Ваше жизненное время ограничено Не позволяйте шуму чужих

Ваше (жизненное) время ограничено… Не позволяйте шуму чужих мнений перебить ваш внутренний голос. И самое главное, имейте храбрость следовать вашему сердцу и интуиции. Они каким-то образом уже знают, кем вы действительно хотите стать. Все остальное вторично. Стив Джобс

Альдегиды и кетоны

Классификация 3

Номенклатура метаналь (формальдегид) этаналь (ацетальдегид) пропаналь (пропионовый альдегид) 2 хлорциклогексан карбальдегид 4

Номенклатура пропанон, диметилкетон (ацетон) бутанон метилэтилкетон 5

Методы получения • Окисление спиртов

Методы получения • Гидратация алкинов

Вакер процесс 8

Методы получения • Оксосинтез

Декарбоксилирование карбоновых кислот

Получение оксосоединений • Гидролиз дигалогензамещенных RCHCl 2 + 2 Na. OH RCHO + 2 Na. Cl + H 2 О

Физические свойства • Низшие альдегиды имеют резкий запах • Высшие гомологи имеют запах цветов и фруктов • Низшие альдегиды и кетоны заметно растворимы в воде • Растворимость резко уменьшается, когда число атомов углерода в молекуле равно или более пяти

Оксосоединения • Реакции нуклеофильного присоединения

Альдольная и кротоновая конденсации

Механизм альдольной конденсации

Реакция Канниццаро

Окисление

Полимеризация альдегидов • Линейная для формальдегида и уксусного альдегида n CH 2 O (-CH 2 O-)n • Тримеризация (обратимая реакция)

Карбоновые кислоты и их производные

Классификация

Названия • Н-СООН метановая кислота, муравьиная • СН 3 -СООН этановая кислота, уксусная • СН 3 -СН 2 -СООН пропановая кислота, пропионовая, метилуксусная

Одноосновные предельные карбоновые кислоты • СН 3 -СН(СН 3)-СООН 2 -метилпропановая кислота, диметилуксусная, изомасляная • СН 3 -СН 2 -СН 2 -СООН пентановая кислота валериановая

Номенклатура

Способы получения • Окисление алканов, алкенов, спиртов, альдегидов, алкилбензолов

Способы получения • Гидролиз (омыление) нитрилов R-C N + 2 Н 2 О R-СООН + NH 3

Гидролиз тригалогенпроизводных • Через реактивы Гриньяра R-Li + CO 2 R-СООLi (литиевая соль кислоты)

Физические свойства • Муравьиная и уксусная кислоты обладают раздражающим запахом • Масляная, валериановая и капроновая кислоты имеют неприятный запах • Высшие жирные и ароматические кислоты не имеют запаха, поскольку обладают малой летучестью

Физические свойства • Алифатические кислоты по растворимости похожи на спирты: кислоты С 1 -С 4 смешиваются с водой, растворимость валериановой кислоты незначительна, а высшие кислоты практически не растворимы в воде

Физические свойства • Ароматические карбоновые кислоты – твердые соединения, плохо растворимые в воде

Строение СООН группы и основность кислот

Влияние заместителей на кислотность • Электронодонорные заместители увеличивают отрицательный заряд и дестабилизируют анион – кислотность уменьшается

Влияние заместителей на кислотность • Электроноакцепторные заместители, способствующие распределению отрицательного заряда в анионе, делают его более устойчивым и тем самым увеличивают кислотность

Химические свойства Кислотные свойства p. Ka уксусная кислота 4, 76 монохлоруксусная кислота 2, 85 дихлоруксусная кислота 1, 25 трихлоруксусная кислота 0, 66

Химические свойства • • С основаниями С основными оксидами С активными металлами С солями

Химические свойства • С основаниями

Реакция этерификации

Реакция Гелля Фольгарда Зелинского

Восстановление кислот Электролиз солей

Декарбоксилирование кислот

Декарбоксилирование карбоновых кислот

Химические свойства

Ацилирование спиртов

Сложные эфиры • HCOOC 2 H 5 - этилформиат, этиловый эфир муравьиной к-ты • CH 3 COOCH 3 - метилацетат, метиловый эфир уксусной к-ты • CH 3 COOC 4 H 9 - бутилацетат, уксуснобутиловый эфир • CH 3 CH 2 COOCH 3 - метилпропионат, метиловый эфир пропионовой кислоты

Сложные эфиры • Многие обладают приятным фруктовым запахом • Муравьиноамиловый - вишни Муравьиноэтиловый – рома Уксусноамиловый – банана Масляноэтиловый – абрикоса Маслянобутиловый – ананаса Изовалерияноэтиловый – яблока

