Estrar är derivat av syror i vilka det sura vätet är ersatt med alkyl (eller i allmänhet kolväte) radikaler.
Estrar delas upp beroende på vilken syra de härrör från (oorganisk eller karboxylsyra).
Bland estrar är en speciell plats upptagen av naturliga estrar - fetter och oljor, som bildas av den trevärdiga alkoholen glycerol och högre fettsyror som innehåller ett jämnt antal kolatomer. Fetter är en del av växt- och djurorganismer och fungerar som en av energikällorna för levande organismer, som frigörs under oxidation av fetter.
Allmän formel för karboxylsyraestrar:
där R och R" är kolväteradikaler (i myrsyraestrar är R en väteatom).
Allmän formel för fetter:
där R", R", R"" är kolradikaler.
Fetter är antingen "enkla" eller "blandade". Enkla fetter innehåller rester av samma syror (dvs. R' = R" = R""), medan blandade fetter innehåller olika.
De vanligaste fettsyrorna som finns i fetter är:
1. Smörsyra CH 3 - (CH 2) 2 - COOH
3. Palmitinsyra CH3-(CH2)14-COOH
4. Stearinsyra CH3-(CH2)16-COOH
5. Oljesyra C17H33COOH
CH3-(CH2)7-CH === CH-(CH2)7-COOH
6. Linolsyra C17H31COOH
CH3-(CH2)4-CH = CH-CH2-CH = CH-COOH
7. Linolensyra C17H29COOH
CH 3 CH 2 CH = CHCH 2 CH == CHCH 2 CH = CH(CH 2) 4 COOH
Följande typer av isomerism är karakteristiska för estrar:
1. Isomerism av kolkedjan börjar vid syraåterstoden med butansyra, vid alkoholåterstoden med propylalkohol, till exempel är etylisobutyrat, propylacetat och isopropylacetat isomera till etylbutyrat.
2. Isomerism av positionen för estergruppen -CO-O-. Denna typ av isomerism börjar med estrar vars molekyler innehåller minst 4 kolatomer, såsom etylacetat och metylpropionat.
3. Interclass isomerism, till exempel, propansyra är isomer till metylacetat.
För estrar som innehåller en omättad syra eller en omättad alkohol är ytterligare två typer av isomerism möjliga: isomerism av multipelbindningens position och cis-, trans-isomerism.
Estrar av lägre karboxylsyror och alkoholer är flyktiga, vattenolösliga vätskor. Många av dem har en behaglig lukt. Till exempel luktar butylbutyrat som ananas, isoamylacetat luktar päron osv.
Estrar av högre fettsyror och alkoholer är vaxartade ämnen, luktfria och olösliga i vatten.
Den behagliga doften av blommor, frukter och bär beror till stor del på närvaron av vissa estrar i dem.
Fetter är utbredda i naturen. Tillsammans med kolväten och proteiner ingår de i alla växt- och djurorganismer och utgör en av huvuddelarna i vår mat.
Enligt deras aggregationstillstånd vid rumstemperatur delas fetter in i flytande och fasta. Fasta fetter bildas som regel av mättade syror, medan flytande fetter (ofta kallade oljor) bildas av omättade syror. Fetter är lösliga i organiska lösningsmedel och olösliga i vatten.
1. Hydrolys eller förtvålningsreaktion. Eftersom förestringsreaktionen är reversibel sker därför den omvända hydrolysreaktionen i närvaro av syror:
Hydrolysreaktionen katalyseras också av alkalier; i detta fall är hydrolys irreversibel, eftersom den resulterande syran och alkalin bildar ett salt:
2. Additionsreaktion. Estrar som innehåller en omättad syra eller alkohol är kapabla till additionsreaktioner.
3. Återhämtningsreaktion. Reduktion av estrar med väte resulterar i bildandet av två alkoholer:
4. Reaktion av bildning av amider. Under påverkan av ammoniak omvandlas estrar till syraamider och alkoholer:
Mottagande. 1. Förestringsreaktion:
Alkoholer reagerar med mineraliska och organiska syror och bildar estrar. Reaktionen är reversibel (den omvända processen är hydrolys av estrar).
Envärda alkoholers reaktivitet i dessa reaktioner minskar från primär till tertiär.
2. Interaktion mellan syraanhydrider och alkoholer:
3. Interaktion mellan syrahalider och alkoholer:
Hydrolysmekanism:
Flytande fetter omvandlas till fasta fetter genom en hydreringsreaktion. Väte förenas vid platsen för dubbelbindningsklyvning i kolväteradikaler i fettmolekyler:
Reaktionen sker vid upphettning under tryck och i närvaro av en katalysator - finkrossad nickel. Produkten av hydrering - fast fett (konstgjord ister), som kallas ister, används för produktion av tvål, stearin och glycerin. Margarin är ett ätbart fett som består av en blandning av hydrerade oljor (solros, bomullsfrö, etc.), animaliska fetter, mjölk och några andra ämnen (salt, socker, vitaminer etc.).
En viktig kemisk egenskap hos fetter, liksom alla estrar, är förmågan att genomgå hydrolys (förtvålning). Hydrolys sker lätt vid upphettning i närvaro av katalysatorer - syror, alkalier, magnesiumoxider, kalcium, zink:
Hydrolysreaktionen av fetter är reversibel. Men med deltagande av alkalier når det nästan slutet - alkalier omvandlar de resulterande syrorna till salter och eliminerar därmed möjligheten för interaktion av syror med glycerin (omvänd reaktion).
| " |
Hydrolysen av estrar katalyseras av både syror och baser. Syrahydrolys av estrar utförs vanligtvis genom upphettning med saltsyra eller svavelsyra i ett vattenhaltigt eller vattenhaltigt alkoholmedium. Vid organisk syntes används syrahydrolys av estrar oftast för mono- och dialkylsubstituerade malonestrar (kapitel 17). Mono- och disubstituerade derivat av malonsyraester genomgår hydrolys när de kokas med koncentrerad saltsyra, följt av dekarboxylering.
För baskatalyserad hydrolys används vanligtvis en vattenhaltig eller vattenhaltig alkohollösning av NaOH eller KOH. Bästa resultat uppnås genom att använda en tunn suspension av kaliumhydroxid i DMSO innehållande en liten mängd vatten.
Den senare metoden är att föredra för förtvålning av hindrade syraestrar; en annan modifiering av denna metod är alkalisk hydrolys av hindrade estrar i närvaro av 18-krona-6-polyester:
För preparativa ändamål har baskatalyserad hydrolys ett antal uppenbara fördelar jämfört med sur hydrolys. Hastigheten för basisk hydrolys av estrar är vanligtvis tusen gånger högre än med syrakatalys. Hydrolys i en sur miljö är en reversibel process, till skillnad från hydrolys i närvaro av en bas, som är irreversibel.
18.8.2.A. Mekanismer för esterhydrolys
Hydrolys av estrar med rent vatten är i de flesta fall en reversibel reaktion, vilket leder till en jämviktsblandning av karboxylsyran och moderestern:
Denna reaktion påskyndas kraftigt i sura och alkaliska medier, vilket är förknippat med syra-baskatalys (kapitel 3).
Enligt K. Ingold klassificeras mekanismerna för esterhydrolys enligt följande kriterier:
(1) Typ av katalys: sur (symbol A) eller basisk (symbol B);
(2) Typ av klyvning, som anger vilken av de två C-O -bindningarna i estern som spjälkas som ett resultat av reaktionen: acylsyre (AC-index) eller alkylsyre (AL-index):
(3) Reaktionens molekylaritet (1 eller 2).
Av dessa tre kriterier kan åtta olika kombinationer göras, vilka visas i diagram 18.1.
Dessa är de vanligaste mekanismerna. Alkalisk förtvålning hör nästan alltid till typ B AC 2. Sur hydrolys (liksom förestring) har i de flesta fall en mekanism A AC 2.
Mekanism A AC 1 observeras vanligtvis endast i starkt sura lösningar (till exempel i koncentrerad H 2 SO 4), och särskilt ofta för steriskt hindrade aromatiska syraestrar.
Mekanismen för AC 1 är fortfarande okänd.
BAL 2-mekanismen hittades endast i fallet med exceptionellt starka rumsligt avskärmade acylgrupper och neutral hydrolys av β-laktoner. Mekanismen för A AL 2 är fortfarande okänd.
Enligt A AL 1-mekanismen reagerar tertiära alkylestrar vanligtvis i en neutral eller sur miljö. Samma substrat under liknande förhållanden kan reagera enligt BAL 1-mekanismen, men när man flyttar till en något mer alkalisk miljö ersätts BAL 1-mekanismen omedelbart av BAC 2-mekanismen.
Som framgår av Schema 18.1 är reaktioner katalyserade av syror reversibla, och av principen om mikroskopisk reversibilitet (kapitel 2) följer att förestring som katalyseras av syror också sker med liknande mekanismer. Men med baskatalys förskjuts jämvikten mot hydrolys (förtvålning), eftersom jämvikten skiftar på grund av jonisering av karboxylsyran. Enligt ovanstående schema, i fallet med mekanism A, är AC1-grupperna COOR och COOH protonerade vid alkoxi- eller hydroxylsyreatomen. Generellt sett, ur termodynamisk synvinkel, är protonering av karbonylsyren, C=O-gruppen, mer gynnsam, eftersom i detta fall kan den positiva laddningen delokaliseras mellan båda syreatomerna:
Ändå innehåller lösningen även en tautomer katjon i små mängder - en nödvändig mellanprodukt i mekanismen A AC 1. Båda B1-mekanismerna (varav B AC 1 är okänd) är faktiskt inte alls katalytiska, eftersom dissociationen av den neutrala estern förekommer.
Av de åtta Ingold-mekanismerna har endast sex bevisats experimentellt.
DEFINITION
Föreningar av organisk natur, som är derivat av karboxylsyror, bildade under interaktionen av de senare med alkoholer:
Allmän strukturformel för estrar:
där R och R' är kolväteradikaler.
Hydrolys av estrar
En av de mest karakteristiska egenskaperna hos estrar (förutom förestring) är deras hydrolys - spjälkning under inverkan av vatten. På ett annat sätt kallas hydrolysen av estrar för förtvålning. Till skillnad från hydrolysen av salter är den i det här fallet praktiskt taget irreversibel. Man skiljer på alkalisk och sur hydrolys av estrar. I båda fallen bildas alkohol och syra:
a) syrahydrolys
b) alkalisk hydrolys
Exempel på problemlösning
EXEMPEL 1
| Träning | Bestäm massan av ättiksyra som kan erhållas under förtvålningsreaktionen av etylacetat som väger 180 g. |
| Lösning | Låt oss skriva reaktionsekvationen för hydrolysen av ättiksyraetylester med bruttoformeln: C4H8O2 + H2O ↔ CH3COOH + C2H5OH. Låt oss beräkna mängden etylacetat (molmassa - 88 g/mol), med hjälp av massvärdet från problemförhållandena: υ (C4H8O2) = m (C4H8O2)/M (C4H8O2) = 180/88 = 2 mol. Enligt reaktionsekvationen är antalet mol etylacetat och ättiksyra lika: υ (C4H8O2) = υ (CH3COOH) = 2 mol. Sedan kan du bestämma massan av ättiksyra (molmassa - 60 g/mol): m(CH3COOH) = υ (CH3COOH) x M (CH3COOH) = 2 x 60 = 120 g. |
| Svar | Massan av ättiksyra är 120 gram. |
Hydrolys av estrar och alla andra syraderivat kräver sur eller alkalisk katalys. Syrahydrolys producerar karboxylsyror och alkoholer (omvänd förestringsreaktion), alkalisk hydrolys producerar salter av karboxylsyror och alkoholer.
