Химические свойства карбоновых кислот

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

Опыт 1. Выделение жирных кислот из мыла и получение кальциевых солей.

Получите у лаборанта 10 мл раствора мыла в воде. Раствор разлейте в две пробирки по 5 мл.

а) В первую пробирку с раствором мыла добавьте 2 мл разбавленной серной кислоты. Происходит обменная реакция и выделяется жирная кислота, которая в воде не растворяется. Поэтому раствор становится мутным.

Нагрейте полученную смесь, а затем охладите. При нагревании жирные кислоты всплывают наверх, а при охлаждении они затвердевают. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

б) Во вторую пробирку с раствором прибавьте 2 мл раствора хлористого кальция. Энергично взболтайте. Образуется осадок кальциевых солей высших жирных кислот. Эти соли не растворяются в воде. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 2. Получение эфиров жирных кислот. Получение этилацетата и изоамилацетата.

а) Уксусноэтиловый эфир (этилацетат). Внесите в пробирку 2 мл этилового спирта, 2 мл ледяной уксусной кислоты и 1 мл концентрированной серной кислоты. Смесь хорошо перемешайте стеклянной палочкой и нагревайте 2 минуты на водяной бане. В результате реакции этерификации образуется уксусноэтиловый эфир, обладающий приятным запахом. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

б) Уксусноизоамиловый эфир (изоамилацетат). Внесите в пробирку 2 мл изоамилового спирта (3-метилбутанол-1), 2 мл ледяной уксусной кислоты и 0.5 мл концентрированной серной кислоты. Смесь перемешайте и нагревайте 5 минут на водяной бане. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Содержимое пробирки охладите, и вылейте в другую пробирку с водой. Эфир всплывет наверх. Уксусноизоамиловый эфир имеет запах грушевой эссенции.

Опыт 3. Непредельные кислоты. Свойства олеиновой кислоты.

а) Получение соли олеиновой кислоты.

Налейте в пробирку 1 мл олеиновой кислоты и добавьте 2 мл воды. Обратите внимание на растворимость олеиновой кислоты в воде. Добавьте 2 мл концентрированной щелочи (NaOH); встряхните смесь. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

б) Реакция олеиновой кислоты с бромной водой.

К 1 мл олеиновой кислоты прибавьте 1 мл бромной воды и сильно встряхните. Бромная вода обесцвечивается, так как бром присоединяется по двойной связи олеиновой кислоты.

в) Окисление олеиновой кислоты.

К 1 мл олеиновой кислоты прибавьте 2 мл раствора марганцовокислого калия. Энергично перемешайте содержимое пробирки. Олеиновая кислота окисляется до диоксистеариновой кислоты, а марганцовокислый калий восстанавливается с выделением двуокиси марганца. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 4. Двухосновные кислоты. Получение кислых и средних солей щавелевой и винной кислот.

а) Соли щавелевой кислоты.

К 2 мл 2н. раствора щавелевой кислоты прибавьте 1 мл 2н. раствора едкого калия. Образуется осадок трудно-растворимого щавелевокислого калия. При дальнейшем добавлении щелочи осадок растворяется с образованием средней калиевой соли щавелевой кислоты. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

б) Соли винной кислоты.

Налейте в пробирку 2 мл 1н. раствора винной кислоты и прибавьте 1 мл 1н. раствора едкого калия. Выпадает осадок кислой калиевой соли винной кислоты. При дальнейшем добавлении щелочи образуется средняя калиевая соль винной кислоты, которая хорошо растворяется в воде. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

 

Задачи (карбоновые кислоты)

1. Приведите структурные формулы следующих кислот: терефталевой, изомасляной, метакриловой, малоновой, олеиновой, g-циановалериановой, 2, 3-диметилпентановой, глутаровой, малеиновой.

2. Назовите соединения по номенклатуре IUPAC:

3. Напишите реакции получения соответствующих кислот из: 1, 1, 1-трибромпропана, бензилового спирта, глутарового альдегида, бутена-2, бромистого этила.

4. Приведите уравнения реакций между следующими соединениями: хлорангидридом масляной кислоты и метиламином; уксусной кислотой и пентоксидом фосфора; метанолом и пропионовой кислотой (H⁺); пропановой кислотой и трихлоридом фосфора; 2-метилбутановой кислотой и бромом (hn).

5. Какие продукты образуются при взаимодействии бензойной кислоты с аммиаком (сильное нагревание), PCl₅, СаСО₃, BaO, C₂H₅OH/Н⁺, бромом (в присутствии AlCl₃)?

6. Напишите соединения, которые образуются при нагревании янтарной, малоновой, метилмалоновой и щавелевой кислот.

7. Что образуется при взаимодействии акриловой кислоты с бромистым водородом, метанолом (H⁺), хлором, NaOH?

8. Почему малеиновая кислота способна образовывать ангидрид, а фумаровая нет? Как вы думаете, что получается при нагревании глутаровой кислоты с пентоксидом фосфора?

9. Какое соединение образуется при последовательной обработке бромбензола магнием (в абсолютном эфире), затем СО₂, а затем водой?

10. Расположите кислоты в ряд по возрастанию их кислотных свойств: а) трифторуксусная, трихлоруксусная, уксусная; б) уксусная, щавелевая, трифторуксусная; в) 2, 2-диметилпропановая, пентановая, 2, 2-дибромпентановая. Ответ поясните.

11. С помощью, каких реакций можно различить пропионовую, акриловую и малоновую кислоты?

