ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

օրգանական նյութեր, որոնց մոլեկուլները պարունակում են մեկ կամ մի քանի կարբոքսիլ խմբեր՝ կապված ածխաջրածնային ռադիկալի հետ, կոչվում են կարբոքսիլաթթուներ.

Հոմոլոգ շարքի առաջին երեք անդամները կարբոքսիլաթթուներ, ներառյալ պրոպիոնաթթուն, հեղուկներ են, որոնք ունեն սուր հոտ և շատ լուծելի են ջրում։ Հետևյալ հոմոլոգները, սկսած յուղաթթվից, նույնպես հեղուկներ են, որոնք ունեն սուր տհաճ հոտ, բայց վատ են լուծվում ջրում։ 10 և ավելի ածխածնի ատոմներով ավելի բարձր թթուներ են պինդ նյութեր, անհոտ, ջրում չլուծվող։ Ընդհանուր առմամբ, հոմոլոգների շարքում աճող մոլեկուլային քաշըջրի լուծելիությունը նվազում է, խտությունը նվազում է, և եռման կետը մեծանում է (Աղյուսակ 1):

Աղյուսակ 1. Կարբոքսիլաթթուների հոմոլոգ շարք:

Կարբոքսիլաթթուների ստացում

Կարբոքսիլաթթուները ստացվում են հագեցած ածխաջրածինների, սպիրտների, ալդեհիդների օքսիդացումից։ Օրինակ՝ քացախաթթուն՝ էթանոլի օքսիդացումով կալիումի պերմանգանատի լուծույթով. թթվային միջավայրերբ տաքացվում է.

Կարբոքսիլաթթուների քիմիական հատկությունները

Քիմիական հատկություններկարբոքսիլաթթուներն առաջին հերթին պայմանավորված են դրանց կառուցվածքի առանձնահատկություններով։ Այսպիսով, ջրում լուծվող թթուները կարող են տարանջատվել իոնների.

R-COOH↔R-COO - + H + .

Ջրի մեջ H + իոնի առկայության պատճառով նրանք ունեն թթու համ, կարողանում են փոխել ցուցիչների գույնը և վարել էլեկտրաէներգիա. Ջրային լուծույթում այդ թթուները թույլ էլեկտրոլիտներ են։

Կարբոքսիլաթթուներն ունեն քիմիական հատկություններ, որոնք բնորոշ են ոչ լուծույթներին օրգանական թթուներ, այսինքն. փոխազդում են մետաղների (1), դրանց օքսիդների (2), հիդրօքսիդների (3) և թույլ աղերի (4) հետ.

2CH 3 -COOh + Zn → (CH 3 COO) 2 Zn + H 2 (1);

2CH 3 -COOH + CuO→ (CH 3 COO) 2 Cu + H 2 O (2);

R-COOH + KOH → R-COOK + H 2 O (3);

2CH 3 -COOH + NaHCO 3 → CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 (4):

Սահմանափակման հատուկ հատկություն, ինչպես նաև չհագեցած կարբոքսիլաթթուներ, որոնք դրսևորվում են շնորհիվ ֆունկցիոնալ խումբ, - փոխազդեցություն սպիրտների հետ.

Կարբոքսիլաթթուները տաքացման ժամանակ և խտացված ծծմբաթթվի առկայության դեպքում փոխազդում են սպիրտների հետ։ Օրինակ, եթե ավելացնեք քացախաթթուն էթանոլեւ մի քիչ ծծմբաթթու, հետո տաքացնելիս առաջանում է էթիլ եթերի հոտ քացախաթթու(էթիլացետատ):

CH 3 -COOH + C 2 H 5 OH ↔CH 3 -C (O) -O-C 2 H 5 + H 2 O:

Հագեցած կարբոքսիլաթթուների հատուկ հատկությունը, որն արտահայտվում է ռադիկալի շնորհիվ, հալոգենացման (քլորացման) ռեակցիան է։

Կարբոքսիլաթթուների կիրառում

Կարբոքսիլաթթուները ծառայում են որպես կետոնների, թթվային հալոգենիդների, վինիլային էսթերների և օրգանական միացությունների այլ կարևոր դասերի արտադրության համար:

Մրջնաթթուն լայնորեն օգտագործվում է օծանելիքի, կաշվի (դաշկահարդարման), տեքստիլ արդյունաբերության (որպես ներկման միջոց), որպես լուծիչ և կոնսերվանտ օգտագործվող եթերներ ստանալու համար։

Քացախաթթվի ջրային լուծույթը (70-80%) կոչվում է քացախի էություն, իսկ 3-9% ջրային լուծույթը՝ սեղանի քացախ։ Էությունը հաճախ օգտագործվում է տանը նոսրացման եղանակով քացախ պատրաստելու համար։

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ

Ինչ օգնությամբ քիմիական ռեակցիաներկարող են կատարվել հետևյալ փոխակերպումները. ա) CH 4 → CH 3 Cl → CH 3 OH → HCHO → HCOOH → HCOOK. Գրի՛ր ռեակցիայի հավասարումները, նշի՛ր դրանց առաջացման պայմանները:

Պատասխանել

ա) Լույսի առկայության դեպքում մեթանի քլորացումը հանգեցնում է քլորոմեթանի արտադրությանը. CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl. Ալկանների հալոգեն ածանցյալները հիդրոլիզ են անցնում ջրային կամ ալկալային միջավայրում՝ սպիրտների ձևավորմամբ. CH 3 Cl + NaOH→CH 3 OH + NaCl. Օքսիդացման արդյունքում առաջնային սպիրտներՕրինակ, թթվային միջավայրում կալիումի երկքրոմատով կատալիզատորի առկայությամբ (Cu, CuO, Pt, Ag) առաջանում են ալդեհիդներ. CH 3 OH+ [O] →HCHO. Ալդեհիդները հեշտությամբ օքսիդացվում են համապատասխան կարբոքսիլաթթուների, օրինակ՝ կալիումի պերմանգանատով. HCHO + [O]→HCOOH. Կարբոքսիլաթթուները ցուցադրում են թույլ հանքային թթուներին բնորոշ բոլոր հատկությունները, այսինքն. ի վիճակի է շփվել ակտիվ մետաղներաղերի ձևավորմամբ. 2HCOOH+ 2K→2HCOOK + H2.

