Фишер формуласы Колли-Толленсу формуласы 6 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 21Следующая ⇒

4 3 2 1 // СН₃ – СН – СН₂ – С

| \

СН₃ ОН

3 – метилбутан қышқылы

Изомерия

1. Көмірсутектің қаңқасы.

2. Класаралық карбон қышқылдары – күрделі эфирлер.

Алу әдістері

1. Альдегидтерді тотықтыру (зертханалық әдіс):

О О

// [O] //

СН₃ – С → СН₃ – С

\ \

Н ОН

Тотықтырғыштар ретінде күміс (І) иондарының аммиак ерітіндісі, мыс (ІІ) оксиді қолданылады.

2. Кетондарды тотықтыру (зертханалық әдіс):

[𝑂]

Н₃С – С – СН₃ → НСООН + СН₃ – СООН

|| құмырсқа сірке

О қышқылы қышқылы

Тотықтырғыш ретінде KMnO4, K2Cr2O7 + H2SO4 қолданылады. Попов ережесі бойынша түрлі қышқылдар түзіледі.

3. Алкандарды тотықтыру (өндірістік әдіс):

2СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₃ + 5О₂ → 4СН₃СООН + 2Н₂О

Катализатор: марганец, кобальт тұздары

4. Спирттерді тотықтыру:

2СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₂ – ОН + 2О₂ → 2СН₃ – СН₂ – СН₂ – СООН +2Н₂О

май қышқылы (бутан қышқылы)

Тотықтырғыштар: KMnO4 + H2SO4

5. Алкендерді тотықтыру:

СН₃ – СН = СН – СН₂ – СН₃ → СН₃СООН + СН₃СН₂СООН

Тотықтырғыштар: KMnO4 + H2SO4

6. Алкендердің көміртек (II) оксидімен су буында катализатор қатысында (оксо- синтез):

СН₃ – СН = СН₂ + СО + Н₂О → СН₃ – СН₂ – СН₂ – СООН

пропилен бутан қышқылы

(май қышқылы)

Катализатор рөлін H2SO4, H3PO4 немесе Ni(CO)4 атқарады. Реакция жоғары температура және жоғары қысымда жүргізіледі.

7. Галоген туындыларын гидролиздеу реакциясымен:

CH₃ – CH₂ – CH₂Cl → CH₃ – CH₂ – CH₂OH + NaCl CH₃ – CH₂ – CH₂OH → CH₃ – CH₂ – COOH + Н₂О

8. Майларды гидролиздеу нәтижесінде:

CH₂ – O – CO – R₁			CH₂ – OH		R₁COOH
\|			\|
CH – O – CO – R₂	+	HOH →	CH – OH	+	R₂COOH
\|			\|
CH₂ – O – CO – R₃			CH₂ – OH		R₃COOH

Сілтілік ортада тепе – теңдік оңға ығысады.

Физикалық қасиеттері

1. HCOOH, CH3COOH, CH3CH2COOH – сұйықтықтар, суда жақсы ериді, өткір иісті;

2. C4 – C8 қоймалжың сұйықтықтар, суда нашар ериді; өткір иісті;

3. C9H19COOH-нан бастап қатты заттар, суда ерімейді, иісі жоқ;

4. Карбон қышқылдары сутекті байланыс нәтижесінде димер түзеді:

О. Н – О

/ \

R – С С – R

\ /

О – Н О

Сондықтан олардың қайнау, балқу температурасы жоғары.

Химиялық қасиеттері

Химиялық қасиеттері карбон қышқылдардың электрондық құрылысымен түсіндіріледі. Карбон қышқылында карбонил тобындағы оттектің электртерістігі жоғары болғандықтан радикал бойындағы электрондық бұлт карбонил тобындағы оттекке қарай ығысады.

O←H тобының да поляризациясы өседі, осының әсерінен карбоксил тобындағы сутектің диссоциациясы артады.

