|
кислоти |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аміди можуть бути отримані через кислоти:
|
|
O |
|
|
O |
|
|
|
|
O |
||||||
R |
|
C + NH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
t0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
R |
|
C |
|
O NH |
-H O |
R |
|
C |
|||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
OH |
амонієва сіль |
4 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
2 |
|
|
NH2 |
||||||||||
|
|
|
карбонової кислоти |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Ангідриди кислот – можуть бути отримані дегідратацією кислот:
|
|
O |
Al2O3 |
|
O |
|
|
|
O |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 H3C |
|
C |
CH3 |
C |
|
O |
|
C |
|
CH3 |
|||||
|
t0 -H O |
|
|
|
|||||||||||
|
|
OH |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Це рідини які не розчиняються у воді. Є добрими ацилюючими агентами.
|
|
|
+ ROH |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|||
|
|
|
H3C |
|
|
C |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
|
C |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
R |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
||
H3C |
|
C |
+ NH3 |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
C |
|
|
|
|
||||
|
|
O |
H |
C |
|
C |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
||
H3C |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|||
|
|
|
+ C2H5SH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
H3C |
|
|
|
C |
|
|
|
|
+ |
H |
C |
|
C |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
CH2 |
CH3 |
|
|
|
|
|
|
OH |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Необротна реакція
НЕНАСИЧЕНІ КИСЛОТИ
Найпростіші ненасичені одноосновні кислоти:
CH2 |
|
|
CH |
|
|
COOH |
CH3 |
|
CH |
|
|
CH |
|
COOH |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
акрилова кислота |
|
|
кротонова кислота |
||||||||||||||||||
(пропенова) |
|
|
|
|
(2-бутенова) |
||||||||||||||||
CH2 |
|
|
C |
|
|
|
COOH |
CH2 |
|
|
CH |
|
CH2 |
|
|
COOH |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
вінілоцтова кислота
CH3 (3-бутенова) метакрилова кислота
(2-метилпропенова)
Ненасичені кислоти можуть існувати у вигляді двох геометричних ізомерів – цис-транс:
CH3 |
|
|
C |
|
|
H |
CH3 |
|
|
C |
|
|
H |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
C |
|
COOH |
HOOC |
|
|
|
C |
|
|
H |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
транс-ізомер (кротонова кислота) |
цис-ізомер (ізокротонова кислота) |
|||||||||||||||||||
(tпл. = 720С, tкип. = 1890С) |
(tпл. = 15,50С, tкип. = 1720С) |
|||||||||||||||||||
Найчастіше одноосновні кислоти |
мають вищі кислотні |
властивості, ніж |
||||||||||||||||||
відповідні насичені. Пояснюється це взаємним впливом (спряженням) карбоксильної групи та подвійного зв’язку. Вплив подвійного зв’язку на кислотність зменшується по мірі віддалення подвійного зв’язку від карбоксильної групи. Тому вінілоцтова кислота сильніша за аллілоцтову.
CH2 |
|
CH |
|
CH2 |
|
COOH |
CH2 |
|
CH |
|
CH2 |
|
CH2 |
|
COOH |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
||||||||||||||
|
Ка = 4,6·10 -5 |
|
|
|
Ка = 2,1·10 -5 |
||||||||||
Характерною особливістю ненасичених кислот та їх ефектів є полімеризація з утворенням полімерів (органічного скла) з цінними технологічними властивостями. Такі полімери мають ланцюгову структуру:
n CH2 |
|
C |
|
COOCH3 |
. . . |
|
CH2 |
|
|
COOCH3 |
|
|
|
COOCH3 |
|
|
|
|
COOCH3 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. . . |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
CH2 |
|
C |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
CH3 |
|
n |
|
CH3 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
метиловий ефір метакрилової кислоти (метилметакрилат)
Важливе похідне акрилової кислоти її нітрил (акрилонітрил), який застосовується в реакціях полімеризації та співполімеризації при синтезі, наприклад, бутадієн-нітрильного каучуку.
