Karbonsav-származékokat - studopediya
A közös elemek a szerkezet ezen vegyületek az acil-csoport
Azonban nitrilek R-Cº N is gyakran tekintik származékai karbonsavak, mivel a hidrolízis vezet karbonsavak.
Karbonsav-halogenid
E vegyületeket az fejezhető képlet szerint:
A neve ennek a vegyületek sorozatának tagjai a nevét az acilcsoport és a halogén a végén a „ID”.
Szóval bromidok és kloridok.
- diszproporcionálási és halogenidek reakciójában szerves savak (oxalil-klorid, benzoil-klorid).
Ezek a reakciók hátterében acil-kloridok szintézisére.
Fizikai tulajdonságok és szerkezete
Savhaloge színtelen vagy folyékony kristályos anyagot egy éles szag, illékony levegőn „füst”. Alsó acylfluorides gázhalmazállapotú. Vízben nem oldódik rosszul, de gyorsan reagálni. Az acil-csoport a díjat a karbonil szénatom nagymértékben eltúlzott képest karbonil szénatomjához karbonsav, mert az erős elektroaktseptornyh tulajdonságok halogénatomok
Ez okozza a magas hajlamos kölcsönhatásba halogenidek nukleofil reagensekkel.
Nukleofil szubsztitúciós reakciók
Az acil-halogenidek könnyen reagálnak a különböző nukleofil reagensek, ezeket a reakciókat nem igényelnek katalízis. Az általános rendszer ezeknek a reakcióknak leírható egyenletekkel
Fontos végrehajtott nukleofil szubsztitúciós reakciók a acil szén:
- A reakció alkoholokkal (észterezés)
- A reakció ammóniával és aminokkal (ammonolízis)
- Kölcsönhatás hidrazin és származékai
- Kölcsönhatás fémorganikus vegyületek
Szerint a teljes reakció leírható a következő program
- Visszanyerése nátrium-bór-hidrid vagy lítium-alumínium-hidrid.
A diazo-metános reakcióval (Arndt-Eistert reakcióban)
Ez a reakció egy szintetikus úton egyre hosszú szénhidrogén láncokat a szerves vegyületek az egyik szénatomján.
karbonsav-anhidridet
Szerkezet anhidridek kifejezve a következő általános képletű
- A termikus dehidratáló karbonsavak.
- A reakciót a karbonsavak egy dehidratálószerrel.
- A kölcsönhatás a savhalogenidek karbonsavakkal.
Ily módon aszimmetrikus anhidridek.
- A reakciót acil-halogenidek karbonsav sók.
- A reakciót a ketén és karbonsavak.
Kémiai tulajdonságait karbonsavanhidridek
Az alján a acilcsoport hat a más, mint egy erős akceptor, azonban a karbonil szénatom bepároljuk elegendően nagy pozitív töltés. Ez okozza a nagy reaktivitása anhidridek a nukleofil szubsztitúciós reakcióban
Nukleofil szubsztitúciós reakciót
Karbonsavanhidridek könnyen reagálnak különböző nukleofil reagensekkel, bár a reakció sebessége kisebb, mint abban az esetben, acil-halogenidek.
Az általános mechanizmusa a reakció-anhidridek karbonsavak egy nukleofillel lehet képviseli a rendszer:
Látható, hogy ennek eredményeképpen eltérő a reakció terméke egy nukleofil
szubsztitúciós képződött karbonsavat.
A legfontosabb reakció nukleofil szubsztitúciós anhidridjei karbonsavak:
(RCO) 2O + R'OH ® RCOOR „+ RCOOH
- A reakció ammóniával és aminokkal (ammonolízis).
Ketént tekinthető hivatalosan ecetsavanhidrid.
Ketén elő az alábbi módszerekkel:
- A pirolízis ketonok vagy karbonsavak a foszfát katalizátorok.
- A hasítási a hidrogén-halogenidnek az acil-kloridok jelenlétében egy erős szerves bázis, például egy tercier amin.
- Dehalogénezésére egy - galogenatsilgalogenida
A kémiai viselkedése ketén két tényező határozza meg: a feszültség
molekulák és magas pozitív töltést a karbonil szénatom
A leggyakoribb reakciók nukleofil ketén csatlakozásra.
A legfontosabb ezek közül a hidratálási reakció, a kialakulását anhidridek észterei és amidjai, karbonsavak:
Ennek eredményeként ezek a reakciók nem képződik minden más termék, a ketén ideális acilezőszer.
Észterek - karbonsavak, amelyek úgy tekinthetők, mint az eredmény helyettesítési a hidroxilcsoport a karbonsav alkoxi
Előállítására szolgáló módszerek a észterek:
- Észterezése karbonsavak (lásd. A kémiai tulajdonságait karbonsavak).
- Acilezése alkoholok, halogenidek és karbonsav-anhidridek.
- Acilezése alkoxidok és halogenidek karbonsavanhidridek.
- Az alkilezési karbonsav-só.
- Az észterezést nitrilek és amidok, karbonsavak.
- Szintézise metil-észterek karbonsavak reakciójával diazometánnal.
Szintetizálására szolgáló eljárások laktonok (gyűrűs észterek)
- Belső észteresítése g - és d -oksikarbonovyh savak.
A fizikai tulajdonságainak és szerkezetének észterek
Az észterek színtelen folyadék vagy kristályos anyag egy kellemes illat. Alacsony forráspontú észterek, jellemzően kisebb, mint a hőmérséklet közel a molekulatömeg karbonsavak. Ez azt jelzi, a csökkenés intermolekuláris kölcsönhatások, hiánya miatt az intermolekuláris hidrogénkötések.
A polaritás a kötvények a molekulában az észter kötés polaritása, mint a karbonsavak.
A fő különbség a karbonsavak - hiányában mozgatható proton helyett egy szénhidrogén maradék. Elektrofil centrum található, a karbonil- és alkil-szénatom. Ugyanakkor a karbonil-oxigén bázicitása.
Tárgyak a nukleofil támadás lehet acil- vagy alkil-szén. Ugyanakkor, a savasság a hidrogénatomok egy szénatom a savcsoport nehézséget okoz észterek hajlamosak kondenzációs reakciót.
Nukleofil szubsztitúciós reakciók
Megkülönböztetése kislotnokatalitichesky hidrolízis és bázikus hidrolízissel (elszappanosítás). A savas hidrolízist egy reverzibilis reakció.
A mechanizmus ebben a reakcióban - lásd Acid észterező katalizátor - kémiai tulajdonságai karbonsavak.
Az elszappanosítási reakció irreverzíbilis. A bázis nem csak felgyorsítja a hidrolízis reakciót, de működik, mint egy reagenssel. Reakció hatékonyságának köszönhetően a magas aktivitása a hidroxil-nukleofil anionok.
RCOOR „+ NaOH ® RCOONa + R'OH
A reakció katalizátora savak vagy bázisok.
- Kölcsönhatás szerves magnézium és szerves lítium-vegyületekkel.
a) reakció szerves magnézium-vegyületeket hasonló reakciók halogenidek.
b) reakció Li-szerves vegyületek.
Kondenzációs Claisen - a legfontosabb kapcsolatban szintetikus reakciókat. Ennek eredményeként a sztöchiometrikus autokondenzációjával acetát katalizált nátrium-etoxid.
Az egyensúlyi feltételek kedvezőtlenek mindhárom szakaszban. Ezért a bruttó reakció egyensúlyát tolódik el jelentősen a bal oldalon.
egyensúlyi eltolódási tényező lehet: átdesztilláló etil-alkohol, a használata, amely feleslegben nátrium-etilát. Az utóbbi módszer hatékony, így például etanol gyengébb sav, mint az enol-észtert, és a felesleges etoxid eltolja az egyensúlyt, a jobb miatt a teljes konverzió b-ketoészter enol-só.
Nyilvánvaló, hogy a kondenzációs terméket kell beszerezni a sóból az enol és osztja meg megakadályozó feltételekre holtjáték bomlási a kezdeti reaktánsok. A legjobb módszer „befagyasztása” a reakcióelegy, amelyhez öntjük feleslegben hideg savas.
következő szerkezeti előfeltételeket áramlás a Claisen kondenzációs szükségesek: A kiindulási anyagként felhasznált észtert kell egy hidrogénatom egy szénatomon, lehet megvalósítani, hogy a reakció látható a mechanizmus (reakció (1) - (3)) és a két hidrogénatom az a-szén, annak érdekében, lehetséges volt, hogy eltolja a reakció egyensúlyát felé terméket kialakítjuk az enolát anion etil-acetoacetátot.
Nyilvánvaló, etil-izobutirát nem jönnek be a nátrium-etoxid jelenlétében a autokondenzációjával reakcióban, mivel a kondenzációs termék nem -vodorodnye atomok.
Claisen kondenzációt végezhetjük két észter közötti, hanem azért, mert lehetséges, hogy négy különböző termékek, a reakció gyakran bonyolult nyert keverékek. Ez elkerülhető, ha az egyik az észterek nem tartalmaz -vodorodnyh atomok és könnyen reakcióba lép a karbanion. A reakciót ebben az esetben emlékeztet egy kereszt-aldol kondenzációs. Között az alkalmazható erre a célra észterek nem tartalmazó -vodorodnye tartalmaznak, és amelyekben nagy reaktivitása közé tartoznak az észterek és a benzoesav, hangyasav, oxálsav és szénsav-észterek.