 

Задачи (оксикислоты)

1. Приведите структурные формулы молочной, салициловой, b-гидроксивалериановой, гликолевой, винной и лимонной кислот. Назовите их по номенклатуре IUPAC.

2. В чём заключается оксинитрильный синтез a-оксикислот? Какие кислоты можно получить этим методом исходя из уксусного альдегида, бутаналя, 2-бутанона?

3. Напишите три метода синтеза b-гидроксипропионовой кислоты.

4. Как взаимодействует b-гидроксимасляная кислота с содой, натрием, гидроксидом кальция, амидом натрия. Почему карбоксильная группа проявляет гораздо более кислые свойства, чем гидроксильная?

5. Напишите реакции молочной кислоты с трихлоридом фосфора, этиловым спиртом (в присутствии серной кислоты), НBr, уксусным ангидридом, этиламином (при нагревании), КMnO₄ (H⁺).

6. Какие кислоты образуются при гидратации или гидролизе следующих соединений: 3, 3, 3-трибромпропилового спирта, 2-бутеновой кислоты, нитрила 4-гидроксигексановой кислоты, аспирина?

7. Приведите уравнения реакций которые протекают при нагревании a-гидроксипропионовой, b-гидрокси-a-хлорвалериановой и g-гидроксимасляной, b-окси-a-метилкапроновой кислот.

8. Определите структуру, назовите и напишите схему синтеза соединения С₂Н₂О₃, если известно, что оно взаимодействует с этиловым спиртом (в присутствии серной кислоты), образует хлорангидрид и амид, восстанавливает Ag(NH₃)₂OH и Cu(OH)₂.

 

АМИНЫ

Амины- это производные аммиака, у которого атомы водорода (один, два или все три) замещены радикалами. Амины могут быть предельными, ненасыщенными или ароматическими. По числу радикалов, связанных с азотом, амины делятся на первичные, вторичные и третичные.

Методы получения аминов

 

Амины являются основаниями, что обусловлено наличием неподеленной пары электронов на атоме азота. Сила этих органических оснований зависит от электронных эффектов радикалов, связанных с атомом азота.

Электронодонорные заместители повышают электронную плотность на атоме азота и тем самым облегчают образование донорно-акцепторной связи с протоном за счет неподеленной пары электронов. Электроноакцепторные заместители уменьшают электронную плотность на атоме азота, неподеленная пара электронов становится менее доступной для образования связи с протоном. Поэтому алифатические (предельные) амины являются более сильными основаниями, чем аммиак (k_B(CH₃NH₂) = 4, 4·10^-4), а ароматические амины – слабее, чем аммиак (k_B (C₆H₅NH₂) = 3, 8·10^-10).

 

Химические свойства аминов

Аминогруппа, введенная в ароматическое кольцо, аналогично гидроксильной группе резко облегчает реакции электрофильного замещения. Например, анилин реагирует с бромной водой при 20°С по трем положениям.

Реакции с азотистой кислотой позволяет различить первичные, вторичные и третичные алифатические амины. С первичными аминами происходит быстрое и качественное выделение азота, вторичные образуют N-нитрозамины – желтые осадки или маслянистые жидкости желтого цвета, третичные – не реагируют.

Первичные ароматические амины образуют с азотистой кислотой соли диазония.

Нитрозирование вторичных ароматических аминов протекает по атому азота, а третичных – по ароматическому кольцу с образованием соответствующих нитрозопроизводных.

Химические свойства анилина

Задачи (амины)

1. Назовите следующие соединения по номенклатуре IUPAC.

2. Напишите формулы изомерных аминов состава С₅H₁₃N. Укажите первичные, вторичные и третичные амины, назовите их.

3. Получите изопропиламин тремя различными способами.

4. Напишите уравнения реакций взаимодействия этиламина с соляной кислотой, азотистой кислотой, ацетоном, пропионовым ангидридом, избытком бромистого этила и водой.

5. Приведите уравнения реакций взаимодействия метилфениламина с ацетилхлоридом, бромом, серной кислотой (100°С), метилиодидом в присутствии

щелочи.

6. Напишите уравнения реакций следующего последовательного превращения:

толуол + HNO₃/ H₂SO₄ ® A + Fe/HCl ® Б + С₂Н₅Br (1моль) ® В + СH₃COCl ® Г

7. Объясните, почему водные растворы аминов обладают щелочной реакцией. Почему

основность аминов ароматического ряда выражена гораздо слабее, чем основность аминов жирного ряда? Как вы объясните отсутствие основных свойств у

амидов (например, у ацетамида)?

8. Какие промежуточные соединения образуются при взаимодействии анилина и бензиламина с раствором нитрита натрия в соляной кислоте при 0°С? Каковы свойства этих соединений? Во что они превращаются при повышении температуры?

9. С помощью, каких простых реакций можно различить а) диэтиламин, бутиламин и

диметилэтиламин; б) анилин, диметиланилин, триметиланилин.

10. Сравните основность следующих аминов: а) анилин, метиламин, аммиак, диметиламин; б) триизопропиламин, триэтиламин, триметиламин; в) трифениламин,

дифениламин, анилин.

 

АМИНОКИСЛОТЫ

Аминокислоты представляют собой кислоты, содержащие в молекуле одну или несколько аминогрупп.

Изомерия аминокислот определяется расположением аминогруппы, строением углеводородного радикала и пространственным расположением замещающих групп у хирального центра (оптическая изомерия).

В зависимости от положения аминогрупп относительно карбоксильной различают a-, b-, g-, и d-аминокислоты. В белках, как правило, содержаться a-аминокислоты L-ряда (хиральный центр имеет S-конфигурацию).

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: