Αντιδράσεις ηλεκτρόφιλης υποκατάστασης- αντιδράσεις υποκατάστασης στις οποίες πραγματοποιείται η επίθεση ηλεκτροφιλος- ένα σωματίδιο που είναι θετικά φορτισμένο ή έχει έλλειμμα ηλεκτρονίων. Όταν σχηματίζεται ένας νέος δεσμός, το εξερχόμενο σωματίδιο - ηλεκτροφυγοκέντρησηχωρίζεται χωρίς το ζεύγος ηλεκτρονίων του. Η πιο δημοφιλής αποχωρούσα ομάδα είναι το πρωτόνιο Η+.
Όλα τα ηλεκτρόφιλα είναι οξέα Lewis.
Γενική άποψη των αντιδράσεων ηλεκτροφιλικής υποκατάστασης:
(κατιονικό ηλεκτρόφιλο)
(ουδέτερο ηλεκτρόφιλο)
Υπάρχουν αντιδράσεις αρωματικής (ευρέως διαδεδομένης) και αλειφατικής (όχι συχνής) ηλεκτροφιλικής υποκατάστασης. Η ειδικότητα των αντιδράσεων ηλεκτρόφιλης υποκατάστασης ειδικά για αρωματικά συστήματα εξηγείται από την υψηλή πυκνότητα ηλεκτρονίων του αρωματικού δακτυλίου, ο οποίος είναι ικανός να προσελκύει θετικά φορτισμένα σωματίδια.
Για τα αρωματικά συστήματα, υπάρχει στην πραγματικότητα ένας μηχανισμός ηλεκτροφιλικής υποκατάστασης - S E Ar. Μηχανισμός Σ Ε 1(κατ' αναλογία με τον μηχανισμό S N 1) είναι εξαιρετικά σπάνιο και Σ Ε 2(αντιστοιχεί κατ' αναλογία S N 2) δεν συμβαίνει καθόλου.
Αντιδράσεις S E Ar
μηχανισμός αντίδρασης S E Arή αρωματικές αντιδράσεις ηλεκτρόφιλης υποκατάστασηςείναι η πιο κοινή και πιο σημαντική μεταξύ των αντιδράσεων υποκατάστασης αρωματικών ενώσεων και αποτελείται από δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, το ηλεκτρόφιλο είναι προσαρτημένο, στο δεύτερο στάδιο, η ηλεκτροφυγόκεντρος χωρίζεται:
Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, σχηματίζεται ένα ενδιάμεσο θετικά φορτισμένο ενδιάμεσο (στο σχήμα - 2b). Φέρει το όνομα Weland ενδιάμεσο, ιόν αρωνίουή σ-σύνθετος. Αυτό το σύμπλοκο, κατά κανόνα, είναι πολύ αντιδραστικό και σταθεροποιείται εύκολα με την ταχεία εξάλειψη του κατιόντος.
Το βήμα περιορισμού του ρυθμού στη συντριπτική πλειοψηφία των αντιδράσεων S E Arείναι το πρώτο στάδιο.
Τα σχετικά αδύναμα ηλεκτρόφιλα συνήθως δρουν ως επιτιθέμενο σωματίδιο, έτσι στις περισσότερες περιπτώσεις η αντίδραση S E Arπροχωρά υπό τη δράση ενός καταλύτη οξέος Lewis. Πιο συχνά από άλλα, χρησιμοποιούνται AlCl 3, FeCl 3, FeBr 3, ZnCl 2.
ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ, απομάκρυνση του CO 2 από την καρβοξυλική ομάδα των καρβοξυλικών οξέων ή την καρβοξυλική ομάδα των αλάτων τους. Συνήθως πραγματοποιείται με θέρμανση παρουσία οξέων ή βάσεων. Τα αρωματικά οξέα αποκαρβοξυλιώνονται, κατά κανόνα, υπό σκληρές συνθήκες, για παράδειγμα, όταν θερμαίνονται σε κινολίνη παρουσία μετάλλου. σκόνες. Με αυτή τη μέθοδο, παρουσία Cu, το φουράνιο λαμβάνεται από το πυρομυκικό οξύ. Η ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ των αρωματικών οξέων διευκολύνεται παρουσία ηλεκτρόφιλων υποκαταστατών, για παράδειγμα, το τρινιτροβενζοϊκό οξύ αποκαρβοξυλιώνεται όταν θερμαίνεται στους 40-45 °C. Δ. ατμοί καρβοξυλικών οξέων πάνω από θερμαινόμενους καταλύτες (ανθρακικά Ca και Ba, Al 2 O 3, κ.λπ.) είναι μία από τις μεθόδους για τη σύνθεση κετονών:
2RCOOH: RCOR + H 2 O + CO 2 .
ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ αλάτων νατρίου καρβοξυλικών οξέων κατά την ηλεκτρόλυση του συμπ. Τα υδατικά διαλύματα είναι μια σημαντική μέθοδος για τη λήψη αλκανίων. Αποκαρβοξυλίωση αλογόνου - αντικατάσταση μιας καρβοξυλικής ομάδας σε ένα μόριο για ένα αλογόνο, προχωρά υπό τη δράση LiCl και τετραοξικού Pb σε καρβοξυλικά οξέα, καθώς και ελεύθερα αλογόνα (Cl 2, Br 2, I 2) σε άλατα καρβοξυλικών οξέων, για παράδειγμα:
RCOOM RHal (M = Ag, K, Hg, T1).
Τα άλατα αργύρου των δικαρβοξυλικών οξέων υπό τη δράση του I 2 μετατρέπονται εύκολα σε λακτόνες: 
Σημαντικό ρόλο παίζει επίσης η οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση - η αποβολή του CO 2 από τα καρβοξυλικά οξέα, που συνοδεύεται από οξείδωση. Ανάλογα με τον οξειδωτικό παράγοντα που χρησιμοποιείται, αυτή η ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ έχει ως αποτέλεσμα αλκένια, εστέρες και άλλα προϊόντα. Έτσι, κατά την αποκαρβοξυλίωση του φαινυλοξικού οξέος παρουσία πυριδίνης-Ν-οξειδίου, σχηματίζεται βενζαλδεΰδη: 
Όπως η ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ των αλάτων των καρβοξυλικών οξέων, η ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ των παραγώγων οργανοστοιχείων και των εστέρων συμβαίνει, για παράδειγμα: 
Οι αντιδράσεις αποκαρβοξυλίωσης καρβοξυλικών οξέων είναι μια ενεργειακά ευνοϊκή διαδικασία, αφού Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα σταθερό μόριο CO 2. Η αποκαρβοξυλίωση είναι χαρακτηριστική των οξέων που έχουν έναν υποκαταστάτη που αποσπά ηλεκτρόνια στη θέση α. Τα διβασικά οξέα αποκαρβοξυλιώνονται ευκολότερα.
