Under normala förhållanden är fosgen en gas som kondenserar till en vätska vid en temp. slaf. och densitet
Fosgen är mycket giftigt. Det har en stark effekt på andningsorganen och slemhinnor. Under första världskriget användes den för att ha en stickande kvävande lukt.
När den utsätts för vatten (eller bättre vattenhaltig alkali), sönderdelas den för att bilda saltsyra och koldioxid:
Fosgen erhålls från klor och kolmonoxid i närvaro av en katalysator som är speciellt behandlad för att öka dess porositet:
Fosgen fungerar som ett utgångsmaterial för syntes av olika organiska föreningar.
Koldisulfid Av derivaten av kolsyra innehållande svavel används koldisulfid i stor utsträckning. Det är en färglös mobil vätska med en temp. slaf. som har en eterisk lukt (teknisk koldisulfid, har en obehaglig lukt som påminner om lukten av rädisa). Koldisulfid är giftigt och extremt brandfarligt, eftersom dess ångor antänds vid låga temperaturer.
Koldisulfid används som utgångsprodukt för syntes av koltetraklorid (s. 74), vid framställning av viskosfiber (s. 345), och även som lösningsmedel för fetter m.m.
Koldisulfid erhålls genom att svavelånga leds över. varmt kol:
För närvarande är det mest kostnadseffektiva sättet att erhålla koldisulfid interaktionen av metan med svavelånga över silikagel:
Urea (urea)är en komplett amid av kolsyra:
Det är ett av de första organiska ämnena som erhållits syntetiskt från oorganiska ämnen (Wöhler, 1828).
Urea är ett kristallint ämne med en temp. pl. 133 °C, lättlöslig i vatten och alkohol. Med en ekvivalent syror bildar den salter, till exempel:
När urealösningar värms upp i närvaro av syror eller alkalier, hydrolyseras det lätt för att bilda koldioxid och ammoniak:
När salpetersyrlighet reagerar med urea bildas koldioxid, kväve och vatten:
När urea värms upp med alkoholer erhålls uretaner - estrar av karbaminsyra
Uretaner är kristallina ämnen som är lösliga i vatten.
När urea reagerar med formaldehyd i en neutral eller svagt alkalisk miljö vid en temperatur på cirka 30 °C, bildas monometylolurea och dimetylolurea:
Dessa derivat bildar, när de värms upp i en sur miljö, ureapolymerer - basen för vanliga plaster - aminoplaster (s. 331) och lim för limning av trä.
Urea (urea) spelar en viktig roll i metabolismen i djurorganismer; är slutprodukten av kvävemetabolism, där kvävehaltiga ämnen (till exempel proteiner), som har genomgått en serie komplexa omvandlingar i kroppen, utsöndras i urinen i form av urea (därav dess namn).
Urea är ett koncentrerat kvävegödselmedel (innehåller 46 % kväve) och absorberas snabbt av växter. Dessutom används urea framgångsrikt för att utfodra boskap.
För närvarande används urea för separering av paraffinkolväten med normal struktur från petroleumprodukter. Faktum är att ureakristaller bildar "kristallina porer", så smala att kolväten med normal struktur tränger in i dem, men kolväten med en grenad kedja kan inte tränga in. Därför adsorberar ureakristaller endast kolväten med normal struktur från blandningen, som efter upplösning av urean separeras från det vattenhaltiga skiktet.
Inom industrin utvinns urea från ammoniak och koldioxid vid 185 °C och tryck
Tiokarbamid Kristallin substans; temp, pl. 172°C. Lättlöslig i vatten, lättlöslig i alkohol. Tiokarbamid kan framställas genom inverkan av vätesulfid på cyanamid
eller genom upphettning av ammoniumtiocyanat. Används för att framställa ureapolymerer.
Koldioxid (koldioxid)- deltar i många karboxylerings- och dekarboxyleringsreaktioner in vivo Och in vitro.
Karboxylering är möjlig när föreningar med en partiell negativ laddning på kolatomen reagerar med koldioxid. I kroppen leder interaktionen av koldioxid med acetylkoenzym A till bildandet av malonylkoenzym A.
Liksom kolsyra i sig är några av dess derivat också okända i fri form: monoklorid ClCOOH och monoamid - karbamin syra H2NCOOH. Emellertid är deras estrar ganska stabila föreningar.
