Krótko amidy kwasu węglowego. Funkcjonalne pochodne kwasu węglowego

24.11.202227.05.2017

W normalnych warunkach fosgen jest gazem, który skrapla się do postaci cieczy w temp. bela i gęstość

Fosgen jest bardzo trujący. Działa silnie na układ oddechowy i błony śluzowe. Podczas I wojny światowej był używany ze względu na ostry, duszący zapach.

Pod wpływem wody (lub lepiej wodnych zasad) rozkłada się, tworząc kwas solny i dwutlenek węgla:

Fosgen otrzymywany jest z chloru i tlenku węgla w obecności katalizatora poddanego specjalnej obróbce w celu zwiększenia jego porowatości:

Fosgen służy jako materiał wyjściowy do syntezy różnych związków organicznych.

Dwusiarczek węgla Spośród pochodnych kwasu węglowego zawierających siarkę szeroko stosuje się dwusiarczek węgla. Jest to bezbarwna, mobilna ciecz o temp. bela mający eteryczny zapach (techniczny dwusiarczek węgla, ma nieprzyjemny zapach przypominający zapach rzodkiewki). Dwusiarczek węgla jest trujący i wyjątkowo łatwopalny, ponieważ jego opary zapalają się w niskich temperaturach.

Dwusiarczek węgla stosowany jest jako produkt wyjściowy do syntezy czterochlorku węgla (s. 74), do produkcji włókna wiskozowego (s. 345), a także jako rozpuszczalnik tłuszczów itp.

Dwusiarczek węgla otrzymuje się przez przepuszczenie par siarki. gorący węgiel:

Obecnie najbardziej opłacalnym sposobem otrzymania dwusiarczku węgla jest oddziaływanie metanu z parami siarki na żelu krzemionkowym:

Karbamid (mocznik) jest kompletnym amidem kwasu węglowego:

Jest to jedna z pierwszych substancji organicznych otrzymywana syntetycznie z substancji nieorganicznych (Wöhler, 1828).

Mocznik jest substancją krystaliczną o temp. pl. 133°C, łatwo rozpuszczalny w wodzie i alkoholu. Z jednym równoważnikiem kwasu tworzy sole, np.:

Gdy roztwory mocznika ogrzewa się w obecności kwasów lub zasad, łatwo ulega hydrolizie, tworząc dwutlenek węgla i amoniak:

Kiedy kwas azotawy reaguje z mocznikiem, powstaje dwutlenek węgla, azot i woda:

Po podgrzaniu mocznika z alkoholami otrzymuje się uretany - estry kwasu karbaminowego

Uretany to substancje krystaliczne, rozpuszczalne w wodzie.

Kiedy mocznik reaguje z formaldehydem w środowisku obojętnym lub lekko zasadowym w temperaturze około 30 °C, powstają monometylomocznik i dimetylomocznik:

Pochodne te po podgrzaniu w kwaśnym środowisku tworzą polimery mocznikowe - podstawę popularnych tworzyw sztucznych - aminoplastów (s. 331) i klejów do klejenia drewna.

Mocznik (mocznik) odgrywa ważną rolę w metabolizmie organizmów zwierzęcych; to końcowy produkt metabolizmu azotu, w wyniku którego substancje azotowe (np. białka), po przejściu w organizmie szeregu złożonych przemian, są wydalane z moczem w postaci mocznika (stąd jego nazwa).

Mocznik jest skoncentrowanym nawozem azotowym (zawiera 46% azotu) i jest szybko wchłaniany przez rośliny. Ponadto mocznik jest z powodzeniem stosowany w żywieniu zwierząt gospodarskich.

Obecnie mocznik stosuje się do oddzielania węglowodorów parafinowych o normalnej budowie od produktów naftowych. Faktem jest, że kryształy mocznika tworzą „pory krystaliczne”, tak wąskie, że wnikają w nie węglowodory o normalnej budowie, ale nie mogą przenikać węglowodory o rozgałęzionym łańcuchu. Dlatego kryształy mocznika adsorbują z mieszaniny tylko węglowodory o normalnej budowie, które po rozpuszczeniu mocznika oddzielają się od warstwy wodnej.

W przemyśle mocznik otrzymuje się z amoniaku i dwutlenku węgla w temperaturze 185°C i pod ciśnieniem

Tiokarbamid Substancja krystaliczna; temperatura, np. 172°C. Łatwo rozpuszczalny w wodzie, słabo rozpuszczalny w alkoholu. Tiokarbamid można wytworzyć przez działanie siarkowodoru na cyjanamid

lub przez ogrzewanie tiocyjanianu amonu. Stosowany do produkcji polimerów mocznikowych.

Dwutlenek węgla (dwutlenek węgla)- uczestnik wielu reakcji karboksylacji i dekarboksylacji na żywo I in vitro.

Karboksylacja jest możliwa, gdy związki z częściowym ładunkiem ujemnym na atomie węgla reagują z dwutlenkiem węgla. W organizmie interakcja dwutlenku węgla z acetylokoenzymem A prowadzi do powstania malonylokoenzymu A.

Podobnie jak sam kwas węglowy, niektóre jego pochodne są również nieznane w postaci wolnej: monochlorek ClCOOH i monoamid - karbamina kwas H2NCOOH. Jednak ich estry są dość stabilnymi związkami.

Aby zsyntetyzować pochodne kwasu węglowego, możesz użyć fosgen(dichlorek) COCl 2, łatwo powstający w wyniku reakcji tlenku węgla z chlorem w świetle. Fosgen jest gazem niezwykle trującym (temperatura wrzenia 8 o C), podczas I wojny światowej był używany jako bojowy środek chemiczny.

Ester etylowy kwasu chloromrówkowego reaguje z amoniakiem tworząc ester etylowy kwasu karbaminowego H2NCOOC2H5. Estry kwasu karbaminowego (karbaminiany) mają wspólną nazwę - Uretany.

Uretany znalazły zastosowanie w medycynie, zwłaszcza jako leki meprotan I etacyzyna.

Mocznik (mocznik)(NH 2) 2 C=O jest najważniejszym zawierającym azot produktem końcowym metabolizmu człowieka (z moczem wydalane jest około 20-30 g mocznika dziennie).

Kwasy i zasady po podgrzaniu powodują hydrolizę mocznika; w organizmie jest hydrolizowany przez enzymy.

Po powolnym podgrzaniu do temperatury 150-160 o C mocznik rozkłada się z wydzielaniem amoniaku i tworzeniem się biuret.

Kiedy biuret reaguje w roztworach zasadowych z jonami miedzi(II), obserwuje się charakterystyczną fioletową barwę w wyniku utworzenia kompleksu chelatowego (reakcja biuretowa). Pozostałość biuretu w kompleksie chelatowym ma strukturę imidową.

Pochodne kwasu karboksylowego zawierające resztę mocznika jako podstawnik to ureidy. W medycynie wykorzystuje się je, zwłaszcza ureid kwasu α-bromoizowalerianowego – bromowany
(bromural) – stosowany jako łagodny środek nasenny. Jego działanie wynika z połączenia bromu i reszty kwasu izowalerianowego, znanych z działania depresyjnego na centralny układ nerwowy.

Guanidyna (iminomocznik)- azotowa pochodna mocznika - jest mocną zasadą, gdyż sprzężony kwas - jon guanidyniowy - jest mezomerycznie stabilizowany.

Reszta guanidyny jest częścią α-aminokwasu – argininy i zasady nukleinowej – guaniny.

3.2 Heterofunkcjonalny połączeń w procesach życiowych

ogólna charakterystyka

Większość substancji biorących udział w metabolizmie to związki heterofunkcyjne.

Związki heterofunkcyjne to związki, których cząsteczki zawierają różne grupy funkcyjne.

Kombinacje grup funkcyjnych charakterystyczne dla związków ważnych biologicznie przedstawiono w tabeli 3.2.

Tabela 3.1. Najczęstsze kombinacje grup funkcyjnych w biologicznie ważnych związkach alifatycznych

Wśród związków heterofunkcyjnych występujących w obiektach naturalnych najczęściej spotykane są aminoalkohole, aminokwasy, związki hydroksykarbonylowe oraz hydroksy i oksokwasy (tabela 9.2).

Tabela 9.2. Niektóre hydroksy i okso kwasy oraz ich pochodne

* Dla kwasów di- i trikarboksylowych - z udziałem wszystkich grup karboksylowych. W przypadku soli cząstkowych i pochodnych funkcjonalnych dodaje się przedrostek hydro)-, na przykład „hydroksalan” dla anionu HOOC-COO - .

Szczególne znaczenie biologiczne α-aminokwasy opisano w rozdziale 12. Polihydroksyaldehydy i polihydroksyketony (węglowodany) omówiono w rozdziale 13.

W serii aromatycznej podstawą są ważne naturalne związki biologicznie czynne i leki syntetyczne (patrz 9.3). i-aminofenol, i-aminobenzoesowy, salicylowy I kwas sulfanilowy.

Nazwy systematyczne związków heterofunkcyjnych konstruowane są zgodnie z ogólnymi zasadami nomenklatury podstawnikowej (patrz 1.2.1). Jednakże w przypadku wielu powszechnie stosowanych kwasów preferowane są trywialne nazwy (patrz tabela 9.2). Ich nazwy łacińskie stanowią podstawę nazw anionów i pochodnych kwasów, które często nie pokrywają się z rosyjskimi nazwami trywialnymi.