Τα οξαλικά και μηλονικά οξέα αποκαρβοξυλιώνονται εύκολα όταν θερμαίνονται και όταν θερμαίνονται τα ηλεκτρικά και γλουταρικά οξέα, σχηματίζονται κυκλικοί ανυδρίτες, γεγονός που οφείλεται στο σχηματισμό πενταμελών ή εξαμελών ετεροκυκλίων με σταθερές διαμορφώσεις «ημι-καρέκλας» και «καρέκλας».
Στα βιολογικά συστήματα, οι αντιδράσεις αποκαρβοξυλίωσης προχωρούν με τη συμμετοχή ενζύμων - αποκαρβοξυλασών. Η αποκαρβοξυλίωση των αμινοξέων οδηγεί στο σχηματισμό βιογενών αμινών.
Η αποκαρβοξυλίωση των αμινοξέων οδηγεί στο σχηματισμό βιογενών αμινών.
Στα κορεσμένα αλειφατικά οξέα, ως αποτέλεσμα της επίδρασης EA της καρβοξυλικής ομάδας, εμφανίζεται ένα κέντρο CH-οξέος στο άτομο α-άνθρακα. Αυτό εκδηλώνεται καλά στις αντιδράσεις αλογόνωσης.
Τα αλογονωμένα οξέα χρησιμοποιούνται ευρέως για τη σύνθεση βιολογικά σημαντικών ενώσεων - υδροξυ- και αμινοξέων.
Αποκαρβοξυλίωση
Η αντίδραση αποκαρβοξυλίωσης των καρβοξυλικών οξέων συνίσταται στην απομάκρυνση μιας καρβοξυλικής ομάδας από ένα μόριο καρβοξυλικού οξέος, ακολουθώντας το ακόλουθο γενικό σχήμα:
R-C(O)OH --> R-H + CO 2
Οι πιο γνωστές αντιδράσεις είναι η αποκαρβοξυλίωση οξικών και βενζοϊκών οξέων, οι οποίες πραγματοποιούνται με θέρμανση ενός μείγματος ενός άλατος ενός καρβοξυλικού οξέος και ενός αλκαλίου σε υψηλή θερμοκρασία:
H 3 C-C (O) ONa + NaOH --> CH 4 + Na 2 CO 3
Ph-C(O)ONa + NaOH --> PhH + Na 2 CO 3
Ένας αριθμός οξέων αποκαρβοξυλιώνονται πολύ εύκολα με ελαφρά θέρμανση, γενικά, η παρουσία υποκαταστατών ηλεκτροδέκτη στην οργανική ρίζα του καρβοξυλικού οξέος διευκολύνει την αντίδραση αποκαρβοξυλίωσης, για παράδειγμα, το νιτρομεθάνιο και το τρινιτροβενζόλιο λαμβάνονται από νιτροοξικό και τρινιτροβενζοϊκό οξύ, αντίστοιχα:
O 2 N-CH 2 -C (O) OH --> O 2 N-CH 3 + CO 2
2,4,6-(NO 2) 3 C 6 H 2 -C(O)OH ---> 1,3,5-(NO 2) 3 C 6 H 3 + CO 2.
Η αποκαρβοξυλίωση σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες είναι χαρακτηριστικό των αρωματικών καρβοξυλικών οξέων, στον αρωματικό δακτύλιο των οποίων οι ομάδες υδροξυλίου βρίσκονται στην ορθο- ή παρα-θέση, για παράδειγμα, το γαλλικό οξύ μετατρέπεται εύκολα σε τριυδρική φαινόλη - πυρογαλλόλη με ελαφρά θέρμανση.
Το ακετοξικό και το μηλονικό οξύ αποκαρβοξυλιώνονται πολύ εύκολα:
H 3 C-C(O)-CH 2 -C(O)OH --> H 3 C-C(O)-CH 3 + CO 2
HO-C(O)-CH2 -C(O)OH --> H 3 С-C(O)OH + CO 2
Η τελευταία αντίδραση είναι η βάση βολικών μεθόδων παρασκευαστικής σύνθεσης, που ονομάζονται "Σύνθεση με βάση μηλονικούς και ακετοξικούς εστέρες".
Η αποκαρβοξυλίωση των δικαρβοξυλικών οξέων χρησιμοποιείται για τη λήψη κυκλικών κετόνων, για παράδειγμα, η θέρμανση του αδιπικού οξέος με μια μικρή ποσότητα οξειδίου του βαρίου επιτρέπει τη λήψη της κυκλοπεντανόνης σε καλή απόδοση:
HO-C (O) - (CH 2) 4 -C (O) OH --> κυκλο-C 4 H 8 C \u003d O + CO 2
Η αντίδραση αποκαρβοξυλίωσης είναι ένα βασικό βήμα σε αντιδράσεις όπως οι αντιδράσεις Kolbe (ηλεκτρόλυση αλάτων καρβοξυλικών οξέων), Simonini, Marquewald, Dakin-West και Borodin-Hunsdieker.
Οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση. Όταν θερμαίνεται στους 260-300 o Με το άλας χαλκού του βενζοϊκού οξέος, αποσυντίθεται με το σχηματισμό βενζοϊκού φαινυλεστέρα, διοξειδίου του άνθρακα και χαλκού:
2 Cu --> C 6 H 5 -C (O) O-C 6 H 5 + CO 2 + Cu
Η αντίδραση προχωρά σε μια κυκλική ενδιάμεση κατάσταση. Μια επιλογή για οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση είναι η αντίδραση καρβοξυλικών οξέων με τετραοξικό μόλυβδο (οξειδωτικό) παρουσία ασβεστίου ή χλωριούχου λιθίου (πηγή ανιόντων χλωρίου). Η αντίδραση προχωρά σε βρασμό βενζολίου και οδηγεί στο σχηματισμό παραγώγων αλογόνου των υδρογονανθράκων:
R-C(O)-OH + Pb 4 + 2 LiCl --> R-Cl + Pb 2 + CH 3 C(O)OLi + CH 3 C(O)OH
Οι αντιδράσεις αποκαρβοξυλίωσης είναι αναπόσπαστα και σημαντικά στάδια τέτοιων βιοχημικών διεργασιών όπως η αλκοολική ζύμωση και ο κύκλος του τρικαρβοξυλικού οξέος.
