 |
Тема 6. Альдегиды и кетоны
|
|
|
|
Методические советы
Альдегидами называются производными у.в., в молекуле которых атом водорода замещен альдегидной группой.
Кетоны- это соединения, в молекуле которых карбонильная группа связана с двумя у.в. радикалами.
Альдегиды и кетоны характеризуются наличием карбонильной группы, но отличаются различным ее местоположением. Электронное строение двойной связи (σ,π) обуславливает за счет электроотрицательности атома кислорода ее поляризованность, что является причиной высокой реакционной способности.
Наиболее характерны для альдегидов и кетонов реакции присоединения, которые нужно уметь написать. Следует сопоставить химические свойства альдегидов и кетонов, указать реакции, отличающие эти два вида соединений, знать, какие реакции свойственны альдегидам, какие кетонам: как протекает у них реакция полимеризации и конденсации, как и какие продукты получаются при окислении. Обратите внимание на подвижность водорода при у.в. атоме, т.е. углероде, непосредственно связанном с карбонильной группой.
Литература: 1. И.И. Грандберг. Органическая химия гл. 16
Вопросы для самопроверки
1. Напишите уравнения реакций получения из соответствующих спиртов альдегида и кетона.
2. Назовите по международной номенклатуре уксусный альдегид и ацетон.
3. Какие общие и отличительные признаки имеют альдегиды и кетоны в строении и химических свойствах?
4. Приведите примеры реакций полимеризации и конденсации альдегидов.
5. Напишите уравнения реакций присоединения у альдегидов и кетонов.
6. Напишите уравнения реакций окисления капронового альдегида и диэтилкетона до соответствующих кислот.
7. Почему реакция окисления аммиачным раствором окиси серебра является качественной реакцией на выявление альдегидов?
|
|
|
Тема 7. Карбоновые кислоты
Одноосновные предельные (насыщенные) кислоты
Методические советы
Карбоновые кислоты- это класс органических соединений, в молекуле которых имеется карбоксильная группа-СООН. У одноосновных карбоновых кислот имеется одна карбоксильная группа.
При рассмотрении химических свойств карбоновых кислот следует обратить внимание на: диссоциацию кислот, образование солей (взаимодействие с металлами или основаниями), образования сложных эфиров, ангидридов, амидов, галогенангидридов, нитрилов.
Важнейшими представителями одноосновных предельных карбоновых кислот являются: муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, капроновая, пальмитиновая, стеариновая.
Литература: 1. И.И. Грандберг. Органическая химия гл. 17
Вопросы для самопроверки
- Дайте определение одноосновным предельным карбоновным кислотам.
- Напишите уравнение диссоциации пропионовой кислоты.
- Напишите уравнения реакций образования: а)ацетата натрия; б)хлорангидрида уксусной кислоты; в) амида уксусной кислоты.
- Напишите уравнение реакции образования сложного эфира из пропионовой кислоты и пропанол-2.
- Напишите уравнение реакции взаимодействия глицерина с тремя молекулами пальминовой кислоты.
Одноосновные непредельные (ненасыщенные) кислоты
Методические советы
Одноосновные непредельные карбоновые кислоты содержат в своем составе одну карбоксильную группу, а в радикале имеется одна или несколько кратных (ненасыщенных) связей.
По карбоксильной группе эти кислоты проявляют те же свойства, что и предельные одноосновные карбоновые кислоты: диссоциируют, образуют соли, амиды, галогенангидриды, ангидриды, сложные эфиры.
Ввиду того, что в радикале у непредельных карбоновых кислот имеются кратные связи, они могут участвовать в реакциях: гидрирования, присоединения галогенов, галогенводородов, воды, полимеризации.
|
|
|
Cледует обратить внимание, что у непредельных одноосновных карбоновых кислот кислотные свойства выражены сильнее, чем у соответствующих предельных кислот, это объясняется влиянием непредельного радикала на карбоксильную группу.
Важнейшими представителями этой группы кислот являются: акриловая, кротоновая, метакриловая, олеиновая, линолевая, линоленовая кислоты. Необходимо изучить распространение этих кислот в природе и их применение.
Литература: 1. И.И. Грандберг. Органическая химия гл. 17
Вопросы для самопроверки
1. Какие соединения называются непредельными одноосновными карбоновыми кислотами.
2. Напишите уравнение диссоциации акриловой кислоты.
3. Напишите уравнение реакции гидрирования олеиновой кислоты.
4. Напишите уравнение реакции образования сложного эфира из акриловой кислоты и пропанол-2.
5. Напишите уравнения реакции взаимодействия глицерина с тремя молекулами олеиновой кислоты.
Двухосновные предельные (насыщенные) кислоты
Методические советы
Двухосновными предельными карбоновыми кислотами называются соединения, в молекуле которых содержится две карбоксильные группы.
При изучении химических свойств двухосновных кислот следует уяснить, что они проявляют все реакции карбоксильной группы, но в отличие от одноосновных кислот они могут образовывать два вида производных-полные, когда в реакцию вступают обе карбоксильные группы, и неполные, когда только одна карбоксильная группа вступает в реакцию. Обратите внимание на то, что двухосновные кислоты неодинаково относятся к нагреванию в зависимости от расположения карбоксильных групп относительно друг друга.
Важнейшие представители двухосновных предельных карбоновых кислот; щавелевая, малоновая, янтарная, глутаровая, адипиновая.
Литература: 1. И.И. Грандберг. Органическая химия гл. 17
Вопросы для самопроверки
1. Напишите уравнение ступенчатой диссоциации щавелевой кислоты.
2. Напишите уравнение реакции образования ангидрида янтарной кислоты.
|
|
|
3. Напишите уравнения реакции декарбоксилирования малоновой кислоты.