Syrahydrolys av estrar:
Mekanism S N , nukleofil - H 2 O, alkoxigruppen ersätts med hydroxyl.
Alkalisk hydrolys av estrar: reaktionen fortskrider i två steg med 2 mol bas, den resulterande syran omvandlas till ett salt.
Mekanism S N, Nu = - OH
Bildning av saltliknande föreningar Amider är neutrala ämnen, eftersom de grundläggande egenskaperna hos ammoniak försvagas genom att väteatomen i den ersätts med en sur rest. Därför bildar NH2-gruppen i amider, till skillnad från aminer, endast en oniumkatjon med svårighet. Men med starka syror ger amider salter, till exempel Cl, som lätt bryts ned av vatten. Å andra sidan ersätts vätet i NH 2 -gruppen i amider lättare med metaller än i ammoniak och aminer. Acetamid, till exempel, löser lätt kvicksilveroxid och bildar föreningen (CH 3 CONH) 2 Hg.
Det är emellertid möjligt att under bildningen av metallderivat sker isomerisering av amiden och den resulterande föreningen har den isomera (tautomera) strukturen av ett imidosyrasalt
d.v.s. det finns en analogi med salter av cyanvätesyra.
2. Verkan av salpetersyrlighet Amider reagerar med salpetersyrlighet, som primära aminer, för att bilda karboxylsyror och frigöra kväve:
3. Förtvålning Vid kokning med mineralsyror och alkalier tillsätter amider vatten och bildar karboxylsyra och ammoniak:
4. Verkan av alkylhalogenider. Inverkan av alkylhalogenider på amider eller deras metallderivat ger N-substituerade amider:
5. Effekt av fosforpentaklorid. Verkan av fosforpentaklorid på amider producerar kloramider
lätt sönderfallande till saltsyra och imidklorider
Den senare med ammoniak kan producera salter amidiner;
6. Omvandling till aminer. Genom kraftig reduktion av amider kan primära aminer med samma antal kolatomer erhållas:
7. Hoffmanns reaktion. När amider exponeras för hypohalogenit eller brom och alkali, bildas aminer, och kolatomen i karbonylgruppen spjälkas av i form av CO 2 (A. Hoffman). Reaktionsförloppet kan representeras enligt följande:
I utbildningsmanualer finns fortfarande ofta en annan tolkning av mekanismen för denna reaktion:
Detta reaktionsförlopp är dock mindre troligt, eftersom bildandet av ett fragment
med en kväveatom som bär två fria elektronpar är osannolikt.
Denna mekanism motsägs i synnerhet av det faktum att om radikalen R är optiskt aktiv så racemiserar den inte som ett resultat av reaktionen. Samtidigt skulle även den flyktiga existensen av den fria radikalen R – : leda till en förlust av optisk aktivitet.
Kemiska egenskaper. Nitrogruppen är en av de mest starka elektronbortdragande grupper och kan effektivt delokalisera negativa. avgift. I aromatisk anslutning. som ett resultat av den induktiva och särskilt mesomeriska effekten påverkar den fördelningen av elektrondensitet: kärnan blir delvis positiv. laddning, som är lokaliserad Kap. arr. i orto- och parapositioner; Hammett-konstanter för NO2-gruppen s m 0,71, s n 0,778, s + n 0,740, s - n 1,25. Sålunda ökar införandet av N02-gruppen reaktionen kraftigt. förmåga att organisera. anslutning. i förhållande till nukleofila reagens och gör det svårt att hantera elektrof. reagenser. Detta avgör den utbredda användningen av nitroföreningar i org. syntes: NO 2 -gruppen införs i den önskade positionen för org-molekylen. anslutning, utföra nedbrytning. ptioner förknippade, som regel, med en förändring i kolskelettet, och sedan omvandlas till en annan funktion eller tas bort. I aromatisk I vissa fall används ofta ett kortare schema: nitrering-omvandling av NO 2 -gruppen.
Bildandet av nitronföreningar i en serie aromatiska nitroföreningar är associerat med isomeriseringen av bensenringen till kinoidformen; till exempel bildas nitrobensen med konc. H 2 SO 4 färgad saltliknande produkt av typ I, o-nitrotoluen uppvisar fotokromism som ett resultat av intramol. protonöverföring för att bilda en klarblå O-derivat:
När baser verkar på primära och sekundära nitroföreningar, bildas salter av nitroföreningar; omgivande anjoner av salter i lösningar med elektrofiler kan producera både O- och C-derivat. Sålunda, när salterna av nitroföreningar alkyleras med alkylhalider, trialkylklorsilaner eller R3O + BF-4, bildas O-alkyleringsprodukter. Senaste m.b. även erhållen genom inverkan av diazometan eller N,O-bis-(trimetylsilyl)acetamid på nitroalkaner med pKa< 3 или нитроновые к-ты, напр.:
Acyklisk alkylestrar av nitronsyror är termiskt instabila och sönderdelas intramol. mekanism:
R-ts och s r a r s i ca m med anslutningar och S-N. Primära och sekundära nitroföreningar vid upphettning. med gruvarbetare. K-tami är närvarande. alkohol eller vattenlösning av alkaliform karbonylföreningar. (se Nave reaktion). R-tion passerar genom mellanrummen. bildning av nitronföreningar:
Som initial anslutning. Silylnitronetrar kan användas. Effekten av starka föreningar på alifatiska nitroföreningar kan leda till hydroxamiska föreningar, till exempel:
Det finns många kända metoder för reduktion av nitroföreningar till aminer. Järnspån, Sn och Zn används ofta. utrustning; med katalytisk vid hydrering används Ni-Raney, Pd/C eller Pd/PbCO 3 som katalysatorer, Alifatiska nitroföreningar reduceras lätt till aminerna LiAlH 4 och NaBH 4 i närvaro. Pd, Na och Al amalgamer, vid uppvärmning. med hydrazin över Pd/C; för aromatiska nitroföreningar används ibland TlCl 3, CrCl 2 och SnCl 2, aromatiska. polynitroföreningar reduceras selektivt till nitraminer av Na-vätesulfid i CH3OH. Det finns sätt att välja. reduktion av NO 2 -gruppen i polyfunktionella nitroföreningar utan att påverka andra funktioner.
När P(III) verkar på aromatiska nitroföreningar uppstår en sekvens. deoxygenering av NO 2 -gruppen med bildning av mycket reaktiva nitrener. Lösningen används för syntes av kondensor. heterocykler, till exempel:
R-ts och bevarande av NO2-gruppen. Alifatiska nitroföreningar som innehåller en a-H-atom alkyleras och acyleras lätt och bildar vanligtvis O-derivat. Däremot ömsesidig mod. dilitiumsalter av primära nitroföreningar med alkylhalider, anhydrider eller karboxylsyrahalogenider leder till C-alkylerings- eller C-acyleringsprodukter, till exempel:
Det finns kända exempel på intramol. C-alkylering, t.ex.:
Primära och sekundära nitroföreningar reagerar med alifatiska föreningar. aminer och CH2O med bildning av p-aminoderivat (Mannich-lösning); i lösningen kan du använda tidigare beredda metylolderivat av nitroföreningar eller aminoföreningar:
Nitrometan och nitroetan kan kondensera med två molekyler metylolamin och högre nitroalkaner med bara en. Vid vissa förhållanden av reagens kan lösningen leda till heterocyklisk. anslutning, till exempel: när du interagerar primär nitroalkan med två ekvivalenter primär amin och överskott av formaldehyd bildas. Former V, om reagenserna tas i förhållandet 1:1:3-komm. Blanketter VI.
Aromatiska nitroföreningar går lätt in i nukleofila lösningar. substitution och mycket svårare - i distriktet elektrof. utbyte; i detta fall riktas nukleofilen till orto- och po-positionerna och elektrofilen riktas till metapositionen till NO2-gruppen. Elektroofhastighetskonstant nitrering av nitrobensen är 5-7 storleksordningar mindre än bensen; detta producerar m-dinitrobensen.
När karboxylering av primära nitroalkaner genom inverkan av CH 3 OMgOCOOCH 3 a-nitrokolföreningar eller deras estrar bildas.
När salter av mononitroföreningar C(NO 2) 4 behandlas med Ag eller alkalimetallnitrit eller när nitriter verkar på a-halogenitroalkaner i en alkalisk miljö (Ter Meers lösning) bildas hem-dinitroföreningar Elektrolys av a-halogenitroalkaner i aprotiska lösningar, såväl som behandling av nitroföreningar Cl 2 i ett alkaliskt medium eller elektrooxidation av salter av nitroföreningar leder till vic-dinitroföreningar:
Nitrogruppen återger inte varelser. påverkan på friradikalalkylering eller arylering av aromater. anslutning; r-tion leder till grunden. till orto- och para-substituerade produkter.
För att reducera nitroföreningar utan att påverka NO 2 -gruppen, använd NaBH 4, LiAlH 4 vid låga temperaturer eller diboranlösning i THF, till exempel:
Aromatisk di- och tri-nitroföreningar, i synnerhet 1,3,5-trinitroben-zen, bildar stabila, ljust färgade kristallina föreningar. de säger komplex med aromatiska elektrondonatorföreningar (aminer, fenoler, etc.). Komplex med pikrinsyra används för isolering och rening av aromatiska föreningar. kolväten. Samspel di- och trinitrobensener med starka baser (HO - , RO - , N - 3 , RSO - 2 , CN - , alifatiska aminer) leder till bildandet av Meisen-Haimer-komplex, som isoleras i form av färgade alkalimetallsalter.
Lämpliga oxidationsmedel för dessa reaktioner är kromsyra eller salpetersyra, kromblandning, mangandioxid eller selendioxid.
Under oxidation med kromsyra fäster alkoholen nukleofilt till kromsyra, under vilken vatten spjälkas av och en ester av kromsyra bildas (detta är det första steget i reaktionen, det liknar bildandet av estrar av karboxylsyror, jfr avsnitt E, 7.1.5.1). I det andra steget, som förmodligen går igenom ett cykliskt övergångstillstånd, passerar alkoholens a-väte till kromatåterstoden, och metallen går från det sexvärda tillståndet till det fyrvärda:
| n-CH3O > P-tert-C4H9 > P-CH3> P-Cl> P-NEJ 2 | (G.6.20) |
När primära alkoholer oxideras måste den resulterande aldehyden skyddas från ytterligare oxidation till karboxylsyra. Det är till exempel möjligt att ständigt destillera bort aldehyden från reaktionsblandningen: detta är fullt möjligt, eftersom aldehydens kokpunkt vanligtvis är lägre än kokpunkten för motsvarande alkohol. Ändå överstiger utbytet av aldehyder under oxidation med dikromat sällan 60 %. Det är anmärkningsvärt att när reaktionen utförs korrekt är flera kol-kolbindningar nästan opåverkade.
Aldehyder bildas också när alkoholer värms upp med en vattenhaltig neutral lösning av dikromat, men endast bensylalkoholer ger bra utbyte.
Högre utbyten av aldehyder kan erhållas genom oxidation av primära alkoholer gnuggar-butylkromat (i petroleumeter, bensen eller koltetraklorid) eller mangandioxid (i aceton, petroleumeter, koltetraklorid eller utspädd svavelsyra). Dessa reagens gör det också möjligt att erhålla omättade och aromatiska aldehyder i goda utbyten.
Oxidationen av sekundära alkoholer till ketoner är ännu lättare än oxidationen av primära alkoholer. Utbytena här är högre eftersom, för det första, reaktiviteten hos sekundära alkoholer är högre än för primära alkoholer, och för det andra är de resulterande ketonerna mycket mer motståndskraftiga mot oxidation jämfört med aldehyder. Bland steroider och terpener har oxidationen av sekundära alkoholer med ett komplex av kromsyra och pyridin, såväl som kromsyraanhydrid i dimetylformamid, visat sig. Kromsyraanhydrid i aceton är också ett bra oxidationsmedel; den kan användas för att oxidera omättade sekundära alkoholer utan att påverka den multipla kol-kolbindningen.
En ny metod, även lämplig för steriskt hindrade alkoholer, är oxidation med dimetylsulfoxid i ättiksyraanhydrid.
Enligt förfarandet nedan utförs reaktionen i ett tvåfassystem. De resulterande ketonerna extraheras med ett organiskt lösningsmedel och skyddas på så sätt från ytterligare oxidation.
Disackarider– kolhydrater, vars molekyler består av två monosackaridrester, som är förbundna med varandra genom växelverkan mellan två hydroxylgrupper.
Under bildandet av en disackaridmolekyl elimineras en vattenmolekyl:
eller för sackaros:
Därför är molekylformeln för disackarider C 12 H 22 O 11.
Bildandet av sackaros sker i växtceller under påverkan av enzymer. Men kemister har hittat ett sätt att utföra många reaktioner som är en del av de processer som sker i den levande naturen. År 1953 utförde den franske kemisten R. Lemieux första gången syntesen av sackaros, som samtida kallade "erövringen av Everest av organisk kemi."
Inom industrin erhålls sackaros från sockerrörsjuice (innehåll 14-16%), sockerbetor (16-21%), samt vissa andra växter, såsom kanadensisk lönn eller jordpäron.
Alla vet att sackaros är ett kristallint ämne som har en söt smak och är mycket lösligt i vatten.
Sockerrörsjuice innehåller kolhydraten sackaros, vanligen kallad socker.
Namnet på den tyske kemisten och metallurgen A. Marggraf är nära förknippat med produktionen av socker från betor. Han var en av de första forskarna som använde ett mikroskop i sin kemiska forskning, med vilken han upptäckte sockerkristaller i betjuice 1747.
Laktos – kristallin mjölksocker, erhölls från mjölk från däggdjur redan på 1600-talet. Laktos är en mindre söt disackarid än sackaros.
Låt oss nu bekanta oss med kolhydrater som har en mer komplex struktur - polysackarider.
Polysackarider– högmolekylära kolhydrater, vars molekyler består av många monosackarider.
I en förenklad form kan det allmänna schemat presenteras enligt följande:
Låt oss nu jämföra strukturen och egenskaperna hos stärkelse och cellulosa - de viktigaste representanterna för polysackarider.
Den strukturella enheten för polymerkedjorna i dessa polysackarider, vars formel är (C 6 H 10 O 5) n, är glukosrester. För att skriva ner sammansättningen av den strukturella enheten (C 6 H 10 O 5) måste du subtrahera en vattenmolekyl från glukosformeln.
Cellulosa och stärkelse är av vegetabiliskt ursprung. De bildas av glukosmolekyler som ett resultat av polykondensation.
Ekvationen för polykondensationsreaktionen, såväl som dess omvända hydrolysprocess för polysackarider, kan villkorligt skrivas enligt följande:
Stärkelsemolekyler kan ha både en linjär och grenad typ av struktur, cellulosamolekyler kan bara ha en linjär struktur.
Vid interaktion med jod ger stärkelse, till skillnad från cellulosa, en blå färg.