Συνδέσεις
Βιβλιογραφία
- K. V. Vatsuro, Mishchenko "Ονομαστικές αντιδράσεις στην οργανική χημεία", M .: Chemistry, 1976.
- J. J. Lee, Ονομαστικές αντιδράσεις. Μηχανισμοί οργανικών αντιδράσεων, Μ.: Binom., 2006.
Ίδρυμα Wikimedia. 2010 .
Συνώνυμα:Δείτε τι είναι το "Decarboxylation" σε άλλα λεξικά:
Η διάσπαση του CO2 από την καρβοξυλική ομάδα των καρβοξυλικών οξέων σε t. Ενζυματική D. μπορεί να είναι αναστρέψιμη (για παράδειγμα, D. οξαλοξικού με σχηματισμό πυροσταφυλικού) και μη αναστρέψιμη (για παράδειγμα, οξειδωτικό D. αμινοξέων που καταλύονται από αποκαρβοξυλάσες, συνένζυμο να ριχ... Βιολογικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό
Η διάσπαση του CO2 από την καρβοξυλική ομάδα των καρβοξυλικών οξέων γίνεται συνήθως με τη συμμετοχή ενζύμων αποκαρβοξυλάσης. Το ενζυματικό D. μπορεί να είναι αναστρέψιμο (D. οξαλοξικό σε πυροσταφυλικό) και μη αναστρέψιμο (οξειδωτικά D. αμινοξέα). Ιδιαίτερη σημασία στο κελί ... ... Λεξικό μικροβιολογίας
- [de ... + λατ. κάρβουνο + γρ. ξινό] - διάσπαση από οργανικά οξέα της ομάδας COOH. είναι απαραίτητο στη διαδικασία του μεταβολισμού και κατά την αποσύνθεση.Ένα μεγάλο λεξικό ξένων λέξεων. Εκδοτικός οίκος "IDDK", 2007 ... Λεξικό ξένων λέξεων της ρωσικής γλώσσας
Exist., Αριθμός συνωνύμων: 1 split (8) Λεξικό συνωνύμων ASIS. V.N. Τρίσιν. 2013... Συνώνυμο λεξικό
Η διαδικασία διάσπασης του διοξειδίου του άνθρακα από την καρβοξυλική ομάδα (βλέπε Καρβοξυλ) των οξέων. Ελλείψει άλλων μη υδρογονανθράκων γρ. στο μόριο Δ. οδηγεί στο σχηματισμό υδρογονανθράκων. Πολλές υποθέσεις για την προέλευση του πετρελαίου αποδίδουν μεγάλη σημασία στη συμμετοχή στο ... ... Γεωλογική Εγκυκλοπαίδεια
αποκαρβοξυλίωση- Η αντίδραση διάσπασης της ομάδας CO2 από την καρβοξυλική ομάδα των καρβοξυλικών οξέων ή την καρβοξυλική ομάδα των αλάτων τους. [Arefiev V.A., Lisovenko L.A. Αγγλικά Ρωσικά επεξηγηματικό λεξικό γενετικών όρων 1995 407s.] Θέματα γενετική EN αποκαρβοξυλίωση ... Εγχειρίδιο Τεχνικού Μεταφραστή
Αποκαρβοξυλίωση- * αποκαρβοξυλίωση * κίνηση αποκαρβοξυλίωσης ή απώλεια από οργανικές ενώσεις καρβοξυλικών ομάδων, από τις οποίες σχηματίζεται CO2. Το D. εμφανίζεται υπό τη δράση των ενζύμων αποκαρβοξυλάσης που καταλύουν το βρυχηθμό 51 θέσεων σε δεοξυριβόζη αντί για ... ... Γενεσιολογία. εγκυκλοπαιδικό λεξικό
Αποκαρβοξυλίωση αποκαρβοξυλίωση. Η αντίδραση απομάκρυνσης της ομάδας CO2 από την καρβοξυλική ομάδα των καρβοξυλικών οξέων ή την καρβοξυλική ομάδα των αλάτων τους. (
ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ, απομάκρυνση του CO 2 από την καρβοξυλική ομάδα των καρβοξυλικών οξέων ή την καρβοξυλική ομάδα των αλάτων τους. Συνήθως πραγματοποιείται με θέρμανση παρουσία οξέων ή βάσεων. Η αποκαρβοξυλίωση των κορεσμένων μονοκαρβοξυλικών οξέων γίνεται, κατά κανόνα, υπό σκληρές συνθήκες. Έτσι, η πύρωση του οξικού Na με περίσσεια ανθρακικού νατρίου οδηγεί στην αποβολή του CO 2 και στο σχηματισμό μεθανίου: CH 3 COONa + NaOH CH 4 + Na 2 CO 3. Η ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ διευκολύνεται για οξέα που περιέχουνένα -θέση ηλεκτραρνητικών ομάδων. Η εύκολη ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ του ακετοξικού (τύπος I) και των νιτροοξικών οξέων (II) οφείλεται στην εμφάνιση μιας κυκλικής μεταβατικής κατάστασης:
Χημική εγκυκλοπαίδεια. Τόμος 2 >>
Δ. ομόλογα νιτροοξικού οξέος - μια παρασκευαστική μέθοδος για τη λήψη νιτροαλκανίων.
Ναΐμπ. Η ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ οξέων πραγματοποιείται εύκολα, η καρβοξυλική ομάδα των οποίων συνδέεται άμεσα με άλλα ηλεκτροφόρα. ομάδες. Για παράδειγμα, θέρμανση πυροσταφυλικού οξέος με συμπ. Το H 2 SO 4 οδηγεί εύκολα σε ακεταλδεΰδη:
Κατά την αποκαρβοξυλίωση του οξαλικού οξέος υπό τις ίδιες συνθήκες, εκτός από το CO 2, σχηματίζονται H 2 O και CO.
Το D. διευκολύνεται επίσης εάν η καρβοξυλική ομάδα συνδέεται με ένα ακόρεστο άτομο C. Έτσι, η ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ του μονοκαλίου άλατος του ακετυλενοδικαρβοξυλικού οξέος είναι μια βολική μέθοδος για τη σύνθεση του προπιολικού οξέος:
Το D. ακετυλενοκαρβοξυλικό οξύ πραγματοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου παρουσία. Άλατα Cu: HCCCOOH HC=CH + CO 2 . Αρωματικός Τα οξέα αποκαρβοξυλιώνονται, κατά κανόνα, υπό σκληρές συνθήκες, για παράδειγμα, όταν θερμαίνονται σε κινολίνη παρουσία μετάλλου. σκόνες. Με αυτή τη μέθοδο, παρουσία Cu, το φουράνιο λαμβάνεται από το πυρομυκικό οξύ. Η αποκαρβοξυλίωση των αρωματικών οξέων διευκολύνεται παρουσία ηλεκτροφόρησης. υποκαταστάτες, για παράδειγμα, το τρινιτροβενζοϊκό οξύ αποκαρβοξυλιώνεται όταν θερμαίνεται στους 40-45 °C.
Δ. ατμοί καρβοξυλικού οξέος πάνω από θερμαινόμενους καταλύτες (ανθρακικά Ca και Ba, Al 2 O 3, κ.λπ.) - μία από τις μεθόδους για τη σύνθεση κετονών: 2RCOOH:
RCOR + H 2 O + CO 2 . Κατά την αποκαρβοξυλίωση ενός μείγματος δύο οξέων, σχηματίζεται ένα μείγμα ασύμμετρων και συμμετρικών κετονών. ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ αλάτων νατρίου καρβοξυλικών οξέων κατά την ηλεκτρόλυση του συμπ. υδατικά διαλύματα (βλέπε αντιδράσεις Kolbe) είναι μια σημαντική μέθοδος για τη λήψη αλκανίων.
Οι αντιδράσεις ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗΣ που έχουν παρασκευαστική σημασία περιλαμβάνουν την αποκαρβοξυλίωση αλογόνου - την αντικατάσταση μιας καρβοξυλικής ομάδας σε ένα μόριο από ένα αλογόνο. Η αντίδραση προχωρά υπό τη δράση LiCl (ή Ν-βρωμοηλεκτριμιδίου) και τετραοξικού Pb σε καρβοξυλικά οξέα, καθώς και ελεύθερων αλογόνων (Cl 2, Br 2, I 2) σε
άλατα καρβοξυλικών οξέων, για παράδειγμα: RCOOM RHal (M = Ag, K,
Hg, T1). Τα άλατα αργύρου των δικαρβοξυλικών οξέων υπό τη δράση του I 2 μετατρέπονται εύκολα σε λακτόνες:
Το οξειδωτικό παίζει επίσης σημαντικό ρόλο. ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ - αποβολή CO 2 από καρβοξυλικά οξέα, συνοδευόμενη από οξείδωση. Ανάλογα με τον οξειδωτικό παράγοντα που χρησιμοποιείται, αυτή η ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ έχει ως αποτέλεσμα αλκένια, εστέρες και άλλα προϊόντα. Έτσι, κατά την αποκαρβοξυλίωση του φαινυλοξικού οξέος παρουσία πυριδίνης-Ν-οξειδίου, σχηματίζεται βενζαλδεΰδη:
Όπως η ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ των αλάτων των καρβοξυλικών οξέων, η ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ των παραγώγων οργανοστοιχείων και των εστέρων συμβαίνει, για παράδειγμα:
Οι εστέρες D. διεξάγονται επίσης υπό τη δράση βάσεων (αλκοολικές ενώσεις, αμίνες, κ.λπ.) σε αλκοολικό (υδατικό) διάλυμα ή χλωρίδια Li και Na σε DMSO.
Μεγάλη σημασία σε διάφορες μεταβολικές διεργασίες είναι η ενζυματική ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ.Υπάρχουν δύο τύποι τέτοιων αντιδράσεων: η απλή ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ (αναστρέψιμη αντίδραση) και η οξειδωτική ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ, στην οποία γίνεται πρώτα ΑΠΟΚΑΡΒΟΞΥΛΙΩΣΗ και μετά αφυδρογόνωση του υποστρώματος. Σύμφωνα με τον τελευταίο τύπο, στον οργανισμό των ζώων και των φυτών, η ενζυματική αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού καιένα -κετογλουταρικά οξέα - ενδιάμεσα προϊόντα της διάσπασης υδατανθράκων, λιπών και πρωτεϊνών (βλ. Κύκλος τρικαρβοξυλικού οξέος). Η ενζυματική αποκαρβοξυλίωση των αμινοξέων είναι επίσης ευρέως διαδεδομένη σε βακτήρια και ζώα.
Διάλεξη Νο 12
καρβοξυλικά οξέα
Σχέδιο
1. Μέθοδοι απόκτησης.
2. Χημικές ιδιότητες.
2.1. όξινες ιδιότητες.
2.3. Αντιδράσεις για α - άτομο άνθρακα.
2.5. Ανάκτηση.
2.6. δικαρβοξυλικά οξέα.
Διάλεξη Νο 12
καρβοξυλικά οξέα
Σχέδιο
1. Μέθοδοι απόκτησης.
2. Χημικές ιδιότητες.
2.1. όξινες ιδιότητες.
2.2. Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης.
Λειτουργικά παράγωγα καρβοξυλικών οξέων.
2.3. Αντιδράσεις για α - άτομο άνθρακα.
2.5. Ανάκτηση.
2.6. δικαρβοξυλικά οξέα.
1. Μέθοδοι απόκτησης
2. Χημικό
ιδιότητες
Τα καρβοξυλικά οξέα περιέχουν μια ομάδα καρβοξυλίου που συνδέεται άμεσα μεταξύ τους
είναι μια καρβονυλ ομάδα και ένα υδροξύλιο. Η αμοιβαία επιρροή τους προκαλεί ένα νέο
ένα σύνολο ιδιοτήτων που είναι διαφορετικές από εκείνες των καρβονυλικών ενώσεων και
παράγωγα υδροξυλίου. Οι αντιδράσεις που περιλαμβάνουν καρβοξυλικά οξέα προχωρούν σύμφωνα με
ακολουθώντας τις κύριες οδηγίες.
- Αντικατάσταση υδρογόνου της ομάδας COOH υπό
δράση των βάσεων ( όξινες ιδιότητες). - Αλληλεπίδραση με πυρηνόφιλα αντιδραστήρια
στο άτομο άνθρακα του καρβονυλίου ( ο σχηματισμός λειτουργικών παραγώγων και
ανάκτηση) - Αντιδράσεις για α - άτομο άνθρακα
(αλογόνωση) - Δεκαβοξυλίωση
2.1. Όξινο
ιδιότητες
Τα καρβοξυλικά οξέα είναι ένα από τα ισχυρότερα οργανικά οξέα. Το νερό τους
τα διαλύματα είναι όξινα.
RCOOH + H 2 O \u003d RCOO - +
H3O+
Αιτίες υψηλής οξύτητας καρβοξυλικών οξέων και
η εξάρτησή του από τη φύση των υποκαταστατών στη ρίζα υδρογονάνθρακα ήταν
συζητήθηκε νωρίτερα (βλ. Lec. No. 4).
Τα καρβοξυλικά οξέα σχηματίζουν άλατα όταν
αλληλεπίδραση με ενεργά μέταλλα και τις περισσότερες βάσεις. 
Όταν αλληλεπιδρά με ισχυρά ανόργανα
Τα καρβοξυλικά οξέα μπορούν να επιδείξουν βασικές ιδιότητες με την προσθήκη
πρωτόνιο στο καρβονυλικό άτομο οξυγόνου. 
Χρησιμοποιείται πρωτονίωση καρβοξυλικών οξέων
για την ενεργοποίηση της καρβοξυλικής ομάδας σε αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης.
Λόγω της παρουσίας στο μόριο ταυτόχρονα
όξινα και βασικά κέντρα, τα καρβοξυλικά οξέα σχηματίζουν διαμοριακά
δεσμούς υδρογόνου και υπάρχουν κυρίως με τη μορφή διμερών (βλ. Lec. No. 2).
2.2. Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης.
Λειτουργικά παράγωγα καρβοξυλικών οξέων.
Ο κύριος τύπος αντιδράσεων των καρβοξυλικών οξέων -
αλληλεπίδραση με πυρηνόφιλα με το σχηματισμό λειτουργικών παραγώγων.
Διαμετατροπές που συνδέουν καρβοξυλικά οξέα και η λειτουργικότητά τους
τα παράγωγα φαίνονται στο διάγραμμα.
Οι συνδέσεις που φαίνονται στο διάγραμμα περιέχουν
ακυλ ομάδα κατά τη διάρκεια
τις αλληλομετατροπές τους, περνά αμετάβλητο από μια ένωση σε
άλλο με συνδυασμό με ένα πυρηνόφιλο. Τέτοιες διαδικασίες ονομάζονται ακυλίωση,
και καρβοξυλικά οξέα και τα λειτουργικά τους παράγωγα - ακυλιωτική
αντιδραστήρια. Σε γενικούς όρους, η διαδικασία ακυλίωσης μπορεί να αναπαρασταθεί ως
το επόμενο διάγραμμα. 
Άρα είναι η ακυλίωση
η διαδικασία της πυρηνόφιλης υποκατάστασης στο άτομο άνθρακα του καρβονυλίου.
Εξετάστε τον μηχανισμό αντίδρασης σε γενικούς όρους και
συγκρίνετε το με τον ΑδΝ -αντιδράσεις
αλδεΰδες και κετόνες. Όπως και στην περίπτωση των καρβονυλικών ενώσεων, αρχίζει η αντίδραση
από την επίθεση του πυρηνόφιλου στο καρβονυλικό άτομο άνθρακα που φέρει την αποτελεσματική
θετικό φορτίο. Ταυτόχρονα σπάειΠ -δεσμεύουν άνθρακα-οξυγόνο και σχηματίζονται τετράεδρος
ενδιάμεσος. Τρόποι περαιτέρω μετασχηματισμού του ενδιάμεσου σε καρβονύλιο και
οι ενώσεις ακυλίου είναι διαφορετικές. Αν οι καρβονυλικές ενώσεις δίνουν προϊόν ένταξη, τότε οι ακυλικές ενώσεις αποκόπτουν την ομάδα Χ και δίνουν το προϊόν υποκατάσταση.
Ο λόγος για τη διαφορετική συμπεριφορά του ακυλίου και
καρβονυλικές ενώσεις - σε διαφορετική σταθερότητα της δυνητικής αποχωρούσας ομάδας Χ.
Στην περίπτωση των αλδεΰδων και των κετονών, αυτό είναι το ανιόν υδριδίου Η — ή καρβοανιόν R — , τα οποία λόγω της υψηλής βασικότητάς τους είναι
εξαιρετικά φτωχές ομάδες που αποχωρούν. Στην περίπτωση των ακυλο ενώσεων X
μια σημαντικά πιο σταθερή αποχωρούσα ομάδα (Κλ — ,
RCOO - , RO - , NH 2 - ), γεγονός που καθιστά δυνατή την εξάλειψή του ως ανιόν
Χ — ή συζευγμένο οξύ
NH.
Αντιδραστικότητα σε σχέση με
πυρηνόφιλα στα καρβοξυλικά οξέα και τα λειτουργικά τους παράγωγα είναι μικρότερη από ό,τι σε
αλδεΰδες και κετόνες, καθώς το αποτελεσματικό θετικό φορτίο στο καρβονύλιο
Το άτομο άνθρακα τους είναι χαμηλότερο λόγω της επίδρασης + M- της ομάδας Χ.
Η δραστικότητα της ακυλομάδας αυξάνεται υπό συνθήκες
όξινη κατάλυση, αφού η πρωτονίωση αυξάνει την αποτελεσματική
ένα θετικό φορτίο στο άτομο άνθρακα και διευκολύνει την προσβολή του
πυρηνόφιλος. 
Παράγωγα ανάλογα με την ακυλοποιητική τους ικανότητα
Τα καρβοξυλικά οξέα διατάσσονται στην επόμενη σειρά σύμφωνα με τη μείωση
+ M-επίδραση της ομάδας Χ.
Σε αυτήν τη σειρά, οι προηγούμενοι όροι μπορούν να ληφθούν από
επακόλουθη ακυλίωση του αντίστοιχου πυρηνόφιλου. Η διαδικασία να πάρεις περισσότερα
πρακτικά δεν υπάρχουν ενεργά αντιδραστήρια ακυλίωσης από λιγότερο ενεργά λόγω
δυσμενής θέση ισορροπίας λόγω υψηλότερης βασικότητας
αποχωρούσα ομάδα σε σύγκριση με το επιθετικό πυρηνόφιλο. Όλα λειτουργικά
Τα παράγωγα μπορούν να ληφθούν απευθείας από οξέα και να μετατραπούν σε αυτά
κατά την υδρόλυση.
Χλωρίδια και ανυδρίτες οξέων
Μέθοδοι Απόκτησης
Τα χλωρίδια οξέων λαμβάνονται με αλληλεπίδραση
καρβοξυλικά οξέα με αλογονίδια φωσφόρου και θείου.
RCOOH + SOCl 2 ® RCOOCl + SO 2 +
HCl
RCOOH + PCl 5 ® RCOOH + POCl 3 +
HCl
Οι ανυδρίτες σχηματίζονται από καρβοξυλικά οξέα
η δράση του οξειδίου του φωσφόρου (V).
Μπορούν να ληφθούν μικτές ανυδρίτες
ακυλίωση αλάτων καρβοξυλικών οξέων με χλωρίδια οξέος.
χλωρίδια και ανυδρίτες οξέων.
ΧΟι λορανυδρίτες και οι ανυδρίτες είναι τα πιο δραστικά παράγωγα
καρβοξυλικά οξέα. Οι αντιδράσεις τους με τα πυρηνόφιλα προχωρούν κάτω από ήπιες συνθήκες, χωρίς
καταλύτη και είναι πρακτικά μη αναστρέψιμη.
Όταν χρησιμοποιείτε μικτές ανυδρίτες με
το πυρηνόφιλο συνδυάζει το υπόλοιπο του ασθενέστερου οξέος και το ανιόν του ισχυρότερου
Το οξύ παίζει το ρόλο μιας αποχωρούσας ομάδας. 
ΣΕ
Οι μικτοί ανυδρίτες παίζουν σημαντικό ρόλο στις αντιδράσεις βιοχημικής ακυλίωσης
καρβοξυλικά οξέα και φωσφορικό οξύ - ακυλοφωσφορικά και υποκατεστημένα ακυλοφωσφορικά. ΜΕ
το πυρηνόφιλο συνδυάζει το υπόλειμμα των οργανικών οξέων και το ανιόν φωσφορικού ακυλίου
παίζει το ρόλο μιας καλής αποχωρούσας ομάδας. 
Εστέρες
Μέθοδοι Απόκτησης
RCOO— Na+ + RCl ® RCOOR + NaCl Η πιο σημαντική μέθοδος για τη λήψη εστέρων είναι αντίδραση εστεροποίησης. Η αντίδραση προχωρά ως πυρηνόφιλη υποκατάσταση
καρβοξυλική ομάδα.
Τα καρβοξυλικά οξέα είναι ασθενώς ακυλιωτικά
αντιδραστήρια λόγω της σημαντικής επίδρασης +M της ομάδας ΟΗ. Χρήση του δυνατού
πυρηνόφιλα, τα οποία είναι επίσης ισχυρές βάσεις (για παράδειγμα,
βασική κατάλυση), σε αυτή την περίπτωση είναι αδύνατο, αφού μεταφέρουν καρβοξυλικά
οξέα σε ακόμη λιγότερο δραστικά άλατα καρβοξυλικών οξέων. Η αντίδραση πραγματοποιείται
υπό συνθήκες όξινης κατάλυσης. Ο ρόλος του όξινου καταλύτη είναι, όπως ήδη
είπε, στην αύξηση του αποτελεσματικού θετικού φορτίου στο άτομο άνθρακα
καρβοξυλική ομάδα και, επιπλέον, η πρωτονίωση της ομάδας ΟΗ στο στάδιο
ο χωρισμός το μετατρέπει σε μια καλή ομάδα που αποχωρεί - H 2 Ο. 
Όλα τα στάδια της αντίδρασης εστεροποίησης
αναστρεπτός. Για να μετατοπίσετε την ισορροπία προς τη διαδικασία εστεροποίησης, χρησιμοποιήστε
περίσσεια ενός από τα αντιδρώντα ή απομάκρυνση προϊόντων από τη σφαίρα αντίδρασης.
Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης σε
αλκοξυκαρβονυλ ομάδα.
Οι εστέρες είναι πιο αδύναμα ακυλιωτικοί
αντιδραστήρια από τους ανυδρίτες και τα χλωρίδια οξέος. μικρόΝ - οι αντιδράσεις στην ομάδα αλκοξυκαρβονυλίου προχωρούν σε περισσότερα
σκληρές συνθήκες και απαιτούν κατάλυση οξέος ή βάσης. Το πιο σημαντικό
αντιδράσεις αυτού του τύπου είναι υδρόλυση, αμινόλυση και
διαστεροποίηση
.
Υδρόλυση.
Οι εστέρες υδρολύονται για να σχηματίσουν καρβοξυλικά οξέα με τη δράση του
οξέα ή αλκάλια.
Η όξινη υδρόλυση των εστέρων είναι μια αντίδραση αντίστροφης εστεροποίησης. 
Ο μηχανισμός της όξινης υδρόλυσης περιλαμβάνει τα ίδια βήματα όπως
και τη διαδικασία εστεροποίησης, αλλά με αντίστροφη σειρά.
Η αλκαλική υδρόλυση των εστέρων απαιτεί
ισομοριακές ποσότητες αλκαλίων και προχωρά μη αναστρέψιμα.
RCOOR + NaOH ® RCOO - Na + + R OH
Η ουσία της αλκαλικής κατάλυσης είναι η χρήση
αντί για ένα αδύναμο πυρηνόφιλο - νερό, ένα ισχυρότερο πυρηνόφιλο -
ιόν υδροξειδίου. 
Μη αναστρέψιμη διαδικασία
παρέχεται από χαμηλή αντιδραστικότητα προς τα πυρηνόφιλα
προϊόν υδρόλυσης - καρβοξυλικό ανιόν.
Εστεροποίηση.
Στην αντίδραση μετεστεροποίησης, ο ρόλος του πυρηνόφιλου
εκτελεί ένα μόριο αλκοόλης. Η διαδικασία καταλύεται από οξέα ή
λόγους. 
Ο μηχανισμός αντίδρασης είναι παρόμοιος με την υδρόλυση συμπλόκου
αιθέρες. Η ενδοεστεροποίηση είναι μια αναστρέψιμη διαδικασία. Για να μετατοπίσετε την ισορροπία προς τα δεξιά
είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί μεγάλη περίσσεια του αρχικού αλκοόλ. Αντίδραση
Η μετεστεροποίηση βρίσκει εφαρμογή στην παραγωγή εστέρων λιπαρών οξέων
από τριακυλογλυκερίδια (βλ. λεκ. 18)
Αμινόλυση.
Οι εστέρες ακυλιώνουν την αμμωνία και τις αμίνες με
σχηματισμός αμιδίων καρβοξυλικών οξέων. 
Αμίδια καρβοξυλικών οξέων
Η δομή της αμιδικής ομάδας
ΕΝΑη μεσαία ομάδα βρίσκεται σε πολλές βιολογικά σημαντικές ενώσεις,
κυρίως σε πεπτίδια και πρωτεΐνες (πεπτιδικός δεσμός). Τα ηλεκτρονικά της και
η χωρική δομή καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τη βιολογική τους
λειτουργία.
Η αμιδική ομάδα είναι ρ-ρ -προσαρτημένο σύστημα στο οποίο
πρόσθετη επικάλυψη του ρ-τροχιακού του ατόμου αζώτου μεΠ - τροχιακό επικοινωνίας
άνθρακα-οξυγόνο.
Μια τέτοια κατανομή της πυκνότητας ηλεκτρονίων
οδηγεί σε αύξηση του ενεργειακού φραγμού περιστροφής γύρω από τον δεσμό C-N στο 60 -
90 kJ/mol. Ως αποτέλεσμα, ο αμιδικός δεσμός έχει επίπεδη δομή και τα μήκη του δεσμού
Τα C-N και C \u003d O έχουν τιμές αντίστοιχα λιγότερες και περισσότερες από τις συνηθισμένες τους
ποσότητες.
Έλλειψη ελεύθερης περιστροφής γύρω από τον δεσμό C-N
οδηγεί στην ύπαρξη αμιδίων cis-Και έκσταση-ισομερή. Για
προτιμώνται τα περισσότερα αμίδια έκσταση-διαμόρφωση.
Ο πεπτιδικός δεσμός έχει επίσης έκσταση-διάταξη στην οποία οι πλευρικές ρίζες των υπολειμμάτων αμινοξέων
πιο απομακρυσμένα μεταξύ τους
Μέθοδοι Απόκτησης
Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης σε
ομάδα καρβοξαμιδίου.
Τα αμίδια είναι τα λιγότερο δραστικά παράγωγα των καρβοξυλικών οξέων. Για αυτούς
είναι γνωστές αντιδράσεις υδρόλυσης που εξελίσσονται κάτω από σκληρές συνθήκες υπό τη δράση του
υδατικά διαλύματα οξέων ή αλκαλίων. 
Οι μηχανισμοί αντίδρασης είναι παρόμοιοι με την υδρόλυση συμπλόκου
αιθέρες. Ωστόσο, σε αντίθεση με την υδρόλυση των εστέρων, η όξινη και αλκαλική υδρόλυση
τα αμίδια προχωρούν μη αναστρέψιμα.
2.3. Αντιδράσεις για α -άνθρακας
άτομο
καρβοξυλικά οξέα που περιέχουνένα - άτομα υδρογόνου,
αντιδρούν με βρώμιο παρουσία φωσφόρου για να σχηματιστούν αποκλειστικάένα - βρωμοπαράγωγα
(Αντίδραση Gell-Forgald-Zelinsky
)
Αλογόνο σε α -τα αλογονο-υποκατεστημένα οξέα υποκαθίστανται εύκολα υπό
δράση πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων. Να γιατίένα -αλογονωμένα οξέα
αποτελούν πρώτες ύλες στη σύνθεση ενός ευρέος φάσματος υποκατεστημένωνένα - θέση
οξέα, συμπεριλαμβανομένωνα-αμινο- και α -υδροξυοξέα.
2.4.
Αποκαρβοξυλίωση
Η αποκαρβοξυλίωση είναι η αποβολή του CO 2 από καρβοξυλικά οξέα ή τα άλατά τους. Αποκαρβοξυλίωση
πραγματοποιείται με θέρμανση παρουσία οξέων ή βάσεων. Την ίδια στιγμή που
Κατά κανόνα, η καρβοξυλική ομάδα αντικαθίσταται από ένα άτομο υδρογόνου.
Μη υποκατεστημένα μονοκαρβοξυλικά οξέα
αποκαρβοξυλιώνονται υπό σκληρές συνθήκες.
Η αποκαρβοξυλίωση διευκολύνεται από την παρουσία
υποκαταστάτες που αποσύρουν ηλεκτρόνια σεμια θέση.
Η σημασία του ενζυματικού
αποκαρβοξυλίωση κετο-, αμινο- και υδροξυ οξέων στο σώμα (βλ. λεκ. αρ. 14 και
16).
Αποκαρβοξυλίωση με θέρμανση (ξηρά
απόσταξη) αλάτων ασβεστίου και βαρίου καρβοξυλικών οξέων - μέθοδος λήψης
κετόνες.
2.5.
Ανάκτηση.
Καρβοξυλικά οξέα, χλωρίδια οξέων, ανυδρίτες και εστέρες
αποκαθίστανται LiAlH 4 στην πρωτοβάθμια
αλκοόλες. 
Τα χλωριούχα οξέα μπορούν να αναχθούν σε
αλδεΰδες (βλέπε Lec. Νο. 11).
Στην αναγωγή των αμιδίων των καρβοξυλικών οξέων
σχηματίζονται αμίνες.
3. Δικαρβοξυλικά οξέα
Τα δικαρβοξυλικά οξέα περιέχουν δύο καρβοξυλικές ομάδες. πιο προσιτό
είναι γραμμικά οξέα που περιέχουν από 2 έως 6 άτομα άνθρακα. Δικα τους
η δομή και οι μέθοδοι λήψης παρουσιάζονται στον πίνακα 9. βακτήρια
Χημικές ιδιότητες δικαρβοξυλικών οξέων σε
βασικά παρόμοια με τις ιδιότητες των μονοκαρβοξυλικών οξέων. Δίνουν όλες τις αντιδράσεις
χαρακτηριστικό της καρβοξυλικής ομάδας. Ταυτόχρονα, μπορεί κανείς να αποκτήσει
λειτουργικά παράγωγα (χλωρίδια οξέων, ανυδρίτες, σύμπλοκα, εστέρες, αμίδια) όπως
ένα προς ένα και τα δύο καρβοξυλ
ομάδες. Τα δικαρβοξυλικά οξέα είναι πιο όξινα από τα μονοκαρβοξυλικά οξέα.
λόγω της επίδρασης –I της καρβοξυλικής ομάδας. Ως η απόσταση μεταξύ
καρβοξυλικές ομάδες, η οξύτητα των δικαρβοξυλικών οξέων μειώνεται (βλ.
9).
Επιπλέον, τα δικαρβοξυλικά οξέα έχουν έναν αριθμό
συγκεκριμένες ιδιότητες, οι οποίες καθορίζονται από την παρουσία στο μόριο δύο
καρβοξυλικές ομάδες.
Η αναλογία των δικαρβοξυλικών οξέων προς
θέρμανση.
Μετασχηματισμοί δικαρβοξυλικών οξέων κατά τη θέρμανση
εξαρτώνται από το μήκος της αλυσίδας που χωρίζει τις καρβοξυλομάδες και προσδιορίζονται
τη δυνατότητα σχηματισμού θερμοδυναμικά σταθερών πενταμελών και εξαμελών
κύκλους.
