Elektrofil almashtirish reaktsiyasi sifatida aromatik karboksilik kislotalarning dekarboksillanishi. Uglevodorodlarni olishning asosiy usullari Karboksilik kislotalarning dekarboksillanish reaksiyasi

Elektrofil almashtirish reaksiyalari- hujum amalga oshiriladigan almashtirish reaktsiyalari elektrofil- musbat zaryadlangan yoki elektronlar etishmovchiligi bo'lgan zarracha. Yangi bog'lanish hosil bo'lganda, chiquvchi zarracha bo'ladi elektrofug elektron juftisiz ajraladi. Eng mashhur chiqib ketish guruhi protondir H+.

Barcha elektrofillar Lyuis kislotalaridir.

Elektrofil almashtirish reaktsiyalarining umumiy ko'rinishi:

(kationik elektrofil)

(neytral elektrofil)

Aromatik (keng tarqalgan) va alifatik (kamroq tarqalgan) elektrofil almashtirish reaktsiyalari mavjud. Aromatik tizimlar uchun elektrofil almashtirish reaktsiyalarining tabiati aromatik halqaning yuqori elektron zichligi bilan izohlanadi, bu esa musbat zaryadlangan zarralarni jalb qilishi mumkin.

Aromatik tizimlar uchun elektrofil almashtirishning bitta mexanizmi mavjud - S E Ar. Mexanizm S E 1(mexanizmga o'xshash S N 1) - juda kam uchraydi, lekin S E 2(analogiya bo'yicha mos keladi S N 2) - umuman sodir bo'lmaydi.

Reaksiyalar S E Ar

Reaktsiya mexanizmi S E Ar yoki aromatik elektrofil almashtirish reaktsiyalari aromatik birikmalarning almashinish reaksiyalari ichida eng keng tarqalgan va eng muhimi bo'lib, ikki bosqichdan iborat. Birinchi bosqichda elektrofil qo'shiladi va ikkinchi bosqichda elektrofug ajratiladi:

Reaksiya jarayonida musbat zaryadlangan oraliq mahsulot hosil bo'ladi (2b-rasmda). Bu deyiladi Ueland oraliq, aroniy ioni yoki s-kompleks. Bu kompleks odatda juda reaktivdir va osongina stabillashadi, kationni tezda yo'q qiladi.

Reaksiyalarning aksariyatida chegaralanish bosqichi S E Ar birinchi bosqich hisoblanadi.

Hujum qiluvchi zarralar odatda nisbatan zaif elektrofillardir, shuning uchun ko'p hollarda reaktsiya S E Ar katalizator - Lyuis kislotasi ta'sirida yuzaga keladi. Eng ko'p ishlatiladiganlar AlCl 3, FeCl 3, FeBr 3, ZnCl 2.

DEKARBOKSILLASH, karboksilik kislotalarning karboksilik guruhidan yoki ularning tuzlarining karboksilat guruhidan CO 2 ni yo'q qilish. Bu odatda kislotalar yoki asoslar ishtirokida isitish orqali amalga oshiriladi. Aromatik kislotalar, qoida tariqasida, og'ir sharoitlarda, masalan, xinolinda metall kislota ishtirokida qizdirilganda dekarboksillanadi. kukunlar Bu usul bilan Cu ishtirokida piroslitik kislotadan furan olinadi. Aromatik kislotalarning dekarboksillanishi elektrofil o'rnini bosuvchi moddalar ishtirokida osonlashadi, masalan, 40-45 ° C gacha qizdirilganda trinitrobenzoy kislotasi dekarboksillanadi. D. isitiladigan katalizatorlar (Ca va Ba karbonatlar, Al 2 O 3 va boshqalar) ustidagi karboksilik kislotalarning bug'lari - ketonlarni sintez qilish usullaridan biri:



2RCOOH: RCOR + H 2 O + CO 2.

Karboksilik kislotalarning natriy tuzlarining kons. elektrolizlanishida DEKARBOKSILLANISHI. suvli eritmalar alkanlarni tayyorlashning muhim usuli hisoblanadi. Galogendekarboksillanish - molekuladagi karboksil guruhini halogen bilan almashtirish, LiCl va Pb tetraatsetat ta'sirida karboksilik kislotalarga, shuningdek, erkin galogenlarga (Cl 2, Br 2, I 2), masalan, karboksilik kislotalarning tuzlariga ta'sir qiladi. :

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

I 2 ta'sirida dikarboksilik kislotalarning kumush tuzlari osongina laktonlarga aylanadi:


Oksidlanishli DEKARBOKSILASH ham muhim rol o'ynaydi - oksidlanish bilan birga karbon kislotalardan CO 2 ni yo'q qilish. Amaldagi oksidlovchi moddaga qarab, bunday DEKARBOKSILASH alkenlar, efirlar va boshqa mahsulotlarga olib keladi. Shunday qilib, piridin-N-oksid ishtirokida fenilasetik kislotani DEKARBOKSILLANISh paytida benzaldegid hosil bo'ladi:

Karboksilik kislotalar tuzlarining DEKARBOKSİLASHiga o'xshab, organoelement hosilalari va efirlarining DEKARBOKSILANISHI sodir bo'ladi, masalan:


Karboksilik kislotalarning dekarboksillanish reaksiyalari energetik jihatdan qulay jarayondir, chunki natijada barqaror CO 2 molekulasi hosil bo'ladi. Dekarboksillanish f-holatida elektron tortib oluvchi o'rinbosarga ega bo'lgan kislotalar uchun xosdir. Ikki asosli kislotalar eng oson dekarboksilatlanadi.



