Лабораторный синтез

Влияние заместителей на кислотные свойства

(Кислоты, диссоциирующиеся на протон (Н⁺) и кислотный остаток полностью в водных растворах, называются сильными).

Наличие заменителей в углеводородном радикале (R), из-за действия электронного эффекта:

- увеличивается полярность σ-связи (заместители с высокой электроотрицательностью –электроакцепторные заместители –отрицательный ионный эффект) – кислотные свойства усиливаются,

- уменьшается полярность σ-связи (заместители с низкой электроотрицательностью – электродонорные

заместители –положительный ионный эффект) – кислотные свойства ослабевают.

Для ароматических кислот (в том числе и бензойной) влияние заместителе аналогично:

- группы Cl и NO2 (электроакцепторы) увеличивают силу бензойной кислоты;

- группы СН₃, ОН, NH₂ (электродоноры) уменьшают силу бензойной кислоты.

16. Производные карбоновых кислот. Номенклатура. Способы получения солей, сложных эфиров, галогенангидридов, ангидридов, амидов, нитрилов. Понятия анион и ацил.

Способы получения солей

Карбоновые кислоты проявляют типичные кислотные свойства - при реакции с металлами, их оксидами и щелочами дают соли соответствующих металлов.

Название (номенклатура) состоит из названия соли и металла. Например: соль магния этановой (уксусной) кислоты (тривиальное название ацетатмагния).

Сложные эфиры

Сложные эфиры имеют общую формулу: R₁-COO-R₂.

Названия сложных эфиров (номенклатура) строятся по названию кислоты, в которой вместо окончания –овая кислота используют суффикс –оaт. В качестве приставки прибавляется название радикала R₂

Получение сложных эфиров

Сложные эфиры могут быть получены при взаимодействии карбоновых кислот со спиртами (реакция этерификации - отщепление молекулы воды). Катализаторами являются минеральные кислоты.

Ангидриды

Названия ангидридов (номенклатура) образуются от названия кислот путем замены слова кислота на слово ангидрид. Например, этановая кислота образует этановый (уксусный) ангидрид.

П олучение ангидридов

Ангидриды карбоновых кислот получают при отщеплении молекулы воды от двух молекул карбоновой кислоты. В некоторых случаях дегидратация протекает при простом нагревании карбоновой кислоты.

Галогенангидриды

Галогенангидриды — соединения, состоящие из остатка карбоновой кислоты, гидроксильная группа которой замещена на галоген. 

Галогенангидриды называют (номенклатура) по названию алкана, соответствующего числу атомов углерода в самой длинной цепи, содержащей галоген с добавлением окончания – оил.

В суффиксе указывается галоген с добавлением окончания ид

Получение галогенангидридов

Рассмотрим получение галогенангидридов на примерах получения хлорангидридов.

3 R-COOH + PCl₃ → 3 R-COCl + H₃PO₃

Амиды

Амиды— это соединения остатка кислоты (ацилы R-СО) с остатком аммиака (аминогруппой NH₂).

Амиды называют (номенклатура) по названию алкана, соответствующего числу атомов углерода в самой длинной цепи, содержащей амидогруппу. с добавлением окончания– амид.

Получение амидов

Получение амидов из карбоновых кислот при нагревании с аммиаком (NH₃):

Нитрилы

Нитрилы — органические соединения общей формулы R—C≡N.

Нитрилы называют (номенклатура) по названию алкана, соответствующего числу атомов углерода в цепи, включая углерод цианогруппы (CN) с добавлением в конце окончания– нитрил.

Получение нитри́лов

Дегидратацией аммониевых солей карбоновых кислот (NH₄ - амоний)

Катализатор - оксид фосфора

Присоединением синильной кислоты HCN (используется в промышленности)

Совместным окислением аммиака и углеводородов

Реакция протекает при 400—500 °C, катализаторами служат вольфраматы церия и др.

Понятие анион и ацил

Ацил – это общее название остатка любой карбоновой кислоты:

Производные карбоновых кислот можно рассматривать, как результат замещения гидроксильной группы кислоты на какую-либо другую группу Х.

Х может быть представлена различным составом (Cl, OR, NH₂ и др.) но у неё есть общее свойство – она является нуклеофильной частицей (δ-) –«ищущая ядро». Причем, ацил является анионом (+), который в процессе химических реакций взаимодействует с отрицательно заряженными частицами.

Наличие нуклеофила  говорит о нуклефильном механизме реакций и признаком наличия существенных основных свойств у производные карбоновых кислот.

17. Амины. Классификация (алифатические и ароматические). Номенклатура. Особенности строения. Способы получения: реакция Гофмана, из спиртов, нитросоединений, нитрилов, амидов. Основно-кислотные свойства - сравнение с алифатическими аминами. Защита аминогруппы и нитрование ароматических аминов.

Амины – азотсодержащие органические вещества, производные аммиака (NH₃), в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены на углеводородный радикал -R.

Общая формула (первичного амина): R-NH₂

Например: С₄Н₉-NH₂ – бутиламин, где NH₂   - аминогруппа

Классификация аминов

1. По структуре радикала R:

- насыщенные (алифатические) – только одинарные связи С-С (производные алканов);

- ненасыщенные –есть двойные С=С и тройные связи (производные алкенов, алкинов, алкидиенов)

- ароматические – есть бензольное кольцо (производные бензола).

2. По числу радикалов, связанных с атомом азота:

3. По числу аминогрупп:

Номенклатура

Названия аминов происходит от названия входящих в них радикалов с присоединением окончания - амин: метиламин CH₃ - NH₂; диметиламин ( CH₃)₂ - NH, триметиламин (CH₃)₃ - N.

В более сложных случаях:

- название амино- ставят перед названием основной цепи образующего органического соединения (ИЮПАК);

- нумерация обычная для углеродного скелета по ИЮПАК.

Особенности строения

Азот имеет неподеленную пару электронов (2S²), которая может участвовать в организации донорно-акцепторной связи (отдавать электрон для организации связи).

Таким образом, азот (и амины в целом) является донором электронов, что является признаком основных свойств органического соединения (амина).