ქიმიური თვისებები. ქვითარი. ნიტრილის ხელთათმანები. საიდან გაჩნდა ნიტრილი, რა არის და როგორ გამოვიყენოთ სწორად? მეთანოლის კატალიზური კარბონილირება

· ოქსილის მჟავა: სინთეზი, დეკარბოქსილაცია, დეკარბონილაცია, დაჟანგვა. დიეთილის ოქსალატისა და ესტერის კონდენსაციის რეაქციები.

· მალონის მჟავა და მისი წარმოებულები: კონდენსაცია კარბონილის ნაერთებთან, დეკარბოქსილაცია და მისი წარმოქმნის სიმარტივის მიზეზები. მალონის ეთერის თვისებები და სინთეზური გამოყენება. დამატება გააქტიურებული მრავალჯერადი ბმის მეშვეობით (მაიკლის რეაქცია), კონდენსაცია კარბონილის ნაერთებთან (Knoevenagel რეაქცია), ნატრიუმის მალონის ეთერის წარმოქმნა, ალკილაცია, კარბოქსილის მჟავების წარმოება.

· სუქცინის და გლუტარის მჟავები: ციკლური ანჰიდრიდების და იმიდების წარმოქმნა. სუქცინიმიდი, მისი ურთიერთქმედება ბრომთან და ტუტესთან, N-ბრომოსუკცინიმიდის გამოყენება ორგანულ სინთეზში.

· ადიპინის მჟავა და მისი წარმოებულები: თვისებები და გამოყენების გზები.

· ფტალინის მჟავები. ფტალის ანჰიდრიდი, გამოიყენება ტრიფენილმეთანის საღებავების, ანტრაქინონის სინთეზისთვის. ფთალიმიდის სინთეზი, ეთერები და მათი პრაქტიკული გამოყენება. ტერეფტალის მჟავა და მისი წარმოებულების გამოყენება.

ნიტრილები

ნიტრილები არის ორგანული ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ნიტრილის (ციანიდის) ჯგუფს მათ მოლეკულებში.

მიუხედავად იმისა, რომ ნიტრილების ფორმულაში არაფერი მიუთითებს კარბოქსილის მჟავებზე, ისინი განიხილება ორგანული ნივთიერებების ამ კონკრეტული კლასის წარმოებულებად. ასეთი მინიჭების ერთადერთი საფუძველია ის ფაქტი, რომ ნიტრილების ჰიდროლიზი იწვევს კარბოქსილის მჟავებს ან მათ ამიდებს (იხ. ზემოთ).

ნიტრილების მიღება შესაძლებელია ამიდების დეჰიდრატაციით ძლიერი წყლის მოსაშორებელი საშუალებების გამოყენებით.

ნიტრილების შემცირება უფრო რთულია, ვიდრე სხვა კარბოქსილის მჟავის წარმოებულები. მათი შემცირება შეიძლება განხორციელდეს: კატალიზური ჰიდროგენაციით, რთული ლითონის ჰიდრიდებით ან ნატრიუმის სპირტში. ორივე შემთხვევაში წარმოიქმნება პირველადი ამინი.

პირველადი ნიტრილები პოლიჰიდრულ ფენოლებთან და მათ ეთერებთან რეაქციებში შეიძლება იმოქმედონ როგორც აცილირებადი აგენტი (ჰოშ-გოუბენის რეაქცია).

ეს რეაქცია არის მოსახერხებელი გზა არომატული კეტონების მისაღებად.

კარბოქსილის მჟავების ჰალოგენაცია

წითელი ფოსფორის თანდასწრებით, ბრომი რეაგირებს წყალბადის შეცვლით a-პოზიციაში კარბოქსი ჯგუფთან (Hell-Volhard-Zelinsky რეაქცია).

ფოსფორის არარსებობის შემთხვევაში რეაქცია ძალიან ნელა მიმდინარეობს. ფოსფორის როლი PBr 3-ის წარმოქმნაში, რომელიც რეაქციაში ბევრად უფრო აქტიურია, ვიდრე ბრომი. ფოსფორის ტრიბრომიდი რეაგირებს მჟავასთან და ქმნის მჟავას ბრომიდს. შემდეგი, რეაქცია ხდება კარბონილის ნაერთების ჰალოგენაციის მსგავსი a-პოზიციაზე. რეაქციის ბოლო ეტაპზე კარბოქსილის მჟავა გარდაიქმნება მჟავა ბრომიდში და აგრძელებს რეაქციას, ხოლო ეს უკანასკნელი გარდაიქმნება ა-ბრომოკარბოქსილის მჟავად.

რეაქცია იწვევს ექსკლუზიურად ა-ჰალოგენის წარმოებულებს და შემოიფარგლება მხოლოდ კარბოქსილის მჟავებით, რომლებსაც აქვთ წყალბადის მინიმუმ ერთი ატომი ამ პოზიციაზე. ქლორის წარმოებულები, როგორც წესი, არ მიიღება ქლორირების პროცესის დაბალი სელექციურობის გამო. ამ შემთხვევაში რეაქცია თითქმის ყოველთვის რთულდება ნახშირწყალბადის ჯაჭვის ყველა ატომზე თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლების პროცესით.

a-ბრომომჟავები გამოიყენება როგორც საწყისი პროდუქტები სხვადასხვა ჩანაცვლებული კარბოქსილის მჟავების მოსამზადებლად. ადვილად წარმოიქმნება ჰალოგენის ნუკლეოფილური ჩანაცვლების რეაქციები, მაგალითად, ჰიდროქსი ან ამინომჟავების წარმოქმნით, აგრეთვე დეჰიდროჰალოგენაციის რეაქციები უჯერი კარბოქსილის მჟავების წარმოქმნით.

დიკარბოქსილის მჟავები

დიკარბოქსილის მჟავები არის ნაერთები, რომელთა მოლეკულა შეიცავს ორ კარბოქსილის ჯგუფს. კარბოქსი ჯგუფების განლაგება შეიძლება იყოს ნებისმიერი: a--დან (მეზობელ ნახშირბადებთან უსასრულოდ შორს. ნახშირწყალბადების ნარჩენების სტრუქტურიდან გამომდინარე, ისინი შეიძლება იყოს ალიფატური, არომატული და ა.შ. ზოგიერთი დიკარბოქსილის მჟავა და მათი სახელები ადრე იყო მოცემული.

დიკარბოქსილის მჟავების მიღება შესაძლებელია დინიტრილების ჰიდროლიზით, პირველადი დიოლებისა და დიალდეჰიდების დაჟანგვით და დიალკილბენზოლების დაჟანგვით. ეს მეთოდები განხილულია წინა თავებში.

ზოგიერთი ალიფატური დიკარბოქსილის მჟავა შეიძლება მოხერხებულად მომზადდეს ციკლოალკილის კეტონების ჟანგვითი დაშლით. მაგალითად, ციკლოჰექსანოლის დაჟანგვა იწვევს ადიპიურ მჟავას.

მალონის ეთერის გამოყენებით დიკარბოქსილის მჟავების სინთეზის მეთოდები მოგვიანებით განხილული იქნება ამ ნაწილში.

ქიმიური თვისებები

დიკარბოქსილის მჟავების მჟავიანობა უფრო გამოხატულია, ვიდრე მონოდერივატებში. გასათვალისწინებელია, რომ კარბოქსი ჯგუფები იშლება თანმიმდევრულად და არა ერთდროულად.

პირველი და მეორე დისოციაციის მუდმივები შესამჩნევად განსხვავებულია. ზოგადად, ამ სერიაში მჟავიანობა დამოკიდებულია კარბოქსილის ჯგუფების პოზიციაზე. ვინაიდან ისინი ავლენენ მიმღების თვისებებს, სიახლოვე ზრდის მჟავიანობას. ოქსილის მჟავას აქვს პირველი pK დაახლოებით 2. მეორე დისოციაცია რთულია, რადგან კარბოქსილატური ანიონი არის დონორის შემცვლელი. ყველა დიკარბოქსილის მჟავისთვის მეორე კარბოქსი ჯგუფის დისოციაციის მუდმივი ნაკლებია ძმარმჟავასთან შედარებით. ერთადერთი გამონაკლისი არის ოქსილის მჟავა. ოქსილის მჟავას დისოციაციის მეორე მუდმივი ახლოს არის ძმარმჟავასთან. შესაბამისად, დიაციდებს შეუძლიათ, პირობებიდან გამომდინარე, წარმოქმნან მჟავე და ორმაგი მარილები.