4. Напишите уравнения реакций образования кислого и среднего эфира из янтарной кислоты и этанола.
5. Напишите уравнение реакции образования амида глутаминовой кислоты.
Двухосновные непредельные (ненасыщенные) кислоты
Методические советы
Двухосновными непредельными карбоновыми кислотами называются соединения, в молекуле которых имеется две карбоксильные группы, а в радикале одна или несколько ненасыщенных связей.
Основным представителем этой группы кислот является фумаровая кислота НООС-СН =СН-СООН
Для этой кислоты возможны две пространственные конфигурации (см. этиленовые углеводороды). И.И. Грандберг. Органическая химия, с.389.
Обратите внимание, что для этой кислоты характерны все реакции карбоксильной группы, но наличие пространственной изомерии влияет на проявление отдельных свойств, например, ангидрид легко получается у малеиновой кислоты и очень трудно у фумаровой.
Кроме того, для этих кислот характерны реакции и по двойной связи: восстановление, присоединение галогенов, воды и т.д.
Литература: 1. И.И. Грандберг. Органическая химия гл. 17
Вопросы для самопроверки
1. Чем отличаются цис- и трансизомеры фумаровой кислоты по строению?
2. Напишите уравнение реакции образования малеинового ангидрида.
3. Напишите уравнение реакции образования кислого и среднего эфира с фумаровой кислотой и этанолом.
4. Напишите уравнение реакции присоединения воды к фумаровой кислоте.
Ароматические кислоты
Методические советы
Ароматическими карбоновыми кислотами называют производные бензола, содержащие карбоксильные группы, непосредственно связанные с углеродными атомами бензольного ядра. Кислоты, содержащие карбоксильные группы в боковой цепи, рассматриваются как жирно ароматические.
Важнейшими представителями ароматических кислот являются: бензойная и фталевые кислоты. У бензойной кислоты изомеров нет, а фталевая кислота имеет три изомера в зависимости от положения карбоксильных групп.
|
|
|
Ароматические кислоты вступают во все те реакции, которые свойственны и кислотам жирного ряда: диссоциация; образование солей, ангидридов, амидов, галогенангидридов, сложных эфиров, декарбоксилирование. Но у ароматических кислот большая степень диссоциации, т. к. бензольное кольцо обладает электрофильным характером и оттягивая электронную плотность на себя, ослабляет связь водорода с карбоксильной группой.
Вопросы для самопроверки
1. Какие кислоты называются ароматическими?
2. Напишите уравнение реакции диссоциации бензойной кислоты.
3. Напишите уравнение реакции декарбоксилирования бензойной кислоты.
4. Напишите уравнение реакции получения ангидрида из фталевой кислоты.
Оксикислоты
Методические советы
Оксикислоты относятся к соединениям со смешанными функциями: в молекуле оксикислот имеется карбоксильная группа, характерная для кислот, и гидроксильная группа, характерная для спиртов.
В связи с тем, что в составе молекул оксикислот введены понятия спиртовая и карбоксильная группы, а так же понятия основности и атомности, основность оксикислоты определяется числом карбоксильных групп, атомность- общим числом гидроксилов, то есть свободных и входящих в карбоксил. Например: СН3-СНОН – СООН, молочная кислота является одноосновной и двухатомной кислотой.
Изучение оксикислот тесно связано со спиртами и с карбоновыми кислотами. При этом необходимо замомнить определение, классификацию, номенклатуру, способы получения и химические свойства.
У оксикислот отмечается структурная изомерия, т.е. по положению гидроксильной группы относительно карбоксильной (α,β,γ и т.д. оксикислоты); а также у многих оксикислот наблюдается пространственная (зеркальная) изомерия, т.к. они содержат асимметрический атом углерода (у которого все четыре валентности связаны с различными атомами или группами атомов).
Являясь одновременно кислотами и спиртами, оксикислоты дают реакции как по карбоксильной группе (диссоциация, образование солей, амидов, ангидридов, галогенангидридов, сложных эфиров), так и по спиртовой группе(алкоголяты, окисление, простые эфиры, сложные эфиры). Но кроме того во всех превращениях оксикислот следует учитывать взаимное влияние гидроксильной и карбоксильной групп (например реакция отщепления воды позволяет отличить α,β,γ и т.д. оксикислоты).
Основные представители оксикислот: гликолевая, молочная, оксимасляные, глицериновая, яблочная, винные, лимонная.
Надо уметь дифференцировать строение оксикислот ароматического ряда и фенолокислоты, имея в виду, что гидроксильная группа в ароматических оксикислотах находится в боковой цепи, а у фенолокислот присоединяется к углеродному атому бензольного кольца. У фенолокислот отмечается изомерия положения гидроксила относительно карбоксила (орто-, мета-, пара-).
|
|
|
Необходимо уяснить общие химические реакции, свойственные как ароматическим оксикислотам, так и фенолокислотам, а также знать реакции, характерные только для тех или иных оксикислот.
Основными представителями фенолокислот являются салициловая и галловая кислоты.
Литература: 1. И.И. Грандберг. Органическая химия гл. 19
Вопросы для самопроверки
1. Какие соединения называются оксикислотами и как они классифицируются?
2. Напишите формулы всех изомеров оксимасляной кислоты.
3. Написать уравнение реакции с молочной кислотой, характерные для спиртовой группы.
4. Напишите уравнение реакций с гликолевой кислотой, характерные для карбоксильной группы.
5. Какие соединения называются фенолокислотами?
6. Напишите формулы всех изомеров оксибензойной кислоты.
7. Напишите уравнение реакции образования сложного эфира из салициловой кислоты и этанола.
|
|
|