Сложные эфиры • Реакции гидролиза и алкоголиза

Превращение в амиды

ЖИРЫ

Нитрилы

Свойства нитрилов • Гидролиз R-C N + 2 Н 2 О R-СООН + NH 3

Свойства нитрилов

ДИКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Способы получения

Способы получения

Поведение при нагревании

Поведение при нагревании

Поликонденсация

Ароматические кислоты • С 6 Н 5 СООН бензойная кислота (бензенкарбоновая) • 4 -СН 3 -С 6 Н 4 СООН п-толуиловая кислота • 4 -НООС-С 6 Н 4 -СООН терефталевая кислота • 3 -НООС-С 6 Н 4 -СООН изофталевая кислота • 2 -НООС-С 6 Н 4 -СООН фталевая кислота

Поведение при нагревании

Поликонденсация

Непредельные одноосновные кислоты • СН 2=СН-СООН пропеновая, акриловая • CН 3 -СН=СН 2 -СООН 2 -бутеновая, кротоновая (транс) изокротоновая (цис) • CН 2=СН-СН 2 -СООН 3 -бутеновая, винилуксусная • СН 2=С(СН 3)-СООН метилпропеновая, метакриловая ( -метилакриловая) • C 17 H 33 COOH олеиновая

Химические свойства

Непредельные двухосновные кислоты НООС-СН=СН-СООН Фумаровая и малеиновая кислоты

Гидроксикислоты или Оксикислоты

Оксикислоты • НО-СН 2 -СООН гликолевая, 2 -гидроксиэтановая, оксиуксусная (одноосновная двухатомная кислота) • СН 3 -СН(ОН)-СООН молочная, 2 -гидроксипропановая, -оксипропионовая • НО-СН 2 -СООН -оксипропионовая, 3 -гидроксипропановая

Способы получения • Гидролиз галоидосодержащих кислот Cl-СН 2 СООН + Н 2 О НО-СН 2 -СООН + HCl

Способы получения • Омыление оксинитрилов

Способы получения • Присоединение воды к непредельным кислотам CН 2=СН-СOOH + Н 2 О HO-СН 2 -СООН

Химические свойства • По карбоксильной группе • По гидроксильной группе

Химические свойства • -Оксикислоты

Химические свойства • -оксикислоты HO-СН 2 -СOОН СН 2=СН-СOОН + H 2 O

Химические свойства • - и -кислоты

Химические свойства • При кипячении с разбавленными кислотами -кислоты расщепляются СН 3 -СН(ОН)-СООН Н-СООН + СН 3 -СНО

Особый вид изомерии стереоизомерия Стереоизомеры различаются пространственным расположением атомов или групп вокруг асимметрического центра и являются оптически активными соединениями - способны вращать плоскость поляризованного света

Конфигурации • Конфигурация молекулы определяется расположением атомов в пространстве и не может быть изменена без нарушения связей между ними

Оптические изомеры • Энантиомеры - соединения, являющиеся зеркальными отображениями друга (их называют хиральными) • Например, бутанол-2 хирален, а этанол - ахирален, т. к. его молекула имеет плоскость симметрии

Оптическая изомерия

Основы стереохимии • Атом углерода, у которого все заместители различные, называется асимметрическим

Оптическая изомерия

Оптическая изомерия • Антипод - энантиомер • Рацемическая смесь

Номенклатура изомеров Изомеры различают по знаку вращения плоскости поляризованного света: “+” - по часовой стрелке “-“ – против часовой стрелки • правило Фишера – L или D-ряд (по глицериновому альдегиду)

Номенклатура изомеров • Правило последовательности старшинства атомов и групп Кана-Ингольда-Прелога: Старшинство определяется атомными номерами - чем больше, тем старше

Номенклатура изомеров

Диастереомеры • Если оптические изомеры не являются энантиомерами (зеркальными отображениями друга), то они диастереомеры

Стереоизомеры

Число оптических изомеров составляет N =2 n

Диастереомеры • В отличие от энантиомеров диастереомеры имеют различные физические (Тпл, Тк, n) и химические свойства • Оптическое вращение у них может отличаться по направлению и по величине

Диастереомеры Различие в свойствах у диастереомеров используют для разделения рацемических смесей

Разделение рацемических смесей A 1* + A 2* + B* A 1*B* + A 2*B* A 1*B* A 1* + B*

Разделение рацемических смесей • Кинетическое расщепление Основано на разной скорости реакции энантиомеров с хиральным агентом A 1* + A 2* + B* A 1*B* + A 2*

Разделение рацемических смесей • Физический способ Разная форма кристаллов у изомеров (Пастер пинцетом разделял соли виноградной кислоты)

Разделение рацемических смесей • С помощью бактерий Они поедают один изомер, другой остается

Асимметрический синтез • Асимметрический синтез получение оптически активных соединений из оптически недеятельных

Асимметрический синтез • Частичный асимметрический синтез проводят с участием оптически активного реагента • Абсолютный асимметрический синтез - без участия оптически активного реагента

Частичный асимметрический синтез

Абсолютный асимметрический синтез

Контрольное задание № 4 Напишите схемы реакций: 1) Получения диметилового эфира щавелевой кислоты 2) Декарбоксилирования пропионовой кислоты 3) Получения гетероцепного полимера 4) «Серебряного зеркала» для бензальдегида 5) Хлорирования бутановой кислоты