Oksalat va malon kislotalari qizdirilganda oson dekarboksillanadi, süksinik va glutar kislotalar qizdirilganda siklik angidridlar hosil bo'ladi, bu barqaror "yarim o'rindiq" va "stul" konformatsiyalariga ega bo'lgan besh yoki olti a'zoli geterosikllarning hosil bo'lishi bilan bog'liq. .

Biologik tizimlarda dekarboksillanish reaksiyalari fermentlar - dekarboksilazalar ishtirokida sodir bo'ladi. Aminokislotalarning dekarboksillanishi biogen aminlarning hosil bo'lishiga olib keladi.

Aminokislotalarning dekarboksillanishi biogen aminlarning hosil bo'lishiga olib keladi.

To'yingan alifatik kislotalarda karboksil guruhining EA ta'siri natijasida CH paydo bo'ladi - a-uglerod atomida kislotali markaz. Bu galogenlanish reaktsiyalarida aniq namoyon bo'ladi.

Galid bilan almashtirilgan kislotalar biologik muhim birikmalar - gidroksi va aminokislotalarni sintez qilish uchun keng qo'llaniladi.

Dekarboksillanish

Karboksilik kislotalarning dekarboksillanish reaktsiyasi karboksilik kislota molekulasidan karboksilik guruhni ajratib olishdan iborat bo'lib, quyidagi umumiy sxema bo'yicha amalga oshiriladi:

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

Eng yaxshi ma'lum bo'lgan reaktsiyalar sirka va benzoik kislotalarning dekarboksillanishi bo'lib, ular karboksilik kislota tuzi va ishqor aralashmasini yuqori haroratgacha qizdirish orqali amalga oshiriladi:

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

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

Bir qator kislotalar engil qizdirilganda juda oson dekarboksillanadi, umuman olganda, karboksilik kislotaning organik radikalida elektroakseptor o'rnini bosuvchi moddalar mavjudligi dekarboksillanish reaktsiyasini osonlashtiradi, masalan, nitrometan va trinitrobenzol mos ravishda nitroasetik va trinitrobenzoy kislotalardan olinadi:

O 2 N-CH 2 -C(O)OH --> O 2 N-CH 3 + CO 2

2,4,6-(NO 2) 3 C 6 H 2 -C(O)OH ---> 1,3,5-(NO 2) 3 C 6 H 3 + CO 2.

Nisbatan past haroratlarda dekarboksillanish aromatik karboksilik kislotalarning o'ziga xos xususiyati bo'lib, ularning aromatik halqasida orto- yoki para-pozitsiyada gidroksil guruhlari mavjud, masalan, gal kislotasi, ozgina qizdirilganda, osonlik bilan triatomik fenol - pirogallolga aylanadi.

Asetoasetik va malon kislotalari juda oson dekarboksillanadi:

H 3 C-C(O)-CH 2 -C(O)OH --> H 3 C-C(O)-CH 3 + CO 2

HO-C(O)-CH 2 -C(O)OH --> H 3 C-C(O)OH + CO 2

Oxirgi reaktsiya "malon va asetoasetik efirlarga asoslangan sintez" deb ataladigan qulay preparativ sintez usullarining asosidir.

Dikarboksilik kislotalarning dekarboksillanishi siklik ketonlarni olish uchun ishlatiladi, masalan, adipik kislotani oz miqdordagi bariy oksidi bilan isitish siklopentanonni yaxshi hosil olish imkonini beradi:

HO-C(O)-(CH 2) 4 -C(O)OH --> siklo-C 4 H 8 C=O + CO 2

Dekarboksillanish reaksiyasi Kolbe (karboksilik kislota tuzlarining elektrolizi), Simonini, Markvald, Deykin-Vest va Borodin-Xunsdiker reaktsiyalari kabi reaksiyalarda asosiy bosqich hisoblanadi.

Oksidlovchi dekarboksillanish. 260-300 o S ga qizdirilganda benzoy kislotaning mis tuzi parchalanib, fenilbenzoat, karbonat angidrid va mis hosil qiladi:

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

Reaksiya siklik oraliq holatda boradi. Oksidlovchi dekarboksillanishning bir varianti - kaltsiy yoki litiy xlorid (xlorid anionlari manbai) ishtirokida karboksilik kislotalarning qo'rg'oshin tetraatsetat (oksidlovchi vosita) bilan reaktsiyasi. Reaktsiya benzol qaynayotganda sodir bo'ladi va galogenlangan uglevodorodlar hosil bo'lishiga olib keladi:

R-C(O)-OH + Pb 4 + 2 LiCl --> R-Cl + Pb 2 + CH 3 C(O)OLi + CH 3 C(O)OH

Dekarboksillanish reaktsiyalari alkogolli fermentatsiya va trikarboksilik kislota aylanishi kabi biokimyoviy jarayonlarning ajralmas va muhim bosqichlari hisoblanadi.

Havolalar

Adabiyot

  • K. V. Vatsuro, Mishchenko "Organik kimyodagi nom reaktsiyalari", M.: Kimyo, 1976 yil.
  • J. J. Li, Nominal reaktsiyalar. Organik reaksiyalar mexanizmlari, M.: Binom., 2006.

Wikimedia fondi. 2010 yil.

Sinonimlar:

Boshqa lug'atlarda "Dekarboksilatsiya" nima ekanligini ko'ring:

    Karboksilik kislotalarning karboksil guruhidan CO2 ning chiqarilishi.Fermentativ hazm qilish teskari (masalan, oksaloatsetatning piruvat hosil bo'lishi bilan parchalanishi) va qaytarilmas (masalan, dekarboksilazalar, kofermentlar va boshqalar bilan katalizlangan aminokislotalarning oksidlovchi hazm bo'lishi) bo'lishi mumkin. ) Biologik ensiklopedik lug'at

    Karboksilik kislotalarning karboksil guruhidan CO2 ni yo'q qilish odatda dekarboksilaza fermentlari ishtirokida amalga oshiriladi. Fermentativ hazm qilish teskari (oksaloatsetatdan piruvatgacha hazm bo'lishi) va qaytarilmas (aminokislotalarning oksidlovchi hazm bo'lishi) bo'lishi mumkin. Hujayrada alohida ahamiyatga ega ...... Mikrobiologiya lug'ati

    - [de... + lat. uglerod ko'mir + gr. kislotali] - organik kislotalardan COOH guruhini yo'q qilish; moddalar almashinuvi va yemirilish jarayonida muhim ahamiyatga ega.Chet so‘zlarning katta lug‘ati. "IDDK" nashriyoti, 2007 yil ... Rus tilidagi xorijiy so'zlar lug'ati

    Ism, sinonimlar soni: 1 ta bo'linma (8) ASIS sinonimlar lug'ati. V.N. Trishin. 2013… Sinonim lug'at

    Kislotalarning karboksil guruhidan (qarang Karboksil) karbonat angidridni olib tashlash jarayoni. Boshqa uglevodorod bo'lmagan gr. D. molekulasida uglevodorodlar hosil boʻlishiga olib keladi. Neftning kelib chiqishi haqidagi ko'plab gipotezalarda ishtirok etish katta ahamiyatga ega ... ... Geologik ensiklopediya

    dekarboksillanish- Karboksilik kislotalarning karboksilik guruhidan yoki ularning tuzlarining karboksilat guruhidan CO2 guruhini yo'q qilish reaktsiyasi. [Arefyev V.A., Lisovenko L.A. Genetika atamalarining inglizcha-ruscha izohli lug'ati 1995 407 bet.] Mavzular genetika EN dekarboksillanish ... Texnik tarjimon uchun qo'llanma

    Dekarboksillanish- * dekarboksillanish * dekarboksillanish - CO2 hosil bo'ladigan karboksil guruhlarining organik birikmalari bilan harakatlanishi yoki yo'qolishi. D. dekarboksilaza fermentlari taʼsirida yuzaga keladi, ular 51 pozitsiyani... ... oʻrniga dezoksiribozaga aylantirishni katalizlaydi. Genetika. ensiklopedik lug'at

    Dekarboksillanish dekarboksillanish. Karboksilik kislotalarning karboksilik guruhidan yoki ularning tuzlarining karboksilat guruhidan CO2 guruhini yo'q qilish reaktsiyasi. (

Muallif: Kimyoviy entsiklopediya I.L.Knunyants

DEKARBOKSILLASH, karboksilik kislotalarning karboksilik guruhidan yoki ularning tuzlarining karboksilat guruhidan CO 2 ni yo'q qilish. Bu odatda kislotalar yoki asoslar ishtirokida isitish orqali amalga oshiriladi. To'yingan monokarboksilik kislotalarning DEKARBOKSILLANISHI odatda og'ir sharoitlarda sodir bo'ladi. Shunday qilib, Na asetatning ortiqcha sodali ohak bilan kaltsiylanishi CO 2 ning yo'q qilinishiga va metan hosil bo'lishiga olib keladi: CH 3 COONa + NaOH CH 4 + Na 2 CO 3 . O'z ichiga olgan kislotalar uchun dekarboksillanish osonlashadi a -elektronmanfiy guruhlarning joylashishi. Asetoasetik (formula I) va nitroasetik kislotalarning (II) oson dekarboksillanishi tsiklik o'tish holatining paydo bo'lishi bilan bog'liq:


D. nitrosirka kislotasining gomologlari - nitroalkanlarni olishning preparativ usuli. Naib. Karboksil guruhi boshqa elektrof bilan bevosita bog'langan kislotalarning DEKARBOKSILLANISHI osonlik bilan amalga oshiriladi. guruhlarda. Masalan, piruvik kislotani kons. H 2 SO 4 osongina asetaldegidga olib keladi:

Oksalat kislotani bir xil sharoitda DEKARBOKSILLASHDA CO 2 dan tashqari H 2 O va CO hosil bo'ladi. D. karboksil guruhi toʻyinmagan S atomiga bogʻlangan boʻlsa ham osonlashadi; Shunday qilib, asetilendikarboksilik kislotaning monokaliy tuzini DEKARBOKSİLASH propiol kislotasini sintez qilishning qulay usuli hisoblanadi:

D. atsetilen karboksilik kislota ishtirokida xona haroratida amalga oshiriladi. Cu tuzlari: HCCCOOH HC=CH + CO 2. Aromatik kislotalar, qoida tariqasida, og'ir sharoitlarda, masalan, xinolinda metall kislota ishtirokida qizdirilganda dekarboksillanadi. kukunlar Bu usul bilan Cu ishtirokida piroslitik kislotadan furan olinadi. Aromatik kislotalarning DEKARBOKSILLANISHI elektrof mavjudligi bilan osonlashadi. o'rnini bosuvchi moddalar, masalan, trinitrobenzoy kislotasi 40-45 ° C gacha qizdirilganda dekarboksillanadi. D. qizdirilgan katalizatorlar ustidagi karboksilik kislotalarning bugʻlari (Ca va Ba karbonatlar, Al 2 O 3 va boshqalar) - ketonlarni sintez qilish usullaridan biri: 2RCOOH: RCOR + H 2 O + CO 2. Ikki kislota aralashmasini DEKARBOKSILLASHDA nosimmetrik va simmetrik ketonlar aralashmasi hosil bo'ladi. Karboksilik kislotalarning natriy tuzlarining kons. elektrolizlanishida DEKARBOKSILLANISHI. suvli eritmalar (qarang Kolbe reaktsiyalari) alkanlarni tayyorlashning muhim usuli hisoblanadi. Preparativ ahamiyatga ega bo'lgan DEKARBOKSILLASH reaksiyalariga galogen dekarboksillanish - molekuladagi karboksil guruhini galogen bilan almashtirish kiradi. Reaksiya LiCl (yoki N-bromosuksinimid) va Pb tetraatsetatning karboksilik kislotalarga, shuningdek, erkin halogenlarga (Cl 2, Br 2, I 2) ta'sirida sodir bo'ladi. karboksilik kislotalarning tuzlari, masalan: RCOOM RHal (M = Ag, K, Hg, T1). I 2 ta'sirida dikarboksilik kislotalarning kumush tuzlari osongina laktonlarga aylanadi:


Oksidlanish ham muhim rol o'ynaydi. DEKARBOKSILLASH - oksidlanish bilan birga karbon kislotalardan CO 2 ni yo'q qilish. Amaldagi oksidlovchi moddaga qarab, bunday DEKARBOKSILASH alkenlar, efirlar va boshqa mahsulotlarga olib keladi. Shunday qilib, piridin-N-oksid ishtirokida fenilasetik kislotani DEKARBOKSILLANISh paytida benzaldegid hosil bo'ladi:

Karboksilik kislotalar tuzlarining DEKARBOKSİLASHiga o'xshab, organoelement hosilalari va efirlarining DEKARBOKSILANISHI sodir bo'ladi, masalan:


Efirlarning degeneratsiyasi alkogolli (suvli) eritmadagi asoslar (alkogollar, aminlar va boshqalar) yoki DMSOdagi Li va Na xloridlar ta'sirida ham amalga oshiriladi. Turli metabolik jarayonlarda fermentativ DEKARBOKSILLANISh katta ahamiyatga ega.Bunday reaksiyalar ikki xil bo'ladi: oddiy DEKARBOKSILASH (qaytariladigan reaksiya) va oksidlovchi DEKARBOKSILLASH, bunda dastlab DEKARBOKSILASH, keyin esa substratning degidrogenlanishi sodir bo'ladi. Oxirgi turga ko'ra, piruvikning fermentativ DEKARBOKSILASI va a -ketoglutar kislotalar - uglevodlar, yog'lar va oqsillar parchalanishining oraliq mahsuloti (qarang Trikarbon kislota aylanishi). Bakteriyalar va hayvonlarda aminokislotalarning fermentativ DEKARBOKSILLANISHI ham keng tarqalgan.

Kimyoviy ensiklopediya. 2-jild >>

12-sonli ma’ruza

Karboksilik kislotalar

Reja

1. Olish usullari.

2. Kimyoviy xossalari.

2.1. Kislota xossalari.

2.3. A tomonidan reaktsiyalar - uglerod atomi.

2.5. Qayta tiklash.

2.6. Dikarboksilik kislotalar.


12-sonli ma’ruza

Karboksilik kislotalar

Reja

1. Olish usullari.

2. Kimyoviy xossalari.

2.1. Kislota xossalari.

2.2. Nukleofil almashtirish reaksiyalari.
Karboksilik kislotalarning funksional hosilalari.

2.3. A tomonidan reaktsiyalar - uglerod atomi.

2.5. Qayta tiklash.

2.6. Dikarboksilik kislotalar.

1. Olish usullari

2. Kimyoviy
xususiyatlari

Karboksilik kislotalar to'g'ridan-to'g'ri bog'langan karboksil guruhini o'z ichiga oladi
karbonil guruhi va gidroksil. Ularning o'zaro ta'siri yangilikni belgilaydi
karbonil birikmalarining xossalaridan farq qiluvchi xususiyatlar majmuasi va
gidroksil hosilalari. Karboksilik kislotalar ishtirokidagi reaksiyalar quyidagicha davom etadi
quyidagi asosiy yo'nalishlar.

    1. ostida COOH guruhining vodorodini almashtirish
      asoslar harakati ( kislota xossalari).
    2. Nukleofil reagentlar bilan o'zaro ta'siri
      karbonil uglerod atomida ( funksional hosilalarni hosil qilish va
      tiklanish)
    3. A tomonidan reaktsiyalar - uglerod atomi
      (halogenlash)
    4. Dekaboksillanish

2.1. Kislotali
xususiyatlari

Karboksilik kislotalar eng kuchli organik kislotalar qatoriga kiradi. Ularning suvi
eritmalari kislotali.

RCOOH + H 2 O = RCOO - +
H3O+

Karboksilik kislotalarning yuqori kislotaliligi sabablari va
uning uglevodorod radikalidagi o'rinbosarlarning tabiatiga bog'liqligi edi
avvalroq muhokama qilingan (4-sonli ma'ruzaga qarang).

Karboksilik kislotalar qachon tuzlar hosil qiladi
faol metallar va ko'pchilik asoslar bilan o'zaro ta'sir.

Kuchli noorganik bilan o'zaro ta'sirlashganda
kislotalar, karboksilik kislotalar qo'shib asosiy xususiyatlarni namoyon qilishi mumkin
karbonil kislorod atomida proton.

Karboksilik kislotalarning protonatsiyasi qo'llaniladi
nukleofil almashtirish reaktsiyalarida karboksil guruhini faollashtirish.

Bir vaqtning o'zida molekulada mavjudligi sababli
kislotali va asosli markazlar, karboksilik kislotalar molekulalararo hosil qiladi
vodorod aloqalari va asosan dimerlar shaklida mavjud (2-sonli ma'ruzaga qarang).

2.2. Nukleofil almashtirish reaksiyalari.
Karboksilik kislotalarning funksional hosilalari.

Karboksilik kislotalarning reaktsiyalarining asosiy turi
funktsional hosilalarni hosil qilish uchun nukleofillar bilan o'zaro ta'sir.
Karboksilik kislotalarni bog'lovchi o'zaro konversiyalari va ularning funksionalligi
hosilalari diagrammada ko'rsatilgan.

Diagrammada ko'rsatilgan ulanishlar o'z ichiga oladi
asil guruhi davomida
ularning o'zaro o'zgarishi, u bir birikmadan o'zgarmagan holda o'tadi
ikkinchisi nukleofil bilan birikish orqali. Bunday jarayonlar deyiladi asillanish,
va karboksilik kislotalar va ularning funktsional hosilalari - asillash
reaktivlar
. Umuman olganda, asillanish jarayoni ifodalanishi mumkin
quyidagi diagramma.

Shunday qilib, asillanish
karbonil uglerod atomida nukleofil almashinish jarayoni.

Reaksiya mexanizmini umumiy shaklda ko'rib chiqamiz va
uni reklama bilan solishtiring N -reaksiyalar
aldegidlar va ketonlar. Karbonil birikmalarida bo'lgani kabi, reaktsiya boshlanadi
samarali bo'lgan karbonil uglerod atomiga nukleofil hujumidan
musbat zaryad. Shu bilan birga, u buziladi
p -uglerod-kislorod aloqasi hosil bo'ladi tetraedral
oraliq
. Karbonil va oraliq mahsulotning keyingi o'zgarishi uchun yo'llar
asil birikmalari har xil. Karbonil birikmalari mahsulot bersa qo'shilish, keyin asil birikmalari X guruhini yo'q qiladi va mahsulotni beradi almashtirishlar.


Acylning turli xil xatti-harakatlarining sababi va
karbonil birikmalari - potentsial tark etuvchi X guruhining turli barqarorligida.
Aldegidlar va ketonlar bo'lsa, bu gidrid anion H — yoki karbonanion R, ular yuqori asosliligi tufayli
juda kambag'al guruhlarni tark etish. Asil birikmalari holatida X
ancha barqaror chiqib ketish guruhi (Cl
— ,
RCOO - , RO - , NH 2 - ), bu uni anion shaklida yo'q qilish imkonini beradi
X
yoki konjugat kislota
NH.

To'g'ri reaktivlik
karboksilik kislotalar va ularning funksional hosilalari nukleofillarga qaraganda kamroq
aldegidlar va ketonlar, chunki karbonil ustida samarali musbat zaryad
X guruhining + M- ta'siri tufayli ularning uglerod atomi pastroq.

Asil guruhining faolligi sharoitlarda ortadi
kislotali kataliz, chunki protonatsiya samaradorlikni oshiradi
uglerod atomida musbat zaryad va hujumni osonlashtiradi
nukleofil.

Sanoatlarning atsillash qobiliyatiga ko'ra
karboksilik kislotalar kamayishiga mos ravishda keyingi qatorga joylashtiriladi
+M-X guruhining effekti.

Ushbu seriyada oldingi shartlarni olish mumkin
tegishli nukleofilning keyingi asilatsiyasi. Ko'proq olish jarayoni
tufayli kamroq faol bo'lganlardan faol asillovchi reagentlar deyarli yo'q
yuqori asoslilik tufayli noqulay muvozanat holati
hujum qiluvchi nukleofil bilan solishtirganda guruhni tark etadi. Hammasi funksional
hosilalarni kislotalardan to'g'ridan-to'g'ri olish mumkin va ularga aylanadi
gidroliz paytida.

Kislota xloridlari va angidridlari

Qabul qilish usullari

Kislota xloridlari reaksiyaga kirishib tayyorlanadi
fosfor va oltingugurt galogenidlari bilan karboksilik kislotalar.

