Функциональные производные карбоновых кислот (эфиры, амиды)

Функциональные производные карбоновых кислот. Сравнительная активность в реакциях нуклеофильного замещения (ацилирования). Роль кислотного и основного катализа. Ангидриды и галогенангидриды. Номенклатура. Способы получения. Реакции ацилирования. Нуклеофильный катализ. Циклические ангидриды дикарбоновых кислот. Сложные эфиры. Номенклатура. Физические свойства. Кислотный и щелочной гидролиз сложных эфиров. Аммонолиз. Амиды карбоновых кислот. Номенклатура. Способы получения. Строение амидной группы. Кислотно-основные свойства амидов. Кислотный и щелочной гидролиз.

Сульфоновые кислоты

Сульфоновые кислоты. Номенклатура. Способы получения. Кислотные свойства, образование солей. Функциональные производные сульфоновых кислот: эфиры, амиды, хлорангидриды.

 

Контрольные вопросы и ситуационные задачи

Получение и свойства сложных эфиров

1. Напишите уравнение реакции этерификации, приводящей к получению метилацетата. Какой катализатор используется в этой реакции?

2. Из каких исходных соединений в результате реакции этерификации получается метилбутаноат? Опишите механизм реакции.

3. Напишите уравнение реакции этерификации, в которой участвуют масляная кислота и этиловый спирт. Какое из взаимодействующих соединений проявляет нуклеофильные свойства?

4. Какое производное карбоновой кислоты образуется при взаимодействии бензойной кислоты и этилового спирта? Какое из исходных соединений активируется катализатором?

5. Сколько моль этилового спирта нужно ввести в реакцию этерификации, чтобы получить полный этиловый эфир малоновой кислоты? Напишите уравнение реакции.

6. Напишите схему реакции гидролиза метилбутаноата в щелочной среде. Обратима ли эта реакция?

7. Напишите схемы реакций гидролиза метилбензоата в кислой и щелочной средах. В каком случае реакция необратима?

8. Установите строение сложного эфира, если известно, что при его гидролизе образуются пропанол-1 и ацетат натрия. Напишите схему реакции. В какой среде протекает реакция гидролиза?

9. Бензилбензоат С₆Н₅СООСН₂С₆Н₅ - средство, применяемое против чесотки. Какие продукты образуются в результате реакции гидролиза этого сложного эфира в щелочной среде? Напишите схему реакции.

 

Получение и свойства амидов

10. Напишите схемы реакций получения ацетамида, используя в качестве исходных веществ как хлорангидрид, так и соответствующую кислоту.

11. Почему ацилирующая способность ангидрида уксусной кислоты выше, чем уксусной кислоты? Напишите схемы реакций получения ацетамида, используя как ангидрид уксусной кислоты, так и уксусную кислоту.

12. Какие продукты образуются при гидролизе амида масляной кислоты? В чем заключается роль кислотного катализатора?

13. Какое производное - метиловый эфир или амид масляной кислоты гидролизуется легче? Напишите схемы реакций.

14. Напишите уравнения реакций гидролиза бутанамида как в кислой, так и в щелочной средах. Опишите механизм реакции гидролиза амида в кислой среде.

15. Какое функциональное производное пропановой кислоты легче гидролизуется - ангидрид или амид? По какому механизму протекают эти реакции? Напишите схемы реакций.

16. Установите строение исходного соединения, если известно, что продуктами его гидролиза являются валериановая кислота и соль метиламмония. В какой среде протекала реакция гидролиза?

17. N,N’-диметилформамид используется как хороший растворитель. Какие продукты образуются в результате реакции кислотного гидролиза N, N’-диметилформамида?

18. Напишите схемы реакций получения ацетамида, используя в качестве исходных веществ как хлорангидрид, так и соответствующую кислоту.

19. Сравните ацилирующую способность метилового эфира и ангидрида масляной кислоты в реакции получения N-метиламида масляной кислоты. Какое вещество выступает в роли нуклеофила в этих реакциях?

20. Какие из соединений - этилпропаноат, пропановая кислота, пропилэтаноат, уксусная кислота — используются в качестве исходных соединений для получения пропанамида? Напишите схемы реакций.

21. Ацетанилид C₆H₅NHCOCH₃ применяется в ветеринарии. Напишите схему реакции его получения, если известно, что одним из исходных веществ служит уксусная кислота. Относится ли эта реакция к реакциям нуклеофильного замещения?

22. Расположите в ряд по уменьшению ацилирующей способности следующие функциональные производные бензойной кислоты - ангидрид, хлорангидрид, этиловый эфир - в реакции получения амида бензойной кислоты. Напишите схему реакции, используя наиболее активное функциональное производное.

23. Почему ангидрид кислоты нельзя получить из ее амида, а амид из ангидрида можно? Напишите схему реакции получения амида бутановой кислоты из ее ангидрида.

24. Психотропный препарат «Фенибут» представляет собой 4-амино-3-фенилбутановую кислоту. Напишите схему химического превращения, происходящего с 4-амино-3-фенилбутановой кислотой при нагревании.

25. В метаболизме некоторых α-аминокислот принимают участие гомосерин (2-амино-4-гидроксибутановая кислота) и его лактон. Напишите схему реакции образования лактона из гомосерина.

Занятие 8