Derivater av karbonsyre ppt forelesning. Derivater av karbonsyre. Tioler og tioetere


Beskrivelse. Løselighet. Luktløst hvitt krystallinsk pulver, saltvanns-alkalisk smak, løselig i vann, praktisk talt uløselig i alkohol. Vandige løsninger har en lett alkalisk reaksjon. Ved risting og oppvarming til 70 ° C vandige løsninger av NaHCO 3, dannes et dobbeltsalt av Na 2 CO 3 · NaHC03.

Kvittering

Natriumbikarbonat ble oppdaget i 1801 av forskeren V. Rose. Preparatet oppnås ved å mette renset soda med karbondioksid:

Na2CO3 · 10 H 2 O + CO 2 → 2 NaHC03 + 9 H 2 O

drikker kalsinert dioksid

Autentisitet

Med en kvalitativ analyse utføres farmakopéreaksjoner for Na + ion og HCO 3 - - og han.

Generelle reaksjoner på CO 3 2- og HCO 3 - - ioner:

Under påvirkning av en sterk mineralsyre observeres en rask frigjøring av CO 2:

NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 O + CO 2

CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O

hvit kalkdioksid

karbonvann

Karakteristiske reaksjoner:

1) Karbonater kan skilles fra hydrokarboner ved fargen på indikatoren - fenolftalein. Når natriumkarbonat er oppløst i vann, er reaksjonen til mediet svakt alkalisk og derfor er fargen på indikatoren rosa: Na 2 CO 3 + H 2 O → NaHCO 3 + NaOH



Ved oppløsning av natriumbikarbonat er reaksjonen til mediet sur, og indikatoren er fargeløs eller svakt rosa: NaHCO 3 + H 2 O → H 2 CO 3 + NaOH

H 2 CO 3 → CO 2 + H 2 O

2) Med en mettet løsning av magnesiumsulfat danner karbonater et hvitt bunnfall ved romtemperatur, og hydrokarboner - bare når de kokes:

4 Na 2 CO 3 + 4 MgSO 4 + 4 H 2 O → 3 MgCO 3 Mg(OH) 2 3 H 2 O↓ + 4 Na 2 SO 4 + CO 2

2 NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

Godhet

NaHC03: 1) tillatt: Cl-, K+, Ca 2+, Fe, As.

Den spesifikke innblandingen av CO 3 2– bestemmes ved kalsinering ved en temperatur på 300 ° C. Massetapet må være minst 36,6 %. Jo flere urenheter av karbonater, jo mindre tap i masse ved antennelse. Det teoretiske tapet er 36,9 %. Forskjellen mellom det teoretiske vekttapet og det som er angitt i GF bestemmer den tillatte grensen for karbonat-urenheter i preparatet - 0,3%.

2) ikke tillatt: NH 4 + salter og tungmetaller.

kvantifisering

Acidimetri, direkte titrering, løses prøven i nykokt og avkjølt vann for å fjerne CO 2, titreres med 0,5 N HCl, metyloransje indikator. E = M.

Applikasjon. Oppbevaring.

butikk i en godt forseglet beholder. Stoffet er stabilt i tørr luft, men mister sakte CO 2 i fuktig luft og danner Na 2 CO 3 .

Søke om som et syrenøytraliserende middel innvendig, så vel som eksternt i form av skyllinger, skyllinger, inhalasjoner av 0,5 - 2% løsninger.

Funksjoner ved tilberedning av NaHCO 3-injeksjonsløsninger

NaHCO 3 injeksjonsløsninger steriliseres ved 100°C i 30 minutter. I dette tilfellet dannes CO 2, derfor fylles flasker med en injeksjonsløsning av NaHCO 3 til 2/3 av volumet ved en temperatur på ikke mer enn 20 o C.

Etter sterilisering avkjøles løsningen til fullstendig oppløsning av den resulterende CO 2 .

Beskrivelse. Løselighet. Fargeløse gjennomsiktige krystaller eller hvitt krystallinsk pulver, luktfri, lett bitter smak. Den stiger og forsvinner. Lite løselig i vann, løselig i alkohol, lett løselig i kloroform, eter, terpentin.

