|
Гидролиз гемитригалогенопроизводныхCl OH O O СH3-C-Cl + HOH CH3-C-Cl CH3-C CH3-C Cl Cl Cl OH Электронное строение В карбоксильной группе электроная плотность, благодаря наличию Р-сопряжения, смещена в сторону карбонильного кислорода, в результате повышается полярность связи О-Н. - H H + O H-C-C C H H O-H Кроме того, группа СООН, имея на углероде заряд + , оказывает индукционное влияние на радикал, увеличивая заряд + у атомов водорода в -положении. При диссоциации карбоновых кислот образуется карбоксилат-анион, у которого обе связи с кислородами совершенно равноценны. O O- O- O-1/2 R-C R-C R-C R-C O- O O O-1/2
Физические свойства предельных одноосновных карбоновых кислот Первые три члена ряда С-С3 – подвижные бесцветные жидкости со жгучим запахом, смешиваются с водой. С4 и далее – маслянистые жидкости с запахом прогорклого масла, с водой не смешиваются, ратсворимость уменьшается с увеличением молекулярного веса. Неустойчивы к нагреванию. С1-С9 – жидкости; С10 и более – твердые вещества. Температуры кипения кислот высокие. У муравьиной кислоты – 1000С, дальше – еще выше. Это объясняется тем, что карбоновые кислоты образуют за счет водородных связей димеры, сохраняющиеся даже при кипении. O…….H-O СH3-C C-CH3 O-H…….O
Химические свойства карбоновых кислот Кислотные свойства А) Диссоциация в водном растворе O O R-C R-C + H+ O-H O- По степени диссоциации – это слабые кислоты. Наиболее сильная – муравьиная кислота. У других кислот углеводородный радикал, обладающий электродонорными свойствами, отталкивает электроны к водороду (положительный индукционный эффект), и кислотность снижается. HCOOH Кд=2,14.10-4 CH3 C O H Кд=1,75.10-5 О Степень диссоциации увеличивается при введении в радикал электроноакцепторных групп, например, групп С=О, ОН, Cl. Чем ближе эти группы расположены к СООН, тем сильнее кислота. Например, у хлоруксусной кислоты Cl CH2 C OH Кд=1,5.10-3 О у трихлоруксусной Cl Cl C C-O-H Кд=2,1.10-1 Cl т.е. трихлоруксусная кислота аналогична сильным минеральным кислотам.
2) Образование солей происходит при взаимодействии с металлами, окисями, гидроокисями металлов, с некоторыми другими солями и аммиаком а) 2HCOOH + Mg H2 + (HCOO)2Mg формиат магния б) 2СH3COOH + CaO (CH3COO)2Ca + H2O ацетат кальция в) С2H5COOH + NaOH H2O + C2H5COONa пропионат натрия г) CH3COOH + NaHCO3 CH3COONa + CO2 + H2O д) CH3COONa + AgNO3 CH3COOAg + NaNO3 е) CH3COOH + NH3 [CH3COO-]N+H4
3) Образование производных карбоновых кислот путем замещения гидроксила (реакции ацилирования) А) Образование хлорангидридов кислот O O CH3-C + PCl5 CH3-C + POCl3 + HCl OH Cl (или PCl3 хлорангидрид уксусной кислоты SOCl2) (хлористый ацетил) Б) Образование амидов карбоновых кислот O O CH3-C + NH3 CH3-C + H2O OH NH2 O O CH3-C + NH3 CH3-C + HCl NH4Cl Cl NH2 в) Образование сложных эфиров со спиртами (см. свойства спиртов) Дегидратация кислот O O CH3-C CH3-C OH O OH H2O + CH3-C CH3-C Kat O O ангидрид уксусной кислоты Реакция требует очень высокой температуры, поэтому чаще ангидриды кислот получают взаимодействием солей с хлорангидридами. O O CH3-C CH3-C ONa NaCl + O Cl CH3-C CH3-C O O 5) Декарбоксилирование – отщепление СО2. У предельных одноосновных кислот идет трудно и требует высокой температуры и присутствия щелочи. В результате образуется углеводород. O CH3-C + NaOH Na2CO3 + CH4 ONa 6) Окисление. Предельные одноосновные кислоты к окислению устойчивы, за исключением муравьиной кислоты, которая проявляет свойства альдегидов. O O H-C + O HO-C-OH CO2 + H2O H 7) Реакции в радикале. O O CH3-C + Cl2 ClCH2-C OH OH ЛЕКЦИЯ 12 ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДВУХОСНОВНЫЕ КИСЛОТЫ
