1264

21

2. Гидролиз нитрилов При взаимодействии галоидных алкилов с цианидом натрия или калия

образуется цианистый алкил (алкилцианид)

CH3 − CH2 − I + KC ≡ N ––→ CH3 − CH2 − C ≡ N + KI ,

который при гидролизе в кислой или щелочной среде, присоединяя воду, образует кислоту, содержащую на один атом углерода больше, чем исходный галоидный алкил и аммиак:

3.Гидролиз тригалогенпроизводных, когда атомы галогена находятся

упервичного атома углерода.

На первом этапе образуется неустойчивый трехатомный спирт, который разлагается, выделяя воду и образуя кислоту.

4. Ароматические карбоновые кислоты в основном образуются при окислении гомологов бензола, имеющих боковую цепь. Вне зависимости от количества атомов углерода в боковой цепи образуется бензойная кислота.

CH2−CH2−CH3 COOH

5. Кислоты образуются при гидролизе сложных эфиров и жиров.

2.7. Способы получения сложных эфиров

Сложные эфиры – это продукт замещения гидроксильной группы кислоты на остаток спирта –ОR.

1. Эфиры получают при взаимодействии карбоновых кислот со спиртами в присутствии ионов водорода (реакция этерификации):

Данная реакция обратима и вода в кислой среде легко гидролизует эфиры, поэтому образующуюся в ходе реакции воду необходимо удалять.

2. Намного легче спирты реагируют с ангидридами или галогенангид-

3. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

3.1. Способы получения аминов

Амины – производные углеводородов, содержащих функциональные группы NH2– , RNH –, R2N –, т.е. первичные, вторичные и третичные амины. Алифатические амины можно получать следующими способами:

1. Аммонолизом или аминолизом алкилгалогенидов Первичные амины образуются при реакции аммиака с алкилгалогени-

дами (аммонолиз), причем первоначально образуется соль аммония, которая разлагается избытком аммиака по реакции:

CH3-CH2-J + NH3 → CH3-CH2-NH3+J– ;

этилиодид

CH3-CH2–NH3+J– + NH3 → CH3-CH2-NH2 + NH4+J– .

этиламин

Далее первичные амины реагируют со следующей молекулой алкилгалогенида (аминолиз), образуя вторичный амин.

CH3-CH2-NH2 + CH3-CH2-J → (CH3-CH2-)2 NH2+J– ; (CH3-CH2-)2 NH2+J– + NH3 → (CH3-CH2-)2 NH + NH4J .

диэтиламин (вторичный амин)

23

Вторичный амин также реагирует с алкилгалогенидом, образуя третичный амин.

(CH3-CH2-)2 NH + CH3-CH2-J → (CH3-CH2-)3 NH+J– ; (СH3-СH2-)3 NH+J– + NH3 → (CH3-CH2-)3 N + NH4J .

триэтиламин (третичный амин)

Третичный амин способен вступать в реакцию с алкилгалогенидом, образуя четвертичную соль аммония, которая не разлагается под действием аммиака.

(CH3-CH2-)3 N + CH3-CH2-J → (CH3-CH2-)4 N+J– .

тетраэтиламмоний иодид

2. Восстановление нитрилов Нитрилы получают взаимодействием галоидного алкила с цианистым

3. Восстановление нитросоединений

Под влиянием различных восстановителей (Sn + HCI, Li AlH4 и др.) или гидрированием в присутствии катализаторов нитросоединения могут быть превращены в первичные амины.

Ароматические амины получают восстановлением соответствующих нитросоединений.

+ 6[ H ]

Ar – NO2 –––––→ Ar – NH2 + 2H2O (Ar – ароматический радикал).

Таким путем Н.Н. Зинин впервые (1842 г.) получил анилин. В качестве катализаторов используют железо в кислой среде или в присутствии FeCl2, а также каталитическим гидрированием при температуре ~ 300 оС в присутствии некоторых металлов или их оксидов.

Получение вторичных и третичных ароматических аминов

Нагревание первичных ароматических аминов с их солями приводит к образованию вторичных аминов

Третичные ароматические амины получают, как правило, алкилированием или арилированием первичных и вторичных аминов

N,N – диметиланилин

3.2. Способы получения аминокислот

Аминокислоты – органические соединения, содержащие в молекуле карбоксильные и аминогруппы NH2–R–COOH. Возрастающий интерес к аминокислотам привел к разработке ряда синтетических способов их получения.