ՕՐԻՆԱԿ 2

Զորավարժություններ

Գրե՛ք հետևյալ նյութերի ռեակցիայի հավասարումները. ա) 2-մեթիլպրոպանաթթու և քլոր. բ) քացախաթթու և պրոպանոլ-2; գ) ակրիլաթթու և բրոմ ջուր; դ) 2-մեթիլբուտանաթթու և ֆոսֆորի (V) քլորիդ. Նշեք ռեակցիայի պայմանները:

Պատասխանել

ա) 2-մեթիլպրոպանաթթվի և քլորի փոխազդեցության ռեակցիայի արդյունքում ջրածնի ատոմը փոխարինվում է a դիրքում գտնվող ածխաջրածնային ռադիկալում. Առաջանում է 2-մեթիլ-2-քլորպրոպանաթթու H 3 C-C (CH 3) H-COOH + Cl 2 → H 3 C-C (CH 3) Cl-COOH + HCl (kat \u003d P): բ) քացախաթթվի և պրոպանոլ-2-ի փոխազդեցության ռեակցիայի արդյունքում առաջանում է էսթեր՝ քացախաթթվի իզոպրոպիլ էսթեր։ CH 3 -COOH + CH 3 -C (OH) H-CH 3 → CH 3 -C (O) -O-C (CH 3) -CH 3: գ) ակրիլաթթվի և բրոմ ջրի փոխազդեցության ռեակցիայի արդյունքում կրկնակի կապի տեղում հալոգենի ավելացում՝ Մարկովնիկովի կանոնին համապատասխան. Առաջանում է 2,3-դիբրոմպրոպանաթթու CH 2 \u003d CH-COOH + Br 2 → CH 2 Br-CHBr-COOH դ) 2-մեթիլբուտանաթթվի և ֆոսֆորի (V) քլորիդի փոխազդեցության արդյունքում առաջանում է համապատասխան թթվային քլորիդ. CH 3 -CH 2 -C (CH 3) H-COOH + PCl 5 →CH 3 -CH 2 -C (CH 3) H-COOCl + POCl 3 + HCl:

13.1.1. Ածխաջրածինների օքսիդացում. Գոյություն ունի երկու եղանակ՝ C 4 -C 8 ստորին ալկանների օքսիդացում հիմնականում քացախաթթվի և պինդ պարաֆինի օքսիդացում՝ սինթետիկ ճարպաթթուների (FFA) ձևավորմամբ C 10 -C 20 ածխածնի ատոմների ուղիղ շղթայով, որոնք. հումք մակերևութաակտիվ նյութերի (մակերևութային ակտիվ նյութեր) սինթեզի համար.

Գործընթացն ընթանում է հեղուկ փուլում, երբ տաքացվում է կամ կատալիզատորների առկայության դեպքում: Ալկանների օքսիդացման ժամանակ ոչնչացումը տեղի է ունենում երկրորդական ածխածնի ատոմների միջև կապերի երկայնքով, հետևաբար, քացախաթթուն հիմնականում ձևավորվում է n-բութանից, իսկ մեթիլ էթիլ կետոնը և էթիլացետատը ձևավորվում են որպես կողմնակի արտադրանք:

13.1.2 Ածխածնի երկօքսիդի հիման վրա սինթեզներ (II):Կարբոքսիլաթթուները ստացվում են ածխածնի օքսիդից կարբոնիլացման ռեակցիայի միջոցով.

Թթվային կատալիզում կրկնակի կապի ավելացումը միշտ ընթանում է Մարկովնիկովի կանոնով, որի արդյունքում միայն էթիլենից ստացվում է ուղիղ շղթայական թթու, իսկ նրա հոմոլոգներից α-մեթիլով փոխարինված թթուներ։ Այս մեթոդը առանձնահատուկ հետաքրքրություն է ներկայացնում ճյուղավորված օլեֆիններից երրորդական ռադիկալով (ոչ թթուներով) թթուների սինթեզի համար: (Կոխի արձագանքը).

Ռեակցիայի մեխանիզմը բաղկացած է ալկենի նախնական պրոտոնավորումից թթվի հետ՝ կարբենիումի իոն ձևավորելու համար, դրա փոխազդեցությունը CO-ի հետ՝ ստանալու համար։ acylium - կատիոնև վերջինիս ռեակցիաները ջրի հետ՝ կարբոքսիլաթթու ձևավորելու համար.

Նեոաթթուները և դրանց աղերը ունեն շատ բարձր լուծելիություն և մածուցիկություն, իսկ դրանց էսթերները՝ կայունություն հիդրոլիզի նկատմամբ, ինչը նրանց լայն կիրառություն է ապահովում մի շարք ճյուղերում։

Սպիրտների կարբոնիլացումը կատալիզացվում է մետաղական կոմպլեքսներով (Ni, Co, Fe, Pd): Գործընթացն իրականացվել է արդյունաբերության մեջ մեթանոլից քացախաթթվի սինթեզի համար և բնութագրվում է բարձր տնտեսական արդյունավետությամբ:

Թթուներ են ստացվում նաև ալդեհիդների (օքսոսինթեզի արտադրանք) օքսիդացումից։

Կարբոքսիլաթթուների ստացման լաբորատոր մեթոդներ

Ալկանների օքսիդացում.

Ալկենի օքսիդացում.

13.2.3. Առաջնային սպիրտների օքսիդացում.

13.2.4. Ալդեհիդների և կետոնների օքսիդացում. Ալդեհիդները շատ ավելի հեշտ են օքսիդանում, քան կետոնները։ Բացի այդ, ալդեհիդների օքսիդացումը հանգեցնում է նույն թվով ածխածնի ատոմներով թթուների առաջացմանը, մինչդեռ կետոնների օքսիդացումն ընթանում է ածխածին-ածխածնային կապերի խզմամբ (առաջանում է երկու թթու կամ թթու և կետոն):

Օքսիդացնողներն են կալիումի պերմանգանատը կամ դիքրոմատը։ Կետոնների օքսիդացման համար պահանջվում են ավելի խիստ պայմաններ, քան ալդեհիդների:

13.2.5. Նիտրիլների հիդրոլիզ.Նիտրիլները ստացվում են հալոալկանների փոխազդեցությամբ կալիումի ցիանիդի հետ, հիդրոլիզն իրականացվում է թթուների կամ ալկալիների ջրային լուծույթներով։ Թթվային միջավայրում ազոտն ազատվում է ամոնիումի աղի տեսքով.

ալկալային - ամոնիումի հիդրօքսիդի տեսքով, որը քայքայվում է ամոնիակի արտազատմամբ, թթուն ստացվում է աղի տեսքով.

13.2.6. Գրիգնարդի սինթեզ.Երբ օրգանոմագնեզիումի միացությունները փոխազդում են ածխածնի երկօքսիդի հետ, ձևավորվում են կարբոքսիլաթթուների աղեր.

Ազդեցության տակ ուժեղ թթու(սովորաբար HCl) աղը վերածվում է թթվի.

Ճարպերի հիդրոլիզ

Ճարպերը կարբոքսիլաթթուների և գլիցերինի (տրիգլիցերիդներ) էսթեր են։ Ճարպերը կազմող կարբոքսիլաթթուները ունեն ածխածնային շղթա 3-ից 18 ածխածնի ատոմ:

Ճարպերը կամ յուղերը ալկալիների ջրային լուծույթներով (NaOH, KOH) եռացնելը հանգեցնում է կարբոքսիլաթթուների և գլիցերինի աղերի առաջացմանը։

Այս գործողությունը կոչվում է սապոնացում, քանի որ օճառ պատրաստելու համար օգտագործվում են կարբոքսիլաթթուների աղեր։

Կարբոքսիլաթթուների ածանցյալների հիդրոլիզ.

Ֆիզիկական հատկություններ

Մինչև 3 ածխածնի ատոմ ունեցող ստորին թթուները ցնդող, անգույն հեղուկներ են՝ բնորոշ սուր հոտով, խառնվում են ջրի հետ ցանկացած հարաբերակցությամբ։ C 4 - C 9 թթուների մեծ մասը յուղոտ հեղուկներ են՝ տհաճ հոտով: Ջրում լուծելիությունը մեծանում է մեծանալու հետ մոլային զանգված. C 10-ից և բարձր թթուները ջրի մեջ չլուծվող պինդ նյութեր են: Ձևաթթուների և քացախաթթուների խտությունը մեկից մեծ է, մնացածը՝ մեկից փոքր։ Եռման կետը մեծանում է մոլային զանգվածի աճով, նույն թվով ածխածնի ատոմների դեպքում նորմալ կառուցվածքի թթուները ավելի բարձր են եռում, քան ճյուղավորված ածխածնի կմախք ունեցող թթուները։ Նույն թվով ածխածնի ատոմներով թթուների և սպիրտների եռման կետերի համեմատությունը ցույց է տվել, որ թթուները եռում են շատ ավելի բարձր ջերմաստիճաններում, քան սպիրտները։ Սա ցույց է տալիս թթվային մոլեկուլների ավելի բարձր ասոցիացիան՝ համեմատած սպիրտների հետ՝ ջրածնային կապերի ձևավորման պատճառով:

Կարբոքսիլաթթուները, ինչպես սպիրտները, ունակ են ջրածնային կապեր ստեղծել։ Եթե ​​ակցեպտորը բավականաչափ ամուր հիմք է, ապա ջրածնային կապի առաջացումը նախորդում է պրոտոնի ամբողջական տեղափոխմանը հիմք։ Ըստ Բրոնսթեդի՝ միացությունը, որը ջրածնի դոնոր է, համարվում է «թթու»։ Արդյոք տվյալ միացությունը կլինի «ջրածնի դոնոր» («թթու») կախված է «ջրածնի ընդունիչի» («հիմք») բնույթից: Որքան ուժեղ է հիմքը, այնքան ավելի հավանական է, որ միացությունը իրեն թթվի նման պահի.

Միջմոլեկուլային ջրածնային կապերը, որոնք առաջանում են կարբոքսիլաթթուների մոլեկուլների միջև, այնքան ուժեղ են, որ նույնիսկ գազային վիճակում մոլեկուլների մի զգալի մասը գոյություն ունի դիմերների տեսքով.

Ածխաջրածնային շղթայի աճի հետ թթուների ջրածնային կապեր ստեղծելու ունակությունը նվազում է։

Ինչպես արդեն նշվել է Գլ. 8, ուժեղ օքսիդացնող նյութերը, ինչպիսիք են կալիումի պերմանգանատը, առաջնային սպիրտները վերածում են կարբոքսիլաթթուների: Ալդեհիդները նույնիսկ ավելի հեշտ են օքսիդանում, քան սպիրտները.

Օրինակ:

Արոմատիկ միացությունների կողային շղթայի օքսիդացում

Անուշաբույր միացությունները, որոնք ունեն ջրածնի ատոմ կողային շղթայում բենզոլային օղակի դիրքում, ծանր պայմաններում օքսիդացվում են կարբոքսիլաթթուների: Այս դեպքում կողային շղթան, անկախ ածխածնի ատոմների քանակից, վերածվում է COOH կարբոքսիլ խմբի (այս մասին ավելին քննարկվել է 9-րդ գլխում).

Օրինակ:

Սինթեզներ, որոնք ներառում են մալոնի եթեր

Մալոնիկ էսթերի հետ կապված ռեակցիաները լայնորեն կիրառվում են կարբոքսիլաթթուների սինթեզում և նոր ածխածնային կմախքի կառուցման մեջ։ Ռեակցիայի հաջորդականությունը բաղկացած է մալոնաթթվի դիէթիլ էսթերի ալկիլացումից (հաճախ կոչվում է մալոնիկ), որին հաջորդում է դեկարբոքսիլացումը: Սինթեզի առաջին քայլը հետևյալն է.

Հիմքը օգտագործվում է դիէթիլ մալոնատի դիրքից պրոտոնը հանելու համար: Սա առաջացնում է նուկլեոֆիլ, որը կարող է արձագանքել հալոալկանի հետ։ Փոխարինման ռեակցիայի արդյունքում R ռադիկալը միանում է ածխածնի ատոմին, որը կրում է բացասական լիցք։ Անհրաժեշտության դեպքում այս պրոցեդուրան կարող է կրկնվել՝ մալոնիկ եթերի մեջ երկրորդ փոխարինող ներմուծելով

Մալոնիկ էսթերի մեջ մեկ կամ երկու փոխարինող ներմուծելուց հետո ստացված նյութը կարող է ենթարկվել տարբեր փոխակերպումների։ Մեզ հետաքրքրող մոնոկարբոքսիլաթթուների ստացման ուղին ներկայացված է ստորև.

Ալկիլացված մալոնիկ էսթերը հիդրոլիզացվում է համապատասխան երկկարբոքսիլաթթվի։ (Ավելին ստորև էսթերների հիդրոլիզի մասին): Երբ տաքացվում է, երկկարբոքսիլաթթուն հեշտությամբ կորցնում է ածխաթթու գազի մոլեկուլը և վերածվում մոնոկարբոքսիլաթթվի: Կարբոքսիլային խմբի հեռացման գործընթացը կոչվում է դեկարբոքսիլացում։

Կարբոքսիլաթթուների նման սինթեզի օրինակ է վալպրոյաթթվի սինթեզը՝ արդյունավետ հակաջղաձգային դեղամիջոց.

Grignard ռեակտիվների կարբոքսիլացում

Կարբոքսիլաթթուները կարելի է ստանալ Grignard ռեակտիվներից և ածխածնի երկօքսիդից (տես Գլ. 3):

Այս ռեակցիայի ժամանակ առաջանում է թթու, որի մոլեկուլում կա մեկ ածխածնի ատոմ ավելի, քան սկզբնական հալոալկանում և Գրիգնարդի ռեագենտում։

Կարբոքսիլաթթուները ստացվում են առաջնային սպիրտների կամ ալդեհիդների օքսիդացումից, ալկիլբենզոլների ակտիվ օքսիդացումից կամ Grignard ռեակտիվների կարբոքսիլացումից։ Մալոնիկ էսթերի սինթեզներն օգտագործվում են կարբոքսիլաթթուներ արտադրելու համար, որոնց ածխածնային կմախքն ավելի երկար է, քան հիմնական միացություններից որևէ մեկը:

1. Ընդհանուր մեթոդներանդորրագիր:

Առաջնային սպիրտների և ալդեհիդների օքսիդացում տարբեր օքսիդացնող նյութերի ազդեցության ներքո.

Օքսիդացում օդային ալկանային թթվածնով (Mn 2+-ի առկայության դեպքում կամ ճնշման տակ տաքացնելիս): Սովորաբար առաջանում է թթուների խառնուրդ։ Երբ բութանը օքսիդացված է, քացախաթթուն միակ արտադրանքն է.

Եթերների սապոնացում (այսինքն՝ դրանց ալկալային հիդրոլիզ).

Թթվային հալոգենիդների հիդրոլիզ.

Էսթերներ

Էսթերներ- սրանք կարբոքսիլաթթուների ածանցյալներ են, որոնցում կարբոքսիլ խմբի ջրածնի ատոմը փոխարինվում է ալկիլային ռադիկալով. կամ սրանք թթվային ռադիկալով (ացիլ) սպիրտներում հիդրօքսիլ ջրածնի ատոմի փոխարինման արտադրանքներն են։

Անվանակարգ.Եթերների անվանումները ձևավորվում են համապատասխան թթուների կամ թթվային մնացորդների և սպիրտները կազմող ալկիլային ռադիկալների անվանումներից.

մածուցիկ թթու մեթիլ էսթեր քացախաթթվի ամիլ էսթեր

(ձևային մեթիլ եթեր, (քացախային ամիլ եթեր, ամիլացետատ)

մեթիլ ֆորմատ)

Իզոմերիզմ. 1) ածխածնային կմախք; 2) interclass (isomeric to carboxylic թթուներ); 3) օպտիկական.

ֆիզիկական հատկություններ.Կարբոքսիլաթթվի ամենապարզ եթերները անգույն, ցածր եռացող հեղուկներ են՝ մրգային հոտով; ավելի բարձր էսթերները մոմային նյութեր են (մեղրամոմ), բոլոր եթերները վատ են լուծվում ջրում։

Քիմիական հատկություններ.

Հիդրոլիզը էսթերների ամենակարևոր քիմիական հատկությունն է.

էթիլ պրոպիոնատ

Ռեակցիան եթերի առաջացման ուղղությամբ տեղափոխելու համար ստացված ջուրը կարող եք «կապել» ջրազրկող նյութերով (օրինակ՝ կոն. H 2 SO 4)։ Այն դեպքում, երբ անհրաժեշտ է էսթերի հիդրոլիզն իրականացնել, ռեակցիան երբեմն իրականացվում է ալկալիի առկայությամբ, որը թույլ է տալիս «կապել» ստացված թթուն։

Ճարպերեռահիդրիկ սպիրտ գլիցերինի և բարձր կարբոքսիլաթթուների (HCAs) եթերների խառնուրդ է։

Ճարպի ընդհանուր բանաձևը.

որտեղ R, R2, R3 ածխաջրածնային ռադիկալներ են (կարող են լինել նույնը կամ տարբեր), որոնք պարունակում են 3-ից 25 ածխածնի ատոմ:

Առաջին անգամ ճարպերի սինթեզն իրականացրել է ֆրանսիացի քիմիկոս Մ.Բերթելոն 1854 թվականին (Բերթելոյի արձագանքը)։

Անվանակարգ.Համաձայն համակարգված անվանացանկի՝ ճարպերը կոչվում են վերջավորությունը ավելացնելով - թթվի անվանման թանաք և նախածանց, որը ցույց է տալիս, թե քանի հիդրոքսիլ խումբ է գլիցերինի մոլեկուլում էստերիֆիկացված:

ֆիզիկական հատկություններ.Սենյակային ջերմաստիճանում ճարպերը (տրիգլիցերիդները) մածուցիկ հեղուկներ կամ պինդ նյութեր են, ավելի թեթև, քան ջուրը; դրանք չեն լուծվում ջրում, այլ լուծվում են օրգանական լուծիչներում (բենզին, բենզոլ և այլն)։

Քիմիական հատկություններ.

I. Հիդրոլիզ. Կախված պայմաններից, հիդրոլիզը տեղի է ունենում.

1. Ջուր (առանց կատալիզատորի, բարձր t 0 և P);

Աղյուսակ 5 - Ճարպերի դասակարգում

2. Թթվային (թթվի առկայության դեպքում որպես կատալիզատոր);

3. Ֆերմենտային (առաջանում է կենդանի օրգանիզմներում);

4. Ալկալային (ալկալիների ազդեցության տակ):

II. ավելացման ռեակցիա (հեղուկ չհագեցած ճարպերի համար):

1. Ջրածնի ավելացում (ջրածինացում, հիդրոգենացում).

տրիոլեին (հեղուկ ճարպ) տրիստեարին (պինդ ճարպ)

2. Հալոգենների ավելացում. Բուսական յուղերը գունաթափվում են բրոմ ջուր:

9,10-hexabromotristearin

Օքսիդացման և պոլիմերացման ռեակցիաներ(հեղուկ չհագեցած ճարպերի համար): Չհագեցած թթուների մնացորդներ պարունակող ճարպերը (չորացնող յուղեր) օքսիդացվում և պոլիմերացվում են մթնոլորտային թթվածնի ազդեցության տակ։

Գիրանալը.

Ճարպերի սինթեզի հիմնական մեթոդը գլիցերինի էստերիֆիկացումն է ավելի բարձր կարբոքսիլաթթուներով։

Ամիններ.

Ամիններ– օրգանական միացություններ, որոնք կարելի է համարել ամոնիակի ածանցյալներ (NH 3), որի մոլեկուլում ջրածնի մեկ կամ մի քանի ատոմները փոխարինվում են ածխաջրածնային ռադիկալներով։

Սահմանափակող ամինների հոմոլոգ շարք. CH 3 NH 2 - մեթիլամին (առաջնային ամին), (CH 3) 2 NH - դիմեթիլամին (երկրորդային ամին), (CH 3) 3 N - տրիմեթիլամին (երրորդական ամին) և այլն:

Իզոմերիզմ. 1) ածխածնային կմախք; 2) amino խմբի դիրքերը (NH 2); 3) օպտիկական.

ֆիզիկական հատկություններ.Ամենապարզ ալիֆատիկ ամինները նորմալ պայմաններում գազեր կամ հեղուկներ են՝ ցածր եռման կետով, ամոնիակին բնորոշ սուր հոտով։ Լավ են լուծվում ջրի մեջ։ Ամինները բևեռային միացություններ են, դրանք բնութագրվում են ջրածնային կապերի ձևավորմամբ, ուստի ամինները եռում են ավելի բարձր ջերմաստիճաններում, քան համապատասխան ալկանները։

Քիմիական հատկություններ.

Լինելով ամոնիակի ածանցյալներ՝ ամինները բնութագրվում են ամոնիակի քիմիական հատկություններով։

1. Փոխազդեցություն ջրի հետ - փոխարինված ամոնիումի հիդրօքսիդների առաջացում.

2. Փոխազդեցություն թթուների հետ - աղերի առաջացում

CH 3 NH 2 + HC1 \u003d C1 + + Сl -

մեթիլամոնիումի քլորիդ

3. Ամինների այրում.

4. Առաջնային և երկրորդային ամինները արձագանքում են ազոտային թթու(առաջնային ամինները վերածվում են սպիրտների, երկրորդական՝ N-նիտրոզամինների).

RNH 2 + HNO 2 → ROH + N 2 + H 2 O,

R 2 NH + HNO 2 → R 2 N–NO + H 2 O:

Ամիններ ստանալը.

1. Սպիրտների փոխազդեցությունը ամոնիակի հետ Al 2 O 3-ի առկայության դեպքում որպես կատալիզատոր տաքացնելիս.

R-OH + NH 3 → R - NH 2 + H 2 O:

2. Ալկիլ հալոգենիդների (հալոալկանների) փոխազդեցությունը ամոնիակի հետ, օրինակ.

CH 3 Br + 2NH 3 → CH 3 NH 2 + NH 4 Br

Ալկիլհալիդի և ամոնիակի ավելցուկով.

CH 3 NH 2 + CH 3 Br + NH 3 → (CH 3) 2 NH + NH 4 Br

դիմեթիլամին

Ամինաթթուներ

Ամինաթթուներկարելի է համարել ածխաջրածինների ածանցյալներ, որոնք պարունակում են ամինո խմբեր (–NH 2) և կարբոքսիլ խմբեր (–COOH)։

Ընդհանուր բանաձև՝ (NH 2) m R (COOH) n,

Անվանակարգ.