Reaktywność

Chlorek kwasu węglowego – fosgen:

Podobnie jak wszystkie chlorki kwasowe, fosgen ma wysoką zdolność acylowania:

Amidy kwasu węglowego

1) Kwas karbaminowy

Kwas karbaminowy– semiamid (amid kwasowy) kwasu węglowego – niestabilny:

2) Mocznik

Mocznik– mocznik, diamid kwasu węglowego:

Mocznik jest najważniejszym produktem końcowym metabolizmu białek u ssaków. Dorosły człowiek wydala z moczem 20-30 g mocznika dziennie.

Synteza Wöhlera (1828).

Przemysłowa metoda wytwarzania mocznika

Mocznik jest wielkoskalowym produktem przemysłu chemicznego (światowa produkcja to ponad 100 mln ton rocznie). Jest szeroko stosowany jako nawóz azotowy oraz do produkcji żywic mocznikowo-formaldehydowych. W przemyśle chemicznym i farmaceutycznym wykorzystuje się go do produkcji barbituranów.

Właściwości chemiczne mocznika

1) Podstawa:

2) Rozkład po ogrzaniu:

3) Rozkład pod wpływem kwasu azotawego

Na podstawie ilości uwolnionego azotu mocznik można określić ilościowo

(metoda Van-Slyke’a).

3) Guanidyna

Guanidyna ma niezwykle wysoką zasadowość, porównywalną z alkaliami nieorganicznymi. Wynika to z wysokiego stopnia symetrii strukturalnej jej protonowanej formy i maksymalnej delokalizacji ładunku (+):

Pozostałości guanidyny występują w niektórych związkach naturalnych i substancjach leczniczych, na przykład:

Siarka w związkach organicznych ma różny stopień utlenienia.

Tiole i tioestry

Podczas zastępowania halogenu grupą SH powstają tiole:

Tiole są bardziej kwaśne niż alkohole:

Aniony tiolanowe są silnymi nukleofilami, podczas interakcji z pochodnymi halogenowymi tworzą tioestry:

Atom siarki w tioeterach jest centrum zasadowości i nukleofilowości, podczas interakcji z pochodnymi halogenowymi tioetery tworzą sole trójalkilotionowe:

Tiole łatwo utleniają się w łagodnych warunkach, tworząc dwusiarczki:

Kierunek reakcji zmienia się, gdy

Potencjał wilgotnościowy otoczenia: przy wysokim potencjale RH – w prawo, przy niskim potencjale RH – w lewo. Wzajemne konwersje tiolowo-disiarczkowe odgrywają ważną rolę w tworzeniu struktury i regulacji funkcji naturalnych białek.

Sulfotlenki i sulfony

Podczas utleniania tioeterów do atomu siarki dodaje się tlen i powstają kolejno sulfotlenki i sulfony:

Sulfotlenek dimetylu (DMSO, dimeksyd)- bezbarwna ciecz o temperaturze wrzenia. 189°C, rozpuszczalny w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych. Szeroko stosowany w syntezie organicznej jako polarny rozpuszczalnik aprotonowy.
Ze względu na zdolność szybkiego przenikania przez skórę, niosąc rozpuszczone w niej substancje, stosowany jest w farmacji jako składnik maści leczniczych.

Kwasy sulfonowe (kwasy sulfonowe)

Kwasy sulfonowe (lub kwasy sulfonowe) związki zawierające grupa sulfo:

Metody wytwarzania kwasów sulfonowych
1) Alifatyczne kwasy sulfonowe

2) Aromatyczne kwasy sulfonowe otrzymuje się przez sulfonowanie benzenu i jego pochodnych (patrz „Właściwości chemiczne arenów”)

Właściwości chemiczne kwasów sulfonowych

grupa sulfo –

1) silny akceptor elektronów;
2) ma wysoka kwasowość(porównywalny z kwasem siarkowym);
3) kiedy nukleofilowy atak na sąsiednią puszkę atomu C być zastąpionym na inne resztki.
4) Powodem jest wysoka polarność i zdolność do uwodnienia rozpuszczalność kwasy sulfonowe w wodzie.

1) Kwasowość
W środowisku wodnym kwasy sulfonowe są prawie całkowicie zjonizowane:

Z zasadami tworzą sole rozpuszczalne w wodzie:

2) Zastąpienie grupy sulfo innymi resztami

3) Tworzenie pochodnych w grupie sulfo

PROGRAM

kurs chemii organicznej

dla studentów Wydziału Biologii i Gleboznawstwa

WSTĘP

Przedmiot chemii organicznej. Historia powstania chemii organicznej i przyczyny jej wyodrębnienia się w odrębną naukę. Cechy charakterystyczne związków organicznych i reakcje organiczne.

Struktura związków organicznych. Teoria budowy chemicznej. Rola A.M. Butlerowa w jego powstaniu. Wiązania chemiczne: proste i wielokrotne. Formuła strukturalna. Izomeria. Homologia. Zależność właściwości chemicznych od składu i struktury substancji. Funkcja chemiczna. Główne grupy funkcyjne.

Klasyfikacja związków organicznych. Zasady nazewnictwa systematycznego (IUPAC).

Wiązania chemiczne w cząsteczkach związków organicznych. Rodzaje wiązań chemicznych. Wiązania są jonowe, kowalencyjne, koordynacyjne. Połączenie semipolarne. Rola oktetu elektronicznego. Konfiguracje elektroniczne elementów. Orbitale atomowe i stany walencyjne węgla. Hybrydyzacja orbitali atomowych: sp 3, sp 2, sp(trzy stany wartościowości atomu węgla). wiązania s i p. Głównymi parametrami wiązania kowalencyjnego są: energia wiązania, długość wiązania, polarność i polaryzowalność wiązania. Elektroujemność pierwiastków. Pojęcie mezometrii (rezonansu). Elektroniczne efekty podstawnikowe: indukcyjne ( I), mezomeryczny ( M).

Izomeria związków organicznych. Izomery strukturalne i stereoizomery. Podstawy stereochemii. Struktura przestrzenna metanu i jego homologów. Zasada swobodnej rotacji i granice jej stosowania. Konformacje zaćmione i zahamowane. Konformacje związków o otwartym łańcuchu. Wzory konformacyjne typu Newmana i „koziego”. Konformacja pierścienia cykloheksanowego. Połączenia osiowe i równikowe. Inwersja konformacji krzesła. Porównanie stabilności pochodnych cykloheksanu z osiowym i równikowym położeniem podstawników. Oddziaływanie 1,3-dwuosiowe.

Geometryczne ( cis - trans) izomeria i warunki jej występowania w szeregu olefin i cykloalkanów. E-, Z- nomenklatura.

Izomeria optyczna. Aktywność optyczna i substancje optycznie czynne. Asymetria molekularna jako warunek pojawienia się aktywności optycznej. Asymetryczny atom węgla. Enancjomery i diastereoizomery. R- I S-nomenklatura wskazująca konfigurację centrum chiralności. Wzory projekcji Fischera. Nomenklatura D i L. Stereoizomeria związków z kilkoma centrami chiralności. Erytro- i treoizomery. Mezoformy. Modyfikacja racemiczna.

Klasyfikacja reakcji organicznych ze względu na charakter przemian i charakter reagentów.

WĘGLOWODANY

Alkany. Seria homologiczna metanu. Izomeria. Nomenklatura. Metody uzyskiwania. Właściwości fizyczne, ich zależność od długości i budowy łańcucha. Właściwości chemiczne. Radykalne reakcje podstawienia (SR): halogenowanie (wpływ charakteru halogenu), nitrowanie (Konovalov), sulfochlorowanie, utlenianie. Inicjacja i hamowanie reakcji rodnikowych. Reaktywność atomów wodoru związanych z pierwszorzędowymi, drugorzędowymi i trzeciorzędowymi atomami węgla. Rodniki alkilowe i ich względna stabilność.

Alkeny. Izomeria. Nomenklatura. Metody uzyskiwania. Właściwości fizyczne. Długość i energia tworzenia wiązania podwójnego. Właściwości chemiczne. Reakcje addycji elektrofilowej: halogeny, halogenowodory, woda, kwasy podhalogenowe, kwas siarkowy. Mechanizm reakcji addycji elektrofilowej. Połączenie stereo i regionalne. Karbokationy, ich trwałość w zależności od budowy. Reguła Markownikowa i jej współczesne uzasadnienie. Rodnikowa addycja: dodanie HBr w obecności nadtlenków. Addycja nukleofilowa. Polimeryzacja: kationowa, anionowa i rodnikowa. Uwodornienie katalityczne. Utlenianie: epoksydacja według Prilezhaeva, utlenianie nadmanganianem potasu, ozonowanie. Właściwości chemiczne jednostki a-metylenowej sąsiadującej z wiązaniem p (pozycja allilowa): chlorowanie, utlenianie.

Alkiny. Izomeria. Nomenklatura. Syntezy acetylenu i jego homologów. Charakterystyka właściwości fizycznych. Właściwości chemiczne acetylenów: reakcje addycji, reakcje podstawienia z udziałem ruchomego atomu wodoru przy węglu z wiązaniem potrójnym. Acetylenki. Polimeryzacja acetylenu do benzenu, winyloacetylenu, cyklooktatetraenu.

Alkadieny. Rodzaje alkadienów. Izomeria. Nomenklatura. Stereochemia allenów. Asymetria molekularna. Sprzężone - 1,3-dieny. Metody otrzymywania dienów. Właściwości fizyczne. Długości wiązań węgiel-węgiel w 1,3-butadenie i energia jego tworzenia. Manifestacja efektu sprzęgania. 1,2- i 1,4-addycja do 1,3-dienów - elektrofilowa addycja halogenów i halogenowodorów. Karbokationy typu allilowego. Cykloaddycja do układu dienowego: synteza Dielsa-Aldera. Polimeryzacja 1,3-dienów. Kauczuk syntetyczny na bazie 1,3-butadienu (diwinylu). Kopolimery diwinylu ze styrenem, akrylonitrylem, kauczukiem butylowym. Kauczuk naturalny: jego struktura, ozonoliza, przetwarzanie na gumę.

Cykloalkany. Klasyfikacja. Izomeria. Nomenklatura. Ogólne i specjalne metody syntezy małych, średnich i dużych cykli. Fizyczne i chemiczne właściwości. Porównawcza ocena reaktywności i stabilności termicznej cyklopropanu, cyklobutanu, cyklopentanu i cykloheksanu. Teoria stresu Bayera i jej współczesne rozumienie. Oszacowanie intensywności cyklu na podstawie ciepła spalania. Współczesne rozumienie budowy cyklopropanu. Konformacje cykloalkanów. Cykloalkeny i cykloalkadieny.

Aromatyczne węglowodory. Cechy właściwości chemicznych benzenu i jego homologów. Budowa benzenu (kąty wiązań, odległości międzyatomowe). Energia powstawania i ciepło uwodornienia benzenu. Energia stabilizacji. Aromatyczny charakter pierścienia benzenowego. Współczesne rozumienie natury aromatyczności. Niebenzenoidowe związki aromatyczne. Reguła aromatyczności Hückela. Aromatyczność związków heterocyklicznych: furanu, tiofenu, pirolu, pirydyny. Aromatyczność kationu cyklopropenylu, anionu cyklopentadienylu, kationu cykloheptatrienylu. Brak właściwości aromatycznych w cyklooktatetraenie.

Homologi benzenu. Seria homologiczna benzenu. Izomeria szeregu alkilobenzenów. Nomenklatura. Laboratoryjne metody syntezy. Metody produkcji w przemyśle. Reakcje podstawienia elektrofilowego w pierścieniu aromatycznym. Ogólne wzorce i mechanizm tych reakcji. Odczynniki elektrofilowe. Halogenowanie, nitrowanie, sulfonowanie, alkilowanie, acylowanie. Wpływ podstawników oddających i odbierających elektrony (aktywujących i dezaktywujących) na kierunek i szybkość podstawienia elektrofilowego w pierścieniu benzenowym. Wpływ efektów indukcyjnych i mezomerycznych podstawników. Zasady orientacji zastępczej: orto- I para- orientanty (podstawniki pierwszego rodzaju) i meta- orientanty (substytuty drugiego rodzaju). Orientacja konsekwentna i niezgodna. Halogenowanie i utlenianie łańcuchów bocznych.

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne.

a) Węglowodory o nieskondensowanych jądrach. Difenyl. Difenylometan i trifenylometan. Rodnik trifenylometylowy, kation i anion. Przyczyny decydujące o ich stabilności.

b) Węglowodory ze skondensowanymi jądrami. Naftalen i antracen. Źródła odbioru. Izomeria pochodnych monopodstawionych. Struktura naftalenu i antracenu. Reakcje dodawania i podstawienia. Uwodornienie, utlenianie, halogenowanie, nitrowanie, sulfonowanie. Ocena porównawcza charakteru aromatycznego benzenu, naftalenu i antracenu. Fenantren. Występowanie szkieletu fenantrenu w związkach naturalnych.

POCHODNE WĘGLOWODORÓW

Pochodne halogenowe.

a) Halogenki alkilowe. Izomeria. Nomenklatura. Metody otrzymywania: bezpośrednie chlorowcowanie alkanów, addycja halogenowodorów do alkenów i alkinów, z alkoholi poprzez działanie pochodnych halogenków fosforu. Fizyczne i chemiczne właściwości. Reakcje podstawienia nukleofilowego halogenu. Mechanizmy S N 1 i S N 2, stereochemia reakcji. Nukleofil. Grupa wychodząca. Tworzenie, stabilizacja i przegrupowanie jonów węgla. Zależność mechanizmu reakcji od budowy pochodnej halogenowej i od charakteru rozpuszczalnika. Porównanie reakcji S N 1 i S N 2. Reakcje eliminacji halogenowodorów (E1 i E2): stereochemia, kierunek eliminacji. Reguła Zajcewa. Konkurencja reakcji podstawienia i eliminacji w zależności od rodzaju odczynnika i warunków reakcji. Reakcje halogenków alkilu z metalami. Odczynniki Grignarda: otrzymywanie i właściwości.

b) Aromatyczne pochodne halogenowe (halogenki arylu). Nomenklatura. Przygotowanie: bezpośrednie halogenowanie do jądra, z soli diazoniowych. Właściwości chemiczne. Reakcje podstawienia elektrofilowego (wpływ halogenów). Reakcje podstawienia nukleofilowego w haloarylach.

ALKOHOLE

Alkohole jednowodorotlenowe nasycone. Izomeria. Nomenklatura. Otrzymywanie: z halogenków alkilu, hydratacja alkenów, redukcja związków karbonylowych. Otrzymywanie alkoholi pierwszorzędowych, drugorzędowych i trzeciorzędowych z wykorzystaniem odczynników Grignarda (planowanie syntezy i ograniczenia). Właściwości fizyczne. Stowarzyszenie. Wiązanie wodorowe. Właściwości chemiczne alkoholi. Właściwości kwasowo-zasadowe alkoholi. Reakcje z udziałem wiązania O-H: działanie metali i związków metaloorganicznych, powstawanie estrów kwasów mineralnych, reakcja estryfikacji. Reakcje z udziałem wiązania C-OH i ich mechanizm: zamiana grupy hydroksylowej na halogen. Odwodnienie alkoholi - wewnątrzcząsteczkowe i międzycząsteczkowe. Mechanizm reakcji, reguła Zajcewa-Wagnera. Odwodornienie i utlenianie alkoholi.

Alkohole dwuwodorotlenowe (glikole). Klasyfikacja, izomeria. Nomenklatura. Metody wytwarzania glikoli. Cechy właściwości fizycznych i chemicznych. Odwodnienie glikoli. Przegrupowanie pinakoliny. Reakcje utleniania.

alkohole wielowodorotlenowe. Glicerol. Synteza. Właściwości chemiczne i zastosowanie. Nitrogliceryna. Alkohole wielowodorotlenowe: erytrytole, pentitole, heksytole.

FENOLE

Fenole jednowodorotlenowe. Izomeria, nazewnictwo. Przemysłowe metody produkcji: alkaliczne wytapianie sulfonianów, hydroliza halogenków arylu, utlenianie kumenu. Preparat z soli diazoniowych. Właściwości chemiczne. Kwasowość fenoli. Reakcje z udziałem wiązań O-H: powstawanie fenolanów, eterów i estrów. Reakcja Williamsona. Wzajemne oddziaływanie grup hydroksylowych i pierścienia aromatycznego fenolu. Reakcje podstawienia elektrofilowego: halogenowanie, sulfonowanie, nitrowanie, łączenie ze związkami diazowymi. Kondensacja fenolu z formaldehydem. Utlenianie i redukcja fenoli.

Fenole wielowodorotlenowe. Pirokatechol, rezorcyna, hydrochinon.

ETERY

Klasyfikacja. Izomeria. Nomenklatura. Metody odbioru. Fizyczne i chemiczne właściwości. Tworzenie związków oksoniowych. Podstawienie grupy alkoksylowej w eterach (rozszczepienie eterów).

Etery cykliczne. Epoksyd. Paragon. Właściwości chemiczne epoksydów. Reakcje otwarcia pierścienia katalizowane przez kwasy i zasady (mechanizm reakcji, stereochemia, kierunek otwierania pierścienia), reakcje ze związkami metaloorganicznymi. Tetrahydrofuran. Dioksan.

Aminy. Aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe. Aminy alifatyczne i aromatyczne. Izomeria i nazewnictwo. Metody syntezy amin. Właściwości fizyczne i chemiczne amin. Podstawowy charakter amin. Wpływ rodzaju i liczby grup alkilowych lub arylowych w aminie na jej zasadowość. Alkilowanie amin. Czwartorzędowe zasady amoniowe i ich sole. Acylowanie amin. Właściwości i zastosowania pochodnych acylowych. Reakcje podstawienia elektrofilowego w szeregu amin aromatycznych: halogenowanie, nitrowanie, sulfonowanie. Amidy kwasu sulfanilowego (leki sulfonamidowe). Wpływ kwasu azotawego na aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe szeregu alifatycznego i aromatycznego.

Aromatyczne związki diazowe. Reakcja diazowania. Warunki i mechanizm reakcji. Kation diazoniowy: stabilność i charakter elektrofilowy. Reakcje związków diazowych z uwolnieniem azotu: podstawienie halogenem, grupą hydroksylową, grupą cyjanową, wodorem i innymi atomami i grupami. Reakcje związków diazowych bez wydzielania azotu. Reakcja sprzęgania azowego jako reakcja podstawienia elektrofilowego. Warunki przepływu. Barwniki azowe to związki oksyazo i aminoazo. Właściwości wskaźnikowe barwników azowych na przykładzie oranżu metylowego. Związek pomiędzy kolorem i strukturą. Redukcja związków diazowych.

Aminoalkohole. Etanoloamina (kolamina). Cholina. Acetylocholina. Sfingozyna.