Kvittering

Terpinhydrat hentet fra pinen - et produkt av fraksjonert destillasjon av terpentin. Pinen er hydrert under virkningen av svovelsyre i kulde i 10 dager. Deretter nøytraliseres blandingen med brus, terpinhydratet separeres, renses og omkrystalliseres.

Autentisitet

Generelle reaksjoner

Narkotika identifiserer alkohol hydroksyl:

1) esterdannelsesreaksjon med syrer. Denne egenskapen brukes når du henter validol. Forestring av mentol og terpinhydrat med eddiksyreanhydrid gir acylderivater i form av et hvitt bunnfall; dets smeltepunkt kan bestemmes.

2) oksidasjonsreaksjon. Mentol oksideres av svake oksidasjonsmidler til keton-menton. Under påvirkning av sterke oksidasjonsmidler brytes mentol ned til maursyre, eddiksyre, smørsyre og oksalsyre.

Spesifikke reaksjoner

Terpinhydrat når den interagerer med en alkoholisk løsning av jernklorid under fordampning, danner den karminrød, fiolett og grønn farge på forskjellige steder i fordampningsskålen. Når benzen tilsettes oksidasjonsproduktene, dannes det en blå farge.

Terpinhydrat åpnes også av en dehydreringsreaksjon i nærvær av konsentrert svovelsyre for å danne turbiditet og aromatisk lukt:

Godhet

Terpinhydrat. 1) Tillate:

sulfataske og tungmetaller.

.Iolnal syre

i en fri stat

ikke eksisterer, brytes ned til u.u.o. som en dibasisk syre

Imidlertid kan det danne en rekke funksjonelle derivater: partielle og komplette syrehalogenider, estere, amider, etc.

KLORHYDRIDER

karbonsyre monoklorid, klorkarbonsyre

karbonsyrediklorid, fosgen

Fosgen er et komplett karbonsyreklorid!, oversatt betyr født av lys. Oppnådd ved å blande gasser av karbon(II)oksid og klor. Reaksjonen skjer bare når den bestråles med UV-lys:

co + C12 - g \u003d o

Fosgen er en kvelende gass med en "kip"-lukt av ferskt høy.Dampene er tyngre enn luft og irriterer lungene og forårsaker ødem.

Kjemiske egenskaper. 1. Interaksjon med H20. Som et syreklorid spaltes det lett av vann for å danne karbonsyre og saltsyre.

2. interaksjon med a*p*piaki*s

h. interaksjon med alkoholer

KARBONSYRE-AMIDER

ikke-full amid av karbonsyre kalles caryamipic

syre:

kkarbammsyre er ustabil og forekommer ikke i fri tilstand, da den lett brytes ned ved romtemperatur:

Karbaminsyrederivater spaltes også lett.

Oppvarming av ammoniumkarbamat fører til nedbrytning til urea og HO:

karbaminsyreestere! kalt uretaner. Generell

uretan formel:

karboksylsyrer

de er oppnådd fra fosgen og den tilsvarende alkoholen, etterfulgt av virkningen av ammoniakk:

eller fra dietyleter av karbonsyre! - reaksjon med ammoniakk:

Uretaner - stoffer med klare smeltepunkter

og tjene til å identifisere alkoholer. De brukes som sovemedisin.

Urea - diamid av karbonsyre:

Urea er sluttproduktet av proteinnedbrytning. Hun

er av stor biokjemisk betydning.

Urea ble først oppnådd av Wehler i 1828 fra ammoniumsaltet av cyansyre:

I industrien hentes urea fra og 1t!!.,:

Urea er et fargeløst krystallinsk stoff, svært løselig i vann, av nøytral natur.

Kjemiske egenskaper. 1. Interaksjon av urea med syrer. ureaprotonering skjer ved oksygenatomet, siden basiciteten til -1CHN-gruppene er betydelig redusert

som et resultat av sammenkobling:

26. Derivater av karbonsyre

2. hydrolyse av mucin. urea ved oppvarming lett hydro-

lyseres med vann eller vandige løsninger av syrer og alkalier.

