- •Глава 6. Алифатические альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты
- •6.1. Насыщенные альдегиды и кетоны
- •6.1.1. Изомерия, номенклатура
- •6.1.2. Строение карбонильной группы
- •6.1.3. Физические свойства
- •6.1.4. Химические свойства
- •6.1.5. Способы получения
- •6.1.6. Физиологическая роль
- •6.1.7. Важнейшие представители
- •6.2. Непредельные альдегиды и кетоны
- •6.2.1. Кетен
- •6.2.2. Непредельные карбонильные соединения
- •Примерами соединений с сопряжёнными -связями являются
- •6.2.3. Важнейшие представители
- •6.3. Дикарбонильные соединения
- •6.3.3. Важнейшие представители
- •6.4. Насыщенные монокарбоновые кислоты и их производные
- •6.4.1. Номенклатура
- •6.4.2. Строение функциональной группы
- •6.4.3. Физические свойства
- •6.4.4. Химические свойства
- •6.4.5. Способы получения
- •6.4.6. Пероксикарбоновые кислоты и ацилпероксиды
- •6.4.7. Физиологическая роль и Важнейшие представители
- •6.5. Непредельные монокарбоновые кислоты
- •6.5.1. Номенклатура, изомерия
- •6.5.2. Строение
- •6.5.3. Химические свойства
- •6.5.4. Способы получения
- •6.5.5. Физиологическая роль и Важнейшие представители
- •6.5.6. Омыляемые липиды
- •6.6. Дикарбоновые кислоты и их производные
- •6.6.1. Особенности химического поведения
- •6.6.2. Малоновый эфир и синтезы на его основе
- •2 H5c2ooc-ch2-cooc2h5
- •2 H5c2ooc-ch2-cooc2h5
- •6.6.3. Способы получения
- •2 Rooc-(ch2)n-сoo¯ 2 rooc-(ch2)n-сoo rooc-(ch2)2n-coor hooc-(ch2)2n-cooh
- •6.6.4. Важнейшие представители
- •6.7. Гидроксикислоты
- •6.7.1. Классификация, номенклатура, изомерия
- •6.7.2. Химические свойства
- •6.7.3. Способы получения
- •6.7.4. Физиологическая роль и Важнейшие представители
- •6.8. Оксокислоты
- •6.8.1. Особенности химического поведения
- •6.8.2. Ацетоуксусный эфир и синтезы на его основе
- •6.8.3. Способы получения
- •6.8.4. Важнейшие представители
- •6.9. Аминокарбоновые кислоты. Пептиды
- •6.9.1. Классификация, номенклатура, изомерия аминокислот
- •6.9.2. Строение, физические и Химические свойства
- •6.9.3. Способы получения аминокислот
- •6.9.4. Важнейшие представители аминокислот
- •6.9.5. Пептиды
- •Вопросы и упражнения
6.3.3. Важнейшие представители
Глиоксаль (этандиаль) — жидкость жёлтого цвета со своеобразным запахом, с температурой кипения 323 К. Легко растворяется в воде с образованием гидрата.
Получают каталитическим окислением гликоля.
Используют в органическом синтезе для получения гетероциклических соединений и красителей.
Диацетил (бутандион) — жидкость жёлтого цвета со своеобразным запахом, с температурой кипения 361 К. Содержится в некоторых природных веществах и продуктах их переработки (эфирные масла, сливочное масло).
Используется в пищевой промышленности. Его диоксим (диметилглиоксим) является реагентом для аналитического определения никеля, так как образует с ионами никеля (II) красный, трудно растворимый комплекс и используется под названием реактива Чугаева.
Ацетилацетон (пентандион-2,4) — бесцветная жидкость с приятным запахом, ограниченно растворимая в воде.
В промышленности получают ацетилированием ацетона ацетилхлоридом или ацетангидридом.
Используют в органическом синтезе, в том числе для получения гетероциклических соединений. Хелаты ацетилацетона с некоторыми металлами используют в качестве катализаторов различных реакций.
6.4. Насыщенные монокарбоновые кислоты и их производные
Предельные монокарбоновые кислоты и их ацильные производные можно представить структурными формулами
,
а нитрилы карбоновых кислот — формулой R–CN.