2-ամինաբութանաթթու

(α-aminobutanoic)

Մոտ 20 տարբեր α-ամինաթթուների մնացորդները սպիտակուցների մի մասն են:

Քիմիական հատկություններ.Ամինաթթուները բազմաֆունկցիոնալ միացություններ են: Մտնում են ամիններին և կարբոքսիլաթթուներին բնորոշ ռեակցիաների մեջ (տես կարբոքսիլաթթուների և ամինների քիմիական հատկությունները)։

Ի . ամֆոտերային հատկություններ.

1. Թթվային հատկությունները (կարբոքսիլ խումբը ներգրավված է).

գլիկին նատրիումի գլիկինատ (աղ)

2. Հիմնական հատկությունները (ամին խումբը ներգրավված է).

գլիցինի հիդրոքլորիդ (աղ)

II. Ներքին աղերի առաջացում.

Monoamino monocarboxylic թթուներ (չեզոք թթուներ).

ներքին աղ

(երկբևեռ իոն կամ զվիտերիոն)

Մոնոամինոմոնոկարբոքսիլաթթուների ջրային լուծույթները չեզոք են (pH = 7): Մոնոամինոդիկարբոքսիլաթթուների ջրային լուծույթներն ունեն pH< 7, так как в результате образования внутренних солей этих кислот в растворе появляется избыток ионов водорода Н + . Водные растворы диаминомонокарбоновых кислот имеют рН >7 (ալկալային միջավայր), քանի որ այս թթուների ներքին աղերի ձևավորման արդյունքում լուծույթում հայտնվում է հիդրօքսիդի իոնների ավելցուկ OH:

III. Ամինաթթուների փոխազդեցությունը միմյանց հետ պեպտիդների առաջացումն է։

Երկու ամինաթթուները ձևավորում են դիպեպտիդ, երեքը՝ եռապեպտիդ, n՝ պոլիպեպտիդ.

պեպտիդային կապ (ամիդային կապ)

գլիցին ալանին գլիկիլալանին

Դիպեպտիդ անվանելիս նախ նշեք այն ամինաթթուն, որում -COOH խումբը մասնակցում է դիպեպտիդի ձևավորմանը: Այս թթվի աննշան անվանման մեջ վերջին «n» տառը փոխարինվում է «l» տառով։ Այնուհետև առանց փոփոխությունների ավելացվում է ամինաթթվի աննշան անվանումը, որում դիպեպտիդի ձևավորմանը մասնակցում է –NH 2 խումբը։

Պեպտիդների ընդհանուր բանաձևը.

Ամինաթթուների օգտագործման եղանակները.

1) ամինաթթուները լայնորեն տարածված են բնության մեջ.

2) ամինաթթուների մոլեկուլները շինանյութ են, որոնցից կառուցված են բոլոր բուսական և կենդանական սպիտակուցները. ամինաթթուներ, որոնք անհրաժեշտ են մարմնի սպիտակուցների կառուցման համար, մարդիկ և կենդանիները ստանում են որպես սննդի սպիտակուցների մաս.

3) ամինաթթուները նշանակվում են ծանր հյուծման դեպքում՝ ծանր վիրահատություններից հետո.

4) դրանք օգտագործվում են հիվանդներին կերակրելու համար՝ շրջանցելով ստամոքս-աղիքային տրակտը.

5) ամինաթթուներն անհրաժեշտ են որպես որոշ հիվանդությունների դեղամիջոց (օրինակ՝ գլուտամինաթթուն օգտագործվում է նյարդային հիվանդությունների դեպքում, հիստիդինը ստամոքսի խոցի դեպքում).

6) որոշ ամինաթթուներ օգտագործվում են գյուղատնտեսությունկենդանիներին կերակրելու համար, ինչը դրականորեն ազդում է նրանց աճի վրա.

7) ունեն տեխնիկական նշանակություն՝ ամինոկապրոին և ամինոենանտաթթուները ձևավորում են սինթետիկ մանրաթելեր՝ նեյլոն և էնանտ։

22. Հետերոցիկլիկ միացություններ Ազոտ պարունակող օրգանական միացություններ ....

Հետերոցիկլիկ միացություններն իրենց մոլեկուլներում օղակներ (ցիկլեր) պարունակող օրգանական միացություններ են, որոնց առաջացմանը, բացի ածխածնի ատոմից, մասնակցում են նաև այլ տարրերի ատոմներ։ Հետերոցիկլը կազմող այլ տարրերի ատոմները կոչվում են հետերոատոմներ.Ամենատարածված հետերոցիկլները ազոտի, թթվածնի և ծծմբի հետերոատոմներն են, թեև կարող են լինել հետերոցիկլիկ միացություններ տարրերի լայն տեսականիով, որոնք ունեն առնվազն երկու վալենտ: Հետերոցիկլիկ միացությունները կարող են ունենալ 3, 4, 5, 6 կամ ավելի ատոմներ: ցիկլը. Այնուամենայնիվ ամենաբարձր արժեքըունեն հինգ և վեց անդամներով հետերոցիկլեր։ Այս ցիկլերը, ինչպես կարբոցիկլային միացությունների շարքում, ձևավորվում են ամենահեշտությամբ և առանձնանում են ամենամեծ ուժով։ Հետերոցիկլը կարող է պարունակել մեկ, երկու կամ ավելի հետերոատոմներ:

Շատ հետերոցիկլիկ միացություններում էլեկտրոնային կառուցվածքըՕղակում կապերը նույնն են, ինչ արոմատիկ միացություններում: Հետևաբար, տիպիկ հետերոցիկլիկ միացությունները պայմանականորեն նշվում են ոչ միայն փոխարինող կրկնակի և մեկ կապեր պարունակող բանաձևերով, այլև այն բանաձևերով, որոնցում p-էլեկտրոնների միացումը նշվում է բանաձևում ներգրված շրջանով:

Ազոտ պարունակող հետերոցիկլիկ միացությունների առանձնահատկությունները.

