Органическая химия (стр. 5 )

ПРИМЕР. Какие из ароматических галогенопроизводных состава С7Н7Сl не гидролизуются при кипячении с водным раствором щелочи?

ОТВЕТ. Только хлористый бензил, содержащий галоген в боковой цепи, гидролизуется легко:

Вопросы для самопроверки

1.  Напишите структурные формулы всех изомерных соединений состава С5Н11Cl и назовите их.

2.  Какое из галогенопроизводных легче вступает в реакцию гидролиза: хлористый пропил или 2-хлорпропен?

Т е м а 9. Оксисоединения и их производные

Классификация по строению углеводородного радикала и по атомности.

Одноатомные спирты. Определение. Общая формула. Гомологический ряд. Изомерия. Номенклатура.

Способы получения: гидратацией непредельных углеводородов, гидролизом галогеналкилов, восстановлением карбонильных соединений.

Физические свойства. Влияние ассоциатов спиртов на температуру кипения.

Химические свойства. Реакции со щелочными металлами, галогенидами фосфора.

Получение простых и сложных эфиров органических и минеральных кислот. Дегидратация, дегидрирование, окисление спиртов. Метиловый, этиловый спирты, применение.

Многоатомные спирты. Классификация.

Двухатомные спирты. /гликоли/. Получение. Физические свойства. Особенности химических свойств. Этиленгликоль: получение в технике и применение.

Трехатомные спирты. Глицерин. Получение из жиров, применение глицерина в промышленности. Понятие о спиртах высшей атомности.

Фенолы. Строение, изомерия. Способы получения: из сульфокислот, из галогенопроизводных.

Физические свойства. Повышенная кислотность фенолов по сравнению со спиртами. Образование фенолятов, простых и сложных эфиров. Реакция электрофильного замещения в ядре.

Многоатомные фенолы. Ароматические спирты. Бензиловый спирт, его получение и свойства.

Простые эфиры. Строение, изомерия и номенклатура. Способы получения: действием водоотнимающих средств на спирты, действием галогенопроизводных на алкоголяты.

Физические свойства. Химические свойства: расщепление иодистоводородной кислотой, металлическим натрием.

Диэтиловый эфир. Серусодержащие аналоги спиртов и простых эфиров: тиоспирты /меркаптаны/, тиоэфиры /сульфиды/, их получение, свойства, значение.

Методические указания

Разберитесь в номенклатуре спиртов и их классификации по количеству ОН-групп и по характеру радикала. Наличие ОН-групп определяет особенности свойств спиртов.

Химические реакции спиртов могут происходить с разрывом связей С - ОН или О – Н. Особую группу составляют реакции окисления, в которых реакционная способность и конечные продукты различны у первичных, вторичных и третичных спиртов.

Обратите внимание на реакции образования простых и сложных эфиров, играющих важную роль в построении веществ, входящих в состав живых организмов: углеводов, липидов и др.

Многоатомные спирты, в частности, гликоли, глицерины по свойствам подобны одноатомным спиртам.

В зависимости от положения гидроксильной группы по отношению к бензольному кольцу различают: 1) фенолы Ar-OH, имеющие гидроксил, связанный непосредственно с одним из атомов углерода бензола; 2) ароматические спирты Ar – R – OH, содержащие гидроксил в боковой цепи.

Фенолы, в отличие от спиртов, обладают кислотными свойствами.

Способность фенолов к отрыву протона обусловлена поляризацией связи , которая усиливается сопряжением электронов кислорода с ароматическим секстетом.

Химические свойства ароматических спиртов аналогичны свойствам спиртов жирного ряда.

Простые эфиры имеют общую формулу R1 – O – R2.

Наличие двух углеводородных радикалов, небольшой дипольный момент молекулы и отсутствие гидроксильного водорода обуславливают как физические (плохая растворимость в воде, низкие температуры кипения), так и химические свойства простых эфиров, которые характеризуются инертностью. Практически они разлагаются только галогеносодержащими кислотами и при нагревании с металлическим натрием под давлением.

При изучении тиоспиртов RSH и тиоэфиров R – S – R проследите аналогию в методах получения спиртов и тиоспиртов, эфиров и тиоэфиров, сравните их свойства.

ПРИМЕР. Определите строение вещества С7Н8О, которое не дает цветной реакции с хлорным железом, а при окислении раствором KMnO4 образует вещество состава С7Н6О2, растворимое в водном растворе щелочи.

ОТВЕТ. Возможные структурные формулы:

из четырех ароматических соединений, отвечающих общей формуле С7Н8О, только 1 не реагирует с хлорным железом и легко окисляется KMnO4:

С другой стороны, полученная при его окислении кислота реагирует с водным раствором щелочи:

Таким образом, исходное соединение является бензиловым спиртом.

Вопросы для самопроверки

1.  Напишите структурные формулы спиртов состава С4Н9ОН. Приведите их названия: а – по радикалу, б – по современной международной номенклатуре. Какие из них являются первичными, вторичными, третичными? Напишите уравнения реакций их окисления.

2.  Напишите для бутанола-2 уравнения реакций дегидрирования, внутри - и межмолекулярной дегидратации, этерификации уксусной кислотой.

3.  Напишите уравнения реакций взаимодействия фенола со следующими веществами: едким натром, уксусным ангидридом, бромной водой, азотной кислотой.

Т е м а 10. Оксосоединения

Определение. Общая формула. Строение карбонильной группы. Гомологический ряд. Изомерия. Номенклатура.

Получение альдегидов и кетонов: окислением спиртов, гидролизом дигалогенопроизводных, пиролизом солей карбоновых кислот, гидратацией ацетиленовых углеводородов.

Физические свойства. Химические свойства. Реакции нуклеофильного присоединения: синильной кислоты, бисульфита натрия. Реакции замещения карбонильного кислорода: гидроксиламином, гидразином.

Восстановление альдегидов и кетонов. Окисление альдегидов и кетонов. Реакция серебряного зеркала. Реакция с фелинговой жидкостью. Реакция Канниццаро. Отличие свойств аьдегидов от свойств кетонов.

Муравьиный альдегид. Ацетофенон. Бензофенон. Ацетон.

Методические указания

Соединения, содержащие карбонильную группу С = О, делятся на альдегиды и кетоны. У альдегидов карбонильная группа соединена с углеводородным радикалом и водородом:

У кетонов карбонильная группа соединена с двумя радикалами:

Оксосоединения вступают в реакции присоединения к карбонильной группе по нуклефильному механизму:

Кислород карбонильной группы способен замещаться при взаимодействии с галогенидами фосфора, аммиаком, гидроксиламином, производными гидразина и т. д.

Обратите внимание на большую реакционную способность альдегидов по сравнению с кетонами. За счет водорода альдегидной группы альдегиды легко окисляются:

На этой реакции основано качественное определение альдегидов.

Образование полуацеталей, окисление и другие реакции карбонильных соединений составляют основу химии одного из важнейших классов природных органических соединений – углеводов.

ПРИМЕР. Осуществите переход:

Назовите все соединения:

ОТВЕТ

Вопросы для самопроверки

1.  Напишите структурные формулы всех альдегидов и кетонов состава С5Н10О. Назовите их.

2.  Напишите уравнения реакции получения пропионового альдегида и ацетона из соответствующих дигалогенопроизводных, кальциевых солей карбоновых кислот.

3.  По реакции Фриделя-Крафтса получите ацетофенон, для него напишите реакции с фенилгидразином, бисульфитом натрия, с аммиачным раствором нитрата серебра.

Т е м а 11. Карбоновые кислоты и их производные

Классификация по основности и строению углеводородного радикала.

Одноосновные кислоты. Определение. Общая формула. Изомерия. Номенклатура.

Способы получения кислот: окисление первичных спиртов и альдегидов, из галогенангидридов, ангидридов, сложных эфиров, амидов, нитрилов. Механизм реакции этерификации.

Высшие жирные кислоты. Мыла.

Непредельные одноосновные кислоты. Акриловая, олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая кислоты. Строение, свойства.

Двухосновные кислоты. Классификация. Номенклатура.

Ароматические /фталевые/ кислоты.

Методические указания

Уясните классификацию карбоновых кислот в зависимости от природы углеводородного радикала и количества карбоксильных групп

R – СООН − карбоновые кислоты жирного яда,

Ar – СООН − ароматические карбоновые кислоты.

Изучая химические свойства карбоновых кислот, чрезвычайно важно усвоить способы образования и строение их различных производных: сложных эфиров, галогенангидридов, ангидридов, амидов, нитрилов.

Для химии природных органических соединений белков, липидов, углеводов и т. д. важна способность карбоксильных групп образовывать сложноэфирные; амидные /при соединении природных α-аминокислот-пептидные/; ангидридные; ионные /солевые/ связи.

Изучите влияние строения углеводородного радикала на химические свойства кислот. У предельных кислот вследствие влияния карбоксильной группы, как и у кабронильных соединений, легко замещается водород у атома углерода в α – положении к функциональной группе.