OH – – тобындағы сутек ионының орынбасу реакциялары:

О		О
//		//
R – С	→	R – С +
\		\

диссоциацияланады:

Н+ немесе

ОН О─

О				О
// R – С	+	Н₂О	→	// R – С + Н₃О+
\				\

ОН О─

2) карбон қышқылдарына барлық қышқылдардың қасиеті тән: а) металдармен әрекеттеседі:

2CH3COOH + 2Na → 2CH3COONa + H2

натрий ацетаты

ә) сілтілермен:

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

б) металл оксидтерімен:

2CH3COOH + CaO → Ca(CH3COO)2 + H2O

в) тұздармен:

2CH3COOH + CaCO3 → Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2

Сонымен қатар қышқылда радикалмен байланысқан көміртек атомында оң зарядтың мөлшері басым болады, сондықтан OH – – тобы орынбасу реакцияға түсу қабілетіне ие болады.

𝑂𝐻⁻ − тобының орынбасу реакциялары:

1) cпирттермен әрекеттесіп (этерификация реакциясы) күрделі эфирлер түзеді:

2) екі молекуласы бір-бірімен әрекеттесіп ангидрид түзеді:

О О СН₃ – С

// \\ \

СН₃ – С + С – СН₃ → О + Н₂О

\ / /

ОН НО СН₃ – С

\\ О

сірке ангидриді

Катализатор: P2O5, t

3) фосфор галогенидімен әрекеттесіп хлорангидрид түзеді:

О // СН₃ – С \ ОН

+ PCl₅

→

О // СН₃ – С + РОCl₃ + НCl \ Cl хлорангидрид

О // НС \ формил

Н₃С – С

ацетил

О // \

О // С₂Н₅ – С – радикалдары \ пропионил

Алкил тобындағы орынбасу реакциялары:

Карбон қышқылдарында

тобының әсерінен R радикалындағы СН3 -

тобында сутектің қозғалғышы артады, сондықтан олар Cl2,Br2 орынбасу реакциясына жеңіл қатысады.

О				О
//				//
Н – СН₂ – СН₂ – С	+	Cl – Cl	→	Cl – СН₂ – СН₂ – С + НCl
\				\
ОН				ОН
				3 – хлорпропан қышқылы

Карбон қышқылындағы галоген атомы қышқылдың қышқылдық қасиетін жоғарылатады, себебі галогендердің электртерістігі жоғары, соның нәтижесінде электрондық бұлт хлор – атомына қарай ығысып, гидроксил тобындағы сутек атомының қозғалғыштығын жоғарлатады, яғни қышқылдық қасиеті артады.

Қышқылдық қасиет мына қатар бойынша артады:

Тотықсыздану реакциялары:

J → Br → Cl → F

О О

// //

СН₃ – С + H₂ → СН₃ – С + H₂ → CH₃ – CH₂OH + H₂O

\ \

ОН Н

Тотығу реакциялары

Карбонқышқылдары жанады:

СH₃COOH + 2O₂ = 2CO₂ + 2H₂O

4.10.1 Құмырсқа қышқылы

Құмырсқа қышқылы (НСООН) – өткір иісті, түссіз сұйықтық. Суда кез-келген қатынаста ериді. Құмырсқаның бездерінде, жеміс-жидектерде, нәр және тер құрамында кездеседі.

Химиялық қасиеттері

Оның екі түрлі құрылысы бар:

О О

// //

Н – С НО – С

\ \

ОН Н

карбоксил тобы карбонил тобы

Сондықтан оған қышқылдардың және альдегидтердің қасиеттері тән. Диссоциациясы былайша жүреді: НСООН → НСОО─ + Н+

Қышқылдар қасиеттері алдында сипатталды.

НСООН күміс айна реакциясын береді (басқа қышқылдардан айырмашылығы):

HCOOH + Ag2O → 2Ag + CO2 + H2O HCOOH + 2Cu(OH)2 → CO2 + 3H2O + Cu2O

қызыл тұнба

Қыздырғанда ыдырайды.

НСООН → СО + Н2О немесе 160⁰С температурада НСООН → СО2 +Н2, реакция күкірт қышқылы қатысында жүреді.