მონოდერივატებისთვის ცნობილი ქიმიური რეაქციების უმეტესობა ასევე ხდება დიკარბოქსილის მჟავების სერიაში. გასათვალისწინებელია, რომ რეაქციის პირობებიდან გამომდინარე, შეიძლება წარმოიქმნას მჟავა ეთერები ან დიესტერები. ანალოგიური სიტუაციაა დიკარბოქსილის მჟავების ამიდებით.

შესამჩნევი განსხვავებები შეინიშნება დიკარბოქსილის მჟავების ქცევაში გაცხელებისას. შედეგი დამოკიდებულია კარბოქსი ჯგუფების შედარებით პოზიციაზე ნახშირბადის ჯაჭვში.

თუ კარბოქსილის ჯგუფებს შორის არის 4 ან მეტი CH 2 ჯგუფი, ასეთი მჟავების კალციუმის ან ბარიუმის მარილების გაცხელება გამხსნელის გარეშე იწვევს ციკლოალკილის კეტონებს, რომლებსაც აქვთ რგოლში ერთით ნაკლები ნახშირბადი, ვიდრე თავდაპირველ მჟავაში.

სუქცინის და გლუტარის მჟავები (ორი და სამი CH 2 ჯგუფი, შესაბამისად) გაცხელებისას წარმოქმნიან ციკლურ ანჰიდრიდებს. მსგავსი რეაქცია ხდება უჯერი მალეინის მჟავასთან.

1. ჰიდროლიზი (მჟავა და ტუტე)

ის ხდება ყველაზე მძიმე პირობებში და ყველა მჟავას წარმოებულებისგან განსხვავებით ერთ ან ორ ეტაპად, შუალედური ნაერთებია ამიდები. ნიტრილისა და წყლის თანაბარი თანაფარდობით, რეაქცია შეიძლება შეჩერდეს ამიდის წარმოქმნის ეტაპზე. როგორც წესი, რეაქცია ტარდება ჭარბი წყლით კარბოქსილის მჟავების (მჟავას ჰიდროლიზი) ან მათი მარილების (ტუტე ჰიდროლიზი) და ამიაკის წარმოებისთვის.

ა) მჟავა ჰიდროლიზი

ბ) ტუტე ჰიდროლიზი

2. ნიტრილების ალკოჰოლიზი – ეთერების სინთეზი. რეაქცია ორ ეტაპად მიმდინარეობს არასტაბილური იმინო ეთერების წარმოქმნით, რომელთა ჰიდროლიზი იწვევს ეთერებს.

3. ნიტრილების შემცირება - პირველადი ამინების სინთეზი

სატესტო კითხვები თავისთვის „მონობაზური კარბოქსილის მჟავები და მათი ფუნქციური წარმოებულები“

1. დაწერეთ მჟავების სტრუქტურული ფორმულები: ა) პროპიონური; ბ) ზეთი; გ) -მეთილბუტირიკი; დ) ვალერიანა; დ) ნეილონი. დაასახელეთ ისინი საერთაშორისო ნომენკლატურის მიხედვით.
2. მიეცით მჟავების სტრუქტურული ფორმულები: ა) დიმეთილპროპანური; ბ) 3-მეთილბუტანი; გ) 4-მეთილ-2-ეთილპენტანი; დ) 2,2,3-ტრიმეთილბუტანი; ე) 3,5-დიმეთილ-4-ეთილჰექსანი. მიეცით ამ ნაერთებს სხვადასხვა სახელები.
3. რა სტრუქტურა აქვთ შემდეგ მჟავებს: ა) აკრილის; ბ) კროტონი; გ) ვინილის ძმარმჟავა? დაასახელეთ ისინი საერთაშორისო ნომენკლატურის მიხედვით. რომელი მჟავისთვის არის შესაძლებელი ცის- და ტრანს-იზომერიზმი?
4. ატომების რომელ ჯგუფს ეწოდება მჟავის ნარჩენი ან აცილი? მიეცით შემდეგი მჟავების შესაბამისი აცილები: ა) ფორმიანი; ბ) ძმარი; გ) პროპიონის მჟავა; დ) ზეთი. დაასახელეთ ისინი.
5. ახსენით, რატომ: ა) ძმარმჟავა ადუღდება ეთილის სპირტზე მაღალ ტემპერატურაზე (შესაბამისად 118C და 78C bp); ბ) ქვედა მჟავები წყალში ძალიან ხსნადია; გ) ოქსილის მჟავას დნობის წერტილი მნიშვნელოვნად აღემატება ძმარმჟავას (mp 189C და 16,5C, შესაბამისად); დ) დიკარბოქსილის მჟავებს არ გააჩნიათ უსიამოვნო სუნი, დამახასიათებელი დაბალი მოლეკულური წონის მონოკარბოქსილის მჟავებისთვის.
6. ინდუქციური და მეზომერული ეფექტების გამოყენებით ახსენით კარბოქსილის ჯგუფის მოქმედება ნახშირწყალბადების ნარჩენზე მჟავებში: ა) პროპიონურ; ბ) აკრილის; გ) ვინილ ძმარმჟავას. მიუთითეთ რადიკალში ყველაზე აქტიური წყალბადის ატომები, მონიშნეთ ელექტრონის სიმკვრივის განაწილება წილადი მუხტებით.
7. ახსენით მჟავიანობის ცვლილებები ქვემოთ მოცემულ სერიებში:

8. თითოეულ წყვილში რომელი მჟავაა უფრო ძლიერი და რატომ: ა) ფორმული და ძმარმჟავა; ბ) ძმარმჟავა და ტრიმეთილაციტური; გ) -ქლორო-ზეთი და -ქლორო-ზეთი; დ) პროპიონური და აკრილის.
9. დაწერეთ პროპიონის მჟავას რეაქციის განტოლებები მითითებულ რეაგენტებთან: ა) Zn; ბ) NaOH; გ) NaHСO3; დ) NH4OH; ე) Ca(OH)2. პროპიონის მჟავას რა თვისება ვლინდება ამ რეაქციებში? დაასახელეთ მიღებული ნაერთები. ამ რეაქციებიდან რომელი გამოიყენება ორგანულ ნაერთებში კარბოქსილის ჯგუფების ხარისხობრივი გამოვლენისთვის?

10. დაწერეთ პროპიონის მჟავას მეთილის სპირტით ესტერიფიკაციის სქემა გოგირდმჟავას თანდასწრებით. მოიტანეთ მექანიზმი.
11. მიეცით ეთილის პროპიონატის მჟავა და ტუტე ჰიდროლიზის სქემები. ახსენით, რატომ ახდენენ ტუტეები მხოლოდ ეთერების ჰიდროლიზს, მაგრამ არა მათ წარმოქმნას.
12. დაწერეთ რეაქციის სქემები:

დაასახელეთ პროდუქტები. რა მოხდება, თუ წარმოქმნილ ნაერთებზე იმოქმედებთ ეთილის სპირტით ან დიმეთილამინით? მიეცით განტოლებები ბოლო რეაქციებისთვის, განიხილეთ ერთ-ერთი მათგანის მექანიზმი.

13. დაწერეთ ნატრიუმის აცეტატის რეაქციის სქემა და მექანიზმი აცეტილქლორიდთან, პროპიონილ ქლორიდთან. რა ხდება, როდესაც ძმარმჟავას ანჰიდრიდი თბება პროპილ სპირტით? მიეცით ამ ტრანსფორმაციის დიაგრამა და მექანიზმი.

14. დაასახელეთ ნაერთები, რომლებიც წარმოადგენენ შემდეგი რეაქციების პროდუქტებს:

შეადარეთ პროდუქტების ძირითადი თვისებები ორიგინალურ ამინებთან.

15. რომელ ქიმიურ პროცესს ეწოდება აცილირება? მოიყვანეთ N- და O-აცილაციის რეაქციების მაგალითები. შეადარეთ შემდეგი ნაერთების აცილირების უნარი: ა) CH3CH2COOH; ბ) CH3CH2COCl; გ) CH3CH2COOCH3; დ) (CH3CH2CO)2O; ე) CH3CH2CONH2. მჟავების რომელი ფუნქციური წარმოებულებია ყველაზე ძლიერი აცილებადი რეაგენტები?
16. დაწერეთ ბუტირის მჟავას წარმოებულების ჰიდროლიზის სქემა: ა) მჟავას ქლორიდი; ბ) ანჰიდრიდი; გ) ესტერი; დ) ამიდი. ახსენით მჟავებისა და ფუძეების კატალიზური მოქმედება ამ პროცესში.
17. რა ნაერთები წარმოიქმნება ეთილის აცეტატზე შემდეგი რეაგენტების მოქმედებისას: ა) H2O (H+); ბ) H2O (NaOH); გ) CH3OH (H+); დ) CH3CH2CH2OH (კატ. RO); ე) NH3, t; ე) LiAlH4 (ეთერი), შემდეგ H2O? მიეცით სრული რეაქციის განტოლებები.
18. შეადარეთ ნაერთების ძირითადი და მჟავე თვისებები: ა) ეთილამინი; ბ) აცეტამიდი; გ) N,N-დიმეთილაცეტამიდი. მიეცით ახსნა ნებისმიერი განსხვავება. ჩაწერეთ ამ ნაერთების რეაქციები ეთერში HCl-თან და NH3-ში NaNH2-თან, თუ არსებობს ურთიერთქმედება.
19. დაასახელეთ ბუტირიუმის ამიდისგან წარმოქმნილი ნაერთები შემდეგი რეაგენტებით: ა) H2O (H+); ბ) Br2+KOH; გ) LiAlH4 (ეთერი), შემდეგ H2O; დ) P2O5, t; ე) HNO2 (H2O).
20. დაწერეთ იზობუტირმჟავას ნიტრილის ურთიერთქმედების სქემები მითითებულ რეაგენტებთან: ა) H2O, H+, t; ბ) CH3CH2MgBr, შემდეგ H2O; გ) LiAlH4. დაასახელეთ რეაქციის პროდუქტები.
21. დაწერეთ აკრილის მჟავას რეაქციები შემდეგ ნაერთებთან: ა) Na2СO3; ბ) CH3CH2OH (H+); გ) SOСl2; დ) HBr; ე) Br2. მიუთითეთ რეაქციის მექანიზმი HBr-თან.
22. ნაერთების თითოეულ წყვილზე მიეცით ქიმიური რეაქცია, რომელიც საშუალებას გაძლევთ განასხვავოთ ეს ნაერთები: ა) HCOOH და CH3COOH; ბ) CH3COOH და CH3COOC2H5; გ) CH3CH2COOH და CH2=CHCOOH; დ) CH2=CHCOOH და HC?CCOOH; ე) CH3CON(CH3)2 და (CH3CH2)3N; ვ) CH3CONH2 და CH3COONH4.

23. დაწერეთ რეაქციის განტოლებები. დაასახელეთ საწყისი და დასასრული კავშირები:

24. დაასახელეთ მჟავები, რომლებიც წარმოადგენენ შემდეგი რეაქციების პროდუქტებს:

25. მიუთითეთ შესაბამისი ნაერთებიდან იზობუტირიუმის მჟავას მიღების სქემები მითითებული მეთოდებით: ა) სპირტის დაჟანგვა; ბ) ნიტრილის ჰიდროლიზი; გ) გრიგნარდის რეაქცია; დ) მალონის ეთერის ალკილაცია.
26. მიიღება პროპიონის მჟავა შემდეგი ნაერთებისგან: ა) პროპანოლ-1; ბ) პროპენი; გ) ეთილის ბრომიდი.
27. დაწერეთ პროპიონის მჟავისგან მისი წარმოებულების მიღების სქემები: ა) ნატრიუმის მარილი; ბ) კალციუმის მარილი; გ) მჟავა ქლორიდი; დ) ამიდი; ე) ნიტრილი; ე) ანჰიდრიდი; ზ) ეთილის ეთერი.
28. დაასახელეთ ნაერთები და წარმოადგინეთ მათი სინთეზის სქემები შესაბამისი მჟავებისგან: ა) CH3CH2COOCH3; ბ) (CH3)2CHСONН2; გ) CH3CH2CH2CN.

29. შეავსეთ ტრანსფორმაციის დიაგრამები. დაასახელეთ ყველა მიღებული ნაერთი:

იწვევს ფორმირებას

ამიდის შემცირება.

აბს. ეთერი

ეთერების ფორმირება

ჰოფმანის გადაწყობა

ე

ნიტრილები

განმარტება.

ნომენკლატურა. IUPAC-ის ნომენკლატურის მიხედვით, კარბოქსილის მჟავას ნიტრილების სახელწოდება იქმნება ნახშირბადის ატომების იგივე რაოდენობის მქონე დედა ნახშირწყალბადის სახელზე სუფიქსი „ნიტრილის“ დამატებით. ნიტრილებს ასევე უწოდებენ მჟავას წარმოებულებს, რომლებიც ცვლის "-კარბოქსილის მჟავას" სახელში "-კარბო-ნიტრილით". სახელწოდება ნიტრილი მჟავის ტრივიალური სახელიდან წარმოიქმნება სუფიქსის „-ზეთი“ (ან „-ილ“) „-ონიტრილით“ შეცვლით. ნიტრილები შეიძლება ჩაითვალოს ჰიდროციანმჟავას წარმოებულებად და უწოდებენ ალკილს ან არილ ციანიდებს.

მოპოვების მეთოდები

: R–Br + KCN ¾¾® R–CN + KBr

R–CH=N–OH ¾¾¾® R–C≡N + Н2О

ქიმიური თვისებები.

ნიტრილების ჰიდროლიზი მჟავე გარემოშიე

რამდენიმე ეტაპი

ალკოჰოლიზმი

აღდგენა

R–C≡N + H2 ¾¾® R–CH2–NH2

იხილეთ მეტი:

ქიმიური თვისებები

ამიდების ძირითადი ქიმიური რეაქციები მოიცავს ჰიდროლიზს მჟავე და ტუტე გარემოში, შემცირება, დეჰიდრატაცია წყლის გამწმენდი აგენტებით გაცხელებისას და ჰოფმანის გადაწყობა.

ამიდების ჰიდროლიზი მჟავე ან ტუტე გარემოში იწვევს ფორმირებას

კარბოქსილის მჟავების ან მათი მარილების წარმოქმნა, შესაბამისად. მჟავე გარემოში ამიდების ჰიდროლიზის მექანიზმი შემდეგია:

ამიდების ჰიდროლიზის მექანიზმი ტუტე გარემოში:

ამიდის შემცირება. როდესაც კარბოქსილის მჟავა ამიდები მცირდება ლითიუმის ალუმინის ჰიდრიდთან, წარმოიქმნება პირველადი ამიდები N-შემცვლელი ან N,N-ჩანაცვლებული ამიდების შემთხვევაში, წარმოიქმნება მეორადი ან მესამეული ამიდები;

აბს. ეთერი

ეთერების ფორმირება მინერალური მჟავების არსებობისას ალკოჰოლებთან ურთიერთობისას:

პირველადი კარბოქსილის მჟავის ამიდების დეჰიდრატაცია როდესაც თბება წყლის გამწმენდი რეაგენტებით ნიტრილების წარმოქმნით:

ჰოფმანის გადაწყობა პირველადი ამიდების ჰიპოჰალიდების გავლენის ქვეშ პირველადი ამინების წარმოქმნა:

პირველადი ამიდების ურთიერთქმედება აზოტის მჟავასთანეკარბოქსილის მჟავებისა და აზოტის გამოყოფით:

ნიტრილები

განმარტება.ნიტრილები არის ნაერთები R–C≡N ფორმულით.

ნომენკლატურა. IUPAC-ის ნომენკლატურის მიხედვით, კარბოქსილის მჟავას ნიტრილების სახელწოდება წარმოიქმნება ნახშირწყალბადის იგივე რაოდენობის მქონე ნახშირწყალბადის სახელზე სუფიქსის „ნიტრილის“ დამატებით.

კარბოქსილის მჟავების ანჰიდრიდები. კეტენები. ნიტრილები

ნიტრილებს ასევე უწოდებენ მჟავას წარმოებულებს, რომლებიც ცვლის "-კარბოქსილის მჟავას" სახელში "-კარბო-ნიტრილით". სახელი ნიტრილი მჟავას ტრივიალური სახელიდან წარმოიქმნება სუფიქსის „-ზეთი“ (ან „-ილ“) „-ონიტრილით“ შეცვლით. ნიტრილები შეიძლება ჩაითვალოს ჰიდროციანმჟავას წარმოებულებად და უწოდებენ ალკილს ან არილ ციანიდებს.

ეთანონიტრილი, აცეტონიტრილი, ფენილაცეტონიტრილი, ციკლოჰექსაეკარბონიტრილი,

მეთილციანიდი, ნიტრილის ბენზილციანიდი, ნიტრილის ნიტრილის ციკლოჰექსანი-

პროპიონის მჟავა ფენილძმარმჟავა კარბოქსილის მჟავა

მოპოვების მეთოდები

ჰალოგენირებული ნახშირწყალბადების ურთიერთქმედება ტუტე ლითონის ციანიდებთან : R–Br + KCN ¾¾® R–CN + KBr

კარბოქსილის მჟავას ამიდების დეჰიდრატაცია წყლის გამწმენდი რეაგენტებით გაცხელებისას, მაგალითად, P2O5:

ალდეჰიდის ოქსიმები განიცდიან გაუწყლოებას ანალოგიურად:

R–CH=N–OH ¾¾¾® R–C≡N + Н2О

შედეგად მიიღება არომატული მჟავების ნიტრილები არომატული სულფონის მჟავების მარილების შერწყმა ტუტე ლითონის ციანიდებთან :

ქიმიური თვისებები.ნიტრილებს ახასიათებთ ჰიდროლიზის რეაქციები მჟავე ან ტუტე გარემოში და შემცირების რეაქციები.

ნიტრილების ჰიდროლიზი მჟავე გარემოშიეუზრუნველყოფს კარბოქსილის მჟავების წარმოებას ამიდების წარმოქმნით, როგორც შუალედური რეაქციის პროდუქტები:

რამდენიმე ეტაპი

ნიტრილების ჰიდროლიზი ტუტე გარემოში მთავრდება კარბოქსილის მჟავას მარილების წარმოქმნით:

ალკოჰოლიზმი ნიტრილები იწვევს ეთერებს:

R–C≡N + R’–OH + H2O ¾¾® R–COOR’ + NH3

აღდგენანიტრილები იწვევს პირველადი ამინების გამომუშავებას:

R–C≡N + H2 ¾¾® R–CH2–NH2

იხილეთ მეტი:

ზოგადი ფორმულა

კლასიფიკაცია

(ანუ კარბოქსილის ჯგუფების რაოდენობა მოლეკულაში):

(მონოკარბონი) RCOOH; მაგალითად:

CH3CH2CH2COOH;

HOOC-CH2-COOH პროპანდიოურ (მალონის) მჟავა

(ტრიკარბოქსილი) R(COOH)3 და ა.შ.

ქიმიური თვისებები

ლიმიტი; მაგალითად: CH3CH2COOH;

უჯერი; მაგალითად: CH2=CHCOOH პროპენოინის (აკრილის) მჟავა

მაგალითად:

გაჯერებული მონოკარბოქსილის მჟავები

(მონობაზური გაჯერებული კარბოქსილის მჟავები) – კარბოქსილის მჟავები, რომლებშიც გაჯერებული ნახშირწყალბადის რადიკალი დაკავშირებულია ერთ კარბოქსილის ჯგუფთან -COOH. მათ ყველას აქვთ საერთო ფორმულა

ნომენკლატურა

მონობაზური გაჯერებული კარბოქსილის მჟავების სისტემატური სახელები მოცემულია შესაბამისის სახელით, სუფიქსის დამატებით - და სიტყვა

1. HCOOH მეთანის (ჭიანჭველა) მჟავა

2. CH3COOH ეთანოინის (ძმარმჟავა).

3. CH3CH2COOH პროპანური (პროპიონის) მჟავა

იზომერიზმი

ჩონჩხის იზომერიზმი ნახშირწყალბადის რადიკალში ვლინდება ბუტანოინის მჟავით დაწყებული, რომელსაც აქვს ორი იზომერი:

კლასთაშორისი იზომერიზმი ჩნდება ძმარმჟავით დაწყებული:

- CH3-COOH ძმარმჟავა;

- H-COO-CH3 მეთილის ფორმატი (ჭიანჭველა მჟავას მეთილის ესტერი);

- HO-CH2-COH ჰიდროქსიეთანალი (ჰიდროქსიაციტური ალდეჰიდი);

- HO-CHO-CH2 ჰიდროქსიეთილენის ოქსიდი.

ჰომოლოგიური სერია

ტრივიალური სახელი	IUPAC დასახელება
ჭიანჭველა მჟავა	მეთანის მჟავა
ძმარმჟავა	ეთანოინის მჟავა
პროპიონის მჟავა	პროპანის მჟავა
ბუტირის მჟავა	ბუტანის მჟავა
ვალერინის მჟავა	პენტანოინის მჟავა
კაპრონის მჟავა	ჰექსანოინის მჟავა
ენაანტინის მჟავა	ჰეპტანის მჟავა
კაპრილის მჟავა	ოქტანური მჟავა
პელარგონის მჟავა	არანონის მჟავა
კაპრინის მჟავა	დეკანოინის მჟავა
უნდეცილის მჟავა	არადეკანოინის მჟავა

პალმიტის მჟავა	ჰექსადეკანოინის მჟავა
სტეარინის მჟავა	ოქტადეკანოინის მჟავა

მჟავე ნარჩენები და მჟავა რადიკალები

	მჟავის ნარჩენი	მჟავა რადიკალი (აცილი)
UNDC ჭიანჭველა	NSOO- ფორმატირება
CH3COOH ძმარი	CH3COO- აცეტატი
CH3CH2COOH პროპიონური	CH3CH2COO- პროპიონატი
CH3(CH2)2COOH ზეთი	CH3(CH2)2COO- ბუტირატი
CH3(CH2)3COOH ვალერიანი	CH3(CH2)3COO- ვალერიატი
CH3(CH2)4COOH ნეილონი	CH3(CH2)4COO- კაპრონატი

კარბოქსილის მჟავას მოლეკულების ელექტრონული სტრუქტურა

ელექტრონის სიმკვრივის ცვლილება ფორმულაში ნაჩვენები კარბონილის ჟანგბადის ატომისკენ იწვევს ძლიერ პოლარიზაციას O-N კავშირები, რის შედეგადაც ხდება წყალბადის ატომის აბსტრაქცია პროტონის სახით - წყალხსნარებში ხდება მჟავას დისოციაციის პროცესი:

RCOOH ↔ RCOO- + H+

კარბოქსილატ იონში (RCOO-) არის p, ჰიდროქსილის ჯგუფის ჟანგბადის ატომის ელექტრონების ერთადერთი წყვილის შეერთება p-ღრუბლებით, რომლებიც ქმნიან π-ბმას, რის შედეგადაც ხდება π-ბმის დელოკალიზაცია და უარყოფითი მუხტის ერთგვაროვანი განაწილება ჟანგბადის ორ ატომს შორის:

ამასთან დაკავშირებით, კარბოქსილის მჟავებს, ალდეჰიდებისგან განსხვავებით, არ ახასიათებთ დამატების რეაქციები.

ფიზიკური თვისებები

მჟავების დუღილის წერტილები მნიშვნელოვნად აღემატება ალკოჰოლებისა და ალდეჰიდების დუღილის წერტილებს ნახშირბადის ატომების იგივე რაოდენობით, რაც აიხსნება წყალბადის ბმების გამო მჟავას მოლეკულებს შორის ციკლური და წრფივი ასოციაციების წარმოქმნით:

ქიმიური თვისებები

I. მჟავა თვისებები

მჟავების სიძლიერე მცირდება შემდეგი თანმიმდევრობით:

HCOOH → CH3COOH → C2H6COOH →…

1. ნეიტრალიზაციის რეაქციები

CH3COOH + KOH → CH3COOC + n2O

2. რეაქცია ძირითად ოქსიდებთან

2HCOOH + CaO → (HCOO)2Ca + H2O

3. რეაქციები მეტალებთან

2CH3CH2COON + 2Na → 2CH3CH2COONa + H2

4. რეაქცია უფრო სუსტი მჟავების მარილებთან (კარბონატების და ბიკარბონატების ჩათვლით)

2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa + CO2 + H2O

2НСООН + Mg(HCO3)2 → (НСОО)2Мg + 2СО2 + 2Н2O

(HCOOH + HCO3- → HCOO- + CO2 + H2O)

5. რეაქციები ამიაკით

CH3COON + NH3 → CH3COONH4

II. -OH ჯგუფის ჩანაცვლება

1. ალკოჰოლებთან ურთიერთქმედება (ესტერიფიკაციის რეაქციები)

2. ურთიერთქმედება NH3-თან გაცხელებისას (წარმოიქმნება მჟავა ამიდები)

მჟავა ამიდები ჰიდროლიზდება მჟავების წარმოქმნით:

ან მათი მარილები:

3. მჟავა ჰალოიდების წარმოქმნა

მათ ყველაზე დიდი მნიშვნელობა აქვთ. ქლორირებადი რეაგენტები - PCl3, PCl5, თიონილ ქლორიდი SOCl2.

4. მჟავა ანჰიდრიდების წარმოქმნა (ინტერმოლეკულური დეჰიდრატაცია)

მჟავა ანჰიდრიდები ასევე წარმოიქმნება მჟავა ქლორიდების რეაქციით კარბოქსილის მჟავების უწყლო მარილებთან; ამ შემთხვევაში შესაძლებელია სხვადასხვა მჟავების შერეული ანჰიდრიდების მიღება; მაგალითად:

ჭიანჭველა მჟავას სტრუქტურისა და თვისებების თავისებურებები

მოლეკულის სტრუქტურა

ჭიანჭველა მჟავას მოლეკულა, სხვა კარბოქსილის მჟავებისგან განსხვავებით, შეიცავს თავის სტრუქტურაში

ქიმიური თვისებები

ჭიანჭველა მჟავა განიცდის რეაქციებს, რომლებიც დამახასიათებელია როგორც მჟავებისთვის, ასევე ალდეჰიდებისთვის. ალდეჰიდის თვისებების ჩვენებით, ის ადვილად იჟანგება ნახშირმჟავად:

კერძოდ, HCOOH იჟანგება Ag2O-ისა და სპილენძის (II) ჰიდროქსიდის Cu(OH)2 ამიაკის ხსნარით, ანუ აძლევს ხარისხობრივ რეაქციებს ალდეჰიდის ჯგუფს:

კონცენტრირებული H2SO4-ით გაცხელებისას ჭიანჭველა იშლება ნახშირბადის მონოქსიდში (II) და წყალში:

ჭიანჭველა მჟავა შესამჩნევად უფრო ძლიერია ვიდრე სხვა ალიფატური მჟავები, რადგან მასში შემავალი კარბოქსილის ჯგუფი დაკავშირებულია წყალბადის ატომთან და არა ელექტრონის შემომწირველ ალკილის რადიკალთან.

გაჯერებული მონოკარბოქსილის მჟავების მიღების მეთოდები

1. სპირტებისა და ალდეჰიდების დაჟანგვა

სპირტებისა და ალდეჰიდების დაჟანგვის ზოგადი სქემა:

KMnO4, K2Cr2O7, HNO3 და სხვა რეაგენტები გამოიყენება ჟანგვის აგენტებად.

მაგალითად:

5C2H5OH + 4KMnO4 + 6H2S04 → 5CH3COOH + 2K2SO4 + 4MnSO4 + 11H2O

2. ეთერების ჰიდროლიზი

3. ორმაგი და სამმაგი ბმების ოქსიდაციური გაწყვეტა ალკენებსა და ალკინებში

HCOOH-ის მიღების მეთოდები (სპეციფიკური)

1. ნახშირბადის (II) მონოქსიდის რეაქცია ნატრიუმის ჰიდროქსიდთან

CO + NaOH → HCOONa ნატრიუმის ფორმატი

2HCOONa + H2SO4 → 2НСООН + Na2SO4

2. ოქსილის მჟავას დეკარბოქსილაცია

CH3COOH წარმოების მეთოდები (სპეციფიკური)

1. ბუტანის კატალიზური დაჟანგვა

2. სინთეზი აცეტილენისგან

3. მეთანოლის კატალიზური კარბონილირება

4. ეთანოლის ძმარმჟავას დუღილი

ასე მიიღება საკვები ძმარმჟავა.

უმაღლესი კარბოქსილის მჟავების მომზადება

ბუნებრივი ცხიმების ჰიდროლიზი

უჯერი მონოკარბოქსილის მჟავები

ყველაზე მნიშვნელოვანი წარმომადგენლები

ალკენის მჟავების ზოგადი ფორმულა:

CH2=CH-COOH პროპენოინის (აკრილის) მჟავა

უმაღლესი უჯერი მჟავები

ამ მჟავების რადიკალები მცენარეული ზეთების ნაწილია.

C17H33COOH - ოლეინის მჟავა, ან ცის-ოქტადიენ-9-ოინის მჟავა

ოლეინის მჟავას ტრანს იზომერს ელაიდური მჟავა ეწოდება.

C17H31COOH - ლინოლის მჟავა, ან ცის, ცის-ოქტადიენ-9,12-ოინის მჟავა

C17H29COOH - ლინოლენის მჟავა, ან cis, cis, cis-octadecatriene-9,12,15-oic მჟავა

კარბოქსილის მჟავების ზოგადი თვისებების გარდა, უჯერი მჟავები ხასიათდება დანამატის რეაქციებით ნახშირწყალბადის რადიკალში მრავალ ობლიგაციებზე. ამრიგად, უჯერი მჟავები, ისევე როგორც ალკენები, ჰიდროგენიზირებულია და აფერხებს ბრომის წყალს, მაგალითად:

დიკარბოქსილის მჟავების შერჩეული წარმომადგენლები

გაჯერებული დიკარბოქსილის მჟავები HOOC-R-COOH

HOOC-CH2-COOH პროპანდიოურ (მალონური) მჟავა, (მარილები და ეთერები - მალონატები)

HOOC-(CH2)2-COOH ბუტადიოურ (საქცინის) მჟავა, (მარილები და ეთერები - სუქცინატები)

HOOC-(CH2)3-COOH პენტადიოურ (გლუტარის) მჟავა, (მარილები და ეთერები - გლუტორატები)

HOOC-(CH2)4-COOH ჰექსადიოურ (ადიპიური) მჟავა, (მარილები და ეთერები - ადიპატები)

ქიმიური თვისებების მახასიათებლები

დიკარბოქსილის მჟავები მრავალი თვალსაზრისით ჰგავს მონოკარბოქსილის მჟავებს, მაგრამ უფრო ძლიერია. მაგალითად, ოქსილის მჟავა თითქმის 200-ჯერ უფრო ძლიერია ვიდრე ძმარმჟავა.

დიკარბოქსილის მჟავები იქცევიან როგორც ორფუძიანი მჟავები და ქმნიან მარილების ორ სერიას - მჟავე და ნეიტრალური:

HOOC-COOH + NaOH → HOOC-COONa + H2O

HOOC-COOH + 2NaOH → NaOOC-COONa + 2H2O

გაცხელებისას ოქსილის და მალონის მჟავები ადვილად დეკარბოქსილირდება:

ამიდები R-CONH2- კარბოქსილის მჟავების წარმოებულები, რომლებშიც ჰიდროქსილის ჯგუფი -OH ჩანაცვლებულია ამინო ჯგუფით -NH2. ტიტულებიისინი აგებულია სიტყვიდან ამიდი პლუს შესაბამისი მჟავის სახელი.

კარბოქსილის მჟავების ნიტრილები

მაგალითი: ძმარმჟავას ამიდი CH 3 -CONH 2 (აცეტამიდი).

ამიდები მიიღება მჟავების ამიაკის რეაქციითროდესაც თბება მიღებული ამონიუმის მარილის დასაშლელად:

ამიდების წყალხსნარები იძლევა ნეიტრალური რეაქციალაკმუსამდე, რომელიც ასახავს ბაზისურობის ნაკლებობას (H + დამატების უნარს) აზოტის ატომში, რომელიც დაკავშირებულია ელექტრონების გამომტან ჯგუფთან C=O.

ამიდები ჰიდროლიზდება მჟავების თანდასწრებით(ან ფუძეები) შესაბამისი კარბოქსილის მჟავის (ან მისი მარილის) შესაქმნელად:

შარდოვანა- ადამიანისა და ცხოველების ორგანიზმში აზოტის მეტაბოლიზმის საბოლოო პროდუქტი, რომელიც წარმოიქმნება ცილების დაშლის დროს და გამოიყოფა შარდთან ერთად.

პოლიმერული ამიდები, რომლებიც შეიცავს ცილებს, მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ბუნებაში. ცილის მოლეკულები აგებულია α-ამინომჟავის ნარჩენებისგან ამიდური ჯგუფების მონაწილეობით - პეპტიდური ბმები -CO-NH- სქემის მიხედვით:

ნიტრილები R-C-=N არის ორგანული ნაერთები, რომლებშიც ნახშირწყალბადის რადიკალი ასოცირდება –C-=N (ციან) ჯგუფთან, რომელიც ფორმალურად არის ჰიდროციანმჟავას HC≡N C-შემცვლელი წარმოებულები. ნიტრილები ჩვეულებრივ განიხილება, როგორც შესაბამისი მჟავების წარმოებულები (CH 3 -CN - ძმარმჟავა ნიტრილი (აცეტონიტრილი)). ნომენკლატურა:როგორც შესაბამისი კარბოქსილის მჟავების წარმოებულები, მაგალითად, CH3C≡N - აცეტონიტრილი (ძმარმჟავას ნიტრილი), C6H5CN - ბენზონიტრილი (ბენზომჟავას ნიტრილი). სისტემური ნომენკლატურა იყენებს სუფიქს კარბონიტრილს ნიტრილების დასასახელებლად, როგორიცაა პიროლ-3-კარბონიტრილი.

მთავარი ნიტრილების წარმოების მეთოდიეს არის ამიდების დეჰიდრატაცია მჟავა კატალიზატორებზე წყლის მოცილების რეაგენტების თანდასწრებით:

ნიტრილების ჰიდროლიზიკარბოქსილის მჟავები მიიღება:

ნიტრილების შემცირებისასპირველადი ამინები წარმოიქმნება:

გამოქვეყნების თარიღი: 2015-03-29; წაკითხვის თარიღი: 2068 | გვერდის საავტორო უფლებების დარღვევა

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0.001 წმ)…

1. კარბოქსილის მჟავას ანჰიდრიდები

კარბოქსილის მჟავას ანჰიდრიდები არის წყლის მოლეკულის ელიმინაციის პროდუქტები მჟავას ორი მოლეკულიდან.

1.1. კარბოქსილის მჟავას ანჰიდრიდების მომზადების მეთოდები

კარბოქსილის მჟავას ანჰიდრიდები, როგორც ახლა ვნახეთ (3.1), შეიძლება მომზადდეს მჟავა ქლორიდებისგან და კარბოქსილის მჟავების მარილებისგან. გარდა ამისა, მათი მიღება შესაძლებელია აცილის ქლორიდებიდან და კარბოქსილის მჟავებიდან პირიდინის თანდასწრებით:

აცილის ქლორიდის მჟავა პირიდინის ანჰიდრიდი პირიდინიუმის ქლორიდი

მრავალი კარბოქსილის მჟავის ანჰიდრიდები წარმოიქმნება შესაბამისი კარბოქსილის მჟავების გაცხელებით და ხშირად გამოიყენება წყლის გამწმენდი საშუალებები. ამრიგად, ძმარმჟავას ანჰიდრიდი მზადდება კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით გაცხელებით:

(28)

ძმარმჟავას ანჰიდრიდი

იაფი ძმარმჟავას ანჰიდრიდი ზოგჯერ გამოიყენება როგორც დეჰიდრატაციის საშუალება:

სავარჯიშო 19. ბენზოის მჟავას ანჰიდრიდი შეიძლება მომზადდეს ბენზოილ ქლორიდის ორ მოლ ეკვივალენტს წყლის დამატებით. დაწერეთ ეს რეაქცია.

დიკარბოქსილის მჟავების ციკლური ანჰიდრიდები ხშირად წარმოიქმნება მათი უბრალოდ გაცხელებით:

(31)

სუქცინის მჟავა სუქცინის ანჰიდრიდი

მალეინის ანჰიდრიდის წარმოების სამრეწველო მეთოდი არის ბენზოლის ან 2-ბუტენის დაჟანგვა ჰაერით:

(32)

ფტალის ანჰიდრიდი წარმოიქმნება ინდუსტრიულად ნაფტალინის ან ო-ქსილენის დაჟანგვით:

(33)

ძმარმჟავა ანჰიდრიდი წარმოიქმნება ინდუსტრიულად აცეტალდეჰიდის დაჟანგვით ატმოსფერული ჟანგბადით სპილენძ-კობალტის კატალიზატორის თანდასწრებით:

სავარჯიშო 20. მალეინის მჟავა გარდაიქმნება მალეინის ანჰიდრიდად 200 o C ტემპერატურაზე. ფუმარინის მჟავისგან მალეინის ანჰიდრიდის მისაღებად საჭიროა ბევრად მეტი. მაღალი ტემპერატურა. რა ხსნის ამას? დაწერეთ შესაბამისი რეაქციები.

სავარჯიშო 21. დაწერეთ პროპიონის ანჰიდრიდის რეაქციები ა) წყალთან, ბ) ეთანოლთან, გ) ამიაკთან, დ) ეთილამინთან და აღწერეთ მათი მექანიზმი.

სავარჯიშო 22. როგორია ძმარმჟავას ანჰიდრიდის მომზადების ტექნიკური მეთოდები? რა არის მისი სამრეწველო აპლიკაციები?

სავარჯიშო 23. დაასრულეთ რეაქციები

1.2. კარბოქსილის მჟავას ანჰიდრიდების რეაქციები

კარბოქსილის მჟავას ანჰიდრიდები განიცდიან იგივე რეაქციებს, როგორც მჟავას ქლორიდები:

(35)

მეთილის აცეტატი

(M 6)

(37)

აცეტამიდი

აცეტილის ჯგუფების შემცველი ნაერთები ყველაზე ხშირად მზადდება ძმარმჟავას ანჰიდრიდისგან: ის არის იაფი, ხელმისაწვდომი, არც თუ ისე აქროლადი და არ გამოყოფს კოროზიულ HCl-ს.

(38)

ძმარმჟავას ანჰიდრიდი ნილინ აცეტანილიდი

(M 7)

სავარჯიშო 24. დაწერეთ აცეტანის ჰიდრიდის (ა) რეაქციები ანილინთან და (ბ) სალიცილის მჟავასთან და აღწერეთ მათი მექანიზმი.

ფორმალურად კეტნები შეიძლება ჩაითვალოს მონოკარბოქსილის მჟავების შიდა ანჰიდრიდებად RCH=C=O. უმარტივეს კეტენს CH 2 =C=O უბრალოდ კეტენს უწოდებენ.

კეტენი მიიღება მჟავების მაღალი ტემპერატურის გაუწყლოებით

(39)

ან აცეტონის პიროლიზი

კეტენი განიცდის დამატებით რეაქციებს, რათა წარმოქმნას იგივე პროდუქტები, რომლებიც შეიძლება მიღებულ იქნას აცეტანის ჰიდრიდისა და აცეტილ ქლორიდისგან:

მაგ. 25. დაწერეთ კეტენის რეაქციები ა) წყალთან, ბ) 1-პროპანოლთან, გ) ფენოლთან, დ) მეთილამინთან, ე) ანილინთან.

კეტენი ადვილად დიმერიზდება დიკეტენად:

დიკეტენი განიცდის დამატებით რეაქციებს შემდეგი სქემის მიხედვით:

აცეტოაცეტატური ესტერი

მაგ. 26. დაწერეთ დიკეტენის რეაქციები (ა) წყალთან, (ბ) მატანოლთან, (გ) ამიაკთან, (დ) ანილინთან.

3. ნიტრილები

ნიტრილები ე.წ სხვადასხვა გზით:

CH 3 CN CH 2 =CHCN PhCN NC(CH 2) 4 CN

ეთანენიტრილი პროპენნიტრილი ბენზოლეკარბონიტრილი ადიპონიტრილი

(აცეტონიტრილი) (აკრილონიტრილი) (ბენზონიტრილი)

3.1. ნიტრილების წარმოების მეთოდები

3.1.1. ნიტრილების მომზადება ამიდების დეჰიდრატაციით

ამიდების დეჰიდრატაცია, რომელიც წინა ნაწილში განვიხილეთ, შეიძლება გახდეს კარბოქსილის მჟავის ამ მჟავის ნიტრილად გარდაქმნის ჯაჭვის ბოლო ეტაპი:

ყველა ეს რეაქცია ხშირად გაერთიანებულია ერთ პროცესში, კარბოქსილის მჟავისა და ამიაკის ნარევი გადის ალუმინის ოქსიდის მეშვეობით 500 o C ტემპერატურაზე:

სავარჯიშო 46. დაწერეთ ადიპინის მჟავიდან ადიპონიტრილის წარმოების სამრეწველო მეთოდის რეაქცია.

3.1.2. ნიტრილების მომზადება ნახშირწყალბადების ოქსიდაციური ამმონოლიზით

ნახშირწყალბადების დაჟანგვის შესწავლისას დავინახეთ, რომ ჰიდროციანმჟავა (ჭიანჭველა მჟავა ნიტრილი) და სხვა მჟავების ნიტრილები მიიღება შესაბამისი ნახშირწყალბადების ჟანგვითი ამონოლიზით სქემის მიხედვით:

სავარჯიშო 47. დაწერეთ რეაქციები ა) აკრილონიტრილის, ბ) ბენზონიტრილის, გ) აცეტონიტრილის და (დ) ტერეფტალის მჟავას ნიტრილის მომზადებისთვის შესაბამისი ნახშირწყალბადების ოქსიდაციური ამნოლიზით.

3.1.3. ნიტრილების მომზადება კოლბის რეაქციით

როდესაც ჰალოჰიდროკარბონები რეაგირებენ კალიუმის ციანიდთან წყალხსნარში ეთანოლში S N 2 მექანიზმის გამოყენებით, წარმოიქმნება ნიტრილები:

ვინაიდან ციანიდის ანიონი არის ამბიდენტური იონი, იზონიტრილები წარმოიქმნება გვერდითი პროდუქტის სახით, რომლებიც ამოღებულია სარეაქციო ნარევის განზავებული მარილმჟავით შერყევის შედეგად.

სავარჯიშო 48. დაწერეთ რეაქციები მომზადებისთვის შესაბამისი ჰალოჰიდროკარბონების მეშვეობით: (ა) პროპიონიტრილი ეთილენიდან, (ბ) ბუტირონიტრილი პროპილენიდან, (გ) სუქცინის მჟავა დინიტრილი ეთილენიდან, (დ) ვინილ ძმარმჟავას ნიტრილი პროპილენიდან, (ე) ფენილძმარმჟავა ნიტრილი. ტოლუოლისგან, (ვ) ადიპინის მჟავას დინიტრილი აცეტილენისგან.

სავარჯიშო 49. დაასრულეთ რეაქციები:

(ა) (ბ)

3.2. ნიტრილების რეაქციები

3.2.1. ნიტრილების ჰიდროგენიზაცია

ნიტრილები ადვილად ჰიდროგენიზდება ამინებად. ჰიდროგენიზაცია ხორციელდება ან წყალბადით გამოყოფის დროს (C 2 H 5 OH + Na) ან კატალიზურად:

სავარჯიშო 50. დაწერეთ (ა) პროპიონიტრილის, (ბ) ბუტირონიტრილის, (გ) სუქცინის მჟავას დინიტრილის, (დ) ვინილძმარმჟავას ნიტრილის, (ე) ფენილძმარმჟავას ნიტრილის, (ვ) ადიპინის მჟავას დინიტრილის ჰიდროგენაციის რეაქციები.

3.2.2. ნიტრილების ჰიდროლიზი

ნუკლეოფილური ჩანაცვლებით ლითონის ალკილის ჰალოიდებიდან და ციანიდებიდან მიღებული ნიტრილები კარგი საწყისი პროდუქტია კარბოქსილის მჟავების წარმოებისთვის. ამისათვის ისინი ექვემდებარებიან ჰიდროლიზს მჟავების ან ფუძეების თანდასწრებით:

სავარჯიშო 51. რა მჟავები წარმოიქმნება შემდეგი ნიტრილების ჰიდროლიზის დროს:

(ა) პროპიონიტრილი, (ბ) ბუტირონიტრილი, (გ) სუქცინის მჟავა დინიტრილი, (დ) ვინილძმარმჟავას ნიტრილი, (ე) ფენილძმარმჟავას ნიტრილი, (ვ) ადიპინის მჟავა დინიტრილი.

ამ სქემის მიხედვით, ფენილძმარმჟავა მიიღება ხელმისაწვდომი ბენზილის ქლორიდიდან:

(87)

სავარჯიშო 52. შემოგვთავაზეთ ტოლუენიდან დაწყებული ფენილძმარმჟავას მომზადების სქემა. აღწერეთ შესაბამისი რეაქციების მექანიზმები.

მალონის მჟავა ძირითადად მიიღება ქლოროძმარმჟავისგან შემდეგი სქემის მიხედვით:

სავარჯიშო 53. ეთილენზე და სხვა საჭირო რეაგენტებზე დაყრდნობით, შემოგვთავაზეთ ბუტანდიოური (საქცინის) მჟავის წარმოების სქემა.

სავარჯიშო 54. შესაბამისი ჰალოკარბონებისა და ნიტრილების გამოყენებით, შემოგვთავაზეთ შემდეგი მჟავების მომზადების სქემები: (ა) პროპიონის მჟავა ეთილენიდან, (ბ) ბუტირიუმის მჟავა პროპილენიდან, (გ) სუქცინის მჟავა ეთილენიდან, (დ) ვინილ ძმარმჟავა პროპილენიდან, (ე) ფენილაციტური მჟავა ტოლუოლისგან, (ე) ადიპინის მჟავა აცეტილენისგან.

ხელმისაწვდომი ციანოჰიდრინებიდან მიიღება ა-ჰიდროქსი მჟავები:

(89)

სავარჯიშო 55. შესაბამის ალდეჰიდებსა და კეტონებზე და სხვა საჭირო რეაგენტებზე დაყრდნობით, შემოგვთავაზეთ სქემები (ა) 2-ჰიდროქსიპროპიონის მჟავისა და

ბ) 2-მეთილ-2-ჰიდროქსიპროპიონის მჟავა.

3.3. ნიტრილების ალკოჰოლიზი

ნიტრილები რეაგირებენ წყალბადის ქლორიდთან და წარმოქმნიან მინოქლორიდებს:

(90)

იმინოქლორიდი

ალკოჰოლში წყალბადის ქლორიდის მოქმედება ნიტრილებზე იწვევს იმინოესტერის ჰიდროქლორიდების წარმოქმნას, რომელთა შემდგომი ჰიდროლიზი იძლევა ეთერებს:

მეთილის მეთაკრილატი ინდუსტრიულად მიიღება აცეტონისგან ციანოჰიდრინის მეშვეობით:

აცეტონი აცეტონი ციანოჰიდრინი მეთილის მეთაკრილატი

მეთილის მეთაკრილატის პოლიმერი - პოლიმეთილ მეთაკრილატი გამოიყენება უსაფრთხოების მინის (პლექსიგლასის) წარმოებაში.

მაგ. 56. რა პროდუქტი წარმოიქმნება კალიუმის ციანიდის, ეთანოლის თანმიმდევრული მოქმედების შედეგად წყალბადის ქლორიდის და ბოლოს წყლის ბენზილქლორიდზე? დაწერეთ შესაბამისი რეაქციები.

მაგ. 57. რა პროდუქტი წარმოიქმნება ჰიდროციანმჟავას აცეტალდეჰიდზე, შემდეგ კი მეთანოლზე გოგირდმჟავას თანმიმდევრული მოქმედების შედეგად? დაწერეთ შესაბამისი რეაქციები.

4. ციანამიდი

დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს ჰიდროციანმჟავას ამიდს - ციანამიდს. ინდუსტრიაში, იგი იწარმოება კალციუმის კარბიდიდან და აზოტიდან 1000-1100 o C ტემპერატურაზე ან 650-800 o C ტემპერატურაზე, დაახლოებით 10% კალციუმის ქლორიდის თანდასწრებით.

კალციუმის ციანამიდი

კალციუმის ციანამიდის და ნახშირბადის ნაზავი პირდაპირ გამოიყენება სასუქად. კალციუმის ციანამიდის დამუშავებისას გოგირდის მჟავით, ციანამიდი მიიღება:

მყარ მდგომარეობაში და ხსნარებში ციანამიდი წონასწორობაშია კარბოდიიმიდთან:

ციანამიდის კარბოდიიმიდი

შარდოვანა მიიღება ციანამიდის ნაწილობრივი ჰიდროლიზით:

(94)

როდესაც წყალბადის სულფიდი რეაგირებს ციანამიდთან, წარმოიქმნება თიოურა:

(95)

თიორეა

მისი ურთიერთქმედება ამიაკთან იწვევს გუანიდინის წარმოქმნას:

(96)

გუანიდინი

გაცხელებისას ციანამიდი იქცევა მელამინად.

1. ჰიდროლიზი(მჟავე და ტუტე)

ა) მჟავა ჰიდროლიზი

ბ) ტუტე ჰიდროლიზი

2. ალკოჰოლიზმი ნიტრილები- ეთერების სინთეზი. რეაქცია ორ ეტაპად მიმდინარეობს არასტაბილური იმინო ეთერების წარმოქმნით, რომელთა ჰიდროლიზი იწვევს ეთერებს.

3. ნიტრილის აღდგენა- პირველადი ამინების სინთეზი.

1. დაწერეთ მჟავების სტრუქტურული ფორმულები: ა) პროპიონური; ბ) ზეთი; გ) -მეთილბუტირი; დ) ვალერიანა; დ) ნეილონი. დაასახელეთ ისინი საერთაშორისო ნომენკლატურის მიხედვით.

2. მიეცით მჟავების სტრუქტურული ფორმულები: ა) დიმეთილპროპანური; ბ) 3-მეთილბუტანი; გ) 4-მეთილ-2-ეთილპენტანი; დ) 2,2,3-ტრიმეთილბუტანი; ე) 3,5-დიმეთილ-4-ეთილჰექსანი. მიეცით ამ ნაერთებს სხვადასხვა სახელები.

3. რა სტრუქტურა აქვთ შემდეგ მჟავებს: ა) აკრილის; ბ) კროტონი; გ) ვინილის ძმარმჟავა? დაასახელეთ ისინი საერთაშორისო ნომენკლატურის მიხედვით. რომელი მჟავისთვის არის შესაძლებელი? ცის - და ტრანსი - იზომერიზმი?

4. ატომების რომელ ჯგუფს ეწოდება მჟავის ნარჩენი ან აცილი? მიეცით შემდეგი მჟავების შესაბამისი აცილები: ა) ფორმიანი; ბ) ძმარი; გ) პროპიონის მჟავა; დ) ზეთი. დაასახელეთ ისინი.

5. ახსენით, რატომ: ა) ძმარმჟავა ადუღდება ეთილის სპირტზე მაღალ ტემპერატურაზე (დუღილის წერტილი შესაბამისად 118C და 78C); ბ) ქვედა მჟავები წყალში ძალიან ხსნადია; გ) ოქსილის მჟავას დნობის წერტილი მნიშვნელოვნად აღემატება ძმარმჟავას (mp 189C და 16,5C, შესაბამისად); დ) დიკარბოქსილის მჟავებს არ აქვთ დაბალი მოლეკულური წონის მონოკარბოქსილის მჟავებისთვის დამახასიათებელი უსიამოვნო სუნი.

6. ინდუქციური და მეზომერული ეფექტების გამოყენებით ახსენით კარბოქსილის ჯგუფის მოქმედება ნახშირწყალბადების ნარჩენზე მჟავებში: ა) პროპიონურ; ბ) აკრილის; გ) ვინილ ძმარმჟავას. მიუთითეთ რადიკალში ყველაზე აქტიური წყალბადის ატომები, მონიშნეთ -ელექტრონული სიმკვრივის განაწილება წილადი მუხტებით.

7. ახსენით მჟავიანობის ცვლილებები ქვემოთ მოცემულ სერიებში:

8. თითოეულ წყვილში რომელი მჟავაა უფრო ძლიერი და რატომ: ა) ფორმული და ძმარმჟავა; ბ) ძმარმჟავა და ტრიმეთილაციტური; გ) -ქლორბუტირი და -ქლორბუტირი; დ) პროპიონური და აკრილის.

9. დაწერეთ პროპიონის მჟავას რეაქციების განტოლებები მითითებულ რეაგენტებთან: ა)Zn;ბ) NaOH; გ) NaHCO 3 ; დ) NH 4 OH; ე) Ca(OH) 2 . პროპიონის მჟავას რა თვისება ვლინდება ამ რეაქციებში? დაასახელეთ მიღებული ნაერთები. ამ რეაქციებიდან რომელი გამოიყენება ორგანულ ნაერთებში კარბოქსილის ჯგუფების ხარისხობრივი გამოვლენისთვის?

10. დაწერეთ პროპიონის მჟავას მეთილის სპირტით ესტერიფიკაციის სქემა გოგირდმჟავას თანდასწრებით. მოიტანეთ მექანიზმი.

11. მიეცით ეთილის პროპიონატის მჟავა და ტუტე ჰიდროლიზის სქემები. ახსენით, რატომ ახდენენ ტუტეები მხოლოდ ეთერების ჰიდროლიზს, მაგრამ არა მათ წარმოქმნას.

12. დაწერეთ რეაქციის სქემები:

შეადარეთ პროდუქტების ძირითადი თვისებები მშობელ ამინებს.

15. რომელ ქიმიურ პროცესს ეწოდება აცილირება? მოიყვანეთ N- და O-აცილაციის რეაქციების მაგალითები. შეადარეთ შემდეგი ნაერთების აცილირების უნარი: ა) CH 3 CH 2 COOH; ბ) CH 3 CH 2 COCl; გ) CH 3 CH 2 SOOSN 3 ; დ) (CH 3 CH 2 CO) 2 O; ე) CH 3 CH 2 CONN 2 . მჟავების რომელი ფუნქციური წარმოებულებია ყველაზე ძლიერი აცილებადი რეაგენტები?

16. დაწერეთ ბუტირის მჟავას წარმოებულების ჰიდროლიზის სქემა: ა) მჟავას ქლორიდი; ბ) ანჰიდრიდი; გ) ესტერი; დ) ამიდი. ახსენით მჟავებისა და ფუძეების კატალიზური მოქმედება ამ პროცესში.

17. რა ნაერთები წარმოიქმნება ეთილის აცეტატზე შემდეგი რეაგენტების მოქმედებისას: ა)ნ 2 ის + ); ბ) ნ 2 O (NaOH); გ) CH 3 ოჰ (ჰ + ); დ) CH 3 CH 2 CH 2 OH (კატ. RO); ე) NN 3 , ტ ; ე) LiAlН 4 (ეთერი), შემდეგ ჰ 2 შესახებ?მიეცით სრული რეაქციის განტოლებები.

18. შეადარეთ ნაერთების ძირითადი და მჟავე თვისებები: ა) ეთილამინი; ბ) აცეტამიდი; V) N,N-დიმეთიაცეტამიდი. მიეცით ახსნა ნებისმიერი განსხვავება. დაწერეთ ამ ნაერთების რეაქციები HClეთერში და NaNN 2 ვ NH 3 , თუ არის ურთიერთქმედება.

19. დაასახელეთ ბუტირიუმის მჟავას ამიდისგან წარმოქმნილი ნაერთები შემდეგი რეაგენტებით: ა) ნ 2 ის + ); ბ) ძმ 2 +KOH; გ) LiAlH 4 (ეთერი), შემდეგ ჰ 2 შესახებ; დ) პ 2 შესახებ 5 , ტ ; ე) HNO 2 (ნ 2 შესახებ).

20.დაწერეთ იზობუტირმჟავას ნიტრილის ურთიერთქმედების სქემები მითითებულ რეაგენტებთან: ა) ნ 2 ის + , ტ ; ბ) CH 3 CH 2 MgBr შემდეგ H 2 შესახებ; გ) LiAlН 4 . დაასახელეთ რეაქციის პროდუქტები.

21. დაწერეთ აკრილის მჟავას რეაქციები შემდეგ ნაერთებთან : ა)ნა 2 CO 3 ; ბ) CH 3 CH 2 ოჰ (ჰ + ); გ) SOСl 2 ; დ) HBr; ე) ძმ 2 . მიეცით რეაქციის მექანიზმი HBr.

22. თითოეული წყვილი ნაერთისათვის მიეცით ქიმიური რეაქცია, რომელიც საშუალებას გაძლევთ განასხვავოთ ეს ნაერთები: ა) UNSC და CH 3 COOH; ბ) CH 3 COOH და CH 3 SOOS 2 ნ 5 ; გ) CH 3 CH 2 COOH და CH 2 =CHCOOH; დ) CH 2 =CHCOOH და HC≡ CCOOH; ე) CH 3 ვაჟი (CH 3 ) 2 და (CH 3 CH 2 ) 3 N; ე) CH 3 CONN 2 და CH 3 COONH 4 .

25. მიუთითეთ შესაბამისი ნაერთებიდან იზობუტირიუმის მჟავას მიღების სქემები მითითებული მეთოდებით: ა) სპირტის დაჟანგვა; ბ) ნიტრილის ჰიდროლიზი; გ) გრიგნარდის რეაქცია; დ) მალონის ეთერის ალკილაცია.

26. მიიღება პროპიონის მჟავა შემდეგი ნაერთებისგან: ა) პროპანოლ-1; ბ) პროპენი; გ) ეთილის ბრომიდი.

27. დაწერეთ პროპიონის მჟავისგან მისი წარმოებულების მიღების სქემები: ა) ნატრიუმის მარილი; ბ) კალციუმის მარილი; გ) მჟავა ქლორიდი; დ) ამიდი; ე) ნიტრილი; ე) ანჰიდრიდი; ზ) ეთილის ეთერი.

28. დაასახელეთ ნაერთები და წარმოადგინეთ მათი სინთეზის სქემები შესაბამისი მჟავებისგან: ა)CH 3 CH 2 SOOSN 3 ; ბ) (CH 3 ) 2 СНСОНН 2 ; გ) CH 3 CH 2 CH 2 CN.