1) ազոտ պարունակող միացությունների մեջ հատկապես շատ են ցիկլային կառուցվածքի նյութերը.

2) մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում նրանք, որտեղ ազոտի ատոմները ածխածնի ատոմների հետ միասին ցիկլերի մի մասն են կազմում, քանի որ թթվածնի ատոմները գտնվում են գլյուկոզայի, ռիբոզի, դեզօքսիրիբոզի ցիկլային մոլեկուլներում.

3) ցիկլեր պարունակող միացությունները, որոնք ածխածնի ատոմների հետ միասին ներառում են այլ տարրերի ատոմներ, կոչվում են հետերոցիկլիկ (հունարեն «հետերոս»՝ մեկ այլ).

4) օրգանական նյութերի անսպառ բազմազանության ևս մեկ պատճառ է տարբեր հետերոցիկլների գոյության հնարավորությունը։

Պիրիդինը որպես ազոտ պարունակող հետերոցիկլիկ միացության տեսակ։ Դրա առանձնահատկությունները.

1) այն վեցանդամ հետերոցիկլիկ միացություն է, որի ցիկլում կա մեկ ազոտի հետերոատոմ.

2) անգույն հեղուկ է՝ տհաճ հոտով, ջրի մեջ շատ լուծելի.

3) պիրիդինը և նրա հոմոլոգները պարունակվում են քարածխի խեժում, որը հանդիսանում է դրանց արտադրության աղբյուրը.

4) կառուցվածքային բանաձեւի հիման վրա կարելի է կրկնակի դատողություն անել պիրիդինի հատկությունների մասին.

5) մոլեկուլում կրկնակի կապերի առկայությունը վկայում է նրա բարձր ռեակտիվության մասին, իսկ կառուցվածքի նմանությունը բենզոլին հուշում է, որ նյութն ունի բարձր քիմիական հզորություն.

6) Պիրիդինը կառուցվածքով և հատկություններով նաև շատ ընդհանրություններ ունի բենզոլի հետ:

Բենզոլի մոլեկուլում ածխածնի յուրաքանչյուր ատոմ, լինելով sp 2 հիբրիդացման վիճակում, ծախսում է երեք էլեկտրոն δ-կապերի ձևավորման վրա, իսկ մեկ էլեկտրոն՝ մոլեկուլին ընդհանուր π-ամպի ձևավորման վրա (ամպերի կողային համընկնմամբ. վեց p-էլեկտրոններ): Պիրիդինի մոլեկուլում մեկ CH խումբը փոխարինվում է ազոտի ատոմով, և այն «մատակարարում է» երկու էլեկտրոն՝ երկու հարևան ածխածնի ատոմների հետ δ կապեր հաստատելու համար և մեկ էլեկտրոն π-ամպային համակարգին, մինչդեռ, ինչպես բենզոլի մոլեկուլում. ձևավորվում է էլեկտրոնների կայուն սեքստետ։ Ազոտի ատոմը դեռ մի քանի ազատ էլեկտրոն ունի.

7) պիրիդինը, ինչպես բենզինը, դիմացկուն է օքսիդացնող նյութերի նկատմամբ. այն չի գունազարդում կալիումի պերմանգանատի լուծույթը նույնիսկ տաքացնելիս.

8) պիրիդինը նիտրացվում է, ռեակցիան ընթանում է ավելի ծանր պայմաններում, քան բենզոլինը, առաջանում է նիտրոպիրիդին։

Պիրիդինը հետերոցիկլիկ միացությունը անուշաբույր ազոտային հիմք է։

Պիրիդինի օգտագործման եղանակները. 1) պիրիդինի անուշաբույր և հիմնական հատկությունները օգտագործվում են տարբեր տեսակի դեղերի, ներկերի, թունաքիմիկատների սինթեզում. 2) պիրիդինը օգտագործվում է նաև որպես լուծիչ էթանոլի դենատուրացիայի համար։

Դասը կօգնի ձեզ պատկերացում կազմել «Միաբազային կարբոքսիլաթթուների սահմանափակման քիմիական հատկությունները» թեմայի շուրջ ( դպրոցական ծրագիրքիմիայի 10-րդ դասարանում): Դասի ընթացքում դուք կծանոթանաք հագեցած կարբոքսիլաթթուների քիմիական հատկություններին, որոնք պայմանավորված են դրանց մոլեկուլում կարբոքսիլային խմբի առկայությամբ։

Թեմա:կարբոնիլային միացություններ. կարբոքսիլաթթուներ

Դաս.Հագեցած միահիմն կարբոքսիլաթթուների քիմիական հատկությունները

Այս միացությունների անվանումից կարելի է ենթադրել, որ դրանք բնութագրվում են թթվային հատկություններ.

Թթվային հատկություններ

Թթվային հատկություններ- ջրածնի իոնը պառակտելու ունակություն:

⇆+H+

Որոնք են թթվային հատկություններըկարբոքսիլաթթուներ.

1. Թթվային լուծույթներում ջրածնի ազատ իոնի առկայությունը առաջացնում է դրանց թթու համը և փոխազդեցությունը ցուցիչների հետ։

2. Թթուները փոխազդում են ակտիվ մետաղների հետ՝ ազատելով ջրածին.

2CH 3 COOH + Mg → (CH 3 COO) 2 Mg + H 2:

մագնեզիումի էթանատ

(մագնեզիումի ացետատ)

3. Հիմքերի հետ ռեակցիաներ.

CH 3 COOH + NaOH → CH 3 COONa + H 2 O:

4. Ռեակցիաներ հիմնական օքսիդների հետ.