3. Interaksjon med salpetersyre. når du samhandler

med salpetersyre brytes urea ned med frigjøring av nitrogen, karbon(IV)oksid og vann:

4. forholdet mellom urea og varme. Når urea varmes opp, dannes biuret:

Iuret er svært løselig i vann.

Ytterligere oppvarming fører til dannelse av cyanur

karboksylsyrer

cyanursyre er uløselig i vann, med en løsning av ^u^o^

i nærvær av 1ChH3, danner det en kompleks sammensatt farget lilla.

5. Urea reagerer med acyleringsreagenser for å danne acylurea. 1H-Acyl-derivater av urea kalles ureider.

urea og dets derivater er mye brukt i syntesen

medisiner.

Under normale forhold er fosgen en gass som kondenserer til en væske ved en temp. balle og tetthet

Fosgen er svært giftig. Det har en sterk effekt på åndedrettsorganer og slimhinner. I første verdenskrig ble det brukt som en stikkende kvelende lukt.

Under påvirkning av vann (eller fortrinnsvis vandig alkali) brytes det ned med dannelse av saltsyre og karbondioksid:

Fosgen oppnås fra klor og karbonmonoksid i nærvær av en katalysator spesielt behandlet for å øke porøsiteten:

Fosgen fungerer som et utgangsmateriale for syntese av forskjellige organiske forbindelser.

karbondisulfid Av derivatene av karbonsyre som inneholder svovel, er karbondisulfid mye brukt. Det er en fargeløs mobil væske med en temp. balle har en eterisk lukt (teknisk karbondisulfid, har en ubehagelig lukt som minner om lukten av reddik). Karbondisulfid er giftig og ekstremt brannfarlig, da dampene antennes ved lave temperaturer.

Karbondisulfid brukes som startprodukt for syntese av karbontetraklorid (s. 74), i produksjon av viskosefiber (s. 345), samt løsemiddel for fett m.m.

Karbondisulfid oppnås ved å føre svoveldamp over. varmt kull:

For tiden er den mest kostnadseffektive måten å oppnå karbondisulfid på interaksjonen av metan med svoveldamp over silikagel:

Karbamid (urea) er en komplett amid, karbonsyre:

Dette er et av de første organiske stoffene som er oppnådd syntetisk fra uorganiske stoffer (Wohler, 1828).

Karbamid er et krystallinsk stoff med en temp. sq. 133 °C, lett løselig i vann og alkohol. Danner salter med en ekvivalent syrer, for eksempel:

Når oppvarmede løsninger av karbamid i nærvær av syrer eller alkalier, hydrolyseres det lett med dannelse av karbondioksid og ammoniakk:

Når salpetersyre virker på karbamid, dannes karbondioksid, nitrogen og vann:

Når karbamid oppvarmes med alkoholer, oppnås uretaner - estere av karbamidsyre.

Uretaner er krystallinske stoffer som er løselige i vann.

Når karbamid interagerer med formaldehyd i et nøytralt eller svakt alkalisk medium ved en temperatur på omtrent 30 ° C, dannes monometylolkarbamid og dimetylolkarbamid:

Disse derivatene, når de varmes opp i et surt medium, danner ureapolymerer - grunnlaget for vanlig plast - aminoplast (s. 331) og lim for liming av tre.

Karbamid (urea) spiller en viktig rolle i metabolismen i dyreorganismer; er sluttproduktet av nitrogenmetabolismen, der nitrogenholdige stoffer (for eksempel proteiner), som har gjennomgått en rekke komplekse transformasjoner i kroppen, skilles ut i urinen i form av urea (derav navnet).

Karbamid er en konsentrert nitrogengjødsel (inneholder 46 % nitrogen) og tas raskt opp av planter. I tillegg brukes karbamid med hell til fôring av husdyr.

For tiden brukes urea til å isolere parafiniske hydrokarboner med normal struktur fra petroleumsprodukter. Faktum er at karbamidkrystaller danner "krystallinske porer", så smale at hydrokarboner med normal struktur trenger inn i dem, men hydrokarboner med forgrenet kjede kan ikke trenge inn. Derfor adsorberer ureakrystaller bare hydrokarboner med normal struktur fra blandingen, som, etter oppløsning av karbamid, separeres fra det vandige laget.

