РефератыХимияАцАцилхлориды

Ацилхлориды

ВВЕДЕНИЕ

Органические карбоновые кислоты характеризуются наличием карбоксильной группы -COOH или -СO2
H. Все производные карбоновых кислот содержат ацильную группу R-CO-. По этой причине их часто называют также ацильными соединениями
.


К основным производным карбоновых кислот (ацильным соединениям) относятся:



хлорангидриды кислот ангидриды сложные эфиры амиды нитрилы


Карбоксильная группа формально состоит из карбонильной и гидроксильной групп, однако, взаимодействие между ними до такой степени изменяет поведение каждой из них, что в единстве они уже представляют собой новую функциональную группу, обладающую своими собственными свойствами.


По числу карбоксильных групп различают одно-, двух-, трех- и вообще многоосновные кислоты. Карбоновые кислоты могут быть предельными (насыщенными) - карбоксил связан с алкилом, - непредельными (ненасыщенными) - карбоксил связан с непредельным радикалом и ароматическими - карбоксил связан с ароматическим радикалом.


Для карбоновых кислот чаще всего используются традиционные названия. По систематической номенклатуре кислоты называют по соответствующим углеводородам с добавлением окончания -овая
и слова кислота
, причем счет атомов цепи начинается от карбоксильной группы.


Упр.1.
Напишите формулы кислот: (а) пропионовой, (б) масляной, (в) изомас-ляной, (г) триметилуксусной, (д) валериановой, (е) пальмитиновой, (ж) стеариновой. Назовите их по номенклатуре IUPAC.


Упр.2.
Напишите формулы следующих кислот: (а) бензойной, (б) метилбензой-ных (толуиловых), (в) фталевых, (г) фенилуксусной, (д) коричной.


Гидроксильная группа в карбоновых кислотах образует водородные связи, причем более прочные, чем в спиртах. Кроме того, в карбоновых кислотах в образовании водородной связи может участвовать карбонильная группа. В твердом и жидком состоянии кислоты существуют в основном в виде димеров:



Такие димерные структуры сохраняются даже в газообразном состоянии и в растворах в воде. Способность карбоновых кислот образовывать водородные связи с водой обусловливает растворимость низжих кислот в воде. По мере увеличения длины углеродной цепи растворимость кислот в воде быстро уменьшается.


Номенклатура хлорангидридов карбоновых кислот понятна из приводимых названий хлорангидридов уксусной, пропионовой и бензойной кислот.



этаноилхлорид пропаноилхлорид бензоилхлорид гександиоилхлорид


(ацетилхлорид) (пропионилхлорид) (адипоилхлорид)


В водных растворах карбоновые кислоты существуют в равновесии с карбоксильным ионом:



(7)






pKa
4,76 2,86 1,48 0,7 4,19


Степень диссоциации карбоновых кислот в воде относительно не велика. Тем не менее карбоновые кислоты на много порядков сильнее, чем спирты.


1. Способы получения ацилхлоридов


Ацилхлориды являются наиболее реакционноспособными ацильными соединениями и поэтому для их получения требуются особые реагенты - хлорангидриды неорганических кислот:


(10)


бутановая кислота тионилхлорид бутаноилхлорид


(11)


(12)


терефталевая хлорангидрид


кислота терефталевой кислоты


При промышленном производстве ацетилхлорида оказывается выгодным исходить из солей уксусной кислоты:


(13)


сульфонилхлорид


Бензоилхлорид получают преимущественно хлорированием бензальдегида при низкой температуре:


(14)


бензоилхлорид


или из бензойной кислоты и бензотрихлорида при 120-130 о
С в присутствии кислот Льюиса:


(15)


Хлорангидрид угольной кислоты - дихлоркарбонил (фосген)

получают из СО и Cl2
под действием света (Деви, 1812 г). В промышленности эту реакцию проводят при температурах 100-200 о
С в присутствии активированного угля как катализатора:


(16)


Для получения фосгена в лаборатории предпочитают использовать реакцию тетрахлорида углерода с олеумом:


(17)


Упр.8.
Напишите реакции получения (а) ацетилхлорида, (б) бензоилхлорида,


(в) фосгена, (г) дихлорангидрида адипиновой кислоты.


2. Реакции нуклеофильного замещения ацилхлоридов


Хлорангидриды кислот являются сильными ацилирующими агентами и реагируют с различными нуклеофильными реагентами.


А. Гидролиз ацилхлоридов


С водой они реагируют так энергично, что их нужно хранить без доступа влаги.Например, гидролиз бензоилхлорида



(18)


проходит по следующему механизму:


(М 3)


Упр.9.
Напишите реакции гидролиза (а) ацетилхлорида, (б) бензоилхлорида, (в) фосгена и опишите их механизм.


Взаимодействие ацилхлоридов с солями карбоновых кислот приводит к образованию ангидридов:


(19)


Б. Алкоголиз ацилхлоридов


Действием ацилхлоридов на спирты и фенолы получают сложные эфиры:


(20)


бензоилхлорид бензилацетат


(21)


ацетилхлорид фенилацетат


Для поглощения выделяющегося хлороводорода реакцию часто проводят в присутствии пиридина.


Упр.10.
Напишите реакции (а) ацетилхлорида и (б) бензоилхлорида с 1-пропанолом в пиридине и опишите их механизм.


Упр.11.
Напишите реакции (а) ацетилхлорида и (б) бензоилхлорида с фенолом в пиридине и опишите их механизм.


Упр.12.
Завершите реакцию


Фосген с метанолом дает диметилкарбонат и метилхлорформиат.


(22)


(23)


дифенилкарбонат


Метиловый эфир хлормуравьиной кислоты может быть прохлорирован до трихлорметилового эфира хлормуравьиной кислоты (дифосгена):


(24)


Дифосген распадается с образованием двух молекул фосгена. Он применялся в первой Мировой войне в качестве отравляющего вещества.


В. Аммонолиз ацилхлоридов


При взаимодействии ацилхлоридов с аммиаком или аминами образуются амиды:


(25)


Реакция с аммиаком проходит по следующему механизму:


(М 4)


Для получения амида в раствор аммиака осторожно прикапывают хлорангидрид кислоты. Реакция ацетилхлорида с анилином


(26)


проходит по следующему механизму:


(М 5)


Упр.13.
Напишите реакции (а) ацетилхлорида и (б) бензоилхлорида с диметиламином в избытке и опишите их механизм.


Упр.14.
Напишите реакции (а) ацетилхлорида и (б) бензоилхлорида с анилином в избытке и опишите их механизм.


Реакция фосгена с аммиаком и аминами приводит к образованию мочевины и замещенных мочевин:


(27)


мочевина


Упр.15.
Напишите реакции фосгена с (а) метиламином, (б) анилином, (в) диметиламином в избытке и опишите их механизм.


3. Восстановление хлорангидридов карбоновых кислот


Восстановлением хлорангидридов карбоновых кислот литийтри-трет
-бутоксиалюминийгидридом получают альдегиды.



Хлорангидриды кислот могут быть превращены в альдегиды гидрированием в присутствии палладия, нанесенного на сульфат бария. Катализатор дезактивируют добавками хинолина с серой или тиомочевиной.




Упр.16.
Напишите реакции (а) ацетилхлорида и (б) бензоилхлорида с литийтри-трет
-бутоксиалюминийгидридом.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Ацилхлориды

Слов:842
Символов:8062
Размер:15.75 Кб.