Алу әдістері

// СО + NaOH → Н – С

\ ОNa

НСООNa + H₂SO₄ → НСООН + NaНSO₄

Қолданылуы

1) органикалық синтезде тотықсыздандырғыш ретінде;

2) қымыздық қышқылын (Н2С2О4) алу үшін;

3) тағамдар өндірісінде;

4) маталарды бояу үшін;

5) медицинада.

4.10.2 Сірке қышқылы

СН3СООН – өткір иісті, түссіз сұйықтық, суда кез-келген қатынаста ериді, қатады. 70-80% – сулы ерітіндісі сірке эссенциясы деп аталады. 3-9% - сулы ерітіндісі – асхана уксусы деп аталады. Табиғатта кездеседі. Нәр, тер, өсімдіктерде кездеседі.

Химиялық қасиеттері

Химиялық қасиеттері әлсіз минералдық қышқылдарға ұқсайды:

1) диссоциацияланады: СН3СООН → СН3СОО^─ + Н⁺

2) металдармен, металл оксидтерімен, гидроксидтерімен, карбонаттармен (Na2СО3, СаСО3) әрекеттеседі;

3) барлық алдында көрсетілген органикалық қышқылдардың қасиеттері тән.

1. Кучеров реакциясымен алады:

Алу әдістері

О О

// //

НС ≡ СН + Н₂О → СН₃ – С → СН₃ – С

\ \

Н ОН

альдегид қышқыл

Катализатор: HgSO4 , Hg(NO3)2

2. Бутанды тотықтыру:

2СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₃ + 5О₂ → 4СН₃ – С + 2 Н₂О

\ ОН

3. Метаннан алады, реакция көп сатылы жүреді:

2СН₄ → С₂Н₂ → СН₃СОН → СН₃ – СООН

Қолданылуы

1) пластмассалар алады;

2) бояу, ацетат талшығын, дәрі – дәрмек;

3) мата, тері өндірісінде, түрлі тұздарын( Al,Cr) пайдаланады;

4) тағамдар өндірісінде;

5) ауылшаруашылық зиянкестерімен күресте.

Көп кездесетін қышқылдар

Қаныққан, қатты:

С15Н31СООН – пальмитин; С17Н35СООН – стеарин;

Қанықпаған, сұйық:

С17Н33СООН – олеин (бір қос байланыс),

С17Н31СООН – линол (екі қос байланыс), С17Н29СООН – линолен. Н2С = СН – СООН – акрил (пропен қышқылы)

СН3 – СН = СН – СООН – кротон (бутен-2 қышқылы)

Екі негізді карбон қышқылдары

Қаныққан:

НООС – СООН – қымызыдық (этандион қышқылы); НООС – СН2 – СООН – малон (пропандион қышқылы); НООС – (СН2)2 – СООН – янтарь (бутандион қышқылы); НООС – (СН2)3 – СООН – глутар (пентандион қышқылы); НООС – (СН2)4 – СООН – адипин (гександион қышқылы); Қанықпаған:

НООС – НС = СН – СООН – малеин (бутендион қышқылы);

4.11 Карбон қышқылдары тақырыбына арналған есептерді шығару әдістемесі

Есеп №1

Сірке қышқылының құрамында сірке альдегиді мен этанол қоспалары бар. Осы үлгінің 20г аммиак ерітіндісіндегі күміс оксидімен өңделген, реакция нәтижесінде 13,5г тұнба түзілген.Үлгінің дәл осы массасын бейтараптандыру үшін 25,65 мл массалық үлесі 30% (ρ=1,3 г/см3) натрий гидроксиді ерітіндісі жұмсалған. Үлгі құрамын анықтаңыз.

Шешуі:

1) есеп мазмұны бойынша жүйеде мына реакциялар жүреді:

CH3CHO + Ag2O → 2Ag + CH3COOH (1)

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O (2)

2) күмістің мөлшері:

n (Ag )

= m (Ag)

= 13,5 = 0,125 моль

M (Ag)

108

3) сірке альдегидінің мөлшері мен массасы:

СН3 СНО------ 2А