Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

вариан 1

.doc
Скачиваний:
16
Добавлен:
28.03.2015
Размер:
1.82 Mб
Скачать

№1

■ Альдегиды чаще всего имеют тривиальные названия, обычно такие же, как кислоты, в которые они переходят при окислении. Например: уксусный альдегид, изовалериановый альдегид, янтарный альдегид и т. п. (аналогично в ряду ароматических альдегидов и др.).

По рациональной номенклатуре более сложные альдегиды (главным образом изостроения) рассматривают:

● как производные уксусного альдегида СН3—СН=О, в метильной группе которого атомы водорода замещены углеводородными радикалами, или

● как производные нормального альдегида, соответствующего самой длинной цепи, перед тривиальным названием которого указывают название боковых радикалов; положения последних в цепи нормального альдегида обозначают греческими буквами. (В цепи альдегидов и кетонов буквой α обозначают углерод, соседний с карбонильным углеродом, следующий за ним - буквой β и т.д.).

Для альдегидов допускаются тривиальные названия, если соответствующая кислота имеет тривиальное название:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH=O

Рациональн.номенк-ра; Систематич.номенк-ра; Тривиальное название

γ-изопропилмасляный 3-изопропил-бутаналь 3,4-диметилизовалериановый

альдегид альдегид

Получение. 3-изопропил-бутаналь может быть получен пиролизом смешанных кальциевых солей муравьиной и 3,4-диметилизовалериановой кислоты при t = 5000С:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH=O

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—COO—Ca—OOCH3

t = 5000С

CaCO3 +

3-изопропил-бутаналь

При окислении первичных спиртов:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH2—OH

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH=O

[O]

- Н2

3-изопропил-бутанол 3-изопропил-бутаналь

■ По рациональной номенклатуре названия кетонов производят от названий углеводородных радикалов, связанных с карбонильной группой, добавляя окончание -кетон.

CH3—CH2—С=O

СН3—CH2—CH—СН3

Рациональн.номенк-ра; Систематич.номенк-ра;

этил-вторбутилкетон 4-метилгексан-3-он

Получение. При окислении вторичных спиртов:

[O]

- Н2

CH3—CH2—СH—OH

СН3—CH2—CH—СН3

CH3—CH2—С=O

СН3—CH2—CH—СН3

4-метилгексанол-3 4-метилгексан-3-он

1. Взаимодействие 3-изопропил-бутаналя с NН3:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH=O

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH=NН

+ NН3

- Н2О

3-изопропил-бутаналь 3-изопропилбутилимин

Взаимодействие 4-метилгексан-3-она с NН3:

2

CH3—CH2—С—CH2—CH2—CO—CH—CH3

│ │

СН3—CH2—CH—СН3 СН3—CH2

CH3—CH2—С=O

СН3—CH2—CH—СН3

2

+ NН3

- Н2О

4-метилгексан-3-он 3,8-диметил-7-этил-7-аминодекан-4-он

2. Взаимодействие со спиртами. Альдегиды могут взаимодействовать с одной или двумя молекулами спирта, образуя соответственно полуацетали и ацетали. При взаимодействии 3-изопропил-бутаналя с СН3ОН образуется полуацеталь:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH=O

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH—ОCH3

ОH

+ СН3ОН

- Н2О

3-изопропил-бутаналь 1-метокси-3-изопропилбутанол-1

В присутствии следов минеральной кислоты образуются ацетали:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH—ОCH3

НО+—H

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH—ОCH3

ОH

H2SO4

+ Н+

CH3—CH—СН3

+

СН3—CH—CH2—CH—ОCH3

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH—ОCH3

ОCH3

+ СН3ОН

- Н2О

- Н+

1,1-диметокси-3-изопропилбутан

К

O—СН3

CH3—CH2—С—O—СН3

СН3—CH2—CH—СН3

етоны в этих условиях не образуют ацеталей. Взаимодействие 4-метилгексан-3-она с СН3ОН при действии этиловых эфиров ортомуравьиной кислоты:

,

+ 2СН3ОН

CH3—CH2—С=O

СН3—CH2—CH—СН3

- Н2О

4-метилгексан-3-он 3,8-диметил-7-этил-7-аминодекан-4-он

3. Реакция с NaHSO3. Присоединением частицы кислого сернистокислого натрия (бисульфита) получаются так называемые бисульфитные соединения, причем водород присоединяется к кислороду карбонильной группы, а остаток SO3Na— к углеродному атому:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH=O

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH—SO2ONa

ОH

+ NaHSO3

- Н2О

3-изопропил-бутаналь 3-изопропилбутанол-1 сульфита натрия

Не все кетоны вступают в эту реакцию; в нее вступают только те из них, которые имеют хотя бы одну группу -СН3 или две группы -CH2, связанные с карбонилом.

реакции нет !

CH3—CH2—С=O

СН3—CH2—CH—СН3

+ NaHSO3

4. присоединение синильной кислоты приводит к образованию α-оксикислот:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH=O

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—C=O

ОH

CH3—CH—СН3 CN

│ │

СН3—CH—CH2—CH

OH

+ HCN

+ 2H2O

- NН3

3-изопропил-бутаналь 1-нитрил-3-изопропил бутанол-1 3-изопропилбутановая кислота

OH

C2H5—С—CN

C2H5—CH—СН3

OH OH

│ │

C2H5—С—C=О

C2H5—CH—СН3

CH3—CH2—С=O

СН3—CH2—CH—СН3

+ HCN

+ 2H2O

- NН3

4-метилгексан-3-он 3-нитрил-4-метилгексанол-3 α-окси-β-этил-γ-метил

-пентановая кислота

5. В зависимости от условий гидразин вступает в реакцию с альдегидами и кетонами в соотношении 1:1 или 1:2. В первом случае образуются гидразоны, а во втором – азины.

Взаимодействие 3-изопропилбутаналя с гидразином:

Взаимодействие 4-метилгексан-3-она с гидразином:

Данные реакции относятся к реакциям нуклеофильного замещения, так как в этих реакциях атакующей частицей является нуклеофил, то есть отрицательно заряженная частица или частица со свободной электронной парой. Уходящая группа носит название нуклеофуг.

6. Взаимодействие 3-изопропилбутаналя с гидроксиламином:

Взаимодействие 4-метилгексан-3-она с гидроксиламином:

7. Взаимодействие с PCl5:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—C—Cl

Cl

+ PCl5

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH=O

+ POCl3

3-изопропилбутаналь 1,1-дихлор-3-изопропилбутан

CH3—CH2—С=O

СН3—CH2—CH—СН3

Cl

CH3—CH2—С—Cl

СН3—CH2—CH—СН3

+ PCl5

+ POCl3

4-метилгексан-3-он 3,3-дихлор-4-метилгексан

№2

■ Благодаря тому, что в альдегидах имеется атом водорода, связанный с карбонильной группой, альдегиды чрезвычайно легко окисляются не только разными окислителями, но даже и кислородом воздуха. Продуктами окисления обыкновенно являются кислоты, содержащие в молекуле то же число атомов углерода, что и исходные альдегиды:

[O]

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—CH=O

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—COOH

3-изопропилбутаналь 3-изопропилбутановая кислота

Кетоны окисляются значительно труднее альдегидов, — лишь при действии сильных окислителей (например, KMnO4). При этом обыкновенно разрывается связь между карбонильной группой и одним из алкилов и получаются кислоты с меньшим числом атомов углерода в молекуле.

KMnO4

CH3—CH2—С=O

СН3—CH2—CH—СН3

COOH

СН3—CH2—CH—СН3

+ CH3—CH2—OOH

4-метилгексан-3-он α-метилмасляная кислота уксусная кислота

■ Получим 3-изопропилбутановую и α-метилмасляную кислоты из галогенпроизводных углеводородов и олефинов.

Алкены в присутствии катализатора, высокой температуры и давления присоединяют CO и H2 с образованием карбоновых кислот:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—COOH

CH3—CH—СН3

СН3—C=CH2

+ CO + H2

t, p

2,3-диметилбутен 3-изопропилбутановая кислота

СН3—CH2—CH—COOH

СН3

+ CO + H2

t, p

СН3—CH=CH—СН3

бутен-2 α-метилмасляная кислота

Гидролиз тригалогеналканов:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—COOH

CH3—CH—СН3 Cl

│ │

СН3—CH—CH2—C—Cl

Cl

+ 3NaOH

+ 3NaCl + H2O

3.4-диметил-1,2,3-трихлорпентан 3-изопропилбутановая кислота

Cl

СН3—CH2—CH—C—Cl

│ │

СН3 Cl

СН3—CH2—CH—COOH

СН3

+ 3NaOH

+ 3NaCl + H2O

1,2,3-трихлор-2-метилбутан α-метилмасляная кислота

■ Используем 3-изопропилбутановую и α-метилмасляную кислоты для получения различных производных.

а) получение солей. Карбоновые кислоты могут вытеснять более слабую кислоту из её соли, например:

‌‌‌‌‌‌‌ СН3

CH3—CH2—CH—COOH

‌‌‌‌‌‌‌ СН3

CH3—CH2—CH—COONa

+ Na2SiO3

2

+ H2SiO3

2

α-метилмасляная кислота 2-метилбутират натрия

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—COOH

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—COONa

+ NaHCO3

+ H2O + CO2

3-изопропилбутановая кислота 3-изопропилбутират натрия

б) получение галогенангидридов. Под действием SOCl2 карбоновые кислоты превращаются в соответствующие хлорангидриды:

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—COOH

CH3—CH—СН3 Cl

│ │

СН3—CH—CH2—C=O

+ SOCl2

+ H2O + CO2

3-изопропилбутановая кислота хлорангидрид 3-изопропилбутановой кислоты

взаимодействие α-метилмасляной кислоты с PCl5:

‌‌‌‌‌‌‌ СН3

CH3—CH2—CH—COOH

‌‌‌‌‌‌‌ СН3 Cl

│ │

CH3—CH2—CH—C=O

+ PCl5

+ POCl3 + HCl

α-метилмасляная кислота хлорангидрид 2-метилбутановой кислоты

в) получение сложных эфиров. Сложные эфиры образуются при нагревании кислоты со спиртом в присутствии серной кислоты (обратимая реакция этерификации).

‌‌‌‌‌‌‌ СН3

CH3—CH2—CH—COOH

‌‌‌‌‌‌‌ СН3 O—С3Н7

│ │

CH3—CH2—CH—C=O

+ С3Н7ОН

+ Н2О

t, H2SO4

α-метилмасляная кислота пропил-2-метилбутират

взаимодействие 3-изопропилбутановой кислоты с пропанолом:

CH3—CH—СН3 O—С3Н7

│ │

СН3—CH—CH2—C=O

+ С3Н7ОН

t, H2SO4

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—COOH

+ Н2О

3-изопропилбутановая кислота пропил-3-изопропилбутират

г) получение ангидридов. Ангидриды можно получить путем дегидратации карбоновых кислот:

‌‌‌‌‌‌‌ СН3

CH3—CH2—CH—COOH

‌‌‌‌‌‌‌ СН3 O O СН3

│ ║ ║ │

CH3—CH2—CH—C—O—C—CH—CH2—CH3

t, Р2O5

2

α-метилмасляная кислота ангидрид 2-метилбутановой кислоты

CH3—CH—СН3 O O CH3—CH—СН3

│ ║ ║ │

СН3—CH—CH2—C—O—C—CH2—СН—СН3

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—COOH

t, Р2O5

2

3-изопропилбутановая кислота ангидрид 3-изопропилбутановой кислоты

в) получение амидов. Аммонолиз кислот и сложных эфиров.

‌‌‌‌‌‌‌ СН3

CH3—CH2—CH—COOH

‌‌‌‌‌‌‌ СН3 O

│ ║

CH3—CH2—CH—C—NН2

+ NН3

+ Н2О

t

α-метилмасляная кислота амид 2-метилбутановой кислоты

взаимодействие 3-изопропилбутановой кислоты с аммиаком:

+ Н2О

CH3—CH—СН3

СН3—CH—CH2—COOH

CH3—CH—СН32

│ │

СН3—CH—CH2—C=O

t

+ NН3

3-изопропилбутановая кислота амид 3-изопропилбутановой кислоты

№3

‌‌‌‌‌‌CH3—CH2—CH—‌‌‌‌CH2—‌‌‌‌‌‌CH3

NO2

3-нитропентан

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]