Сечовина, її властивості.

Карбамід,або сечовина, є діамідом вугільної кислоти, його формула має вигляд

Це безбарвна кристалічна речовина, добре розчинна У воді. Під час нагрівання з розчинами кислот або лугів карбамід гідролізується:

Карбамід взаємодіє із спиртами, утворюючи уретани, наприклад, з етанолом утворюється етилуретан: .

У промисловості карбамід добувають нагріванням аміаку з оксидом вуглецю (IV) при підвищеному тиску:

Сечовина є цінним азотним добривом, її також додають у корм худобі.

Сечовину використовують для добування пластмас — амінопластів шляхом сумісної поліконденсації з формальдегідом. Приблизна будова амінопластів:

З уретанів добувають поліуретани, які використовують для виробництва пластмас, еластомерів, клеїв, герметизуючих речовин.

Нітрили кислот.

Нітрили, або ціаніди,— органічні сполуки складу , де — вуглеводневий радикал (аліфатичний або ароматичний). Нітрили належать до похідних карбонових кислот, від яких і отримують назви. Приклади нітрилів оцтової, акрилової та бензойної кислот:

Нітрилом мурашиної кислоти можна вважати синильну (ціановодневу) кислоту НСN.

Найпростіші нітрили — безбарвні рідини. Вони є добрими розчинниками органічних речовин.

Нітрили гідролізуються при наявності кислот або лугів, утворюючи аміди кислот або кислоти, наприклад:

або

Каталітичним гідруванням нітрилів можна добути аміни (первинні):

Для добування нітрилів звичайно використовують реакцію між галогенопохідними вуглеводнів і ціанідом калію КСN або натрію NаСN:

Як вихідну речовину для синтезу нітрилів можна використовувати аміди кислот, які віддають воду під дією водовідбирних речовин, наприклад Р₂О₅:

Акрилонітрил в хімічній промисловості

Акрилонітрил СН₂=СН—СN — нітрил акрилової кислоти.. Це безбарвна рідина, розчиняється у воді. У промисловості акрилонітрил добувають у великих кількостях окислювальним амонолізом (дія аміаку і кисню) пропілену:

Менше значення має метод, заснований на приєднанні синильної кислоти до ацетилену:

Акрилонітрил — важливий мономер у синтезі багатьох полімерів. Полімеризацією його добувають поліакрилонітрил

з якого виробляють синтетичне волокно нітрон. З цього волокна виготовляють синтетичні трикотажні тканини, хутра.

Важливе практичне значення мають різні співполімери акрилонітрилу: зі стиролом, метилметакрилатом, бутадієном. Співполімеризацією акрилонітрилу з бутадієном-1,3 добувають бутадієн-нітрильний каучук, до складу якого входить 20—40 % акрилонітрилу. З цих каучуків добувають стійку проти спрацювання та теплостійку гуму.

Органічні сполуки сірки.Застосування та добування.

Сірка і кисень, є елементами однієї і тієї ж групи періодичної системи, мають однакові властивості не тільки неорганічних сполук, але і органічних. Сірка відмінно від кисню в органічних сполуках проявляє різні валентності.

Типи органічних сполук сірки.

Назва	Сполуки сірки	Кисневмісні аналоги
Тіоли (меркаптани)	R –SH	R – OH
Сульфіди (тіоефіри)	R – S – R	R – O – R
Дисульфіди	R – S – S – R	R – O – O – R
Тіокетони	R – C – R  S	R – C – R  O
Сульфенові кислоти	R – S – OH
Сульфінові кислоти	R – S – OH  O
Сульфонові кислоти (сульфокислоти)	O  R – S – OH  O
Сульфоксиди	R – S – R  O
Сульфони	O  R – S – R  O
Солі сульфонію	R3S+Х-

Тіоли. Дисульфіди. Тіоли (тіоспирти, меркаптани) – однозамісні органічні похідні сірководню. Вони володіють характерним, дуже нав’язливим запахом, більш сильним та неприємним, чим запах сірководню. Зустрічаються вони в рослинному та тваринному світі, наприклад пропантіол С₃Н₇SH – у свіженарізаній цибулі, бутантіол С₄Н₉SH – у виділеннях скунсу. Сірка входить до складу деяких білкових амінокислот та ферментів. У відмінності від спиртів та води тіоли та сірководень не ассоційовані, так як сірка не утворює водневих зв’язків. Тому вони значно гірше розчиняються у воді, чим у спирті та кип’ять при низьких температурах.

Тіоли добувають наступними способами.

1. По реакції алкілгалогенідів згідросульфідом натрію:

С₂Н₅Вr + NaSHС₂Н₅SH + NaBr

2. При пропусканні парів спирту та сірководню над нагрітим каталізатором (окись торію, 450⁰С):

ROH + Н₂S RSH + Н₂О

3. При взаємодії алкенів з сірководнем у кислому середовищі:

СН₃



СН₃ – С = СН₂ + Н₂S СН₃ – С –SH

 

СН₃ СН₃

4. З тіосечовини та алкілгалогенідів у лужному середовищі:

 NH₂

RCl + S = C + 3NaOH  RSH + 2NH₃ + Na₂CO₃ + NaCl

\ NH₂

5. Тіофеноли добувають з ароматичних діазосполук.