I industrien er karbamid hentet fra ammoniakk og karbondioksid ved 185 ° C og trykk

tiokarbamid krystallinsk stoff; tempo, kvm. 172°C. Lettløselig i vann, vanskelig løselig i alkohol. Tiokarbamid kan oppnås ved virkningen av hydrogensulfid på cyanamid

eller ved oppvarming av ammoniumtiocyanat. Det brukes til å oppnå karbamidpolymerer.


Karbonsyreklorid - fosgen:

Som alle syreklorider har fosgen en høy acyleringsevne:

Amider av karbonsyre

1) Karbaminsyre

Karbaminsyre- semi-amid (syreamid) av karbonsyre - ustabil:

2) Urea

Urea– karbamid, diamid av karbonsyre:

Urea er det viktigste sluttproduktet av proteinmetabolismen hos pattedyr. En voksen skiller ut 20-30 g urea i urinen per dag.

Wöhler syntese (1828).

Industriell metode for å oppnå urea

Urea er et produkt med store tonnasjer fra den kjemiske industrien (verdensproduksjonen er mer enn 100 millioner tonn per år). Det er mye brukt som nitrogengjødsel og for produksjon av urea-formaldehydharpikser. I den kjemiske og farmasøytiske industrien brukes det til å produsere barbiturater.

Kjemiske egenskaper av urea

1) Grunnleggende:

2) Dekomponering ved oppvarming:

3) Dekomponering ved salpetersyre

Urea kan kvantifiseres ved mengden nitrogen som frigjøres.

(Van Sleik-metoden).

3) Guanidin

Guanidin har en uvanlig høy basicitet som kan sammenlignes med uorganiske alkalier. Dette skyldes den høye graden av strukturell symmetri av dens protonerte form og den maksimale delokaliseringen av (+) ladningen:

Guanidinrester finnes i noen naturlige forbindelser og medisinske stoffer, for eksempel:

Svovel i sammensetningen av organiske forbindelser har en annen grad av oksidasjon.

Tioler og tioetere

Når du erstatter et halogen med en SH-gruppe, dannes tioler:

Tioler har høyere surhet enn alkoholer:

Tiolatanioner er sterke nukleofiler; når de interagerer med halogenderivater, danner de tioestere:

Svovelatomet i tioetere er sentrum for basicitet og nukleofilisitet; når de interagerer med halogenderivater, danner tioetere trialkyltioniumsalter:

Tioler under milde forhold oksideres lett og danner disulfider:

Reaksjonsretningen endres når

OB-potensial for mediet: med et høyt OB-potensial - til høyre, med et lavt OB-potensial - til venstre. Tiol-disulfid-interomdannelser spiller en viktig rolle i dannelsen av strukturen og reguleringen av funksjonene til naturlige proteiner.

Sulfoksider og sulfoner

Under oksidasjonen av tioetere tilfører svovelatomet oksygen, og sulfoksider og sulfoner dannes sekvensielt:

Dimetylsulfoksid (DMSO, dimeksid) er en fargeløs væske med kokepunkt. 189 ° C, løselig i vann og i organiske løsemidler. Det er mye brukt i organisk syntese som et polart aprotisk løsningsmiddel.
På grunn av sin evne til å raskt diffundere gjennom huden og bære stoffer oppløst i den, brukes den i apotek som en komponent i medisinske salver.

Sulfonsyrer (sulfonsyrer)

Sulfonsyrer (eller sulfonsyrer) er forbindelser som inneholder sulfo gruppe:

Metoder for å oppnå sulfonsyrer
1) Alifatiske sulfonsyrer

2) Aromatiske sulfonsyrer oppnås ved sulfonering av benzen og dets derivater (se "Areners kjemiske egenskaper")

Kjemiske egenskaper til sulfonsyrer

Sulfo gruppe -

1) sterk elektronakseptor;
2) hun har høy surhet(sammenlignbar med svovelsyre);
3) når nukleofil angrep på nabo C-atom kan bli erstattet for andre rester.
4) Høy polaritet og evne til å hydrere - årsaken løselighet sulfonsyrer i vann.

