Bir elektrofilik ikame reaksiyonu olarak aromatik karboksilik asitlerin dekarboksilasyonu. Hidrokarbon üretmenin ana yöntemleri Karboksilik asitlerin dekarboksilasyonu reaksiyonu

Elektrofilik ikame reaksiyonları- saldırının gerçekleştirildiği ikame reaksiyonları elektrofil- pozitif yüklü veya elektron açığı olan bir parçacık. Yeni bir bağ oluştuğunda, giden parçacık - elektrofüj elektron çifti olmadan ayrılır. En popüler ayrılan grup protondur. H+.

Tüm elektrofiller Lewis asitleridir.

Elektrofilik ikame reaksiyonlarının genel görünümü:

(katyonik elektrofil)

(nötr elektrofil)

Aromatik (yaygın) ve alifatik (yaygın olmayan) elektrofilik yer değiştirme reaksiyonları vardır. Spesifik olarak aromatik sistemler için elektrofilik ikame reaksiyonlarının özgüllüğü, pozitif yüklü parçacıkları çekebilen aromatik halkanın yüksek elektron yoğunluğu ile açıklanır.

Aromatik sistemler için aslında bir elektrofilik ikame mekanizması vardır - S E Ar. mekanizma S E 1(mekanizmaya benzeterek SN 1) son derece nadirdir ve S E 2(analoji ile karşılık gelen SN 2) hiç oluşmaz.

S E Ar reaksiyonları

reaksiyon mekanizması S E Ar veya aromatik elektrofilik ikame reaksiyonları aromatik bileşiklerin ikame reaksiyonları arasında en yaygın ve en önemlisidir ve iki aşamadan oluşur. İlk aşamada elektrofil bağlanır, ikinci aşamada elektrofüj ayrılır:

Reaksiyon sırasında, pozitif yüklü bir ara ürün oluşur (şekil - 2b'de). adını taşıyor Weland orta seviye, aronyum iyonu veya σ-kompleks. Bu kompleks, kural olarak, çok reaktiftir ve katyonu hızla ortadan kaldırarak kolayca stabilize edilir.

Reaksiyonların büyük çoğunluğunda hız sınırlayıcı adım S E Ar ilk aşamadır.

Nispeten zayıf elektrofiller genellikle saldıran bir parçacık gibi davranır, bu nedenle çoğu durumda reaksiyon S E Ar bir Lewis asidi katalizörünün etkisi altında ilerler. AlCl3, FeCl3, FeBr3, ZnCl2 diğerlerinden daha sık kullanılır.

DEKARBOKSİLASYON, karboksilik asitlerin karboksil grubundan veya tuzlarının karboksilat grubundan C02'nin çıkarılması. Genellikle asitlerin veya bazların varlığında ısıtılarak gerçekleştirilir. Aromatik asitler, kural olarak, sert koşullar altında, örneğin bir metal varlığında kinolin içinde ısıtıldığında dekarboksile edilir. tozlar. Bu yöntemle Cu varlığında piromüsik asitten furan elde edilir. Aromatik asitlerin DEKARBOKSİLASYONU, elektrofilik sübstitüentlerin mevcudiyetinde kolaylaştırılır, örneğin trinitrobenzoik asit, 40-45 °C'ye ısıtıldığında dekarboksillenir. D. ısıtılmış katalizörler (Ca ve Ba karbonatlar, Al203, vb.) üzerinde karboksilik asit buharları, ketonların sentezi için yöntemlerden biridir:



2RCOOH: RCOR + H20 + CO2 .

Konsantrasyonlarının elektrolizi sırasında karboksilik asitlerin sodyum tuzlarının DEKARBOKSİLASYONU. sulu çözeltiler, alkanların elde edilmesinde önemli bir yöntemdir. Halojen dekarboksilasyonu - bir moleküldeki bir karboksil grubunun bir halojen yerine ikame edilmesi, karboksilik asitler üzerindeki LiCl ve tetraasetat Pb'nin ve ayrıca karboksilik asit tuzları üzerindeki serbest halojenlerin (Cl2, Br2, I2) etkisi altında ilerler; örnek:

RCOOM RHal (M = Ag, K, Hg, T1).

I2'nin etkisi altındaki dikarboksilik asitlerin gümüş tuzları kolayca laktonlara dönüştürülür:


Oksidatif dekarboksilasyon da önemli bir rol oynar - CO2'nin karboksilik asitlerden oksidasyonla birlikte ortadan kaldırılması. Kullanılan oksitleyici maddeye bağlı olarak, bu DEKARBOKSİLASYON alkenler, esterler ve diğer ürünlerle sonuçlanır. Böylece, fenilasetik asidin piridin-N-oksit varlığında dekarboksilasyonu sırasında benzaldehit oluşur:

Karboksilik asit tuzlarının DEKARBOKSİLASYONU gibi, organelement türevlerinin ve esterlerin DEKARBOKSİLASYONU gerçekleşir, örneğin:


Karboksilik asitlerin dekarboksilasyonu reaksiyonları, enerji açısından elverişli bir süreçtir, çünkü sonuç olarak, kararlı bir CO 2 molekülü oluşur. Dekarboksilasyon, ά konumunda elektron çeken bir sübstitüenti olan asitlerin karakteristiğidir. Dibazik asitler, dekarboksilatlanması en kolay olanlardır.



Oksalik ve malonik asitler ısıtıldıklarında kolayca dekarboksillenir ve süksinik ve glutarik asitler ısıtıldığında, sabit "yarım sandalye" ve "sandalye" konformasyonlarına sahip beş veya altı üyeli heterosikllerin oluşumundan dolayı siklik anhidritler oluşur.

Biyolojik sistemlerde, dekarboksilasyon reaksiyonları, enzimlerin - dekarboksilazların katılımıyla devam eder. Amino asitlerin dekarboksilasyonu, biyojenik aminlerin oluşumuna yol açar.

Amino asitlerin dekarboksilasyonu, biyojenik aminlerin oluşumuna yol açar.

Doymuş alifatik asitlerde, karboksil grubunun EA etkisinin bir sonucu olarak, a-karbon atomunda bir CH-asit merkezi belirir. Bu, halojenasyon reaksiyonlarında iyi bir şekilde kendini gösterir.

Halojenli asitler, biyolojik olarak önemli bileşiklerin - hidroksi- ve amino asitlerin sentezi için yaygın olarak kullanılır.

dekarboksilasyon

Karboksilik asitlerin dekarboksilasyon reaksiyonu, aşağıdaki genel şemaya göre ilerleyen bir karboksilik asit molekülünden bir karboksil grubunun ortadan kaldırılmasından oluşur:

R-C(O)OH --> R-H + CO 2

En iyi bilinen reaksiyonlar, bir karboksilik asit tuzu ve bir alkali karışımının yüksek bir sıcaklığa ısıtılmasıyla gerçekleştirilen asetik ve benzoik asitlerin dekarboksilasyonudur:

H 3 C-C (O) ONa + NaOH --> CH 4 + Na 2 CO 3

Ph-C(O)ONa + NaOH --> PhH + Na 2 CO 3

Bir dizi asit, hafif ısıtma ile çok kolay bir şekilde dekarboksilat yapar, genel olarak, karboksilik asidin organik radikalinde elektroalıcı ikame edicilerin varlığı, dekarboksilasyon reaksiyonunu kolaylaştırır, örneğin, sırasıyla nitroasetik ve trinitrobenzoik asitlerden nitrometan ve trinitrobenzen elde edilir:

O2N-CH2-C(O)OH --> O2N-CH3 + CO2

2,4,6-(NO 2) 3 C6H2-C(O)OH ---> 1,3,5-(NO 2) 3 C6H3 + CO2.

Nispeten düşük sıcaklıklarda dekarboksilasyon, aromatik halkasında hidroksil gruplarının orto veya para konumunda olduğu aromatik karboksilik asitlerin bir özelliğidir, örneğin gallik asit, hafif bir ısıtma ile kolayca trihidrik fenol - pirogallole dönüşür.

Asetoasetik ve malonik asitler çok kolay dekarboksillenir:

H 3C-C(O)-CH2-C(O)OH --> H3C-C(O)-CH3 + CO 2

HO-C(O)-CH2 -C(O)OH --> H3 С-C(O)OH + CO 2

İkinci reaksiyon, "Malonik ve asetoasetik esterlere dayalı sentez" olarak adlandırılan uygun hazırlayıcı sentez yöntemlerinin temelidir.

Dikarboksilik asitlerin dekarboksilasyonu, siklik ketonlar elde etmek için kullanılır, örneğin, adipik asidin az miktarda baryum oksit ile ısıtılması, siklopentanonun iyi bir verimle elde edilmesini sağlar:

HO-C (O) - (CH2) 4 -C (O) OH --> siklo-C4H8C \u003d O + CO2

Dekarboksilasyon reaksiyonu, Kolbe (karboksilik asit tuzlarının elektrolizi), Simonini, Marquewald, Dakin-West ve Borodin-Hunsdieker reaksiyonları gibi reaksiyonlarda önemli bir adımdır.

oksidatif dekarboksilasyon. 260-300 o'ye ısıtıldığında Benzoik asidin bakır tuzu ile fenil benzoat, karbon dioksit ve bakır oluşumu ile ayrışır:

2 Cu --> C 6 H 5 -C (O) OC 6 H 5 + CO 2 + Cu

Reaksiyon, döngüsel bir ara durum boyunca ilerler. Oksidatif dekarboksilasyon için bir seçenek, karboksilik asitlerin kurşun tetraasetat (oksidan) ile kalsiyum veya lityum klorür (klorür anyonlarının kaynağı) varlığında reaksiyonudur. Reaksiyon, kaynayan benzende ilerler ve hidrokarbonların halojen türevlerinin oluşumuna yol açar:

R-C(O)-OH + Pb 4 + 2 LiCl --> R-Cl + Pb 2 + CH3C(O)OLi + CH3C(O)OH

Dekarboksilasyon reaksiyonları, alkol fermantasyonu ve trikarboksilik asit döngüsü gibi biyokimyasal süreçlerin ayrılmaz ve önemli aşamalarıdır.

Bağlantılar

Edebiyat

  • K. V. Vatsuro, Mishchenko “Organik kimyada nominal reaksiyonlar”, M .: Kimya, 1976.
  • JJ Lee, Nominal reaksiyonlar. Organik reaksiyonların mekanizmaları, M.: Binom., 2006.

Wikimedia Vakfı. 2010

Eş anlamlı:

Diğer sözlüklerde "Dekarboksilasyon" un ne olduğuna bakın:

    CO2'nin karboksilik asitlerin karboksil grubundan t. Enzimatik D.'ye bölünmesi geri dönüşümlü olabilir (örneğin, piruvat oluşumu ile oksaloasetat D.) ve geri dönüşümsüz (örneğin, dekarboksilazlar, koenzim tarafından katalize edilen amino asitlerin oksidatif D.'si) ... Biyolojik ansiklopedik sözlük

    Karboksilik asitlerin karboksil grubundan CO2'nin ayrılması genellikle dekarboksilaz enzimlerinin katılımıyla gerçekleşir. Enzimatik D. tersine çevrilebilir (D. oksaloasetat ila piruvat) ve geri döndürülemez (oksidatif D. amino asitler). Hücredeki özel anlam ... ... mikrobiyoloji sözlüğü

    - [de ... + lat. karbon kömürü + gr. ekşi] - COOH grubunun organik asitlerinden ayrılma; metabolizma sürecinde ve çürüme sırasında gereklidir Geniş bir yabancı kelime sözlüğü. "IDDK" yayınevi, 2007 ... Rus dilinin yabancı kelimeler sözlüğü

    Var., Eşanlamlı sayısı: 1 bölünmüş (8) ASIS Eşanlamlı Sözlüğü. V.N. Trishin. 2013 ... eşanlamlı sözlüğü

    Asitlerin karboksil grubundan (bkz. Karboksil) karbondioksiti ayırma işlemi. Diğer hidrokarbon olmayan gr yokluğunda. D. molekülünde hidrokarbonların oluşumuna yol açar. Petrolün menşei ile ilgili birçok hipotez, katılıma büyük önem vermektedir ... ... Jeolojik Ansiklopedi

    dekarboksilasyon- Karboksilik asitlerin karboksil grubundan veya tuzlarının karboksilat grubundan CO2 grubunun ayrılması reaksiyonu. [Arefiev V.A., Lisovenko L.A. İngilizce Rusça açıklayıcı genetik terimler sözlüğü 1995 407s.] Konular genetik TR dekarboksilasyon ... Teknik Tercümanın El Kitabı

    dekarboksilasyon- * dekarboksilasyon * dekarboksilasyon hareketi veya CO2'nin oluştuğu karboksil gruplarının organik bileşikleri tarafından kaybı. D., 51 pozisyonun kükremesini katalize eden dekarboksilaz enzimlerinin etkisi altında gerçekleşir ... yerine deoksiriboz Genetik. ansiklopedik sözlük

    Dekarboksilasyon dekarboksilasyon. Karboksilik asitlerin karboksil grubundan veya tuzlarının karboksilat grubundan CO2 grubunun elimine edilmesi reaksiyonu. (

Yazar Kimyasal Ansiklopedi b.b. I.L.Knunyants

DEKARBOKSİLASYON, karboksilik asitlerin karboksil grubundan veya tuzlarının karboksilat grubundan C02'nin çıkarılması. Genellikle asitlerin veya bazların varlığında ısıtılarak gerçekleştirilir. Doymuş monokarboksilik asitlerin dekarboksilasyonu, kural olarak, ağır koşullar altında gerçekleşir. Böylece, Na asetatın fazla miktarda soda kireci ile kalsinasyonu, CO2'nin ortadan kaldırılmasına ve metan oluşumuna yol açar: CH3COONa + NaOH CH4 + Na2C03. içeren asitler için DEKARBOKSİLASYON kolaylaştırılır. a - elektronegatif grupların konumu. Asetoasetik (formül I) ve nitroasetik asitlerin (II) kolay DEKARBOKSİLASYONU, siklik bir geçiş durumunun meydana gelmesinden kaynaklanır:


D. nitroasetik asit homologları - nitroalkanların elde edilmesi için hazırlayıcı bir yöntem. Naib. Karboksil grubu doğrudan diğer elektroforlara bağlı olan asitlerin DEKARBOKSİLASYONU kolayca gerçekleştirilir. gruplar. Örneğin, pirüvik asidin kons. H 2 SO 4 kolayca asetaldehite yol açar:

Aynı koşullar altında oksalik asidin dekarboksilasyonu sırasında C02'ye ek olarak H20 ve CO oluşur. D. karboksil grubunun doymamış bir C atomuna bağlanması da kolaylaştırılır; bu nedenle, asetilendikarboksilik asidin monopotasyum tuzunun DEKARBOKSİLASYONU, propiyolik asit sentezi için uygun bir yöntemdir:

D. asetilenkarboksilik asit varlığında oda sıcaklığında gerçekleştirilir. Cu tuzları: HCCCOOH HC=CH + CO2 . Aromatik asitler, kural olarak, sert koşullar altında, örneğin bir metal varlığında kinolin içinde ısıtıldığında dekarboksile edilir. tozlar. Bu yöntemle Cu varlığında piromüsik asitten furan elde edilir. Elektroforez varlığında aromatik asitlerin dekarboksilasyonu kolaylaştırılır. sübstitüentler, örneğin trinitrobenzoik asit, 40-45 °C'ye ısıtıldığında dekarboksillenir. D. ısıtılmış katalizörler (Ca ve Ba karbonatlar, Al203, vb.) üzerindeki karboksilik asit buharları - ketonların sentezi için yöntemlerden biri: 2RCOOH: RCOR + H20 + CO2 . İki asit karışımının dekarboksilasyonu sırasında simetrik olmayan ve simetrik ketonlardan oluşan bir karışım oluşur. Konsantrasyonlarının elektrolizi sırasında karboksilik asitlerin sodyum tuzlarının DEKARBOKSİLASYONU. sulu çözeltiler (bkz. Kolbe reaksiyonları), alkanların elde edilmesi için önemli bir yöntemdir. Hazırlayıcı öneme sahip DEKARBOKSİLASYON reaksiyonları, halojen dekarboksilasyonu içerir - bir moleküldeki bir karboksil grubunun bir halojen ile değiştirilmesi. Reaksiyon, karboksilik asitler üzerindeki LiCl (veya N-bromosüksinimit) ve tetraasetat Pb'nin ve ayrıca serbest halojenlerin (Cl2, Br2, I2) etkisi altında ilerler. karboksilik asit tuzları, örneğin: RCOOM RHal (M = Ag, K, Hg, T1). I2'nin etkisi altındaki dikarboksilik asitlerin gümüş tuzları kolayca laktonlara dönüştürülür:


Oksitlenme de önemli bir rol oynar. DEKARBOKSİLASYON - oksidasyon ile birlikte karboksilik asitlerden CO2'nin ortadan kaldırılması. Kullanılan oksitleyici maddeye bağlı olarak, bu DEKARBOKSİLASYON alkenler, esterler ve diğer ürünlerle sonuçlanır. Böylece, fenilasetik asidin piridin-N-oksit varlığında dekarboksilasyonu sırasında benzaldehit oluşur:

Karboksilik asit tuzlarının DEKARBOKSİLASYONU gibi, organelement türevlerinin ve esterlerin DEKARBOKSİLASYONU gerçekleşir, örneğin:


D. esterler ayrıca alkollü (sulu) bir solüsyonda bazların (alkoller, aminler, vb.) veya DMSO'da Li ve Na klorürlerin etkisi altında da gerçekleştirilir. Çeşitli metabolik süreçlerde büyük öneme sahip olan enzimatik DEKARBOKSİLASYON'dur.Bu tür reaksiyonların iki türü vardır: basit DEKARBOKSİLASYON (tersinir reaksiyon) ve önce DEKARBOKSİLASYON'un ve ardından substratın dehidrojenasyonunun meydana geldiği oksidatif DEKARBOKSİLASYON. İkinci tipe göre, hayvan ve bitki organizmasında, pirüvik ve a -ketoglutarik asitler - karbonhidratların, yağların ve proteinlerin parçalanmasının ara ürünleri (bkz. Trikarboksilik asit döngüsü). Amino asitlerin enzimatik dekarboksilasyonu da bakteri ve hayvanlarda yaygındır.

Kimyasal ansiklopedi. Cilt 2 >>

12. Ders

karboksilik asitler

Plan

1. Elde etme yöntemleri.

2. Kimyasal özellikler.

2.1. asit özellikleri.

2.3. için reaksiyonlar -karbon atomu.

2.5. Kurtarma.

2.6. dikarboksilik asitler.


12. Ders

karboksilik asitler

Plan

1. Elde etme yöntemleri.

2. Kimyasal özellikler.

2.1. asit özellikleri.

2.2. Nükleofilik ikame reaksiyonları.
Karboksilik asitlerin fonksiyonel türevleri.

2.3. için reaksiyonlar -karbon atomu.

2.5. Kurtarma.

2.6. dikarboksilik asitler.

1. Elde etme yöntemleri

2. Kimyasal
özellikleri

Karboksilik asitler, arasında doğrudan bağlanan bir karboksil grubu içerir.
bir karbonil grubu ve bir hidroksildir. Karşılıklı etkileri yeni bir
karbonil bileşiklerinden farklı bir dizi özellik ve
hidroksil türevleri. Karboksilik asitleri içeren reaksiyonlar aşağıdakilere göre ilerler:
ana yönergeleri izleyerek.

    1. COOH grubunun hidrojeninin altında ikame edilmesi
      bazların eylemi ( asit özellikleri).
    2. Nükleofilik reaktiflerle etkileşim
      karbonil karbon atomunda ( fonksiyonel türevlerin oluşumu ve
      kurtarma)
    3. için reaksiyonlar -karbon atomu
      (halojenasyon)
    4. dekoksilasyon

2.1. asidik
özellikleri

Karboksilik asitler en güçlü organik asitlerden biridir. Onların suyu
çözeltiler asidiktir.

RCOOH + H2O \u003d RCOO - +
H3O+

Karboksilik asitlerin yüksek asitliğinin nedenleri ve
hidrokarbon radikalindeki sübstitüentlerin doğasına olan bağımlılığı,
daha önce tartışıldı (bkz. Ders No. 4).

Karboksilik asitler ne zaman tuz oluşturur?
aktif metaller ve çoğu baz ile etkileşim.

Güçlü inorganik ile etkileşime girdiğinde
karboksilik asitler ekleyerek temel özellikler sergileyebilir.
karbonil oksijen atomundaki proton.

Karboksilik asitlerin protonasyonu kullanılır
nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonlarında karboksil grubunu aktive etmek için.

Molekülde aynı anda bulunmasından dolayı
asidik ve bazik merkezler, karboksilik asitler moleküller arası oluşturur
hidrojen bağları vardır ve esas olarak dimerler formunda bulunurlar (bkz. Ders No. 2).

2.2. Nükleofilik ikame reaksiyonları.
Karboksilik asitlerin fonksiyonel türevleri.

Karboksilik asitlerin ana reaksiyon tipi -
fonksiyonel türevlerin oluşumu ile nükleofiller ile etkileşim.
Karboksilik asitleri ve fonksiyonellerini birbirine bağlayan dönüşümler
türevler şemada gösterilmiştir.

Diyagramda gösterilen bağlantılar şunları içerir:
asil grubu sırasında
dönüşümleri, bir bileşikten diğerine değişmeden geçer.
diğeri bir nükleofil ile birleşerek. Bu tür işlemler denir asilasyon,
ve karboksilik asitler ve bunların fonksiyonel türevleri - açilleme
reaktifler
. Genel anlamda, asilasyon işlemi şu şekilde temsil edilebilir:
sonraki diyagram.

Yani asilasyon
karbonil karbon atomunda nükleofilik sübstitüsyon süreci.

Reaksiyon mekanizmasını genel terimlerle düşünün ve
Reklam ile karşılaştırın N -tepkiler
aldehitler ve ketonlar. Karbonil bileşiklerinde olduğu gibi, reaksiyon başlar
Nükleofilin etkili olan karbonil karbon atomuna saldırmasından
pozitif yük. Aynı zamanda kırılıyor
p -karbon-oksijen bağlayarak oluşur dört yüzlü
orta düzey
. Ara ürünün karbonilde daha fazla dönüşüm yolları ve
asil bileşikleri farklıdır. Karbonil bileşikleri bir ürün verirse katılım, daha sonra asil bileşikleri X grubunu ayırır ve ürünü verir. ikame.


Asil ve farklı davranışın nedeni
karbonil bileşikleri - potansiyel ayrılan grup X'in farklı stabilitesinde.
Aldehitler ve ketonlar söz konusu olduğunda, bu hidrit anyonu H'dir. — veya karbonanyon R, yüksek baziklikleri nedeniyle,
son derece fakir ayrılan gruplar. Asil bileşikleri durumunda X
önemli ölçüde daha kararlı bir ayrılan grup (Cl
— ,
RCOO - , RO - , NH2 - ), bu da onu bir anyon olarak ortadan kaldırmayı mümkün kılar
X
veya eşlenik asit
NH.

ile ilgili olarak reaktivite
karboksilik asitlerde ve bunların fonksiyonel türevlerinde nükleofiller daha azdır
aldehitler ve ketonlar, çünkü karbonil üzerindeki etkin pozitif yük
X grubunun + M- etkisinden dolayı karbon atomları daha düşüktür.

Asil grubunun aktivitesi koşullar altında artar
asit katalizi, protonasyon etkililiği arttırdığından
karbon atomu üzerinde pozitif bir yük ve saldırısını kolaylaştırır
nükleofil.

Asilasyon yeteneklerine göre türevler
karboksilik asitler azalmaya göre bir sonraki sırada düzenlenir.
+ X grubunun M etkisi.

Bu dizide, önceki terimler elde edilebilir
müteakip karşılık gelen nükleofilin asilasyonu. Daha fazlasını elde etme süreci
nedeniyle daha az aktif olanlardan pratik olarak hiçbir aktif asilleme reaktifi yoktur.
daha yüksek baziklik nedeniyle elverişsiz denge konumu
saldıran nükleofil ile karşılaştırıldığında ayrılan grup. Tüm fonksiyonel
türevler doğrudan asitlerden elde edilebilir ve bunlara dönüştürülebilir
hidroliz sırasında.

Asit klorürler ve anhidritler

Edinme Yöntemleri

Asit klorürler etkileşimle elde edilir
fosforlu karboksilik asitler ve kükürt halojenürler.

RCOOH + SOCl2 ® RCOOCl + SO2 +
HCI

RCOOH + PCI 5 ® RCOOH + POCl 3 +
HCI

Anhidritler karboksilik asitlerden oluşur
fosfor (V) oksidin etkisi.

Karışık anhidritler elde edilebilir
karboksilik asit tuzlarının asit klorürlerle asilasyonu.



asit klorürler ve anhidritler.

X loranhidritler ve anhidritler en reaktif türevlerdir
karboksilik asitler. Nükleofillerle reaksiyonları ılımlı koşullar altında devam eder.
katalizördür ve pratik olarak geri döndürülemez.

ile karışık anhidritler kullanıldığında
nükleofil, zayıf asidin geri kalanını ve daha güçlü olanın anyonunu birleştirir
asit ayrılan grubun rolünü oynar.


AT
karışık anhidritler biyokimyasal asilasyon reaksiyonlarında önemli bir rol oynar
karboksilik asitler ve fosforik asit - asil fosfatlar ve ikame edilmiş asil fosfatlar. İTİBAREN
nükleofil, organik asitlerin tortusunu ve asil fosfat anyonunu birleştirir
iyi bir ayrılan grubun rolünü oynar.



esterler

Edinme Yöntemleri

RCOO— Na+ + RCl® RCOOR + NaCl Ester elde etmenin en önemli yöntemi esterleşme reaksiyonu. Reaksiyon, nükleofilik bir ikame olarak ilerler.
karboksil grubu.

Karboksilik asitler zayıf asile edicidir
OH grubunun önemli +M etkisi nedeniyle reaktifler. Güçlü kullanımı
aynı zamanda güçlü bazlar olan nükleofiller (örneğin,
temel kataliz), bu durumda karboksilik transfer ettikleri için imkansızdır.
asitleri karboksilik asitlerin daha az reaktif tuzlarına dönüştürür. Reaksiyon gerçekleştirilir
asit katalizi koşulları altında. Asit katalizörün rolü, zaten olduğu gibi
dedi, karbon atomu üzerindeki etkin pozitif yükü artırmada
karboksil grubu ve ek olarak, aşamada OH grubunun protonasyonu
ayrılmak, onu iyi bir ayrılan gruba dönüştürür - H 2 O.


Esterleşme reaksiyonunun tüm adımları
tersine çevrilebilir Dengeyi esterleşme sürecine kaydırmak için,
reaktanlardan birinin fazlalığı veya reaksiyon küresinden ürünlerin uzaklaştırılması.

Nükleofilik ikame reaksiyonları
alkoksikarbonil grubu.

Esterler daha zayıf asillenir
anhidritler ve asit klorürlerden daha reaktifler. S N -alkoksikarbonil grubundaki reaksiyonlar daha fazla ilerler
zorlu koşullar ve asit veya baz katalizi gerektirir. En önemli
bu tip reaksiyonlar hidroliz, aminoliz ve
Interesterifikasyon
.

Hidroliz.

Esterler, karboksilik asitler oluşturmak için hidrolize edilir.
asitler veya alkaliler.

Esterlerin asit hidrolizi bir ters esterleşme reaksiyonudur.

Asit hidroliz mekanizması aşağıdakilerle aynı adımları içerir:
ve esterleştirme işlemi, ancak ters sırada.

Esterlerin alkali hidrolizi gerektirir
eşmolar miktarlarda alkali ve geri dönüşümsüz olarak ilerler.

RCOOR + NaOH ® RCOO - Na + + R OH

Alkali katalizin özü kullanmaktır
zayıf bir nükleofil yerine - su, daha güçlü bir nükleofil -
hidroksit iyonu.


Sürecin geri döndürülemezliği
nükleofillere karşı düşük reaktivite ile sağlanır
hidroliz ürünü - karboksilat anyonu.

Interesterifikasyon.

Transesterifikasyon reaksiyonunda nükleofilin rolü
bir alkol molekülü gerçekleştirir. İşlem asitler tarafından katalize edilir veya
gerekçesiyle.


Reaksiyon mekanizması, kompleksin hidrolizine benzer.
eterler. Interesterifikasyon geri dönüşümlü bir süreçtir. Dengeyi sağa kaydırmak için
ilk alkolden çok fazla kullanmak gerekir. Reaksiyon
Interesterifikasyon, yağ asidi esterlerinin üretiminde uygulama alanı bulur.
triasilgliseritlerden (bakınız leke 18)

aminoliz.

Esterler amonyak ve aminleri asile eder.
karboksilik asitlerin amidlerinin oluşumu.

Karboksilik asitlerin amidleri

Amit grubunun yapısı

ANCAK orta grup, biyolojik olarak önemli birçok bileşikte bulunur,
öncelikle peptidlerde ve proteinlerde (peptit bağı). Onun elektronik ve
uzamsal yapı, biyolojik yapılarını büyük ölçüde belirler.
çalışıyor.

Amit grubu pp'dir -eklenik sistem
nitrojen atomunun p-yörüngesinin ek olarak üst üste binmesi
p -iletişim yörüngesi
karbon-oksijen.

Elektron yoğunluğunun böyle bir dağılımı
CN bağı etrafındaki dönme enerji bariyerinin 60'a yükselmesine yol açar -
90 kJ/mol. Sonuç olarak, amid bağı düzlemsel bir yapıya sahiptir ve bağ uzunlukları
C-N ve C \u003d O, normalden sırasıyla daha az ve daha yüksek değerlere sahiptir
miktarları.

C-N bağı etrafında serbest dönüş olmaması
amidlerin varlığına yol açar cis- ve trans-izomerler. İçin
çoğu amid tercih edilir trans-yapılandırma.

Peptid bağı ayrıca trans- amino asit kalıntılarının yan radikallerinin bulunduğu konfigürasyon
birbirinden en uzak

Edinme Yöntemleri

Nükleofilik ikame reaksiyonları
karboksamid grubu.

Amitler, karboksilik asitlerin en az reaktif türevleridir. Onlar için
etkisi altında sert koşullar altında devam eden hidroliz reaksiyonları bilinmektedir.
asitlerin veya alkalilerin sulu çözeltileri.

Reaksiyon mekanizmaları, kompleksin hidrolizine benzer.
eterler. Bununla birlikte, esterlerin hidrolizinin aksine, asit ve alkali hidroliz
amidler geri dönüşümsüz olarak ilerler.

2.3. için reaksiyonlar - karbon
atom

içeren karboksilik asitler a - hidrojen atomları,
oluşturmak için fosfor varlığında brom ile reaksiyona girer.
a - bromo türevleri
(Gell-Forgald-Zelinsky reaksiyonu
)

Halojen bir -halo-ikameli asitler altında kolayca ikame edilir
nükleofilik reaktiflerin etkisi. Bu yüzden
a -halojenli asitler
çok çeşitli ikame edilmiş maddelerin sentezinde başlangıç ​​malzemeleridir.
a - durum
dahil olmak üzere asitler
a-amino- ve bir -hidroksi asitler.

2.4.
dekarboksilasyon

Dekarboksilasyon, CO2'nin ortadan kaldırılmasıdır. karboksilik asitlerden veya bunların tuzlarından. dekarboksilasyon
asitler veya bazlar varlığında ısıtılarak gerçekleştirilir. Aynı zamanda
Kural olarak, karboksil grubu bir hidrojen atomu ile değiştirilir.

İkame edilmemiş monokarboksilik asitler
zorlu koşullar altında dekarboksillenir.

Dekarboksilasyon varlığı ile kolaylaştırılır
elektron çeken sübstitüentler bir pozisyon.

enzimatik önemi
vücuttaki keto-, amino- ve hidroksi asitlerin dekarboksilasyonu (bakınız leke No. 14 ve
16).

Isıtma ile dekarboksilasyon (kuru
karboksilik asitlerin kalsiyum ve baryum tuzlarının damıtılması - elde etmek için bir yöntem
ketonlar.

2.5.
Kurtarma.

Karboksilik asitler, asit klorürler, anhidritler ve esterler
geri yüklendi LiAlH 4 birincil
alkoller.

Asit klorürler indirgenebilir
aldehitler (bkz. Ders No. 11).

Karboksilik asitlerin amidlerinin indirgenmesinde
aminler oluşur.

3. Dikarboksilik asitler

Dikarboksilik asitler iki karboksil grubu içerir. en uygun fiyatlı
2 ila 6 karbon atomu içeren lineer asitlerdir. Onlara
yapı ve elde etme yöntemleri tablo 9'da sunulmaktadır. bakteri

dikarboksilik asitlerin kimyasal özellikleri
temel olarak monokarboksilik asitlerin özelliklerine benzer. Bütün tepkileri veriyorlar.
karboksil grubunun karakteristiği. Aynı zamanda elde edilebilecek
fonksiyonel türevler (asit klorürler, anhidritler, kompleks, esterler, amidler)
birer birer ve her ikisi karboksil
gruplar. Dikarboksilik asitler, monokarboksilik asitlerden daha asidiktir.
Karboksil grubunun -I etkisinden dolayı. arasındaki mesafe olarak
karboksil grupları, dikarboksilik asitlerin asitliği azalır (bkz. tablo.
9).

Ek olarak, dikarboksilik asitlerin bir numarası vardır.
iki molekülün varlığı ile belirlenen spesifik özellikler
karboksil grupları.

Dikarboksilik asitlerin oranı
ısıtma.

Isıtma üzerine dikarboksilik asitlerin dönüşümleri
karboksil gruplarını ayıran zincirin uzunluğuna bağlıdır ve belirlenir
termodinamik olarak kararlı beş ve altı üyeli oluşturma olasılığı
döngüler.

Oksalik ve malonik asitler ısıtıldığında
dekarboksilasyon meydana gelir.

Süksinik, glutarik ve maleik asitler
ısıtıldıklarında, beş ve altı üyeli döngülerin oluşumuyla suyu kolayca ayırırlar.
anhidritler.

Isıtıldığında adipik asit
bir siklik keton, siklopentanon oluşturmak üzere dekarboksillenir.

polikondensasyon reaksiyonları

D ikarboksilik asitler diaminler ve dioller ile etkileşime girer.
kullanılan poliamidlerin ve polyesterlerin oluşumu
sentetik elyaf üretimi.

Biyolojik olarak önemli dikarboksilik
asitler.

Oksalik asit çözünmeyen tuzlar oluşturur, örneğin,
böbrek ve mesane taşları olarak biriken kalsiyum oksalat.

süksinik asit meydana gelen metabolik süreçlere katılır.
gövde. Trikarboksilik asit döngüsünde bir ara maddedir.

Fumarik asit, Maleic'in aksine , doğada yaygın olarak dağılır, sürece dahil olur
metabolizma, özellikle trikarboksilik asit döngüsünde.

Doymuş hidrokarbonların kaynakları petrol ve doğal gazdır. Doğal gazın ana bileşeni, doğrudan kullanılan veya işlenen en basit hidrokarbon olan metandır. Toprağın bağırsaklarından çıkarılan petrol de işleme, düzeltme ve kırma işlemlerine tabi tutulur. Çoğu hidrokarbon, petrolün ve diğer doğal kaynakların işlenmesinden elde edilir. Ancak önemli miktarda değerli hidrokarbon yapay olarak elde edilir, sentetik yollar.

hidrokarbonların izomerizasyonu

İzomerizasyon katalizörlerinin varlığı, lineer hidrokarbonlardan dallı hidrokarbonların oluşumunu hızlandırır. Katalizörlerin eklenmesi, reaksiyonun ilerlediği sıcaklığı bir şekilde düşürmeyi mümkün kılar.
İzoktan, benzin üretiminde, vuruntu önleme özelliklerini geliştirmek için bir katkı maddesi olarak ve ayrıca bir çözücü olarak kullanılır.

Alkenlerin hidrojenasyonu (hidrojen ilavesi)

Çatlama sonucunda, büyük miktarda çift bağlı doymamış hidrokarbonlar, alkenler oluşur. Sisteme hidrojen eklenerek sayıları azaltılabilir ve hidrojenasyon katalizörleri- metaller (platin, paladyum, nikel):

Hidrojen ilavesi ile hidrojenasyon katalizörlerinin varlığında çatlama denir redüksiyon çatlaması. Başlıca ürünleri doymuş hidrokarbonlardır. Böylece çatlama sırasındaki basınç artışı ( yüksek basınçlı çatlama), gaz halindeki (CH 4 - C4 H 10) hidrokarbon miktarını azaltmanıza ve benzinin temelini oluşturan 6-10 karbon atomlu zincir uzunluğuna sahip sıvı hidrokarbonların içeriğini artırmanıza olanak tanır.

Bunlar, ana hidrokarbon hammaddesi olan yağın endüstriyel olarak işlenmesinin temelini oluşturan alkanları elde etmek için endüstriyel yöntemlerdi.

Şimdi alkan elde etmek için birkaç laboratuvar yöntemini düşünün.

Karboksilik asitlerin sodyum tuzlarının dekarboksilasyonu

Asetik asidin (sodyum asetat) sodyum tuzunun fazla alkali ile ısıtılması, karboksil grubunun ortadan kaldırılmasına ve metan oluşumuna yol açar:

Sodyum asetat yerine sodyum propiyonat alırsak, sodyum bütanoat - propan vb.'den etan oluşur.

Wurtz sentezi

Haloalkanlar bir alkali metal sodyum ile reaksiyona girdiğinde, doymuş hidrokarbonlar ve bir alkali metal halojenür oluşur, örneğin:

Bir alkali metalin bir halojen hidrokarbon karışımı (örneğin, bromoetan ve bromometan) üzerindeki etkisi, bir alkan karışımı (etan, propan ve bütan) oluşumuna yol açacaktır.

!!! Wurtz sentez reaksiyonu, doymuş hidrokarbon zincirinin uzamasına yol açar.

Wurtz sentezinin dayandığı reaksiyon, yalnızca halojen atomunun birincil karbon atomuna bağlı olduğu moleküllerdeki haloalkanlarla iyi ilerler.

karbürlerin hidrolizi

-4 oksidasyon durumunda karbon içeren bazı karbürleri işlerken (örneğin, alüminyum karbür), su ile metan oluşur.