RCOOH + SOCl 2 ® RCOOCl + SO 2 +
HCl

RCOOH + PCl 5 ® RCOOH + POCl 3 +
HCl

Angidridlar ostidagi karboksilik kislotalardan hosil bo'ladi
fosfor oksidining (V) ta'siri.

Aralashtirilgan angidridlarni tayyorlash mumkin
karboksilik kislota tuzlarini kislota xloridlari bilan asillanishi.



kislotali xloridlar va angidridlar.

X kislota xloridlari va angidridlari eng reaktiv hosilalardir
karboksilik kislotalar. Ularning nukleofillar bilan reaktsiyalari engil sharoitlarda, ularsiz sodir bo'ladi
katalizator va amalda qaytmas.

Bilan aralashtirilgan angidridlardan foydalanilganda
nukleofil kuchsizroq kislotaning qoldig'ini va kuchliroqning anionini bog'laydi.
kislota tark etuvchi guruh rolini o'ynaydi.


IN
aralash angidridlar biokimyoviy asillanish reaktsiyalarida muhim rol o'ynaydi
karboksilik kislotalar va fosfor kislotasi - asil fosfatlar va o'rnini bosuvchi asil fosfatlar. BILAN
nukleofil organik kislota qoldig'i va asilfosfat anioni bilan birlashadi.
yaxshi tark etuvchi guruh vazifasini bajaradi.



Esterlar

Qabul qilish usullari

RCOO— Na+ + R Cl ® RCOOR + NaCl Efirlarni tayyorlashning eng muhim usuli hisoblanadi esterifikatsiya reaktsiyasi. Reaksiya nukleofil almashtirish sifatida davom etadi
karboksil guruhi.

Karboksilik kislotalar zaif asillanadi
OH guruhining muhim +M ta'siri tufayli reaktivlar. Kuchli tomonlardan foydalanish
nukleofillar, ular ham kuchli asoslardir (masalan,
asosiy kataliz), bu holda mumkin emas, chunki ular uglerodga aylanadi
kislotalarni karboksilik kislotalarning kamroq reaktiv tuzlariga aylantiradi. Reaktsiya amalga oshiriladi
kislotali kataliz sharoitida. Kislota katalizatorining roli allaqachon bo'lgani kabi
uglerod atomidagi samarali musbat zaryadni oshirishi aytilgan
karboksil guruhi va qo'shimcha ravishda, bosqichda OH guruhining protonlanishi
bartaraf etish uni yaxshi tark etuvchi guruhga aylantiradi - H 2 O.


Esterifikatsiya reaksiyasining barcha bosqichlari
qaytariladigan. Muvozanatni esterifikatsiya jarayoniga o'tkazish uchun foydalaning
reaksiyaga kirishuvchi moddalardan birining ortishi yoki mahsulotlarni reaksiya hududidan olib tashlash.

Nukleofil almashinish reaksiyalari
alkoksikarbonil guruhi.

Esterlar kuchsiz asillovchi moddalardir.
angidridlar va kislota xloridlarga qaraganda reaktivlar. S N -alkoksikarbonil guruhidagi reaksiyalar ko'proq davom etadi
og'ir sharoitlarda va kislota yoki asosli kataliz talab qiladi. Eng muhimi
bu turdagi reaktsiyalar gidroliz, aminoliz va
transesterifikatsiya
.

Gidroliz.

Esterlar ta'sirida karboksilik kislotalar hosil qilish uchun gidrolizlanadi
kislotalar yoki ishqorlar.

Efirlarning kislotali gidrolizi esterlanishning teskari reaktsiyasidir.

Kislota gidroliz mexanizmi xuddi shunday bosqichlarni o'z ichiga oladi
va esterifikatsiya jarayoni, lekin teskari tartibda.

Efirlarning ishqoriy gidrolizini talab qiladi
ishqorning ekvimolyar miqdori va qaytmas holda davom etadi.

RCOOR + NaOH ® RCOO - Na + + R OH

Ishqoriy katalizning mohiyati foydalanishdan iborat
kuchsiz nukleofil o'rniga - suv, kuchliroq nukleofil -
gidroksid ioni.


Jarayonning qaytarilmasligi
nukleofillarga nisbatan past reaktivlik bilan ta'minlanadi
gidroliz mahsuloti - karboksilat anioni.

Transesterifikatsiya.

Transesterifikatsiya reaksiyasida nukleofilning roli
spirt molekulasi tomonidan amalga oshiriladi. Jarayon kislotalar yoki tomonidan katalizlanadi
sabablar.


Reaktsiya mexanizmi kompleks gidroliziga o'xshaydi
efirlar. Transesterifikatsiya teskari jarayondir. Balansni o'ngga o'tkazish uchun
boshlang'ich spirtli ichimliklarni katta miqdorda ishlatish kerak. Reaktsiya
yog 'kislotalari efirlarini ishlab chiqarish uchun transesterifikatsiya qo'llaniladi
triatsilgliseridlardan (18-qismga qarang)

Aminoliz.

Esterlar ammiak va aminlarni asillaydi
karboksilik kislotalarning amidlarini hosil qilish.

Karboksilik kislotalarning amidlari

Amid guruhining tuzilishi

A o'rta guruh ko'plab biologik muhim birikmalarda mavjud,
birinchi navbatda peptidlar va oqsillarda (peptid aloqasi). Uning elektron va
fazoviy tuzilishi asosan ularning biologikligini belgilaydi
faoliyat ko'rsatmoqda.

