Производные карбоновых кислот

Содержание

Слайд 2

Классы производных карбоновых кислот:

Классы производных карбоновых кислот:

Слайд 3

! Гидролиз любого производного карбоновой кислоты всегда ведет к образованию исходной

! Гидролиз любого производного карбоновой кислоты всегда ведет к образованию исходной

карбоновой кислоты

Основная роль производных карбоновых кислот – ацилирование нуклеофилов.
Ацилирование = перенос катионов ацилия на нуклеофильную частицу
В целом, чем больше δ+ на ацильном атоме углерода, тем легче процесс ацилирования.
По способности к реакциям ацилирования производные кислот распределяются в следующий ряд:

sp

Слайд 4

I Соли карбоновых кислот Распределение отрицательного заряда с атома кислорода за

I Соли карбоновых кислот

Распределение отрицательного заряда с атома кислорода за

счет эффекта сопряжения гасит δ+ ацильного атома углерода, что обусловливает слабую ацилирующую способность

Химические свойства

1) Реакция Гриньяра (превращение солей в третичные спирты)

Слайд 5

2) Превращение солей в кетоны в реакции Гриньяра с ДХТФФ (дихлортрифенилфосфораном) 3) Превращение солей в галогенангидриды

2) Превращение солей в кетоны в реакции Гриньяра с ДХТФФ (дихлортрифенилфосфораном)

3)

Превращение солей в галогенангидриды
Слайд 6

4) Превращение солей Ca, Ba, Th, Mn в кетоны в процессе

4) Превращение солей Ca, Ba, Th, Mn в кетоны в процессе

пиролиза

5) Реакция Хунсдиккера-Бородина

II Сложные эфиры

Методы получения

1) Реакция этерификации по Фишеру (получение сложных эфиров первичных спиртов)

Слайд 7

2) Получение сложных эфиров вторичных и третичных спиртов Ацилирующий агент: галогенангидрид 3) Реакция Тищенко

2) Получение сложных эфиров вторичных и третичных спиртов

Ацилирующий агент: галогенангидрид

3) Реакция

Тищенко
Слайд 8

Химические свойства 1) Реакции ацилирования (AdN-SN) сильных нуклеофилов 2) Гидролиз по

Химические свойства

1) Реакции ацилирования (AdN-SN) сильных нуклеофилов

2) Гидролиз по Ингольду

Катализируется кислотами

и основаниями. В зависимости от вида катализа различают следующие механизмы:
кислотный катализ: Aac2, Aac1, Aal1
Основный катализ: Bac2, Bal1, Bal2
Слайд 9

Aac2 Acid = кислота Acyl = ацил Бимолекулярный Реализуется для стерически

Aac2

Acid = кислота

Acyl = ацил

Бимолекулярный

Реализуется для стерически незатрудненных сложных эфиров

Стадия присоединения

воды
Слайд 10

Aac1 Реализуется для стерически затрудненных сложных эфиров (пространственное затруднение со стороны ацильной группы) Мономолекулярный Стадия диссоциации

Aac1

Реализуется для стерически затрудненных сложных эфиров (пространственное затруднение со стороны ацильной

группы)

Мономолекулярный

Стадия диссоциации

Слайд 11

Aal 1 Реализуется для стерически затрудненных сложных эфиров (пространственное затруднение со

Aal 1

Реализуется для стерически затрудненных сложных эфиров (пространственное затруднение со стороны

алкокси-группы)

Расщепление по алкокси-группе

Стадия диссоциации

Слайд 12

Bac2 Basic = основный Реализуется для стерически незатрудненных сложных эфиров Стадия присоединения гидроксила Метилбутират

Bac2

Basic = основный

Реализуется для стерически незатрудненных сложных эфиров

Стадия присоединения гидроксила

Метилбутират

Слайд 13

Bal 1 Реализуется для стерически затрудненных сложных эфиров (пространственное затруднение со

Bal 1

Реализуется для стерически затрудненных сложных эфиров (пространственное затруднение со стороны

алкокси-группы)

Расщепление по алкокси-группе

Bal2

Реализуется для стерически затрудненных сложных эфиров (пространственное затруднение со стороны ацильной группы)

Трет-бутилпропионат

Метил-нео-валерат

Слайд 14

3) Реакция переэтерификации Протекает до конца в случае замещения более сильным

3) Реакция переэтерификации

Протекает до конца в случае замещения более сильным нуклеофилом

более слабый

4) Сложноэфирная конденсация

Сложные эфиры уступают альдегидам и кетонам как СН-кислоты на 5-8 порядков. Сгенерировать енольную форму из сложного эфира с помощью кислотного катализа нельзя. Исследуя процессы конденсации Кляйзен в 1887 году установил, что наилучшим конденсирующим агентом является этилат натрия (сегодня применяют различные алкоголяты, либо гидриды натрия, либо металлический натрий в среде бензола). Кляйзен установил схему конденсации, отсюда название «конденсация Кляйзена»