1) Surhet
I et vandig medium er sulfonsyrer nesten fullstendig ionisert:

Med alkalier danner de vannløselige salter:

2) Erstatning av sulfogruppen med andre rester

3) Dannelse av derivater av sulfogruppen

KARBONSYRE

Karbonsyre kan formelt betraktes som en karboksylsyre, som i stedet for en hydrokarbonrest inneholder en hydroksylgruppe.

Egenskapene til karbonsyrederivater er i utgangspunktet lik egenskapene til karboksylsyrederivater. Forskjellen fra karboksylsyrer er at karbonsyrederivater er resultatet av substitusjon av en eller to hydroksylgrupper.

Derfor er begge to bifunksjonelle forbindelser. Dette åpner for ytterligere muligheter for å variere strukturen, og gjør også symmetriske strukturer til et potensielt råmateriale for produksjon av polykondensasjonspolymerer.

Tenk på noen av de viktigste derivatene av karbonsyre.


Fosgen Klorkarbonsyre

Fosgen er en stabil forbindelse, klorkarbonsyre er ustabil, dens derivater er kjent, for eksempel estere.

Fosgen oppnås ved friradikalklorering av karbonmonoksid (II)

Fosgen og estere av klorkarbonsyre viser egenskapene til karboksylsyreklorider, men i motsetning til sistnevnte er de mer reaktive i nukleofile substitusjonsreaksjoner. De er reagenser for å oppnå estere av karbonsyre og klorkarbonsyre.


Hvis fenoler brukes som reaktant, er resultatet dannelse av diarylkarbonater.


Fosgen er en bifunksjonell forbindelse, så den brukes til å produsere plast - polykarbonater.

Estere av karbonsyre

Disse forbindelsene viser egenskapene til konvensjonelle estere av karboksylsyrer, inkludert å gå inn i esterkondensasjonsreaksjoner og brukes derfor i organisk syntese for å introdusere en alkoksykarbonylgruppe i strukturen til organiske stoffer.


Amider av karbonsyre

En typisk representant for karbonsyreamider er urea (karbamid)

I industrien kan det fås fra ammoniakk og CO 2


Prosessen utføres ved 180-200 0 C, 18-20 MPa og 100 % overskudd av NH 3 . Substituerte ureaer kan fremstilles ved å reagere fosgen med aminer

Denne reaksjonen utføres trinnvis gjennom den mellomliggende dannelsen av karbaminoylklorid



Det kan sees at syntesen av substituerte ureaer krever bruk av et overskudd av amin. Hvis reaksjonen utføres i et overskudd av fosgen, dannes karbaminoylklorid kvantitativt (reaksjon (1)). Sistnevnte kan brukes til å oppnå RN=C=O-isocyanater:

dessuten utføres reaksjonen under betingelser for dissosiasjon av aminhydrokloridet dannet i trinn (1) og igjen involvert i reaksjonen (1).

Når vi oppsummerer reaksjonene (1), (3), (4), har vi støkiometrien til isocyanatsynteseprosessen

Isocyanater brukes til å produsere uretaner (estere av karbaminsyre)

Karbamidsyrer i seg selv RNHCOOH, som er amider, er ustabile og brytes lett ned til aminer (ammoniakk) og CO 2


Av praktisk betydning er diisocyanater, som danner polyuretaner ved kopolymerisering med toverdige alkoholer.



Polyureaner brukes til å produsere syntetiske fibre, gummi, lim og lakk. Fra dem oppnås skumplast, som tilsettes litt vann under polymeriseringsprosessen, som hydrolyserer deler av isocyanittgruppene med frigjøring av karbondioksid.

CO 2 skummer polymeren og gir den en porøs struktur.

En annen måte å oppnå uretaner (karbamater) på er amidering av estere av klorkarbonsyre:

Mange estere av substituerte karbaminsyrer er verdifulle plantevernmidler som dekomponerer ganske lett under naturlige forhold med dannelse av lavgiftige forbindelser. Urea i seg selv er mye brukt i landbruket som høykvalitets gjødsel og fôrtilsetning. Andre bruksområder for urea er ureaavvoksing og syntese av urea-formaldehydharpikser.