Органическая химия. Кислородсодержащие соединения (стр. 2 )

Некоторые способы получения альдегидов и кетонов

Название реакции	Примеры
1. Окисление спир­тов	пропанол-1 пропаналь
2. Оксосинтез (карбонилирование)
3. Пиролиз каль­циевых, марганцевых или маг­ниевых солей карбоновых кислот
4. Гидратация ацетилена и его гомологов (H2SO4)	НС≡СН+ H2O→ [H2C=CHOH] → CH3-CHO
5. Гидролиз дигалогенопроизводных
6. Реакция Фриделя — Крафтса

В зависимости от характера радикалов, связанных с Карбонильной группой, альдегиды и кетоны могут быть насыщенными и ненасыщенными.

Карбонильная группа — одна из наиболее активных функциональных групп. Ее двойная связь состоит из одной δ- и одной π-связи. В отличие от обычной двойной углерод-углеродной π-связи в этиленовых углеводородах двойная связь в карбонильной группе сильно поляризована
(за счет разности электроотрицательностей атомов кислорода и углерода).

Таблица 6

Основные реакции альдегидов и кетонов

Название реакции	Примеры
1. Реакции присоединения по двойной связи карбонильной группы: · водорода (t, kat)
·  циановодорода
·  гидросульфита натрия
·  реактива Гриньяра
·  аммиака
·  спиртов	полуацеталь
2.Реакция замещения образование галогенопроизводных	СН3CHO + Cl2 → ClCH2-CHO + HCl
3. Реакции окис­ления реакция «серебряного зер­кала»
4. Реакции конден­сации (альдольная и кротоновая)
5. Реакция Канниццаро

4. Карбоновые кислоты

Производные углеводородов, в молекулах которых содержится одна или несколько карбоксильных групп
(—СООН), называются карбоновыми кислотами.

Общая формула карбоновых кислот R—СООН. В зависимости от характера радикалов, связанных с карбоксильной группой, различают предельные и непредельные карбоновые кислоты. Число карбоксильных групп определяет основность карбоновых кислот (с одной группой – одноосновные, с двумя – двухосновные и т. д.).

По числу атомов углерода в радикале карбоновые кислоты делят на низшие (от C1 до С10) и высшие (от С10 и выше).

Карбоновые кислоты диссоциируют по схеме:

R—COOH → R—COO - + Н+

Таблица 7

Некоторые способы получения карбоновых кислот

Название реакции	Примеры
1. Окисление алканов, спиртов, альдегидов и кетонов
2. Оксосинтез (карбонилирование)
3. Гидролиз нитрилов	СН3-С≡N+2H2O СН3-СOOH+NH3
4. Гидролиз тригалогенпроизводных
5. Взаимодействие гидроксида нат­рия с оксидом углерода (II)
6. Окисление двухатомных спиртов

Таблица 8

Основные реакции карбоновых кислот

Название реакции	Примеры
1. Образование солей	2СH3COOH + CuO →(CH3COO)2Cu + H2O 2СH3COOH + Mg →(CH3COO)2Mg + H2 2СH3COOH + CaCO3 →(CH3COO)2Ca + H2O + CO2↑ СH3COOH + NaOH→CH3COONa + H2O СH3COOH + NH3→CH3COONH4
2. Образование галогенангидридов
3. Образование ангидридов
4. Образование сложных эфиров
5. Образование амидов
6. Декарбоксилирование

В ряду одноосновных карбоновых кислот наиболее сильной является муравьиная кислота (рКа=3,75), в ряду двухосновных — щавелевая кислота [pКa(1) = 1,23].

5. Сложные эфиры

Производные карбоновых кислот, в молекулах которых атом водорода карбоксильной группы замещен на углеводородный радикал (R—COO—R1), называются – сложным эфиром.

В зависимости от характера радикалов R и R1 связанных с карбоксильной группой, различают предельные и непредельные эфиры.

Химические свойства сложных эфиров обусловлены наличием функциональной группы. Наиболее важная реакция гидролиза она протекает по общей схеме:

R—COOR1 + H2O → R—COOH + R1—OH

Таблица 9

Основные реакции сложных эфиров

Название реакции	Примеры
1. Кислотный гидролиз (H+, t)	СH3COOC2H5 + H2O → СH3COOH+ C2H5OH
2. Щелочнойгидролиз (t)	СH3COOC2H5 + NaOH → СH3COONa + C2H5OH
3. Реакция переэтерификации (H+, t)	СH3COOC2H5 + CH3OH → СH3COOCH3 + C2H5OH
4. Взаимодействие с аммиаком (t)	СH3COOC2H5 + NH3 → СH3CONH2 + C2H5OH

Таблица 10

Некоторые способы получения сложных эфиров

Название реакции	Примеры
1. Взаимодействие кислот со спиртами (H+, t)	СH3COOH+ C2H5OH→ СH3COOC2H5 + H2O
2. Взаимодействие ангидридов карбоновых кислот со спиртами	(СH3OC)2O+ C2H5OH→СH3COOC2H5+CH3COOH
3. Взаимодействие галогенангидридов кислот со спиртами	СH3COCl+ C3H7OH→ СH3COOC3H7 + H2Cl

Реакции с участием углеводородных радикалов возможны в том случае, если это остатки непредельных углеводородов (алкены, алкины, арены).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

6. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Пример 1. К 50 г 32,4%-ного раствора бромоводородной кислоты добавили некоторое количество изопропиламина. Через полученный раствор стали пропускать пропен до тех пор, пока не закончилось поглощение газа. Масса раствора оказалась равной 60,1 г. Вычислите объем поглощенного газа, в пересчете на нормальные условия.

Решение. Уравнения протекающих реакций:

С3Н7NН2 + НВr →[С3Н7NН2]Вr, (1)

С3Н6 + НВr → С3Н7Вr. (2)

Примем, что n(С3Н7NН2) = х моль, а n(С3Н6) = у моль,
тогда:

m (С3Н7NН2) = М · n = 59 · х г, m (С3Н6) = М · n = 42 · у г.

m (HBr) = m (p-p) · w (HBr) = 50 г · 0,324 = 16,2 г.

n (HBr) = = = 0,2 моль.

n(С3Н7NН2) = n(HBr), n(С3Н6) = n2 (HBr);

n1 (HBr) + n2 (HBr) =0.2 моль, отсюда n (С3Н7NН2) + n (С3Н6) =0,2 моль,