ZWIĄZKI KARBONYLU

Nasycone aldehydy i ketony(pochodne alkanów, cykloalkanów i węglowodorów aromatycznych). Struktura grupy karbonylowej. Izomeria. Nomenklatura. Przemysłowa produkcja formaldehydu z alkoholu metylowego i aldehydu octowego z acetylenu. Ogólne metody otrzymywania aldehydów i ketonów. Właściwości chemiczne. Porównanie reaktywności aldehydów i ketonów (alifatycznych i aromatycznych). Addycja nukleofilowa przy grupie karbonylowej: woda, alkohole, kwas cyjanowodorowy, wodorosiarczyn sodu, związki magnezoorganiczne. Ogólny schemat reakcji z pochodnymi amoniaku. Reakcje z aminami, hydroksyloaminą, hydrazynami, semikarbazydem. Kataliza kwasowa i zasadowa reakcji addycji. Redukcja związków karbonylowych do alkoholi i węglowodorów. Utlenianie aldehydów i ketonów. Reakcje dysproporcjonowania (Cannizzaro, Tiszczenko). Reakcje z udziałem wodoru i atomu węgla. Halogenowanie. Reakcja haloformowa. Uszczelnienie aldolowe. Mechanizm reakcji i rola katalizatora. Kondensacja krotonowa.

Nienasycone związki karbonylowe. a-,b-Nienasycone aldehydy i ketony. Paragon. Koniugacja grupy karbonylowej i wiązania podwójnego. Reakcje addycji odczynników elektrofilowych i nukleofilowych. Polimeryzacja. Akroleina. Aldehyd krotonowy.

KWASY KARBOKSYLOWE

Kwasy monokarboksylowe. Nomenklatura izomerii. Metody syntezy. Właściwości fizyczne. Struktura grupy karboksylowej. Właściwości kwasowe. Stała kwasowość. Wpływ wpływu podstawników na moc kwasów karboksylowych. Reakcje polegające na zerwaniu wiązania OH. Sole kwasów karboksylowych. Reakcje polegające na rozerwaniu wiązania C-OH: tworzenie funkcjonalnych pochodnych kwasów karboksylowych. Reakcja estryfikacji i jej mechanizm. Stała równowagi. Wytwarzanie halogenków, bezwodników i amidów kwasowych. Mechanizm reakcji podstawienia nukleofilowego w kwasach i ich pochodnych. Porównanie reaktywności pochodnych kwasów w reakcjach z odczynnikami nukleofilowymi. Halogenki kwasowe. Właściwości chemiczne. Interakcja z wodą, amoniakiem, aminami, alkoholami. Reakcje acylowania. Amidy. Obniżona zasadowość amidów. Hydroliza amidów w środowisku kwaśnym i zasadowym. Odwodnienie. Wiązanie amidowe w cząsteczkach białek. Estry. Właściwości chemiczne. Hydroliza estrów i jej mechanizm. Reakcja transestryfikacji. Interakcja z odczynnikiem Grignarda. Redukcja estrów. Nitryle. Hydroliza i redukcja do amin. Reakcje kwasów z udziałem wodoru przy atomie węgla: halogenowanie, utlenianie. Dekarboksylacja kwasów karboksylowych.

Nienasycone kwasy monokarboksylowe. Izomeria. Nomenklatura. Wzajemne oddziaływanie wiązania podwójnego i grupy karboksylowej. Dodatek odczynników elektrofilowych i nukleofilowych. Wyższe nienasycone kwasy tłuszczowe: kwas oleinowy, linolowy. Estry wyższych kwasów tłuszczowych i gliceryny są tłuszczami. Oleje roślinne i ich rodzaje. Struktura naturalnych glicerydów i ich właściwości. Konfiguracja naturalnych triacylogliceroli zawierających asymetryczny atom węgla. Hydroliza tłuszczów. Mydło. Uwodornienie tłuszczów. Lipidy. Glikolipidy. Glicerofosfolipidy. Etanoloaminofosfoglicerydy (cefaliny). Cholinofosfoglicerydy (lecytyny).

Kwasy dikarboksylowe. Izomeria. Nomenklatura. Metody syntezy. Fizyczne i chemiczne właściwości. Etapy dysocjacji i stałe kwasowości. Tworzenie dwóch serii pochodnych funkcjonalnych. Związek z ogrzewaniem kwasów szczawiowego, malonowego, bursztynowego, glutarowego i ftalowego. Bezwodniki cykliczne. Ftalimid, ftalimid potasu. Eter malonowy. Reakcje podstawienia z udziałem atomów wodoru grupy metylenowej. Synteza kwasów jedno- i dwuzasadowych z wykorzystaniem estru malonowego. Kwas adypinowy. Reakcje polikondensacji i ich zastosowanie w przemyśle (włókno sztuczne).