По хімічним властивостям тіоли подібні до сірководнів. Вони володієють більш вираженими кислотними властивостями, чим відповідні спирти: розчиняються у водних розчинах лугів, утворюючи солі – тіоляти (меркаптіди) R–SNa. З тяжкими металами утворюють нерозчинні тіоляти. Характерними є тіоляти ртуті:

2СН₃SH + HgO (СН₃S)₂Нg + Н₂О

Тіоли та спирти різно відносяться до окиснення. При окисненні спиртів збільшується ступень окиснення вуглецю, а не кисню. При окисненні тіолів в першу чергу окислюється сірка. В пом’якшених умовах утворюються дисульфіди.

Тіоефіри. Сульфоксіди. Сульфони. Тіоефіри (диалкілсульфіди) R –S – R – двузамісні органічні похідні сірководню. Їх можна добувати по реакції алкілгалогенідів з сульфідами або тіолятами лужних металів:

2СН₃І + Na₂SСН₃ – С –СН₃+ 2NaІ

С₂Н₅Вr +С₂Н₅SNaС₂Н₅–S – С₂Н₅ + NaBr

Тіоефіри – нейтральні рідини, які кип’ять вище, чим відповідні тіоли. Вони легко окислюються (Н₂О₂, СН₃СООН) з утворенням сульфоксідів та сульфонів.

Представником диалкілсульфідів є β,β-дихлордіетилсульфід (іпріт), який використовували у першу світову війну в якості отруйних речовин шкіряно-наривної дії – СІСН₂ – СН₂ –S – СН₂ – СН₂СІ.

Діаллілдисульфід СН₂ = СН – СН₂ –S–S – СН₂ – СН = СН₂. Міститься у часнику, звідки і пішла назва аллільного радикалу. З часнику готують антибіотик алліцин – моносульфоксід діаллілдисульфіду:

СН₂ = СН – СН₂ –S–S – СН₂ – СН = СН₂



О

Сульфонові кислоти. Сульфохлориди. Сульфоновими кислотами або сульфокислотами, називають органічні сполуки, які містять у молекулі сульфогрупу – SО₃Н (залишок сірчаної кислоти), яка пов’язана через сірку з вуглецевим радикалом. Аліфатичні сульфокислоти можна добути при енергійному окисленні тіолів, а також по реакції галогенопохідних з сульфітом натрію:

С₂Н₅І + Na₂SО₃С₂Н₅SО₃Na + NaІ

^{етилсульфонат натрію}

Під дією мінеральних кислот з солей можуть бути виділені вільні сульфокислоти.

Промислове значення має фотохімічне сульфохлорування алканів або циклоалканів: RH + SO₂ + Cl₂RSO₂Cl + HCl

Отримані сульфохлориди при гідролізі утворюють сульфокислоти:

RSO₂Cl + Н₂О RSO₂ОН + HCl

При дії лугів на сульфохлориди або вільні сульфокислоти легко утворюють солі – алкілсульфонати:

RSO₂Cl + 2NaOHRSO₂ОNa + NaCl + Н₂О

RSO₂ОН +NaOHRSO₂ОNa +Н₂О

Алкілсульфонати є добрими миючими речовинами, які мають перевагу перед натрієвими солями карбонових кислот. Ароматичні сульфокислоти добувають прямим сульфіруванням ароматичних вуглеводнів сірчаною кислотою. Реакція сульфірування – одна з характерних реакцій електрофільного заміщення у ароматичних сполук. Для сульфірування використовують концентровану сірчану кислоту або олеум.

Ароматичні сульфокислоти – кристалічні, гігроскопічні, добре розчинні у воді речовини. Часто сульфогрупу вводять у молекеулу органічної сполуки для підвищення його розчинності у воді. Це має велике практичне значення у промисловості барвників. Велике використання у виробництві органічних барвників знаходять сульфокислоти нафтолів, особливо β-нафтоли.

Барвники, отримані при участі хромотропової кислоти, дають різне забарвлення при контакті з різними протравами.

Сульфохлориди ароматичних кислот можна добути безпосереднім сульфохлоруванням ароматичних вуглеводнів хлорсульфонової кислоти (надлишок):

С₆Н₅ – СН₃ CН₃ – С₆Н₄ – SO₂Cl

^{толуолсульфохлорид}

З амміаком вони легко утворюють аміди сульфокислот – сульфаміди (сульфонаміди):

С₆Н₅ – SO₂Cl + 2Н – NH₂ С₆Н₅ – SO₂– NH₂+NH₄Cl

Багато похідних сульфамідів є лікарськими та дезинфікуючими засобами.