För att syntetisera kolsyraderivat kan du använda fosgen(diklorid) COCl 2, bildas lätt genom reaktion mellan kolmonoxid och klor i ljuset. Fosgen är en extremt giftig gas (bp 8 o C), under första världskriget användes den som ett kemiskt krigsmedel.
Etylester av kloromyrsyra reagerar med ammoniak och bildar etylester av karbaminsyra H 2 NCOOC 2 H 5 . Estrar av karbaminsyra (karbamater) har ett gemensamt namn - Uretaner.
Uretaner har funnit tillämpning inom medicin som läkemedel, i synnerhet meprotan Och etacizin.
Urea (urea)(NH 2) 2 C=O är den viktigaste kvävehaltiga slutprodukten av mänsklig metabolism (ca 20-30 g urea/dag utsöndras i urinen).
Syror och alkalier vid upphettning orsakar hydrolys av urea; i kroppen hydrolyseras den av enzymer.
När den långsamt värms upp till en temperatur av 150-160 o C, sönderdelas urea med frigöring av ammoniak och bildandet biuret.
När biuret reagerar i alkaliska lösningar med koppar(II)joner observeras en karakteristisk violett färg på grund av bildandet av ett kelatkomplex (biuretreaktion). Biuretresten i kelatkomplexet har en imidstruktur.
Karboxylsyraderivat som innehåller en urearest som substituent är ureider. De används inom medicin, särskilt α-bromoisovaleriana ureide - bromerat
(bromural) - används som ett mildt hypnotikum. Dess effekt beror på kombinationen av brom och isovalerinsyrarester, kända för sin dämpande effekt på det centrala nervsystemet.
Guanidin (iminourea)- ett kvävehaltigt derivat av urea - är en stark bas, eftersom konjugatsyran - guanidiniumjon - är mesomeriskt stabiliserad.
Guanidinresten är en del av α-aminosyran - arginin och nukleinbasen - guanin.
3.2 Heterofunktionell kopplingar i vitala processer
generella egenskaper
De flesta ämnen som är involverade i ämnesomsättningen är heterofunktionella föreningar.
Heterofunktionella föreningar är föreningar vars molekyler innehåller olika funktionella grupper.
Kombinationer av funktionella grupper som är karakteristiska för biologiskt viktiga föreningar presenteras i tabell 3.2.
Tabell 3.1. De vanligaste kombinationerna av funktionella grupper i biologiskt viktiga alifatiska föreningar
Bland heterofunktionella föreningar i naturliga föremål är de vanligaste aminoalkoholer, aminosyror, hydroxikarbonylföreningar samt hydroxi- och oxosyror (tabell 9.2).
Tabell 9.2. Vissa hydroxi- och oxosyror och deras derivat
* För di- och trikarboxylsyror - med deltagande av alla karboxylgrupper. För partiella salter och funktionella derivat läggs ett prefix till hydro)-, till exempel "hydroxalat" för anjonen HOOC-COO - .
Av särskild biologisk betydelse a-aminosyror beskrivs i kapitel 12. Polyhydroxialdehyder och polyhydroxiketoner (kolhydrater) diskuteras i kapitel 13.
I den aromatiska serien är grunden för viktiga naturliga biologiskt aktiva föreningar och syntetiska droger (se 9.3) i-aminofenol, i-aminobensoesyra, salicylsyra Och sulfanilsyra.
Systematiska namn på heterofunktionella föreningar är konstruerade enligt de allmänna reglerna för substitutiv nomenklatur (se 1.2.1). För ett antal mycket använda syror är dock trivialnamn att föredra (se tabell 9.2). Deras latinska namn tjänar som grund för namnen på anjoner och syraderivat, som ofta inte sammanfaller med ryska trivialnamn.
Reaktivitet
Kolsyraklorid – fosgen:
Liksom alla syraklorider har fosgen en hög acyleringsförmåga:
Kolsyraamider
1) Karbaminsyra
Karbaminsyra– semiamid (syraamid) av kolsyra – instabil:
2) Urea
Urea– urea, kolsyradiamid:
Urea är den viktigaste slutprodukten av proteinmetabolism hos däggdjur. En vuxen utsöndrar 20-30 g urea i urinen per dag.
Wöhlers syntes (1828).
Industriell metod för framställning av urea
Urea är en storskalig produkt från den kemiska industrin (världsproduktionen är mer än 100 miljoner ton per år). Det används ofta som kvävegödselmedel och för produktion av urea-formaldehydhartser. Inom den kemiska och farmaceutiska industrin används det för att producera barbiturater.