POCHODNE KWASÓW WĘGLOWYCH

Fosgen. Synteza, właściwości i zastosowanie. Estry kwasów chlorowęglowego i węglowego. Kwas karbaminowy: karbaminiany, estry (uretany). Mocznik. Metody syntezy. Struktura i reakcje. Biuret. Acylacja mocznika (ureidów).

KWASY TLENOWE

Klasyfikacja. Dwuatomowe kwasy jednozasadowe. Izomeria. Nomenklatura. Kwas glikolowy. Kwasy mlekowe i ich stereoizomeria. Metody syntezy a-, b- i g-hydroksykwasów. Właściwości chemiczne. Odwodnienie hydroksykwasów. Laktydy i laktony. Dwuzasadowe trójatomowe hydroksykwasy. Kwasy jabłkowe. Stereoizomeria. Zjawisko konwersji waldeńskiej.

Dwuzasadowe tetrahydroksykwasy. Kwasy winowe, ich stereoizomeria. Kwas winogronowy i mezowinowy. Stereochemia związków z dwoma asymetrycznymi atomami, identycznych i różnych. Racematy. Diastereoizomery. Mezoformy. Aromatyczne hydroksykwasy. Kwas salicylowy. Odbiór i wniosek. Aspiryna.

KWASY OXO (KWASY ALDEHYDO I KETO)

Klasyfikacja. Nomenklatura. Kwasy glioksalowy i pirogronowy. Odbiór i właściwości. Dekarboksylacja i dekarbonylacja. b-Ketokwasy: kwas acetooctowy i jego ester. Synteza estru acetylooctowego. Kondensacja estrów Claisena i jej mechanizm. Właściwości chemiczne estru acetylooctowego. Reakcje charakterystyczne dla ketonowych i enolowych form estru acetylooctowego. Zjawisko tautomerii. Tautomeryzm ketonowo-estrowy estru acetylooctowego. Powody względnej stabilności formy enolowej. Rozszczepianie estru acetylooctowego kwasem i ketonem. Synteza ketonów, kwasów mono- i dikarboksylowych.

Powiązana informacja.

kwas .iiolnalowy

w stanie wolnym

nie istnieje, rozkłada się na u.i^o. jako kwas dwuzasadowy

dużo, może tworzyć szereg pochodnych funkcjonalnych: częściowe i pełne halogenki kwasowe, estry, amidy itp.

Wodorki chlorkowe

monochlorek kwasu węglowego, kwas chlorowęglowy

chlorek kwasu węglowego, fosgen

Fosgen to kompletny chlorek kwasowy kwasu węglowego!, co w tłumaczeniu oznacza - zrodzony ze światła. Otrzymywany przez zmieszanie gazów, tlenku węgla (II) i chloru. Reakcja zachodzi tylko po naświetleniu światłem UV:

co + C12 -- g=o

Fosgen jest gazem duszącym z „kipem” i ma zapach świeżo dojrzałego siana.Jego opary są cięższe od powietrza i podrażniają płuca, powodując obrzęk.

Właściwości chemiczne. 1. Interakcja z H20. Jako wodorek chloru łatwo rozkłada się z wodą, tworząc kwasy węglowy i solny.

2. interakcja z a*p*piaki*p

H. interakcja z alkoholami

Amidy kwasu węglowego

Częściowy amid kwasu węglowego nazywa się kwasem kariaminowym.

kwas:

kwas karbamowy jest niestabilny i nie występuje w stanie wolnym, gdyż łatwo rozkłada się w temperaturze pokojowej:

Pochodne kwasu karbaminowego również łatwo się rozkładają.

Ogrzewanie karbaminianu amonu prowadzi do jego rozkładu na mocznik i H2O:

estry kwasu karbaminowego! nazywane są uretanami. Ogólny

formuła uretanów:

Kwasy karboksylowe

otrzymuje się je z fosgenu i odpowiedniego alkoholu, a następnie pod wpływem amoniaku:

lub z eteru dietylowego kwasu węglowego! - reakcja z amoniakiem:

Uretany to substancje o różnych temperaturach topnienia

i służą do identyfikacji alkoholi. Używa się ich jako tabletek nasennych.

Mocznik - diamid kwasu węglowego:

Mocznik jest końcowym produktem rozkładu białek. Ona

ma ogromne znaczenie biochemiczne.

Mocznik został po raz pierwszy otrzymany przez Wöhlera w 1828 roku z soli amonowej kwasu cyjanowego:

W przemyśle mocznik otrzymuje się z. i 1h!!.,:

Mocznik jest bezbarwną substancją krystaliczną, dobrze rozpuszczalną w wodzie, o charakterze obojętnym.

Właściwości chemiczne. 1. Oddziaływanie mocznika z kwasami. Protonowanie mocznika następuje przy atomie tlenu, ponieważ zasadowość grup -1CHN jest znacznie zmniejszona

w wyniku parowania:

26. Pochodne kwasu węglowego