Отличие в свойствах 1. Кислотные свойства более сильные. Степень диссоциации тем выше, чем ближе две группы СООН. К1 щавелевая = 3,8.10-2 К1 адипиновая = 3,9.10-5 2. Образуют кислые и средние соли, полные и неполные амиды, хлорангидриды, сложные эфиры. 3. Неустойчивы к нагреванию - разлагаются а) щавелевая и малеиновая кислоты отщепляют СО2 (декарбоксилируются) с образованием одноосновных кислот. HOOC-COOH CO2 + HCOOH б) янтарная и глутаровая кислоты образуют циклические ангидриды O O CH2-C CH2-C OH O OH H2O + CH2-C CH2-C O O в) адипиновая кислота и следующие при нагревании отщепляют и СО2, и воду, образуя циклические кетоны. O CH2-CH2-C OH CH2-CH2 OH CO2 + H2O + C=O CH2-CH2-C CH2-CH2 O циклопентанон Реакция идет легче, если взять кальциевую соль кислоты (выделяется СаСО3). 4. Двухосновные кислоты, в отличие от одноосновных, могут окисляться. O CO2 HO-C=O CO2 + HO-C HO-C=O OH H2O 5. Малоновая кислота отличается особой подвижностью атомов водорода в метиленовом мостике. Н – приобретает способность замещаться. Например, диэтиловый эфир малоновой кислоты при действии металлического натрия дает замещение Н на Na. + H + HOOC C COOH H O O C C OC2H5 OC2H5 CH2 + 2Na H2 + 2 CHNa O O C C OC2H5 OC2H5
натриймалоновый эфир На его основе получают различные кислоты, например, COOC2H5 COOC2H5 CHNa + Br-CH2-CH3 NaBr + CH-CH2-CH3 COOC2H5 COOC2H5 -2C2H5OH O C OH CH-CH2-CH3 CO2 + CH3-CH2-CH2-COOH O масляная кислота C OH 6. Поликонденсация двухосновных кислот с двухатомными спиртами и диаминами O O O O nC-(CH2)4-C +n HO-CH2-CH2-OH n H2O + (-C-(CH2)4-C-O-CH2-CH2-O-)n HO OH адипиновая килота этиленгликоль этиленгликольадипинат O O O O nC-(CH2)4-C + nH2N-(CH2)6-NH2 nH2O + (-C-(CH2)4-C-NH-(CH2)6-NH-)n HO OH полиамиды (найлон 66)
Непредельные кислоты Одноосновные
Двухосновные
Отличия в свойствах 1) Обладают более сильными кислотными свойствами, если двойная связь расположена через одну простую от группы СООН (т.к. углерод в состоянии sp2-гибридизации обладает более высокой электроотрицательностью.) 2) Дают реакции двойных связей а) присоединения (причем у кислот с сопряженным положением двойной связи – не по правилу Марковникова); б) окисления – с разрывом двойной связи; в) полимеризации. Полимеры непредельных кислот и их производных имеют большое практическое применение. Так, нитрил акриловой кислоты используется для получения полиакрилонитрила – волокна нитрон. -(CH2-CH-)n- C N Полимерные эфиры акриловой кислоты – стеклообразные массы. Полиметилметакрилат (плексиглаз) получают, исходя из ацетона, HCN и CH3OH.
O OH CH3-C + HCN CH3-C-C N CH2=C-C N CH3 CH3 -H2O CH3 OH O O CH2=C-C=NH CH2=C-C nCH2=C-C (-CH2-C-)n CH3 NH2 –NH3 OCH3 C=O OCH3 ПММА 3) У геометрических изомеров непредельных карбоновых кислот ярко выражена зависимость взаимного влияния групп от их пространственного расположения. Так, цис- и транс-изомеры бутендиовой кислоты (малеиновая и фумаровая кислоты) очень сильно отличаются и по физическим, и по химическим свойствам.
Малеиновая кислота Цис-изомер – менее устойчив, в природе не встречается. Тпл=1300С. Хорошо растворима в воде. К1=1,5.10-2, К2=1,3.10-6. Хорошо растворима в воде. К1=1,5.10-2, К2=1,3.10-6. Легко отщепляет воду и образует малеиновый ангидрид. O O H-С-С H-C-C OH O OH H2O + H-C-C H-C-C O O Фумаровая кислота Транс-изомер – устойчива, встречается в грибах. Тпл=2870С, плохо растворима в воде, К1=1.10-3, К2=3.10-5. Фумарового ангидрида не образуется. При сильном нагревании (3000С) образуется малеиновый ангидрид. O O H-C-C H-C-C O OH O C-C-H -H2O H-C-C HO O В результате реакций присоединения малеиновая и фумаровая кислоты образуют одни и те же вещества. Например, O H-C-C OH O O H-C-COOH OH + Br2 HO-C-CH-CH-C-OH Br2 + H-C-C Br Br HOOC-C-H O Малеиновая кислота , /-дибромянтарная кислота фумаровая кислота Сравнивая различия в свойствах малеиновой и фумаровой кислот, можно сформулировать основные особенности геометрической изомерии.
ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала... Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|