7.2 Узловые вопросы, необходимые для усвоения темы занятия

1. Электронное строение карбоксильной группы и карбоксилат-иона.

2. Реакционные центры карбоновых кислот и их функциональных производных.

3. Нуклеофильное замещение у sp²-гибидизованного атома углерода карбоксильной группы. Образование хлорангидридов, ангидирдов, сложных эфиров, амидов, гидразидов, нитрилов и обратные им реакции гидролиза.

4. Сравнительная оценка ацилирующей активности функциональных производных карбоновых кислот.

5. Реакционная способность и специфические свойства дикарбоновых кислот.

7.3 Лабораторная работа

Опыт 1. Качественная реакция на уксусную кислоту

Уксусная кислота оказывает бактерицидное и бактериостатическое действие. Например, 3% раствор уксусной кислоты убивает палочки брюшного тифа, 4% раствор – кишечную палочку. Особенно активна уксусная кислота по отношению к стафилококкам, служащим причиной пищевых отравлений.

При взаимодействии уксусной кислоты с солями железа появляется красно-бурое окрашивание. На этой реакции в санитарной практике основано определение уксусной кислоты в воздухе промышленных помещений.

В пробирке с 3-4 мл воды растворите щепотку натриевой соли уксусной кислоты и прилейте несколько капель раствора хлорида железа (III). Появляется красное окрашивание раствора вследствие образования растворимой комплексной соли – хлорида основного гексаацетата железа (III). При кипячении происходит гидролиз комплексной соли (упрощенно – ацетата железа) и образование хлопьев бурого цвета.

3CH₃COONa + FeCl₃→ (CH₃ COO)₃Fe + 3NaCl

ацетат железа (III)

(CH₃ COO)₃Fe + H₂O→ (CH₃ COO)₂FeOH↓ + CH₃ COOH

основной ацетат железа

Опыт 2. Открытие щавелевой кислоты в виде кальциевой соли

Щавелевая кислота в виде кальциевой соли содержится в зеленых растениях, а также является компонентом почечных камней (оксалатные камни).

В пробирку поместите лопаточку щавелевой кислоты и прибавьте 4 – 5 капель воды до полного растворения. Пипеткой возьмите 1 каплю раствора и нанесите на предметное стекло. Добавьте к ней 1 каплю раствора хлорида кальция. Выпадает кристаллический осадок.

С кристаллами оксалата кальция можно встретиться при клиническом исследовании мочи. Они имеют форму почтовых конвертов и хорошо видны под микроскопом.

HOOC–COOH + CaCl₂ → Ca(COO)₂↓ + 2HCl

7.4. Контроль усвоения темы занятия

Образец билета выходного контроля

1.Напишите реакции, указав условия их протекания, и назовите полученные соединения:

а) взаимодействие муравьиной кислоты с гидроксидом натрия;

б) взаимодействие пропионовой кислоты с изопропиловым спиртом;

в) нагревания малоновой кислоты;

г) гидролиза амида капроновой кислоты.

2. Расположите следующие вещества в ряд по уменьшению ацилирующей способности: CH₃CH₂COOH, CH₃CH₂COONa, (CH₃CH₂CO)₂O, CH₃CH₂COCl, CH₃CH₂CONH₂.

Вопросы и упражнения для аудиторной работы

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

2. Метилсалицилат относится к группе наркотических ангальгетиков. Напишите уравнение реакции получения метилсалицилата, использую реакцию этерификации.

3. Напишите реакцию щелочного гидролиза фенилсалицилата (салола), применяющегося в медицине внутрь при кишечных инфекциях.

4. Приведите уравнения реакций получения следующих функциональных производных пропионовой кислоты:

а) амидов;

б) галогенангидридов;

в) нирилов;

г) ангидридов;

д) солей;

е) гидразидов.

5. Установите строение соединения, если известно, что при его гидролизе образуются валериановая кислота и соль метиламмония. В какой среде протекала реакция гидролиза?

6. Напишите реакции взаимодейтвия уксусной, пропионовой и акриловой кислот с хлором. Назовите полученые продукты.

7. Напишите реакции, происходящие при нагревании первых четырех членов гомологического ряда двухосновных кислот.

8. Назовите кислоты, которые получаются при окислении:

а) изопропилового спирта; б) 3-метилпентаналя; в) гексанона-2.

9. Напишите реакции образования кислого и среднего эфира из янтарной кислоты и этилового спирта.

10. Расположите в порядке увеличения кислотности следующие кислоты: оксалат (щавелевая кислота), ацетат (уксусная кислота), монохлорацетат (монохлоруксусная кислота).