Химические свойства монокарбоновых кислот
1.4.1. Кислотные свойства:
О О
R – С + НОН ↔ R – С + Н3О+
ОН О-
Карбоксилат-ион построен симметрично и имеет систему сопряженных связей :
Ö: δ -
R – С
Ö:-
Наиболее сильной из карбоновых кислот является муравьиная (кислота средней силы).
1.4.2. Взаимодействие с металлами, основными и амфотерными оксидами и гидроксидами. Реагируют подобно неорганическим кислотам с образованием солей. Соли муравьиной кислоты называются формиаты; уксусной – ацетаты; пропионовой – пропионаты; масляной кислоты – бутираты; валериановой кислоты – валеринаты.
1.4.3. Декарбоксилирование: используют либо электролиз монокарбоновых кислот и их солей, либо сплавление солей этих кислот со щелочами
О
2R – С → R – R + 2CO2 + 2Na ;
ОNa
О
R – СH2 – C + NaОН R – СН3 + Na2CO3 .
ОNa
1.4.4. Гидролиз кислот и их солей:
О О
2R – C R – С – R + H2O + CO2 ;
ОН Al2O3 кетон
О
R – С О
О
Са R – С – R + СаСО3 .
О
R – C
ОН
1.4.5. Получение галогенангидридов кислот:
О O
R – C + PCl5 → R – С + POCl3 + HCl .
ОН Cl
1.4.6. Действие окислителей. Окислители с трудом реагируют с жирными кислотами, причем под их действием происходит разрушение молекулы кислоты. Однако разбавленная Н2О2 медленно окисляет жирные кислоты с образованием сначала оксикислот, затем кетонокислот. Последние, как правило, неустойчивы и тут же декарбоксилируются.
O O
R – CH2– CH2– CH2– C R – CH2– CH– CH2– C →
OH H2O OH
OH
O O
O
→ R – CH2– C – CH2 – C → R – CH2 – C– CH3 + CO2 .
OH
1.4.7. Восстановление:
О O
R – C + NaBH4 → R – С + H2 + BH3 R – CH2 – OH ;
ОH ONa
О
R – C + 6HJ → R – СH3 + 3J2 +2H2O .
ОH
1.4.8. Образование амидов и нитрилов. Аммиак и его производные при взаимодействии с карбоновыми кислотами образуют аммониевые карбоксилаты. Но при повышении t0 происходит присоединение к карбонильной группе и получаются амиды.
О O
R – C + H2N – R’ ↔ R – COO- [H3N – R’]+ R – С + H2O .
ОH NHR’
При дальнейшем нагревании с водоотнимающими средствами ( Р2О5 ) получается нитрил кислоты:
О
R – C R – C ≡ N + H2O .
NH2 Р2О5
1.4.9. Образование сложных эфиров:
О
О
R – C + H – О – R’ ↔ R – C – O – R’ + H2O .
ОH
1.4.10. Реакции замещения водорода у α – углеродного атома. Водород у α – углеродного атома может замещаться на галоген (кроме йода).
О О
СH3 – С CF3 – C CF3 – COOH ;
ОН электролиз F
О О O
СH3 – С ClCH2 –C Cl2CH – C →
ОН t0, hυ OH t0, hυ OH
О
Cl3C – C ;
t0, hυ OH
О α O
R – CH2 – C R – CH – C
ОH +Br2 Br .
Br
Экспериментальная часть
Получение муравьиной кислоты из хлороформа и ее открытие.
Обоснование формулы строения муравьиной кислоты
В пробирке а заготовьте аммиачный раствор окиси серебра – реактив для открытия альдегидной группы. Для этого возьмите 1 мл 0,2 н. AgNO3 и 1 мл 2 н. NaOH. Образовавшийся осадок гидрата окиси серебра растворите, прибавив 2 мл 2 н. NH4OH и 2 мл воды. В пробирку б поместите 1 мл хлороформа и 3 мл 2 н. NaOH. Нагревайте осторожно на пламени микрогорелки, пока не исчезнет капля хлороформа. Для открытия образовавшегося муравьинокислого натрия влейте в пробирку б заготовленный серебряный реактив. Серебро немедленно восстанавливается и выделяется в виде черного осадка:
Cl + Na OH OH
Н – С – Cl + Na OH → H – C – OH + 3NaCl → H – C – OH + H2O ;
Cl + Na OH O H O
муравьиная кислота
Н – С –О Н + НО Na → Н – С – Na .
О О
Муравьиная кислота является одновременно и альдегидом:
Н– С – ОН Н – С – ОН
О О
Как альдегид, в щелочной среде она должна обладать восстанавливающими свойствами. В данном случае для ее открытия и можно воспользоваться реакцией «серебряного зеркала»:
Ag2O + H – C – ONa → 2Ag ↓ + HO – C – ONa .
O O
гидрокарбонат натрия
Окисление муравьиной кислоты марганцовокислым калием
Подготовьте пробирку а, закрывающуюся пробкой с газоотводной трубкой. Поместив в пробирку а 1 мл муравьиной кислоты, прибавьте 3 мл 2н. H2SO4 и 2мл 0,1 н. KMnO4. Плотно закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Нижний конец трубки поместите в пробирку б с 4-5 мл баритовой воды Ва(ОН)2. Нагревайте осторожно пробирку а над пламенем микрогорелки. Через несколько секунд наблюдается обесцвечивание розового раствора в пробирке а, затем помутнение баритовой воды в пробирке б.
Реакция протекает так, что при действии серной кислоты на натриевую соль муравьиной кислоты выделяется свободная муравьиная кислота:
Н – С –О Na + НSO4 Н → NaHSO4 + H – C - OH .
О О
Под действием кислорода, выделяющегося при разложении KMnO4 , муравьиная кислота окисляется до угольной кислоты. Эта нестойкая кислота разлагается с выделением угольного ангидрида, вызывающего помутнение баритовой воды в пробирке б:
H – C – OH + O → H O – C – OH → CO2 + H2O .
O O
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|