Amid guruhi p-p - u sodir bo'lgan konjugatsiya tizimi
bilan azot atomining p-orbitalining qo'shimcha qoplanishi
p -aloqa orbitali
uglerod-kislorod.

Bu elektron zichligi taqsimoti
C-N aloqasi atrofida aylanish uchun energiya to'sig'ining 60 ga oshishiga olib keladi -
90 kJ/mol. Natijada, amid bog'i tekis tuzilishga ega bo'lib, bog'lanish uzunligi
C-N va C=O mos ravishda odatdagi qiymatlaridan kamroq va kattaroq qiymatlarga ega.
miqdorlar

C-N aloqasi atrofida erkin aylanish yo'q
amidlarning mavjudligiga olib keladi cis- Va trans-izomerlar. Uchun
ko'pchilik amidlar, bu afzallik beriladi trans-konfiguratsiya.

Peptid aloqasi ham mavjud trans-aminokislota qoldiqlarining yon radikallari joylashgan konfiguratsiya
bir-biridan eng uzoqda

Qabul qilish usullari

Nukleofil almashinish reaksiyalari
karboksamid guruhi.

Amidlar karboksilik kislotalarning eng kam reaktiv hosilalaridir. Ular uchun
ta'sirida og'ir sharoitlarda sodir bo'ladigan gidroliz reaktsiyalari ma'lum
kislotalar yoki ishqorlarning suvli eritmalari.

Reaktsiya mexanizmlari kompleks gidroliziga o'xshaydi
efirlar. Biroq, ester gidrolizidan farqli o'laroq, kislota va ishqoriy gidroliz
amidlar qaytarilmas tarzda davom etadi.

2.3. A tomonidan reaktsiyalar -uglerod
atom

Tarkibida karboksilik kislotalar mavjud a -vodorod atomlari;
faqat hosil qilish uchun fosfor ishtirokida brom bilan reaksiyaga kirishadi
a -brom hosilalari
(Gell-Forxald-Zelinskiy reaktsiyasi
)

a ichida halogen -galogenli kislotalar bilan oson almashtiriladi
nukleofil reagentlarning ta'siri. Shunung uchun
a - galogenli kislotalar
o'rnini bosuvchi birikmalarning keng spektrini sintez qilishda boshlang'ich materiallardir
a -pozitsiya
kislotalar, shu jumladan
a -amino- va a - gidroksi kislotalar.

2.4.
Dekarboksillanish

Dekarboksillanish - CO 2 ni yo'q qilish karboksilik kislotalar yoki ularning tuzlaridan. Dekarboksillanish
kislotalar yoki asoslar ishtirokida isitish orqali amalga oshiriladi. Shu bilan birga, qanday qilib
Qoida tariqasida, karboksil guruhi vodorod atomi bilan almashtiriladi.

O'rnini bosmagan monokarboksilik kislotalar
og'ir sharoitlarda dekarboksilat.

mavjudligi bilan dekarboksillanish osonlashadi
elektronni tortib oluvchi o'rinbosarlar a-pozitsiya.

Enzimatik ahamiyatga ega
organizmdagi keto-, aminokislota va gidroksi kislotalarning dekarboksillanishi (14-sonli ma'ruzaga qarang va).
16).

Isitish orqali dekarboksillanish (quruq
distillash) karboksilik kislotalarning kaltsiy va bariy tuzlari - olish usuli
ketonlar.

2.5.
Qayta tiklash.

Karboksilik kislotalar, kislota xloridlari, angidridlar va efirlar
LiAlH 4 tomonidan kamayadi asosiyga
spirtli ichimliklar

Kislota xloridlarini kamaytirish mumkin
aldegidlar (11-sonli ma'ruzaga qarang).

Karboksilik kislotalarning amidlarini qaytarganda
aminlar hosil bo'ladi.

3. Dikarbon kislotalar

Dikarboksilik kislotalar ikkita karboksil guruhini o'z ichiga oladi. Eng qulay
2 dan 6 gacha uglerod atomlarini o'z ichiga olgan chiziqli tuzilishga ega kislotalar. Ularning
tuzilishi va tayyorlash usullari 9-jadvalda keltirilgan. bakteriyalar

Dikarboksilik kislotalarning kimyoviy xossalari
asosan monokarboksilik kislotalarning xossalariga o'xshaydi. Ular barcha reaktsiyalarni beradi
karboksil guruhiga xosdir. Bunday holda, uni olish mumkin
funktsional hosilalar (kislota xloridlari, angidridlar, efirlar, amidlar)
bitta yoki ikkalasi karboksil
guruhlar. Dikarboksilik kislotalar monokarboksilik kislotalarga qaraganda kislotaliroqdir.
karboksil guruhining -I ta'siri tufayli. orasidagi masofa sifatida
karboksil guruhlari bilan dikarboksilik kislotalarning kislotaligi pasayadi (jadvalga qarang.
9).

Bundan tashqari, dikarboksilik kislotalar bir qatorga ega
ikkita molekulada mavjudligi bilan belgilanadigan o'ziga xos xususiyatlar
karboksil guruhlari.

Dikarboksilik kislotalarning nisbati
isitish.