2CH 3 COOH + ZnO → (CH 3 COO) 2 Zn + H 2 O:

5. Ավելի շատ աղերի հետ կապված ռեակցիաներ թույլ թթուներ:

Էլեկտրոլիտ- նյութ, որը տարանջատվում է իոնների լուծույթում կամ հալեցնում:

Ուժեղ էլեկտրոլիտ- էլեկտրոլիտ, որն ամբողջությամբ տարանջատվում է իոնների:

Թույլ էլեկտրոլիտ- էլեկտրոլիտ, որը մասամբ տարանջատվում է իոնների:

Կարբոքսիլաթթուներ → թույլ էլեկտրոլիտներ.

CH 3 COOH CH 3 COO - + H +

Ի՞նչն է որոշում կարբոքսիլաթթվի ուժը:

1. Շենքից

Որքան մեծ է թթվի մոլեկուլում ջրածնի ատոմի դրական լիցքը, այնքան ավելի ուժեղ կլինի այն էլեկտրոլիտը: Էլեկտրոն նվիրաբերող ածխաջրածնային ռադիկալների առկայությունը կարբոքսիլ խմբի մոտ նվազեցնում է թթվի տարանջատման ունակությունը։

2. Մոլեկուլում այլ խմբերի առկայությունից

Էլեկտրոններ հանող փոխարինիչների ներմուծումը մեծացնում է ջրածնի ատոմի դրական լիցքը և թթվի ուժը։

Նուկլեոֆիլային փոխարինում (էսթերիֆիկացման ռեակցիա)

Կարբոքսիլաթթուները փոխազդում են սպիրտների հետ կատալիզատորի՝ ծծմբական թթվի առկայությամբ՝ ձևավորելով եթերներ.

Դեկարբոքսիլացում- կարբոքսիլ խմբի հեռացում.

1. Պինդ ալկալիներով տաքացնելիս կարբոքսիլաթթուների աղերը տալիս են ածխածնի ատոմների քանակով մեկ ալկան, իսկ կարբոքսիլ խումբը հեռացվում է կարբոնատի տեսքով.

RCOONa հեռուստացույց + NaOH հեռուստացույց RH + Na 2 CO 3:

2. Կարբոքսիլաթթուների պինդ աղեր հետ հողալկալային մետաղներտաքացնելիս նրանք տալիս են կետոն և կարբոնատ.

(CH 3 COO) 2 Ca CH 3 -CO-CH 3 + CaCO 3:

3. Երբ կալցինացված է, բենզոյան թթուն քայքայվում է բենզոլի և ածխաթթու գազի.

Ph-COOH PhH + CO 2:

4. Կարբոքսիլաթթուների աղերի ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ անոդում արտազատվում է ածխաթթու գազ, իսկ ածխաջրածնային ռադիկալները միացվում են ալկանի (Կոլբի ռեակցիա).

2RCOONa + H 2 O → R-R + 2CO 2 + 2NaOH:

Առանց դիֆրագմայի էլեկտրոլիզի ժամանակ (չբաժանված կաթոդով և անոդով) նատրիումի հիդրօքսիդը փոխազդում է. ածխաթթու գազև արտադրանքներից մեկը բիկարբոնատ է.

2RCOONa + H 2 O →R-R + 2NaHCO 3.

Ամփոփելով դասը

Այս դասի օգնությամբ դուք կարողացաք ինքնուրույն ուսումնասիրել «Միաբազային կարբոքսիլաթթուների սահմանափակման քիմիական հատկությունները» թեման (դպրոցական ծրագիր քիմիայի 10-րդ դասարանում): Դասի ընթացքում դուք սովորեցիք հագեցած կարբոքսիլային (օրգանական) թթուների քիմիական հատկությունները, որոնք պայմանավորված են դրանց մոլեկուլում կարբոքսիլային խմբի առկայությամբ։

Մատենագիտություն

1. Rudzitis G.E. Քիմիա. Հիմունքներ ընդհանուր քիմիա. Դասարան 10: Դասագիրք համար ուսումնական հաստատություններՀիմնական մակարդակ / G. E. Rudzitis, F.G. Ֆելդման. - 14-րդ հրատարակություն. - Մ.: Կրթություն, 2012:

2. Քիմիա. 10-րդ դասարան. Անձնագրի մակարդակը: ուսումնասիրություններ. հանրակրթության համար հաստատություններ / Վ.Վ. Էրեմին, Ն.Է. Կուզմենկո, Վ.Վ. Լունին և ուրիշներ - Մ.: Դրոֆա, 2008. - 463 էջ.

3. Քիմիա. 11-րդ դասարան. Անձնագրի մակարդակը՝ դասագիրք: հանրակրթության համար հաստատություններ / Վ.Վ. Էրեմին, Ն.Է. Կուզմենկո, Վ.Վ. Լունին և ուրիշներ - Մ.: Դրոֆա, 2010. - 462 էջ.

4. Խոմչենկո Գ.Պ., Խոմչենկո Ի.Գ. Քիմիայի խնդիրների ժողովածու բուհ ընդունողների համար. - 4-րդ հրատ. - Մ.: ՌԻԱ «Նոր ալիք»: Հրատարակիչ Ումերենկով, 2012. - 278 էջ.

Տնային աշխատանք

1. No 2, 4 (էջ 113) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Քիմիա: Օրգանական քիմիա. Դասարան 10: Դասագիրք ուսումնական հաստատությունների համար. հիմնական մակարդակ / G. E. Rudzitis, F.G. Ֆելդման. - 14-րդ հրատարակություն. - Մ.: Կրթություն, 2012:

2. Ո՞ր երկու թթուներն ունեն ընդհանուր մոլեկուլային բանաձև C 4 H 8 O 2. Անվանե՛ք դրանք:

3. Թթուներից ո՞րը` միաքլորքացախային, թե քացախային, պետք է ավելի ուժեղ լինի: Ինչո՞ւ։