Kemiska egenskaper hos urea
1) Grundläggande:
2) Nedbrytning vid upphettning:
3) Nedbrytning av salpetersyrlighet
Genom mängden kväve som frigörs kan urea bestämmas kvantitativt
(Van-Slyke-metoden).
3) Guanidin
Guanidin har en ovanligt hög basicitet, jämförbar med den för oorganiska alkalier. Detta beror på den höga graden av strukturell symmetri av dess protonerade form och den maximala delokaliseringen av (+) laddningen:
Guanidinrester finns i vissa naturliga föreningar och medicinska substanser, till exempel:
Svavel i organiska föreningar har olika grader av oxidation.
Tioler och tioestrar
När en halogen ersätts med en SH-grupp bildas tioler:
Tioler är surare än alkoholer:
Tiolatanjoner är starka nukleofiler; när de interagerar med halogenderivat bildar de tioestrar:
Svavelatomen i tioetrar är centrum för basicitet och nukleofilicitet; när de interagerar med halogenderivat bildar tioetrar trialkyltioniumsalter:
Tioler oxideras lätt under milda förhållanden och bildar disulfider:
Reaktionens riktning ändras när
RH-potential i miljön: med hög RH-potential - till höger, med låg RH-potential - till vänster. Tiol-disulfid-interomvandlingar spelar en viktig roll i bildandet av strukturen och regleringen av funktionerna hos naturliga proteiner.
Sulfoxider och sulfoner
Under oxidationen av tioetrar tillför en svavelatom syre, och sulfoxider och sulfoner bildas successivt:
Dimetylsulfoxid (DMSO, dimexid)- färglös vätska med koktemperatur. 189°C, löslig i vatten och organiska lösningsmedel. Används ofta i organisk syntes som ett polärt aprotiskt lösningsmedel.
På grund av sin förmåga att snabbt diffundera genom huden och bära ämnen lösta i den, används den på apoteket som en komponent i medicinska salvor.
Sulfonsyror (sulfonsyror)
Sulfonsyror (eller sulfonsyror) föreningar innehållande sulfo grupp:
Metoder för framställning av sulfonsyror
1) Alifatiska sulfonsyror
2) Aromatiska sulfonsyror erhålls genom sulfonering av bensen och dess derivat (se "Kemiska egenskaper hos arener")
Kemiska egenskaper hos sulfonsyror
Sulfo grupp –
1) stark elektronacceptor;
2) hon har hög surhet(jämförbart med svavelsyra);
3) när nukleofil attack på en angränsande C-atom kan bli ersatt för andra rester.
4) Hög polaritet och förmåga att återfukta är anledningen löslighet sulfonsyror i vatten.
1) Surhet
I en vattenhaltig miljö joniseras sulfonsyror nästan helt:
Med alkalier bildar de vattenlösliga salter:
2) Ersättning av sulfogruppen med andra rester
3) Bildning av derivat vid sulfogruppen
PROGRAM
kurs i organisk kemi
för studenter vid fakulteten för biologi och markvetenskap
INTRODUKTION
Ämne organisk kemi. Historien om uppkomsten av organisk kemi och skälen till dess separation i en separat vetenskap. Särdrag hos organiska föreningar och organiska reaktioner.
Organiska föreningars struktur. Teori om kemisk struktur. Rollen som A.M. Butlerov i dess skapelse. Kemiska bindningar: enkla och multipla. Strukturformel. Isomeri. Homologi. Beroende av kemiska egenskaper på ett ämnes sammansättning och struktur. Kemisk funktion. De huvudsakliga funktionella grupperna.
Klassificering av organiska föreningar. Principer för systematisk (IUPAC) nomenklatur.
Kemiska bindningar i molekyler av organiska föreningar. Typer av kemiska bindningar. Bindningar är joniska, kovalenta, koordination. Semipolär anslutning. Den elektroniska oktettens roll. Elektroniska konfigurationer av element. Atomorbitaler och valenstillstånd för kol. Hybridisering av atomära orbitaler: sp 3, sp 2, sp(tre valenstillstånd för en kolatom). s- och p-bindningar. Huvudparametrarna för en kovalent bindning är: bindningsenergi, bindningslängd, polaritet och polariserbarhet för bindningen. Elektronegativitet av element. Begreppet mesomerism (resonans). Elektroniska substituenteffekter: induktiva ( jag), mesomerisk ( M).
Isomerism av organiska föreningar. Strukturella isomerer och stereoisomerer. Grunderna i stereokemi. Rumslig struktur av metan och dess homologer. Principen om fri rotation och gränserna för dess tillämplighet. Förmörkade och hämmade konformationer. Konformationer av föreningar med öppen kedja. Konformationsformler av Newman- och "get"-typ. Konformation av cyklohexanringen. Axiella och ekvatoriala förbindelser. Inversion av stolens konformation. Jämförelse av stabiliteten hos cyklohexanderivat med axiella och ekvatoriala positioner av substituenter. 1,3-Diaxial interaktion.
Geometrisk ( cis - trans) isomerism och villkoren för dess uppträdande i serien av olefiner och cykloalkaner. E-, Z- nomenklatur.
Optisk isomerism. Optisk aktivitet och optiskt aktiva substanser. Molekylär asymmetri som ett villkor för uppkomsten av optisk aktivitet. Asymmetrisk kolatom. Enantiomerer och diastereomerer. R- Och S-nomenklatur för att indikera konfigurationen av kiralitetens centrum. Fischer projektionsformler. D- och L-nomenklatur. Stereoisomerism av föreningar med flera kiralitetscentra. Erytro- och treoisomerer. Mesoformer. Racemisk modifikation.
Klassificering av organiska reaktioner efter omvandlingarnas natur och reagensernas natur.
VÄTEKOL
Alkaner. Homolog serie av metan. Isomeri. Nomenklatur. Metoder för att erhålla. Fysikaliska egenskaper, deras beroende av kedjelängd och struktur. Kemiska egenskaper. Radikala substitutionsreaktioner (SR): halogenering (påverkan av halogenens natur), nitrering (Konovalov), sulfoklorering, oxidation. Initiering och hämning av radikala reaktioner. Reaktiviteten hos väteatomer bundna till primära, sekundära och tertiära kolatomer. Alkylradikaler och deras relativa stabilitet.
Alkenes. Isomeri. Nomenklatur. Metoder för att erhålla. Fysikaliska egenskaper. Längd och energi för bildandet av en dubbelbindning. Kemiska egenskaper. Elektrofila additionsreaktioner: halogener, vätehalogenider, vatten, hypohalogena syror, svavelsyra. Mekanism för elektrofila additionsreaktioner. Stereo och regional anslutning. Karbokationer, deras stabilitet beroende på deras struktur. Markovnikovs styre och dess moderna berättigande. Radikal tillsats: tillsats av HBr i närvaro av peroxider. Nukleofil addition. Polymerisation: katjonisk, anjonisk och radikal. Katalytisk hydrering. Oxidation: epoxidation enligt Prilezhaev, oxidation med kaliumpermanganat, ozonering. Kemiska egenskaper hos a-metylenenheten intill p-bindningen (allylposition): klorering, oxidation.
Alkyner. Isomeri. Nomenklatur. Synteser av acetylen och dess homologer. Karakteristika för fysikaliska egenskaper. Acetyleners kemiska egenskaper: additionsreaktioner, substitutionsreaktioner som involverar en mobil väteatom vid ett kol med en trippelbindning. Acetylenider. Polymerisation av acetylen till bensen, vinylacetylen, cyklooktatetraen.
Alkadiener. Typer av alkadiener. Isomeri. Nomenklatur. Stereokemi av allener. Molekylär asymmetri. Konjugerad - 1,3-diener. Metoder för att erhålla diener. Fysikaliska egenskaper. Längder av kol-kolbindningar i 1,3-butadien och dess bildningsenergi. Manifestation av kopplingseffekten. 1,2- och 1,4-addition till 1,3-diener - elektrofil tillsats av halogener och vätehalogenider. karbokatjoner av allyltyp. Cykladddition till ett diensystem: Diels-Alder syntes. Polymerisation av 1,3-diener. Syntetgummi baserat på 1,3-butadien (divinyl). Sampolymerer av divinyl med styren, akrylnitril, butylgummi. Naturgummi: dess struktur, ozonolys, bearbetning till gummi.
Cykloalkaner. Klassificering. Isomeri. Nomenklatur. Allmänna och speciella metoder för syntes av små, medelstora och stora cykler. Fysiska och kemiska egenskaper. Jämförande bedömning av reaktiviteten och termisk stabilitet hos cyklopropan, cyklobutan, cyklopentan och cyklohexan. Bayers stressteori och dess moderna förståelse. Uppskattning av cykelintensitet baserat på förbränningsvärme. Modern förståelse av strukturen av cyklopropan. Konformationer av cykloalkaner. Cykloalkener och cykloalkadiener.
Aromatiska kolväten. Funktioner för de kemiska egenskaperna hos bensen och dess homologer. Bensens struktur (bindningsvinklar, interatomära avstånd). Bildningsenergi och hydreringsvärme av bensen. Stabiliseringsenergi. Aromatisk karaktär hos bensenringen. Modern förståelse för aromaticitetens natur. Icke-bensenoida aromatiska föreningar. Hückels regel om aromaticitet. Aromaticitet av heterocykliska föreningar: furan, tiofen, pyrrol, pyridin. Aromaticitet av cyklopropenylkatjon, cyklopentadienylanjon, cykloheptatrienylkatjon. Brist på aromatiska egenskaper i cyklooktatetraen.
Bensenhomologer. Homolog serie av bensen. Isomerism i serien av alkylbensener. Nomenklatur. Laboratoriemetoder för syntes. Produktionsmetoder inom industrin. Elektrofila substitutionsreaktioner i den aromatiska ringen. Allmänna mönster och mekanismer för dessa reaktioner. Elektrofila reagenser. Halogenering, nitrering, sulfonering, alkylering, acylering. Inverkan av elektrondonerande och elektronbortdragande substituenter (aktiverande och deaktiverande) på riktningen och hastigheten för elektrofil substitution i bensenringen. Påverkan av induktiva och mesomera effekter av substituenter. Regler för ersättningsriktning: orto- Och par- orientanter (substituenter av det första slaget) och meta- orientanter (ersättningar av det andra slaget). Konsekvent och disharmonisk orientering. Halogenering och oxidation av sidokedjor.
Flerkärniga aromatiska kolväten.
a) Kolväten med okondenserade kärnor. Difenyl. Difenylmetan och trifenylmetan. Trifenylmetylradikal, katjon och anjon. Skäl som avgör deras stabilitet.
b) Kolväten med kondenserade kärnor. Naftalen och antracen. Källor för mottagande. Isomerism av monosubstituerade derivat. Strukturen av naftalen och antracen. Additions- och substitutionsreaktioner. Hydrering, oxidation, halogenering, nitrering, sulfonering. Jämförande bedömning av den aromatiska karaktären hos bensen, naftalen och antracen. fenantren. Förekomst av fenantrenskelettet i naturliga föreningar.
VÄTEKOLDERIVAT
Halogenderivat.
a) Alkylhalogenider. Isomeri. Nomenklatur. Beredningsmetoder: direkt halogenering av alkaner, tillsats av vätehalogenider till alkener och alkyner, från alkoholer genom inverkan av fosforhalogenidderivat. Fysiska och kemiska egenskaper. Nukleofila substitutionsreaktioner av halogen. Mekanismer för S N 1 och S N 2, stereokemi av reaktioner. Nukleofil. Utgående grupp. Bildning, stabilisering och omlagring av karboniumjoner. Reaktionsmekanismens beroende av halogenderivatets struktur och på lösningsmedlets beskaffenhet. Jämförelse av S N 1 och S N 2 reaktioner. Reaktioner för eliminering av vätehalogenider (E1 och E2): stereokemi, elimineringsriktning. Zaitsevs styre. Konkurrens mellan substitutions- och elimineringsreaktioner beroende på reagensens natur och reaktionsbetingelser. Reaktioner av alkylhalider med metaller. Grignard-reagenser: beredning och egenskaper.
b) Aromatiska halogenderivat (arylhalogenider). Nomenklatur. Beredning: direkt halogenering in i kärnan, från diazoniumsalter. Kemiska egenskaper. Elektrofila substitutionsreaktioner (påverkan av halogener). Nukleofila substitutionsreaktioner i haloaryler.
ALKOHOLER
Envärda mättade alkoholer. Isomeri. Nomenklatur. Beredning: från alkylhalogenider, hydratisering av alkener, reduktion av karbonylföreningar. Beredning av primära, sekundära och tertiära alkoholer med Grignard-reagens (syntesplanering och begränsningar). Fysikaliska egenskaper. Förening. Vätebindning. Kemiska egenskaper hos alkoholer. Syra-basegenskaper hos alkoholer. Reaktioner som involverar O-H-bindningen: verkan av metaller och organometalliska föreningar, bildning av estrar av mineralsyror, esterifieringsreaktionen. Reaktioner som involverar C-OH-bindningen och deras mekanism: ersättning av hydroxyl med halogen. Uttorkning av alkoholer - intramolekylär och intermolekylär. Reaktionsmekanism, Zaitsev-Wagner regel. Dehydrering och oxidation av alkoholer.
Tvåvärda alkoholer (glykoler). Klassificering, isomerism. Nomenklatur. Metoder för att framställa glykoler. Funktioner av fysikaliska och kemiska egenskaper. Uttorkning av glykoler. Pinacoline omarrangemang. Oxidationsreaktioner.
Flervärda alkoholer. Glycerol. Syntes. Kemiska egenskaper och tillämpning. Nitroglycerin. Flervärda alkoholer: erytritoler, pentitoler, hexitoler.
FENOL
Envärda fenoler. Isomerism, nomenklatur. Industriella produktionsmetoder: alkalisk smältning av sulfonater, hydrolys av arylhalogenider, kumenoxidation. Beredning från diazoniumsalter. Kemiska egenskaper. Surhet av fenoler. Reaktioner som involverar O-H-bindningar: bildning av fenolater, etrar och estrar. Williamson reaktion. Ömsesidig påverkan av hydroxylgrupper och den aromatiska ringen av fenol. Elektrofila substitutionsreaktioner: halogenering, sulfonering, nitrering, kombination med diazoföreningar. Kondensering av fenol med formaldehyd. Oxidation och reduktion av fenoler.
Flervärda fenoler. Pyrokatekol, resorcinol, hydrokinon.
ETAR
Klassificering. Isomeri. Nomenklatur. Kvittometoder. Fysiska och kemiska egenskaper. Bildning av oxoniumföreningar. Substitution av alkoxigrupp i etrar (klyvning av etrar).
Cykliska etrar. Epoxi. Mottagande. Kemiska egenskaper hos epoxider. Ringöppningsreaktioner katalyserade av syror och baser (reaktionsmekanism, stereokemi, ringöppningsriktning), reaktioner med organometalliska föreningar. Tetrahydrofuran. Dioxan.
Aminer. Primära, sekundära och tertiära aminer. Alifatiska och aromatiska aminer. Isomerism och nomenklatur. Metoder för syntes av aminer. Fysikaliska och kemiska egenskaper hos aminer. Grundkaraktären hos aminer. Inverkan av arten och antalet alkyl- eller arylgrupper i en amin på dess basicitet. Alkylering av aminer. Kvartära ammoniumbaser och deras salter. Acylering av aminer. Egenskaper och tillämpningar av acylderivat. Elektrofila substitutionsreaktioner i serien av aromatiska aminer: halogenering, nitrering, sulfonering. Sulfanilsyraamider (sulfonamidläkemedel). Effekten av salpetersyrlighet på primära, sekundära och tertiära aminer i de alifatiska och aromatiska serierna.
Aromatiska diazoföreningar. Diazotiseringsreaktion. Förhållanden och reaktionsmekanism. Diazoniumkatjon: stabilitet och elektrofil karaktär. Reaktioner av diazoföreningar med frisättning av kväve: substitution med halogen, hydroxyl, cyanogrupp, väte och andra atomer och grupper. Reaktioner av diazoföreningar utan kväveutveckling. Azokopplingsreaktion som en elektrofil substitutionsreaktion. Flödesförhållanden. Azofärgämnen är oxyazo- och aminoazoföreningar. Indikatoregenskaper för azofärgämnen med metylorange som exempel. Samband mellan färg och struktur. Reduktion av diazoföreningar.
Aminoalkoholer. Etanolamin (kolamin). Kolin. Acetylkolin. Sfingosin.
KARBONYLFÖRENINGAR
Mättade aldehyder och ketoner(derivat av alkaner, cykloalkaner och aromatiska kolväten). Karbonylgruppens struktur. Isomeri. Nomenklatur. Industriell tillverkning av formaldehyd från metylalkohol och acetaldehyd från acetylen. Allmänna metoder för framställning av aldehyder och ketoner. Kemiska egenskaper. Jämförelse av reaktiviteten hos aldehyder och ketoner (alifatiska och aromatiska). Nukleofil addition vid karbonylgruppen: vatten, alkoholer, cyanvätesyra, natriumbisulfit, organomagnesiumföreningar. Allmänt reaktionsschema med ammoniakderivat. Reaktioner med aminer, hydroxylamin, hydraziner, semikarbazid. Syra- och baskatalys av additionsreaktioner. Reduktion av karbonylföreningar till alkoholer och kolväten. Oxidation av aldehyder och ketoner. Disproportioneringsreaktioner (Cannizzaro, Tishchenko). Reaktioner som involverar väte av a-kolatomen. Halogenering. Haloform reaktion. Aldol sigill. Reaktionsmekanism och katalysatorns roll. Croton kondensation.
Omättade karbonylföreningar. a-,b-Omättade aldehyder och ketoner. Mottagande. Konjugering av en karbonylgrupp och en dubbelbindning. Additionsreaktioner av elektrofila och nukleofila reagens. Polymerisation. Akrolein. Crotonaldehyd.
KARBOXYLSYROR
Monokarboxylsyror. Isomerism nomenklatur. Syntesmetoder. Fysikaliska egenskaper. Karboxylgruppens struktur. Sura egenskaper. Surhetskonstant. Påverkan av effekten av substituenter på styrkan av karboxylsyror. Reaktioner som innebär att OH-bindningen bryts. Salter av karboxylsyror. Reaktioner som involverar klyvning av C-OH-bindningen: bildandet av funktionella derivat av karboxylsyror. Förestringsreaktion och dess mekanism. Jämviktskonstant. Framställning av syrahalider, anhydrider och amider. Mekanismen för nukleofila substitutionsreaktioner i syror och deras derivat. Jämförelse av reaktiviteten hos syraderivat i reaktioner med nukleofila reagens. Syrahalogenider. Kemiska egenskaper. Interaktion med vatten, ammoniak, aminer, alkoholer. Acyleringsreaktioner. Amider. Minskad basicitet av amider. Hydrolys av amider i sura och alkaliska miljöer. Uttorkning. Amidbindning i proteinmolekyler. Estrar. Kemiska egenskaper. Hydrolys av estrar och dess mekanism. Transesterifieringsreaktion. Interaktion med Grignard-reagens. Reduktion av estrar. Nitriler. Hydrolys och reduktion till aminer. Reaktioner av syror som involverar väte vid a-kolatomen: halogenering, oxidation. Dekarboxylering av karboxylsyror.
Omättade monokarboxylsyror. Isomeri. Nomenklatur. Ömsesidig påverkan av dubbelbindningen och karboxylgruppen. Tillsats av elektrofila och nukleofila reagens. Högre omättade fettsyror: oljesyra, linolsyra. Estrar av högre fettsyror och glycerol är fetter. Vegetabiliska oljor och deras typer. Strukturen av naturliga glycerider och deras egenskaper. Konfiguration av naturliga triacylglyceroler som innehåller en asymmetrisk kolatom. Hydrolys av fetter. Tvål. Hydrering av fetter. Lipider. Glykolipider. Glycerofosfolipider. Etanolaminfosfoglycerider (cefaliner). Kolinfosfoglycerider (lecitiner).
Dikarboxylsyror. Isomeri. Nomenklatur. Syntesmetoder. Fysiska och kemiska egenskaper. Dissociationsstadier och surhetskonstanter. Bildning av två serier av funktionella derivator. Relation till uppvärmning av oxalsyra, malonsyra, bärnstenssyra, glutarsyra och ftalsyra. Cykliska anhydrider. Ftalimid, kaliumftalimid. Malonisk eter. Substitutionsreaktioner som involverar väteatomer i metylengruppen. Syntes av mono- och dibasiska syror med malonester. Adipinsyra. Polykondensationsreaktioner och deras användning inom industrin (konstgjord fiber).
KOLSYRADERIVAT
Fosgen. Syntes, egenskaper och tillämpning. Estrar av klorkarbonsyra och kolsyror. Karbaminsyra: karbamater, estrar (uretaner). Urea. Syntesmetoder. Struktur och reaktioner. Biuret. Acylering av urea (ureider).
OXYSYROR
Klassificering. Diatomiska monobasiska syror. Isomeri. Nomenklatur. Glykolsyra. Mjölksyror och deras stereoisomerism. Metoder för syntes av a-, b- och g-hydroxisyror. Kemiska egenskaper. Uttorkning av hydroxisyror. Laktider och laktoner. Dibasiska triatomära hydroxisyror. Äppelsyror. Stereoisomerism. Fenomenet Waldenian konvertering.
Dibasiska tetrahydroxisyror. Vinsyror, deras stereoisomerism. Vindruvor och mesovinsyra. Stereokemi av föreningar med två asymmetriska atomer, identiska och olika. Racekamrater. Diastereomerer. Mesoformer. Aromatiska hydroxisyror. Salicylsyra. Kvitto och ansökan. Aspirin.
OXOSYROR (ALDEHYDO OCH KETOSYROR)
Klassificering. Nomenklatur. Glyoxyl- och pyrodruvsyror. Kvitto och fastigheter. Dekarboxylering och dekarbonylering. b-ketosyror: acetoättiksyra och dess ester. Syntes av acetoättiksyraester. Ester Claisen kondens, dess mekanism. Kemiska egenskaper hos acetoättiksyraester. Reaktioner som är karakteristiska för keton- och enolformerna av acetoättiksyraester. Fenomenet tautomerism. Keto-enol tautomerism av acetoättiksyraester. Orsaker till enolformens relativa stabilitet. Syra och ketonklyvning av acetoättiksyraester. Syntes av ketoner, mono- och dikarboxylsyror.
Relaterad information.
.iolnal syra
i en fri stat
inte finns, sönderfaller i u.i^o. som en dibasisk syra
parti, kan det bilda ett antal funktionella derivat: partiella och fullständiga syrahalider, estrar, amider, etc.
KLORIDHYDRIDER
kolsyramonoklorid, klorkolsyra
kolsyraklorid, fosgen
Fosgen är en komplett syraklorid av kolsyra!, översatt betyder - född av ljus. Erhålls genom att blanda gaserna kol(II)oxid och klor. Reaktionen inträffar endast när den bestrålas med UV-ljus:
co + C12 -- g=o
Fosgen är en kvävande gas med en "kip" och doften av nymoget hö, dess ångor är tyngre än luft och irriterar lungorna, vilket orsakar svullnad.
Kemiska egenskaper. 1. Interaktion med H20. Som en klorhydrid sönderdelas den lätt med vatten för att bilda kol- och saltsyror.
2. interaktion med a*p*piaki*s
h. interaktion med alkoholer
KOLSYRAAMIDER
Den partiella amiden av kolsyra kallas kariamsyra.
syra:
karbammsyra är instabil och förekommer inte i fritt tillstånd, eftersom den lätt sönderdelas vid rumstemperatur:
Karbaminsyraderivat sönderdelas också lätt.
Uppvärmning av ammoniumkarbamat leder till dess nedbrytning till urea och H2O:
karbaminsyraestrar! kallas uretaner. Allmän
uretaner formel:
Karboxylsyror
de erhålls från fosgen och motsvarande alkohol följt av verkan av ammoniak:
eller från dietyleter av kolsyra! - reaktion med ammoniak:
Uretaner är ämnen med distinkta smältpunkter
och tjänar till att identifiera alkoholer. De används som sömntabletter.
Urea - kolsyradiamid:
Urea är slutprodukten av proteinnedbrytning. Hon
har stor biokemisk betydelse.
Urea erhölls först av Wöhler 1828 från ammoniumsaltet av cyansyra:
Inom industrin erhålls urea från. och 1h!!.,:
Urea är ett färglöst kristallint ämne, mycket lösligt i vatten, av neutral natur.
Kemiska egenskaper. 1. Interaktion mellan urea och syror. Protonering av urea sker vid syreatomen, eftersom basiciteten av -1CHN-grupperna är signifikant reducerad
som ett resultat av parning:
26. Derivat av kolsyra
2. hydrolys av mjöl. urea vid upphettning lätt hydro-
lyser med vatten eller vattenlösningar av syror och alkalier.
3. Interaktion med salpetersyrlighet. när man interagerar
Med salpetersyrlighet sönderdelas urea för att frigöra kväve, kol(IV)oxid och vatten:
4. förhållandet mellan urea och värme. När urea värms upp bildas biuret:
iuret löser sig väl i vatten.
Ytterligare uppvärmning leder till bildandet av cyanur
Karboxylsyror
cyanursyra löses ej i vatten, med en lösning af ^u^o^
i närvaro av 1ChH3 bildar den en komplex förening färgad lila.
5. Urea reagerar med acylerande reagens och bildar acylurea. 1H-acylderivat av urea kallas ureider.
urea och dess derivat används i stor utsträckning vid syntes
mediciner.