Dikarbon kislotalarning qizdirilganda o'zgarishi
karboksil guruhlarni ajratuvchi zanjir uzunligiga bog'liq va aniqlanadi
termodinamik barqaror besh va olti a'zoni hosil qilish imkoniyati
sikllar.

Oksalik va malon kislotalarini qizdirganda
dekarboksillanish sodir bo'ladi.

Suksinik, glutarik va malein kislotalar
qizdirilganda suv osongina bo'linib, besh va olti a'zoli sikl hosil qiladi
angidridlar.

Adipik kislota qizdirilganda
dekarboksilatlanadi va siklik keton, siklopentanon hosil qiladi.

Polikondensatlanish reaksiyalari

D ikarboksilik kislotalar diaminlar va diollar bilan reaksiyaga kirishadi
da qo'llaniladigan mos ravishda poliamidlar va poliesterlarning hosil bo'lishi
sintetik tolalar ishlab chiqarish.

Biologik ahamiyatga ega dikarbonatlar
kislotalar.

Oksalat kislotasi kam eriydigan tuzlar hosil qiladi, masalan,
buyraklar va siydik pufagida toshlar shaklida to'plangan kaltsiy oksalat.

süksin kislotasi sodir bo'ladigan metabolik jarayonlarda ishtirok etadi
tanasi. Bu trikarboksilik kislota siklidagi oraliq birikma.

Fumar kislotasi, maleikdan farqli o'laroq , tabiatda keng tarqalgan, jarayonda ishtirok etadi
metabolizm, xususan, trikarboksilik kislota siklida.

To'yingan uglevodorodlarning manbalari neft va tabiiy gazdir. Tabiiy gazning asosiy komponenti eng oddiy uglevodorod, metan bo'lib, u bevosita yoki qayta ishlanadi. Yer tubidan olingan neft ham qayta ishlash, rektifikatsiya va yorilishdan o'tadi. Uglevodorodlarning asosiy qismi neft va boshqa tabiiy resurslarni qayta ishlashdan olinadi. Ammo qimmatli uglevodorodlarning katta miqdori sun'iy ravishda olinadi, sintetik yo'llari.

Uglevodorodlarning izomerlanishi

Izomerlanish katalizatorlarining mavjudligi chiziqli uglevodorodlardan tarmoqlangan skeletga ega uglevodorodlarning hosil bo'lishini tezlashtiradi. Katalizatorlarning qo'shilishi reaktsiya sodir bo'ladigan haroratni biroz kamaytirishga imkon beradi.
Izooktan benzin ishlab chiqarishda qo'shimcha sifatida, ularning taqillatishga qarshi xususiyatlarini oshirish uchun, shuningdek, erituvchi sifatida ishlatiladi.

Alkenlarni gidrogenlash (vodorod qo'shilishi).

Yoriqlar natijasida qoʻsh bogʻlangan koʻp miqdorda toʻyinmagan uglevodorodlar - alkenlar hosil boʻladi. Ularning sonini tizimga vodorod qo'shib kamaytirish mumkin va gidrogenlash katalizatorlari- metallar (platina, palladiy, nikel):

Vodorod qo'shilishi bilan gidrogenlash katalizatorlari ishtirokida yorilish deyiladi yorilishning qisqarishi. Uning asosiy mahsulotlari to'yingan uglevodorodlardir. Shunday qilib, yorilish paytida bosimning oshishi ( yuqori bosimli yorilish) gazsimon (CH 4 – C 4 H 10) uglevodorodlar miqdorini kamaytirish va benzin asosini tashkil etuvchi zanjir uzunligi 6-10 uglerod atomiga ega suyuq uglevodorodlar miqdorini oshirish imkonini beradi.

Bu asosiy uglevodorod xomashyosi - neftni sanoatda qayta ishlash uchun asos bo'lgan alkanlarni olishning sanoat usullari edi.

Endi alkanlarni olishning bir qancha laboratoriya usullarini ko'rib chiqamiz.

Karboksilik kislotalarning natriy tuzlarining dekarboksillanishi

Sirka kislotasining natriy tuzini (natriy asetat) ortiqcha ishqor bilan qizdirish karboksil guruhini yo'q qilishga va metan hosil bo'lishiga olib keladi:

Agar natriy asetat o'rniga natriy propionat qabul qilsangiz, etan hosil bo'ladi, natriy butanoatdan - propan va boshqalar.

Vurts sintezi

Galoalkanlar ishqoriy metall natriy bilan o'zaro ta'sirlashganda, to'yingan uglevodorodlar va gidroksidi metall galogenidlari hosil bo'ladi, masalan:

Ishqoriy metalning galogenlangan uglevodorodlar aralashmasiga (masalan, brometan va bromometan) ta'siri natijasida alkanlar aralashmasi (etan, propan va butan) hosil bo'ladi.

!!! Vurts sintez reaktsiyasi to'yingan uglevodorodlar zanjirining uzayishiga olib keladi.

Vurtz sinteziga asos bo'lgan reaksiya faqat molekulalarida galogen atomi birlamchi uglerod atomiga biriktirilgan haloalkanlar bilan yaxshi kechadi.

Karbidlarning gidrolizi

-4 oksidlanish holatidagi uglerodli ba'zi karbidlar (masalan, alyuminiy karbid) suv bilan ishlov berilsa, metan hosil bo'ladi.