Атом в атомной группировке Х, непосредственно связанный с С=О-группой в ацильных производных, — это атом электроотрицательного элемента, обладающий неподелённой электронной парой. Такими атомными группировками могут быть (приведены классы соответствующих соединений):
Х = |
галоген (-F, -Cl, -Br, -I) |
— галогенангидриды |
|
— ангидриды | |
|
-O-R |
— сложные эфиры |
|
-NH2, -NHR, -NRR |
— амиды, в т.ч. замещённые |
|
-OМ (Na, K, Ca и др.) |
— соли |
6.4.1. Номенклатура
Среди карбоновых кислот и их производных широко распространены тривиальные и полутривиальные названия. Тривиальные названия некоторых предельных монокарбоновых кислот приведены в табл. 6.3. В этой же таблице приведены тривиальные названия ацилов (радикалов R-CO-) и ацилатов (радикалов R-CO-O- или ионов R-CO-O¯), использующиеся для составления названий производных кислот.
Таблица 6.3
Тривиальные названия некоторых предельных монокарбоновых кислот, их ацилов и ацилатов
Формула кислоты |
Названия кислоты |
Названия ацила |
Названия ацилата |
HCOOH |
муравьиная |
формил |
формиат |
CH3COOH |
уксусная |
ацетил |
ацетат |
CH3CH2COOH |
пропионовая |
пропионил |
пропионат |
CH3CH2CH2COOH |
масляная |
бутирил |
бутират |
изомасляная |
изобутирил |
изобутират | |
CH3CH2CH2CH2COOH |
валериановая |
валерил |
валерат |
изовалериановая |
изовалерил |
изовалерат | |
CH3-(CH2)4-СOOH |
капроновая |
капронил |
капронат |
CH3-(CH2)14-COOH |
пальмитиновая |
пальмитил |
пальмитат |
CH3-(CH2)16-COOH |
стеариновая |
стеарил |
стеарат |
Названия кислот по рациональной номенклатуре аналогичны соответствующим им альдегидам: монокарбоновая кислота называется как замещённая уксусная. Например:
СН3-СООН |
— уксусная кислота, |
|
|
СН3-СН2-СООН |
— метилуксусная кислота, |
|
|
СН3СН2-СН2-СООН |
— этилуксусная кислота, |
|
|
— диметилуксусная кислота. |
При этом все производные карбоновых кислот так и называются, как соответствующие производные данной кислоты. Например:
СН3СН2CO-Cl— хлорангидрид метилуксусной кислоты,
СН3СН2CO-О-СО-СН2СН3— ангидрид метилуксусной кислоты,
СН3СН2COОСН3— метиловый эфир метилуксусной кислоты,
СН3СН2CO-NH2— амид метилуксусной кислоты,
СН3СН2-CN— нитрил метилуксусной кислоты,
СН3СН2COОNa— метилацетат натрия.
Однако более универсальна заместительная номенклатура (гл. 1.5.1), по которой для названия монокарбоновой кислоты к названию углеводорода, лежащего в основе родоначальной структуры, добавляется суффикс с окончанием -овая и слово кислота:
Н-СООН |
— метановая кислота, |
|
|
СН3-СООН |
— этановая кислота, |
|
|
— метилпропановая кислота. |
Для составления названий ацильных производных кислот используются названия ацилов и ацилатов. Название ацила получается при прибавлении к названию углеводорода суффикса -оил, а название ацилата — суффикса -оат. Например:
этаноил |
этаноат |
2-метилбутаноил |
2-метилбутаноат |
Соответственно, названия производных кислот:
этаноилхлорид |
метилэтаноат |
2-метилбутаноилхлорид |
метил-2-метилбутаноат |
Названия нитрилов строятся прибавлением суффикса -нитрил к названию соответствующего углеводорода, например:СН3СН2-CN— пропаннитрил.
Для некоторых производных карбоновых кислот широко используются и названия по радикало-функциональной номенклатуре. Например, для сложных эфиров: СН3СООСН3 — уксуснометиловый эфир; для нитрилов:СН3СН2-CN— этилцианид.