Ненасичені двохосновні кислоти – малеїнові та фумарова теж існують як два структурні ізомери:
HOOC |
|
|
C |
|
H |
HOOC |
|
|
C |
|
|
H |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
C |
|
COOH |
HOOC |
|
|
|
C |
|
H |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
транс-ізомер (фумарова кислота) |
цис-ізомер (малеїнова кислота) |
||||||||||||||||||
(tпл. = 2880С) |
|
(tпл. = 1300С) |
|||||||||||||||||
Обидві кислоти дають характерні реакції на подвійний зв’язок (знбарвлюють бромну воду, перманганат калію), а також реакції за карбоксильної групою (моно - або - дипохідні).
Особливість малеїнової кислоти – утворення циклічного ангідриду:
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
HC |
|
|
C |
OH |
t |
C |
HC |
|
|
C |
O + H2O |
||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HC |
|
|
C |
|
|
HC |
|
|
C |
O |
|||||
|
|
O |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
малеїнова кислота |
|
|
|
|
малеїновий ангідрид |
||||||||||
ДВОХОСНОВНІ КАРБОНОВІ КИСЛОТИ
Назва |
Формула |
Т пл. |
Щавлева |
HOOC-COOH |
189,5 |
Малонова |
HOOC-CH2-COOH |
135,6 |
Бурштинова |
HOOC-(CH2)2-COOH |
185 |
Глутарова |
HOOC-(CH2)3-COOH |
97,5 |
Адіпінова |
HOOC-(CH2)4-COOH |
153 |
Фталева (о) |
C6H4(COOH)2 |
213 |
Ізофталева (м) |
C6H4(COOH)2 |
300 |
Трефталева (н) |
C6H4(COOH)2 |
350 |
СПОСОБИ ОДЕРЖАННЯ ДВОХОСНОВНИХ КАРБОНОВИХ КИСЛОТ
Специфічні способи одержання
1. Щавлевої кислоти
a. З мурашиної кислоти
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
H |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
Na 300-400 C |
|
Na |
|
O |
|
|
|
O |
|
|
Na |
H2SO4 |
HO |
|
|
OH |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
+ O |
|
|
|
Na |
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
C |
|
|
|
+ H2 |
- Na2SO4 |
|
C |
|
C |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
O |
|
|
O |
|
H C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
b. Окиснення етиленгліколю |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[O] |
H |
|
|
|
H |
|
[O] |
HO |
OH |
|
|
|
|
|||||||
H2C |
|
|
|
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
C |
|
C |
|
|
|
|
|
|
C |
|
C |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
O |
O |
|
|
|
|
|||
|
OH OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
2.Малонової кислоти
a. Окиснення циклопропану
O |
KO |
|
|
|
|
|
OK |
H2SO4 |
HO |
|
|
|
OH |
2 |
|
C |
|
CH |
|
C |
|
|
C |
|
CH |
|
C |
KMnO4, t |
O |
|
|
O |
- K2SO4 |
|
|
||||||
2 |
|
O |
2 |
O |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
b. Гідроліз нітрилів
|
|
|
|
2 KCN |
|
|
|
|
H2O, H+ |
HO |
|
|
|
|
OH |
Cl |
|
CH2 |
Cl |
CN |
|
CH2 |
CN |
|
C |
|
CH |
|
C |
||
|
-2 KCl |
|
+ |
|
|
|
|||||||||
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
2 |
O |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- NH4 |
|
|
|
|
||
3.Бурштинової кислоти
a.Перегонка бурштину (технічний спосіб)
b.Гідроліз нітрилів
H2C |
|
|
CH2 + Cl2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 KCNNC |
|
|
|
|
|
CN H2O, H+ |
HO |
|
|
|
|
|
|
OH |
|||
|
|
Cl |
|
CH |
|
|
CH |
|
Cl |
|
CH |
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
C CH |
CH |
C |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
-2 KCl |
2 |
2 |
+ |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- NH4 |
O |
|
|
|
|
|
|
O |
4. Глутарової кислоти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
c. Окиснення циклічного кетону циклопентанону |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
HNO3 ! |
|
HO |
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
C |
|
CH2 |
CH2 CH2 |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4.Адипінової кислоти
a. Окиснення відповідного циклічного кетону циклогексанону
|
OH |
O |
|
|
|
|
HNO3 ! |
[O] |
[O] HO |
|
|
|
OH |
|
|
C CH2 |
CH2 |
CH2 |
CH2 |
C |
|
|
O |
|
|
|
O |
ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ 1. Кислотні властивості.