Слайд 15

Слайд 16

5) Ацилоиновая конденсация Соотношение эфир : натрий = 1 : 2 ацилоин Механизм:

5) Ацилоиновая конденсация

Соотношение эфир : натрий = 1 : 2

ацилоин

Механизм:

Слайд 17

6) Восстановление сложных эфиров а) Восстановление по Буво-Блану Условия проведения реакции

6) Восстановление сложных эфиров

а) Восстановление по Буво-Блану

Условия проведения реакции похожи на

ацилоиновую конденсацию, но для восстановление требуется избыток натрия и среда – этиловый спирт

б) Восстановление с Li[AlH4]

Слайд 18

III Амиды Методы получения 1) Термическая дегидратация аммонийных солей карбоновых кислот

III Амиды

Методы получения

1) Термическая дегидратация аммонийных солей карбоновых кислот

2) Ацилирование

аммиака, первичных и вторичных аминов ангидридами или галогенангидридами

3) Гидролиз нитрилов

Слайд 19

Химические свойства 1) Гидролиз Процесс обратимый. Катализируется кислотами и основаниями. Требует

Химические свойства

1) Гидролиз

Процесс обратимый. Катализируется кислотами и основаниями. Требует более жестких

условий, чем гидролиз сложных эфиров. Осуществляется по механизмам Aac2 или Bac2.

а) Кислотный гидролиз
Условия: 50 % H2SO4, t, длительно

б) Основный гидролиз
Условия: 60 % KOH, 100 C

Слайд 20

2) Реакция Гриньяра 3) Дегидратация под действием POCl3 или SOCl2 Вторичные

2) Реакция Гриньяра

3) Дегидратация под действием POCl3 или SOCl2

Вторичные амиды образуют

устойчивые имидоилхлориды, распадающиеся на нитрил и алкилгалогенид при температурах более 150 С:
Слайд 21

имидоилхлорид 4) Нитрозирование Условия: NaNO2, HCl Эта реакция является качественной на

имидоилхлорид

4) Нитрозирование
Условия: NaNO2, HCl
Эта реакция является качественной на первичные амиды (происходит

диазотирование с последующим отщеплением N2).
Вторичные амиды образуют N-нитрозоамиды.

Наблюдается выделение пузырьков газа

Слайд 22

5) Взаимодействие с гипогалогенитами первичных амидов (перегруппировка Гофмана) Карбаминоуретан Изоцианат

5) Взаимодействие с гипогалогенитами первичных амидов (перегруппировка Гофмана)

Карбаминоуретан

Изоцианат

Слайд 23

6) Восстановление с Li[AlH4]

6) Восстановление с Li[AlH4]

Слайд 24

IV Нитрилы Методы получения 1) SN при взаимодействии алкилгалогенидов с цианидом

IV Нитрилы

Методы получения

1) SN при взаимодействии алкилгалогенидов с цианидом калия

2) Дегидратация

оксимов

3) Дегидратация амидов

4) Реакция Зандмейера (синтез ароматических нитрилов)

Слайд 25

Химические свойства 1) Гидролиз Процесс обратимый. Катализируется кислотами и основаниями. Требует

Химические свойства

1) Гидролиз

Процесс обратимый. Катализируется кислотами и основаниями. Требует еще более

жестких условий, чем гидролиз амидов и многочасового прогревания.

а) Кислотный гидролиз
Условия: 75 % H2SO4, t, длительно

б) Основный гидролиз
Условия: 60 % KOH, 100 C

Слайд 26

2) Реакция Гриньяра 3) Восстановление с Li[AlH4]

2) Реакция Гриньяра

3) Восстановление с Li[AlH4]

Слайд 27

V Ангидриды Методы получения 1) Ацилирование карбоновых кислот и их солей

V Ангидриды

Методы получения

1) Ацилирование карбоновых кислот и их солей галогенангидридами

2) Ацилирование

карбоновых кислот кетенами

Химические свойства

Ацилирование нуклеофилов
Для взаимодействия со слабыми нуклеофилами требуется активация минеральными кислотами (создается слабо кислая среда)

Слайд 28

2) Гидролиз Ацетилформиат = формилацетат Ацетилбутаноат = бутаноилацетат

2) Гидролиз

Ацетилформиат =
формилацетат

Ацетилбутаноат =
бутаноилацетат

Слайд 29

V Галогенангидриды Методы получения Галогенирование карбоновых кислот галогенирующими агентами Галогенирующие агенты:

V Галогенангидриды

Методы получения

Галогенирование карбоновых кислот галогенирующими агентами
Галогенирующие агенты: PCl5, PCl3, PBr5,

PBr3, SOCl2

2) Гидрогалогенирование кетенов