Лекция по "Органической химии"

1. Дикарбоновые кислоты
2. Ароматические кислоты
3. Производные угольной кислоты
4. Гидроксикислоты
5. Оксикислоты  
   

 

 

 

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

1

 

• ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ  
  Лекция 13

• ДИКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

 

 

Формула	Название кислоты  по IUPAC	Тривиальное название кислоты	Тривиальное название соли	Т. пл., oC
	Этандиовая	Щавелевая	Оксалат	189
	Пропандиовая	Малоновая	Малонат	136
	Бутандиовая	Янтарная	Сукцинат	185
	Пентандиовая	Глутаровая	Глутарат	98
	Гександиовая	Адипиновая	Адипинат	151

 

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

2

• Карбоксильная группа проявляет сильные электроноакцепторные свойства, и поэтому дикарбоновые кислоты являются более сильными кислотами, чем соответствующие монокарбоновые.
• Свойства дикарбоновых кислот похожи на свойства монокарбоновых кислот, за некоторыми исключениями, которые особенно проявляются для первых членов гомологического ряда. Начиная с адипиновой кислоты, никаких особенных “аномалий” уже не наблюдается.

 

 

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

3

• 1. Химические свойства
• 1.1. Образование солей

 

 

 

             гидрооксалат натрия                  оксалат натрия

                    (кислая соль)         (средняя соль)

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

4

http://e-lib.gasu.ru/eposobia/papina/malprak1/R_2_7.html

 

http://uroclinica.ru/mochekamennaya_bolezn

 

Около  80% почечных камней образуется из оксалата кальция

 

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

5

• 2. Поведение при нагревании

 

 

 янтарная  кислота                    ангидрид янтарной кислоты

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

6

• 3. Окисление дикарбоновых кислот

 

 

янтарная  кислота                   фумаровая кислота

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

7

• 4. Другие реакции
• Среди очень важных реакций производных дикарбоновых кислот следует отметить:
• синтезы с использованием малонового эфира (включая реакцию Кнёвенагеля и реакцию Михаэля),
• конденсацию Дикмана (аналог сложноэфирной конденсации Кляйзена),
• ацилоиновую конденсацию
• термическое разложение солей с образованием циклических кетонов.

 

 

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

8

• 2. Получение дикарбоновых кислот

 

 

Процесс сопровождается гидролизом АТФ и  идёт с участием биотина (витамин H), который является коферментом ацетил-КоА-карбоксилазы.

 

ацетил-КоА                                                   малонил-КоА

 

формиат натрия                                  оксалат натрия

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

9

• Промышленно важную адипиновую кислоту получают окислением циклогексана кислородом (катализатор – стеарат кобальта).

 

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

10

• НЕНАСЫЩЕННЫЕ ДИКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

 

 

Яблочная кислота                              бутендиовая кислота

 

Бутендиовая кислота существует в виде двух изомеров

 

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

11

малеиновая кислота                   малеиновый ангидрид

 

фумаровая кислота

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

12

• Фумаровая и малеиновая кислоты стали прообразом всех цис- и транс-изомеров;
• раньше цис-изомеры назывались также малеиноидными, а транс-соединения – фумароидными.

 

 

Малеиновая кислота                фумаровая кислота

 

M.N.G.James, G.J.B.Williams // Acta Crystallogr.,Sect.B., 1974, Vol. 30, p.1249;

A.L.Bednowitz, B.Post // Acta Crystallogr., 1966, Vol.21, p.566

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

13

• АРОМАТИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ

 

 

 бензойная  кислота        фталевая кислота     терефталевая кислота

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

14

 

Acidum benzoicum

• 1. Химические свойства
• Ароматические кислоты проявляют более выраженные кислотные свойства, чем обычные карбоновые кислоты жирного ряда.
• Фталевая кислота, являясь дикарбоновой кислоты, при нагревании образует ангидрид

 

 

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

15

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

16

 

• Свойства ароматических кислот определяются:
• 1.     Свойствами бензольного ядра, для которого характерны:
• 1.1.          Реакции замещения водорода в ядре на галоген, NO2-, SO32- - группы.

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

17

 

• 2.     Свойствами – COOH  группы.
• 2.1.          Образовывать соли со щелочными, тяжелыми металлами, щелочами, карбонатами щелочных металлов.

 

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

18

 

2.2.          Образовывать сложные эфиры

 в присутствии концентрированной серной кислоты.

 

 

 

 

 

 

                                                                                    этилбензоат

• 2. Получение ароматических карбоновых кислот

 

 

Бензойная кислота, C₆H₅COOH, бесцветные кристаллы,  tпл 122,4 °C. Применяют в производстве красителей, лекарственных и душистых веществ, алкидных смол, в медицине применяется как наружное средство противомикробного и фунгицидного действия; бензоат натрия — отхаркивающее средство, консервант для пищевых продуктов. Бензойная кислота является одной из наиболее давно известных органических кислот. Ещё в начале 17 века её получили, возгоняя бензойную смолу (отсюда название и бензойной кислоты и бензола).

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

19

п-ксилол                   терефталевая кислота

 

Терефталевая кислота  и её диметиловый эфир используются для производства полиэтилентерефталата, из которого получают полиэфирное волокно лавсан, более известный как полиэстер.

Хлорангидрид терефталевой кислоты используется для изготовления сверхпрочного полимера кевлара

 

1/1/97

 

Нижник  Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

20

 нафталин                          фталевый ангидрид             фталевая кислота

 

Фталевый  ангидрид, бесцветные кристаллы, tпл 130,8 °С (с возгонкой). Сырье в производстве алкидных смол (глифталевых смол), пластификаторов (эфиров фталевой кислоты), многообразных красителей, лекарственных препаратов.

В частности  из фталевого ангидрида и фенола синтезируют фенолфталеин – индикатор  и лекарственный препарат слабительного  действия (пурген).

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

21

• ПРОИЗВОДНЫЕ УГОЛЬНОЙ КИСЛОТЫ

 

 

фосген           эфиры хлоругольной кислоты      эфиры угольной кислоты

 

мочевина                         карбаминовая кислота                        уретаны

                                                                                       (эфиры карбаминовой

                                                                                                    кислоты)

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

22

• 1. Эфиры угольной и хлоругольной кислоты

 

 

фосген                              этилхлоркарбонат                      диэтилкарбонат

 

Лексан – используется для изготовления бронебойных окон и шлемов для космонавтов

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

23

• 2. Уретаны

 

 

этилхлоркарбонат                                           этилкарбамат (уретан)

 

Многие уретаны используются как:

лекарственные препараты (прозерин, карбахолин, мепротан)

гербициды (барбан, фенмедифам).

Полиуретаны используются для изготовления полиуретанового волокна (лайкра), клеёв, пенопластов и лаков.

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

24

• 3. Мочевина
• В промышленности мочевину получают по реакции Базарова:

 

 

Мочевина (карбамид), CO(NH₂)₂, бесцветные кристаллы,  tпл 132,7 °С. Хорошо растворима в воде. Применяют для получения мочевино-формальдегидных смол, карбамидный клеев, красителей, снотворных средств и успокаивающих средств (барбитала, фенобарбитала, бромизовала), для депарафинизации нефтей.

Мочевина — отличное азотное удобрение для разных почв под различные сельскохозяйственные культуры (содержит 46% N). В животноводстве используется как азотная подкормка для жвачных животных.

 

1/1/97

 

Нижник Я.П.  http://norgchem.professorjournal.ru

 

25

• 3.1. Химические свойства мочевины
• 3.1.1. Взаимодействие с кислотами