1.Синтез из галогензамещенных кислот

Метод заключается в действии аммиака на галогезамещенную кислоту, в результате реакции замещения атома галогена на аминогруппу.

Синтез Штреккера – Зелинского

Метод заключается в действии на альдегид или кетон смеси синильной кислоты и аммиака.

2. Гидролиз белков Важнейший источник аминокислот – природные белки. Гидролиз белка

приводит к получению смеси различных аминокислот, остатки которых входили в состав белка. Выход аминокислот зависит от эффективности разделения смеси и их очистки.

3.3. Способы получения диазо- и азосоединений

Диазосоединения ароматического ряда имеют общую формулу

Ar – N2+ X–,

где Ar – ароматический радикал, X – неорганический анион, N2 – группировка, связанная с ароматическим радикалом и неорганическим анионом.

26

Азосоединения ароматического ряда имеют общую формулу

Ar – N = N – Ar /,

где Ar и Ar/ – одинаковые или разные ароматические радикалы. Диазосоединения получают обработкой первичных ароматических

аминов водным раствором нитрита натрия в присутствии избытка соляной кислоты при 0 – 5 оС

Такие реакции называют реакциями диазотирования. Диазосоединения при различных значениях pH среды претерпевают

следующие превращения: NaOH

[ Ar – N ≡ N ] + X– [ Ar – N ≡ N ]+ OH– Ar – N = N – OH .

Реакции азосочетания

Особый, в том числе и практический интерес представляют реакции солей арилдиазония с фенолами и ароматическими аминами. Эти реакции получения азосоединений называют реакциями азосочетания. Такие реакции можно представить в общем виде схемой:

[ Ar – N ≡ N ] + X – + –Y → Ar – N = N – – Y + HX ,

азосоединение

где Y = OH, NH2, NHR, NR2 .

Замещение водорода происходит только в ортоили пара-положении ароматического ядра.

–N2+ Cl– + –OH → – N = N – –OH + HCl;

фенол п-оксиазобензол (оранжевый)

27

– N2+Cl – + – N (CH3)2 → – N = N – –N –CH3

׀

CH3

п-диметиламино азобензол (масляный желтый)

Диазосоединение, участвующее в реакции азосочетания, называют диазосоставляющей, ароматические амины или фенолы, вступающие в реакцию, называют азосоставляющей. Число азосоединений довольно велико, причем синтез новых соединений этого ряда продолжается. Неослабевающий интерес к ним объясняется тем, что среди них имеются соединения, окрашенные практически в любой цвет. Такая особенность азосоединений обусловлена их использованием в качестве красителей и индикаторов.

метиловый оранжевый

Этот индикатор изменяет свою окраску в кислой и щелочной среде и широко используется при химическом анализе и в аналитической химии.

Библиографический список

Основная литература

1. Грандберг, И. И. Органическая химия [Текст] : учеб. / И. И. Грандберг, Н. Л. Нам. – 8-е изд. – М. : Юрайт, 2013. – 608 с.

Дополнительная литература

2. Дмитренков, А. И. Органическая химия. Номенклатура органических соединений [Текст] : метод. указания для самостоятельной работы студентов по направлениям подготовки 250400 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств; 250100 – Лесное дело / А. И. Дмитренков, Н.А. Ходосова. – Воронеж, 2013. – 44 с. ; № м/у 983. – Электронная версия в ЭБС ВГЛТУ.

3. Дмитренков, А. И. Химия. Органические соединения [Текст] : метод. указания для самостоятельной работы студентов по направлениям подготовки 250400 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств; 250100 – Лесное дело / А. И. Дмитренков, Н. А. Ходосова, О. Ю. Стрельникова. – Воронеж, 2014. – 59 с. ; № м/у 215. – Электронная версия в ЭБС ВГЛТУ.

4. Химия. Органические соединения [Текст] : лаб. практикум / А. И. Дмитренков, О. А. Ткачева, Н. А. Ходосова, О. Ю. Стрельникова. – Воронеж, 2014. – 40 с. – Электронная версия в ЭБС ВГЛТУ.