Dessa polysackarider har också olika funktioner i växtceller. Stärkelse fungerar som reservnäringsämne, cellulosa har en strukturell konstruktionsfunktion. Växtens cellväggar är gjorda av cellulosa.
CANNIZZAROREAKTION, oxidation reduktion disproportionering av aldehyder under påverkan av alkali med bildning av primära alkoholer och kolsyror, till exempel:
Aldehyd behandlas med konc. vattenhaltig eller vattenhaltig-alkohollösning av alkali vid kylning eller lätt upphettning Katalysatorer - sönderdelning. metaller (t.ex. Ag, Ni, Co, Cu) och deras oxider. Aldehyder som inte innehåller en H-atom i a-positionen till karbonylgruppen kommer in i lösningen. Annars är det inte Cannizzaro-reaktionen som är att föredra, utan snarare aldolkondensationen. Elektronbortdragande substituenter i den aromatiska ringen. aldehyder påskyndar processen, och elektrondonerande saktar ner den. Bensaldehyder med substituenter i ortopositioner reagerar inte i Cannizzaro; o- och p-hydroxibensaldehyder reagerar endast i närvaro. Ag. En reaktion med två olika aldehyder (den så kallade cross Cannizzaro-reaktionen) används i kapitel. arr. för att erhålla primära alkoholer från aromater i högt utbyte. aldehyder. Formaldehyd används vanligtvis som ett reduktionsmedel:
ArCHO + CH2O: ArCH2OH + HCOOH
Under syntesen av polyhydroximetylerade föreningar. formaldehyd i det första steget deltar i aldolkondensation, och sedan som ett reduktionsmedel i Cannizzaro-korsreaktionen:
Cannizzaros föreslagna mekanism för den homogena reaktionen. miljö inkluderar ett hydridöverföringssteg
För aromatisk aldehyder, kan möjligheten att delta i Cannizzaro-reaktionen av radikala anjoner bildade som ett resultat av en-elektronöverföring inte uteslutas. En reaktion som liknar Cannizzaro-reaktionen inträffar med intramol. disproportionering av a-ketoaldehyder i närvaro. alkalier (Cannizzaro omarrangemang):
Cannizzaro-reaktionen används för industriella ändamål. syntes av pentaerytritol, preparativ framställning av alkoholer, kolföreningar etc. Processen upptäcktes av S. Cannizzaro 1853.
Pyrrol, furan och tiofen är femledade heterocykliska föreningar med en heteroatom.
Numreringen av atomer i heterocykeln börjar med heteroatomen och går moturs. Positionerna 2 och 5 kallas a-positioner, 3 och 4 kallas b-positioner.
Enligt formella egenskaper klassificeras dessa föreningar som aromatiska, eftersom de är konjugerade cykliska p-system, som inkluderar 6p elektroner - 4 elektroner i diensystemet - och ett par heteroatomelektroner. Cykeln är nästan platt, vilket betyder att hybridiseringstillståndet för heteroatomen är nära sp 2.
Nedan finns resonansstrukturer som illustrerar delokaliseringen av elektroner i en heteroatom längs en heterocyklisk ring med furan som exempel.
Ovanstående resonansstrukturer visar att en heteroatom (i detta fall en syreatom), som ett resultat av mesomerisk interaktion med dien π-systemet, överför elektrontäthet till ringen, som ett resultat av vilket en viss negativ laddning uppträder på kolatomer i heterocykeln, och följaktligen en positiv laddning på syreatomladdningen. Syreatomen uppvisar naturligtvis, förutom den positiva mesomera effekten, också en negativ induktiv effekt. Emellertid är dess manifestation i egenskaperna hos föreningarna i fråga mindre uttalad, och därför klassificeras femledade heterocykler med en heteroatom som p-överskott av aromatiska heterocykliska föreningar. Resonans leder till viss utjämning av bindningslängder i heterocykeln, vilket också indikerar en viss aromaticitet hos systemet.