Дикарбонові кислоти сильніші ніж моно карбонові у водному розчині вони дисоціюють:
У щавлевої кислоти сильна електроноакцепторні дія однієї карбоксильної групи на іншу полегшує дисоціацію:
Оксалат аніон стабілізований водневим зв’язком:
За першою КДИС = 1,49·10-3 малонова кислота, як і щавлева кислота сильніші за оцтову кислоту.
2. Реакції за карбоксильною групою
Двохосновні карбонові кислоти утворюють всі функціональні похідні за карбоксильною групою:
-Галоген ангідриди;
-Ангідриди;
-Аміди;
-Нітрили;
-Естери.
3.Особливості хімічних властивостей дикарбонових кислот
а) Відношення до нагрівання
1а) Щавлева і малонові кислоти при нагріванні декарбоксилюються з утворенням відповідних одноосновних кислот:
|
|
|
|
|
1800C |
H COOH + CO2 |
|
|
|
HOOC |
|
|
COOH |
|
|
||||
|
|
|
|||||||
HOOC |
|
|
|
CH2 |
COOH |
плавління |
CH3 |
COOH |
+ CO2 |
|
|
|
t0 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2а) Бурштинова і глутарова кислоти при нагріванні дегідратуються з утворенням відповідних циклічних ангідридів:
|
CH2 |
|
C |
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
OH |
P2O5 |
CH2 |
C |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
CH |
|
|
C OH |
3000С |
|
|
|
|
O |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2 |
CH2 |
|
C |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|||
бурштинова кислота |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
бурштиновий ангідрид |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
CH2 |
|
C |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
||||
|
OH |
P2O5 |
|
|
|
|
CH2 |
C |
|||||||||
H2C |
|
|
|
|
|
H2C |
|
|
|
|
O |
||||||
|
|
|
|
OH |
3000С |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
CH2 |
|
C |
O |
|
|
|
|
CH2 |
|
C |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
||
глутарова кислота |
|
|
глутаровий ангідрид |
||||||||||||||
3а) Адипінова кислота і вищі кислоти при нагріванні декарбоксилюються і дегідратуються з утворенням відповідного циклічного кетону:
|
|
|
CH2 |
C |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
kat |
CH |
|
CH |
||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
2 |
|
|
OH |
|
2 |
2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
O + CO2 + H2O |
|
|
|
|
|
|
OH |
0 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
300 С |
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
CH2 |
C |
O |
CH2 |
|
CH2 |
||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
адипінова кислота |
|
циклопентанон |
||||||||||||
б) Синтези на основі натріймалонового естеру
Атоми водню натріймалонового естеру мають відносні кислотні властивості і легко відщеплюються у вигляді протону під дією сильних основ.
Аніон, що утворився, відносно стійкий за рахунок ефективної де локалізації електронної густини між атомом карбону і двома атомами оксігену.
Не дивлячись на те, що в супряженій системі малонового естеру електронна густина в основному знаходиться на атомі оксігену, як більш електронегативному елементі, при його взаємодії з алкілуючими агентами – алкілування в основному проходить за атомом карбону. Це зумовлено більшою термодинамічною вигідністю продуктів С- алкілування. На основі натрій малонового естеру можна синтезувати моно- і дикарбонові кислоти.
Приклад синтезу на основі натрій малонового естеру:
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
O |
||||||||||||||||||||
C2H4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5 |
|
|
R |
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2O, H+ |
|||||||||
|
O |
|
|
C |
|
|
CH2 |
C |
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5 |
O |
|
C |
|
CH |
|
C |
|
O |
|
C2H5 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5ONa |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
HO |
|
|
|
C |
|
|
|
CH |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
HO |
|
|
C |
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
CH2 |
Cl |
|
|
O |
O |
|||||||||||||||||||||||||||||||
C2H4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2O, H+ |
|||||||||||||||||||
|
O |
|
|
C |
|
|
CH2 |
C |
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5 |
O |
|
C |
|
CH |
|
C |
|
O |
|
C2H5 |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5ONa |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
CH3 |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
HO |
|
|
|
C |
|
|
|
CH |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
HO |
|
|
C |
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
бутанова кислота
ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АРОМАТИЧНИХ ДВОХОСНОНИХ КАРБОНОВИХ КИСЛОТ
|
COOH |
|
COOH |
фталева ( |
), |
|
COOH |
ізофталеваи ( |
COOH ), |
|
|
|
|||||
|
HOOC |
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||||
терефталева ( |
|
|
|
|
|
|
). |
||
|
|
|
|
|
|
||||
Терефталеву кислоту використовують для добування лавсану, фталеву – гліфталевих смол.
1. Реакції за карбоксильною групою
Двохосновні ароматичні карбонові кислоти утворюють всі функціональні похідні за карбоксильною групою:
-Галоген ангідриди;
-Ангідриди;
-Аміди;
-Нітрили;
-Естери.
2.Особливості хімічних властивостей дикарбонових кислот
C |
O |
|
C O |
|
C O |
C |
O |
CH3Br |
|
OH |
t |
O |
NH3 |
NH |
KOH |
NK |
|
|
OH |
-H2O |
-H2O |
-H2O |
- KBr |
|||
C |
|
|
|
|||||
|
|
C |
|
C |
C |
|
|
|
|
O |
|
O |
|
O |
|
O |
|
фталева кислота |
|
фталевий ангідрид |
|
фталімід |
N-калійфталімід |
|
||
|
|
C O |
H2O |
C O |
|
|
|
|
|
|
|
O + CH3NH2 |
|
|
|
||
|
|
N CH3 |
|
|
|
|||
|
|
C |
|
C |
|
|
|
|
|
|
O |
|
O |
|
|
|
|
N-метилфталімід |
фталевий ангідрид |
|
|
|
|
|||
Сполуки зі змішаними функціями
Галогенозаміщені кислоти
Це кислоти, у яких у вуглеводневому радикалі один або декілька атомів водню заміщені на галоген. В залежності від взаємного розташування атома галогену і карбоксильної групи розрізняють , и - кислоти.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
а) |
H3C |
|
CH2 |
|
CH |
|
COOH |
б) |
H3C |
|
|
CH |
|
CH2 |
COOH |
в) |
H2C |
|
CH2 |
CH2 |
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
Cl |
|
Cl |
|||||||||||
-хлормасляна кислота |
-хлормасляна кислота |
-хлормасляна кислота |
(2-хлорбутанова) |
(3-хлорбутанова) |
(4-хлорбутанова) |
|
Способи одержання |
|
1. -Галогенозаміщених кислот.
а) Галогенування насичених карбонових кислот або їх похідних:
|
O |
P, kt |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
CH2 |
C -хлороцтова кислота |
||
CH3 |
C + Cl2 -HCl |
|
||||
|
OH |
|
Cl |
|
OH |
|
|
|
|
|
|||
б) Реакція Гелль-Фольгардта-Зелінського:
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
||||
3 H3C |
|
CH2 |
C + P + 5,5 Br2 |
|
3 H3C |
|
|
|
CH |
|
C + 5HBr + HPO3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
Br |
Br |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бромангідрид |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-бромпропіонової |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислоти |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
H3C |
|
|
CH |
|
C |
Br |
H3C |
|
|
CH |
|
C |
+ HBr |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Br |
|
|
Br |
|
|
|
OH |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
-бромпропіонова кислота
2. -Галогенозаміщених кислот. Із ненасичених кислот реакцією гідрогалогенування:
+ |
O |
|
|
O |
H2C CH C |
+ HCl |
H2C CH2 C |
|
|
|
|
|||
акрилова кислота |
OH |
|
Cl |
OH |
|
|
|
||
|
|
-хлорпропіонова кислота |
||
|
|
|
||
3. -Галогенозаміщених кислот. Із відповідних оксикислот реакцією нуклеофільного заміщення групи ОН на галоген (SN):
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
O |
|
CH2 |
CH2 |
CH2 |
C |
+ HCl |
CH2 |
CH2 |
CH2 |
C |
+ H2O |
|
|
OH |
||||||||
OH |
Cl |
OH |
||||||||
|
|
|
|
|
|
-хлормасляна |
|
|||
Хімічні властивості
1. Кислотні властивості.
Галогенозаміщені кислоти мають більш сильні кислотні властивості, ніж відповідні карбонові кислоти. Вони залежать від природи галогенів, їх кількості та взаємного розташування. Вплив різних галогенів на силу кислот зростає у ряду:
F, Cl, Br, I.
Дисоціація кислот
|
|
|
O |
H2O |
O |
|
|
||||
а) |
H3C |
|
C |
|
Ка = 1,8·10-5 |
||||||
|
|
H3C C + H |
|
||||||||
|
|
||||||||||
|
|
|
O |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||||
Самий нестабільний іон, так як +І-ефект метильної групи дестабілізує його.
|
|
|
|
O |
H2O |
|
O |
||||
б) |
|
CH2 |
C |
|
|
|
|
||||
|
O |
|
H |
|
Cl CH2 |
C |
|
+ H |
|||
|
|
|
|
||||||||
|
Cl |
|
|
|
O |
||||||
|
|
|
|||||||||
Достатньо стабільний аніон, оскільки –І-ефект атома галогену стабілізує його.
|
O |
|
|
Cl |
|
H2O |
|
O |
|
в) |
CCl3 C |
|
||
|
Cl |
C C + H |
||
|
O H |
|
|
O |
|
|
|
|
Cl |
Самий стабільний аніон у ряду хлорзаміщених оцтових кислот.
|
|
|
|
O |
H2O |
|
|
O |
||||
г) |
|
CH2 |
CH2 |
C |
|
|
||||||
|
|
Cl CH2 |
CH2 |
C |
|
+ H |
||||||
|
|
|
||||||||||
|
Cl |
|
O |
|
H |
|
|
|
O |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
-галогенозаміщені кислоти мають менші кислотні властивості, ніж -, так як в -положенні поганіше проходить стабілізація іона.
Для галогенозаміщених кислот характерні два типи хімічних перетворень:
а) реакції нуклеофільного заміщення (SN) атома галогену на інші нуклеофіли ( N H2 , O H , : C N, N O2 )
– як у галогенопохідних вуглеводнів.
б) утворення всіх функціональних похідних за карбоксильною групою (галогеноангідриди, ангідриди, аміди, естери, нітрили, солі тощо).
Особливості хімічних властивостей
Це відношення галогенозаміщених кислот до води при нагріванні.
1. -Галогенозаміщені кислоти при нагріванні з водою вступають в реакції нуклеофільного заміщення (SN) і дають оксикислоти:
|
|
O |
H2O, t ° |
O |
|
|
CH2 |
C |
C + HCl |
||
|
[H+] |
CH2 |
|||
Cl |
OH |
|
OH |
||
OH |
|||||
-оксіоцтова кислота (гліколева)
2. -Галогенозаміщені кислоти в цих умовах відщеплюють галогеноводень з утворенням ненасичених кислот:
|
CH2 |
CH2 |
COOH |
t° |
||||
|
H2C |
|
CH |
|
COOH + HCl |
|||
|
|
|
||||||
Cl |
акрилова кислота |
|||||||
|
|
|
|
|
||||
3. -Галогенозаміщені кислоти в цих умовах утворюють внутрішній циклічний естер – -лактон:
CH |
|
CH |
H2O |
CH |
|
CH |
|
|
CH2 |
CH2 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
2 |
t° |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
CH2 |
C |
|
O |
|
|
CH2 |
C |
|
O |
|
|
CH |
C |
-лактон |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
-H2O |
O |
|||||||||||||
|
|
|
|
-HCl |
|
|
|
|
2 |
|
|||||||||
Cl |
OH |
OH |
OH |
O |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Амінокислоти
Їх можна розглядати як заміщені карбонові кислоти, у яких у вуглеводневому радикалі знаходиться аміногрупа – NH2.
а)
б)
в)
г)
H2N CH2 COOH
H3C CH COOH
NH2
CH2 CH2 COOH
NH2
CH2 CH2 CH2 COOH NH2
-амінооцтова кислота, |
гліцин, |
|
2-аміноетанова |
глікокол |
|
-амінопропіонова кислота, |
-аланін |
|
2-амінопропанова кислота |
||
|
||
-амінопропіонова кислота, |
-аланін |
|
3-амінопропанова кислота |
||
|
||
-аміномасляна кислота |
|
|
4-амінобутанова кислота |
|
В залежності від взаємного розташування аміно- і карбоксильної груп розрізняють , и -кислоти.
Способи одержання
1. Універсальним способом є гідроліз білків (кислотний, основний та ферментативний). При такому гідролізі одержують близько 25 різних амінокислот.
Синтетичні методи одержання
1. -Амінокислоти.
а) Із галогенозаміщених кислот реакцією з аміаком (SN) за Фішером:
