Тема 12: Кислородсодержащие органические соединения.
Производные углеводороды, в которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксогруппу, называются спиртами. В зависимости от числа гидроксогрупп спирты делятся на: а) одноатомные, содержащие одну гидроксогруппу; б) многоатомные, содержащие две, три и более гидроксогрупп. По правилам современной заместительной номенклатуры названия спиртов производят от названий углеводородов с добавлением окончания -ол и цифры, обозначающей номер углеродного атома, при котором стоит гидроксогруппа, определяющая начало нумерации. Ниже приведена схема, отражающая химические свойства предельных одноатомных спиртов: Горение O2 nCO2 + (n + 1)H2O
Окисление O + [O] R — C H
+ Na CnH2n+1ONa + H2↑ CnH2n+1OH + HГ (H2SO4) CnH2n+1Г + H2O
+ RCOOH O t0, (H2SO4) R — C + H2O OCnH2n+1 Дегидратация (H2SO4 (конц.)) - H2O CnH2n + H2O
Отнятие от двух молекул спирта одной молекулы воды - H2O (CnH2n+1)2O Альдегидами и кетонами называют производные углеводородов, содержащие функциональную карбонильную группу C = O (карбонил). В альдегидах карбонильная группа связана с атомом водорода и одним радикалом, а в ке тонах — с двумя радикалами. Общие формулы: O R — C —R' R — C || H O альдегид кетон Изомерия у альдегидов и кетонов обусловлена строением углеводородных радикалов, а у кетонов еще и положением кетонной группы, которая может занимать различные места внутри углеродной цепи. Альдегиды и кетоны изомерны. Общая формула насыщенных альдегидов и кетонов CnH2nO. По международной номенклатуре названия альдегидов производят от названий соответствующих углеводородных радикалов, включающих карбонильную группу с прибавлением окончания -аль, а у кетонов — окончания -он. Альдегиды и кетоны, за счет имеющейся в их составе сильно поляризованной карбонильной группы, очень активны в химических реакциях. При этом альдегиды гораздо больше реакционноспособны, чем кетоны. Для них характерны реакции окисления, присоединения. окисление [ O ] O H — C OH H2 R — CH2 — OH O HCN R — CH — CN R — C присоединение | H OH OH R1— OH | R — CH — O —R1 OH NaHSO3 | выделение альдегидов в виде осадка R — CH — SO3Na Cl PCl5 R — CH Cl замещение NH3 R — CH = NH NH2 — OH R — CH = N — OH Карбоновыми кислотами называются органические вещества, содержащие одну или O O несколько карбоксильных групп — C . Общая формула R — C , сокращенно RCOOH. OH OH В зависимости от числа карбоксильных групп в молекуле различают кислоты одноосновные, двухосновные и т.д. По международной номенклатуре названия присваивается кислоте по названию углеводорода с тем же числом атомов углерода, что и в кислоте, углерод в карбоксильной группе обозначается номером 1. Например, по международной номенклатуре предельная одноосновная кислота 6 5 4 3 2 1 CH3 — CH — CH — CH2 — CH2 — COOH | | | CH3 CH3 C2H5 будет называться 4,5-диметил-3-этилгексановая кислота. Для карбоновых кислот характерна высокая реакционная способность.
Na, Na2O O NaOH R — CH2 — C ONa соли кислот дегидратация (R — CH2 — CO)2O ангидриды кислот O PCl5, SOCl2 O R — CH2 — C R — CH2 — C OH Cl хлорангидриды кислот O R, - OH || этерификация R — CH2 — C — O — R сложные эфиры NH3 O R — CH2 — C NH2 амиды кислот Для карбоновых кислот, альдегидов и кетонов характерны следующие реакции за счет углеводородного радикала: 1. Замещение водорода на галоген (наиболее легко при углероде, находящемся в α — положении к карбоксильной или карбонильной группе): O O R — CH2 — C + Cl2 ® R — CHCl — C + HCl OH α OH 2. Присоединение соединений типа HХ к непредельным соединениям происходит с нарушением правила Морковникова: O O CH2 = CH — C + HCl ® CH2 — CH2 — C OH | OH Cl Сложными эфирами называют производные карбоновых кислот, у которых гидроксил в карбоксиле замещен спиртовым остатком: O O R — C ® R — C OH OR' кислота сложный эфир Сложные эфиры в большинстве случаев называют по тем кислотам и спиртам, которые участвуют в их образовании, причем на первом месте в названии стоит кислота, на втором — спирт.
Например: O O O || || || H — C — O — CH3 H3C — C — O — CH3 H3C — C — O — C2H5 муравьино-метиловый уксусно-метиловый уксусно-этиловый эфир (метилформиат) эфир (метилацетат) эфир (этилацетат) Употребляют также названия, образуемые от углеводородного радикала спирта и корня латинского названия кислоты с добавлением окончания -ат (в примерах, приведенных выше, эти названия даны в скобках). Контрольные задания: 221. Напишите уравнение реакций внутримолекулярной и межмолекулярной дегидратации 2-метил-1-пропанола. Введите указанный спирт в реакции с: а) Naмет.; б) HСl; в) PСl5. 222. С какими из перечисленных веществ будет реагировать 1-пропанол: а) Na б) CH3OH в) PCl5 г) NaOH д) CH3 — C = O | OH Напишите уравнения соответствующих реакций, дайте систематические названия полученным соединениям. Что образуется при окислении 1-пропанола? 223. Составьте уравнения реакций получения соответствующих спиртов по нижеприведенной схеме: O || H — C — H ? H2O ? CH3 — CO — CH2 — CH3 ? H2O ? CH3 — CH2MgBr O || CH3 — CH2 — C — H ? H2O ? Для получения вторичного спирта приведите уравнения внутримолекулярной дегидратации, каталитического окисления и реакции этерификации с уксусной кислотой. 224.Приведите реакции, позволяющие отличить спирт от фенола. 225. Как из 1-пропанола получить 2-пропанол, применяя лишь неорганические реактивы? 226. Установите строение вещества C2H6O, если оно не реагирует с металлическим натрием на холоде, а при нагревании с ним дает CH3ONa и CH3Na. При нагревании с HI образуется CH3I и CH3OH. 227. Напишите схемы получения альдегида, метилэтилкетона тремя способами. Введите эти соединения в реакции с: а) PCl5; б) NaHSO3; в) HCN. 228. Напишите схемы получения ацетона из следующих исходных веществ: а) этиловый спирт; б) пропилен; в) ацетилен. Как ацетон будет взаимодействовать с: а) HCN; б) NaHSO3 ; в) PСl5. 229.С помощью каких реакций можно отличить ацетон от пропионового альдегида. Напишите реакции взаимодействия указанных веществ с: а) C2H5OH; б) HCN; в) NaHSO4; г) PСl5. 230. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно отличить альдегиды от кетонов. Какие соединения образуются при взаимодействии уксусного альдегида с хлористым фосфором, синильной кислотой? 231. Составьте схемы взаимодействия пропионового альдегида с веществами: а) синильной кислотой; б) этил магний бромидом; в) хлором; г) гидросульфатом натрия. 232.Какие ацетиленовые углеводороды следует взять, чтобы по реакции Кучерова получить: а) метилэтилкетон; б) уксусный альдегид. Последний введите в реакции с: а) аммиаком; б) гидросульфитом натрия; в) синильной кислотой. 233.Осуществите схему превращений: HCl KCN 2H2O(H+) CH3 — CH = CH2 ® A ® B ® C Полученное соединение введите в реакции с NH3; PCl5; Na; Ca(OH)2; CH3OH. 234. Составьте уравнение реакций получения метилпропановой кислоты, исходя из пропилового спирта и используя все необходимые для этого неорганические вещества. 235. Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: O O || || C2H6 ® С2H5Cl ® С2H5OH ® CH3 — C — OH ® CH3 — C — O — C2H5 ® C2H5OH ® CO2 236Используя в качестве исходного соединения карбид кальция, получите уксусную кислоту, а из последней: а) хлористый ацетил; б) ангидрид уксусной кислоты; в) ацетат натрия. Как их этих веществ получить метилэтанат? 237.Напишите уравнения реакций получения масляной кислоты из: а) бромбутана; б) бромпропана. Полученную кислоту введите в реакции: а) с аммиаком при нагревании; б) с хлоридом фосфора (V); в) с этиловым спиртом. 238. Напишите уравнения получения этилацетата из ацетилена, используя его в качестве единственного органического вещества. Этилацетат введите в реакцию гидролиза. 239. Из каких кислот и спиртов могут быть получены следующие сложные эфиры: а) HCOOC2H5; б) CH3(CH2)3COOCH3; в) C6H5COOCH(CH3)2. Напишите уравнения реакций. В чем различие между сложными и простыми эфирами? 240. Из соответствующего альдегида получите 3-метилбутановую кислоту и напишите реакции взаимодействия этой кислоты со следующими соединениями: а) PСl3; б) CH3 — CH — CH3; в) NaOH; г) CuO; д) Cl2. | ОН
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|