Όταν θερμαίνονται τα οξαλικά και μηλονικά οξέα
λαμβάνει χώρα αποκαρβοξυλίωση.
Ηλεκτρικό, γλουταρικό και μηλεϊνικό οξύ σε
όταν θερμαίνονται, αποσπούν εύκολα το νερό με το σχηματισμό πενταμελούς και εξαμελούς κυκλικού
ανυδρίτες.
Αδιπικό οξύ όταν θερμαίνεται
αποκαρβοξυλιώνεται για να σχηματίσει μια κυκλική κετόνη, την κυκλοπεντανόνη.
Αντιδράσεις πολυσυμπύκνωσης
ρεΤα ικαρβοξυλικά οξέα αλληλεπιδρούν με τις διαμίνες και οι διόλες με
ο σχηματισμός πολυαμιδίων και πολυεστέρων, αντίστοιχα, που χρησιμοποιούνται σε
παραγωγή συνθετικών ινών.
Βιολογικά σημαντικό δικαρβοξυλικό
οξέα.
Οξαλικό οξύ
σχηματίζει αδιάλυτα άλατα, για παράδειγμα,
οξαλικό ασβέστιο, που εναποτίθενται ως πέτρες στα νεφρά και στην ουροδόχο κύστη.
ηλεκτρικό οξύ
συμμετέχει στις μεταβολικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε
σώμα. Είναι ένα ενδιάμεσο στον κύκλο του τρικαρβοξυλικού οξέος.
φουμαρικό οξύ,
σε αντίθεση με το μηλεϊκό ,
ευρέως διανεμημένο στη φύση, εμπλέκεται στη διαδικασία
μεταβολισμού, ιδιαίτερα στον κύκλο του τρικαρβοξυλικού οξέος.
Οι πηγές κορεσμένων υδρογονανθράκων είναι το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Το κύριο συστατικό του φυσικού αερίου είναι ο απλούστερος υδρογονάνθρακας, το μεθάνιο, ο οποίος χρησιμοποιείται άμεσα ή επεξεργάζεται. Το λάδι που εξάγεται από τα έγκατα της γης υπόκειται επίσης σε επεξεργασία, διόρθωση και πυρόλυση. Οι περισσότεροι υδρογονάνθρακες λαμβάνονται από την επεξεργασία πετρελαίου και άλλων φυσικών πόρων. Αλλά μια σημαντική ποσότητα πολύτιμων υδρογονανθράκων λαμβάνεται τεχνητά, συνθετικόςτρόπους.
Ισομερισμός υδρογονανθράκων
Η παρουσία καταλυτών ισομερισμού επιταχύνει τον σχηματισμό διακλαδισμένων υδρογονανθράκων από γραμμικούς υδρογονάνθρακες. Η προσθήκη καταλυτών καθιστά δυνατή την κάπως μείωση της θερμοκρασίας στην οποία προχωρά η αντίδραση.
Το ισοοκτάνιο χρησιμοποιείται ως πρόσθετο στην παραγωγή βενζίνης, για τη βελτίωση των αντικτυπητικών ιδιοτήτων τους, αλλά και ως διαλύτης.
Υδρογόνωση (προσθήκη υδρογόνου) αλκενίων
Ως αποτέλεσμα της πυρόλυσης, σχηματίζεται μεγάλη ποσότητα ακόρεστων υδρογονανθράκων με διπλό δεσμό, τα αλκένια. Ο αριθμός τους μπορεί να μειωθεί με την προσθήκη υδρογόνου στο σύστημα και καταλύτες υδρογόνωσης- μέταλλα (πλατίνα, παλλάδιο, νικέλιο):
Η πυρόλυση παρουσία καταλυτών υδρογόνωσης με την προσθήκη υδρογόνου ονομάζεται μείωση της ρωγμής. Τα κύρια προϊόντα της είναι οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες. Έτσι, η αύξηση της πίεσης κατά την πυρόλυση ( ρωγμές υψηλής πίεσης) σας επιτρέπει να μειώσετε την ποσότητα αερίων (CH 4 - C 4 H 10) υδρογονανθράκων και να αυξήσετε την περιεκτικότητα σε υγρούς υδρογονάνθρακες με μήκος αλυσίδας 6-10 ατόμων άνθρακα, που αποτελούν τη βάση της βενζίνης.
Αυτές ήταν βιομηχανικές μέθοδοι για την απόκτηση αλκανίων, που αποτελούν τη βάση για τη βιομηχανική επεξεργασία της κύριας πρώτης ύλης υδρογονανθράκων - του πετρελαίου.
Τώρα εξετάστε διάφορες εργαστηριακές μεθόδους για τη λήψη αλκανίων.
Αποκαρβοξυλίωση αλάτων νατρίου καρβοξυλικών οξέων
Η θέρμανση του άλατος νατρίου του οξικού οξέος (οξικό νάτριο) με περίσσεια αλκαλίου οδηγεί στην εξάλειψη της καρβοξυλικής ομάδας και στο σχηματισμό μεθανίου:
Αν αντί για οξικό νάτριο πάρουμε προπιονικό νάτριο, τότε σχηματίζεται αιθάνιο, από βουτανοϊκό νάτριο - προπάνιο κ.λπ.
Σύνθεση Wurtz
Όταν τα αλογονοαλκάνια αντιδρούν με ένα νάτριο αλκαλιμετάλλου, σχηματίζονται κορεσμένοι υδρογονάνθρακες και ένα αλογονίδιο αλκαλικού μετάλλου, για παράδειγμα:
Η δράση ενός μετάλλου αλκαλίου σε ένα μείγμα υδρογονανθράκων αλογόνου (για παράδειγμα, βρωμοαιθάνιο και βρωμομεθάνιο) θα οδηγήσει στο σχηματισμό ενός μείγματος αλκανίων (αιθάνιο, προπάνιο και βουτάνιο).
!!! Η αντίδραση σύνθεσης Wurtz οδηγεί σε επιμήκυνση της αλυσίδας των κορεσμένων υδρογονανθράκων.
Η αντίδραση στην οποία βασίζεται η σύνθεση Wurtz προχωρά καλά μόνο με αλογονοαλκάνια, στα μόρια των οποίων το άτομο αλογόνου συνδέεται με το πρωτογενές άτομο άνθρακα.
Υδρόλυση καρβιδίων
Κατά την επεξεργασία ορισμένων καρβιδίων που περιέχουν άνθρακα σε κατάσταση οξείδωσης -4 (για παράδειγμα, καρβίδιο αργιλίου), σχηματίζεται μεθάνιο με νερό.
