Generell strukturformel for estere:
hvor R og R' er hydrokarbonradikaler.
Hydrolyse av estere
En av de mest karakteristiske egenskapene til estere (foruten forestring) er deres hydrolyse - spaltning under påvirkning av vann. På en annen måte kalles hydrolysen av estere for forsåpning. I motsetning til hydrolyse av salter, er det i dette tilfellet praktisk talt irreversibelt. Det skilles mellom alkalisk og sur hydrolyse av estere. I begge tilfeller dannes alkohol og syre:
a) syrehydrolyse
b) alkalisk hydrolyse
Eksempler på problemløsning
Alkalisk hydrolyse - ester
Side 1
Alkalisk hydrolyse av estere, som syrehydrolyse, fortsetter gjennom addisjonselimineringsmekanismen.
Alkalisk hydrolyse av estere, noen ganger kalt en spesifikk basekatalysereaksjon, er faktisk en fortrengningsreaksjon (se avsnitt.
Alkalisk hydrolyse av estere ved Bac2-mekanismen fortsetter gjennom nukleofil addisjon ved karbonylgruppen for å danne et tetraedrisk mellomprodukt (se avsnitt. Dette er en vanlig reaksjon av nukleofiler med karbonylgruppen til en ester, og ulike eksempler på anvendelsen vil bli diskutert nedenfor. i denne delen. Interaksjon med hydridioner fører til reduksjon, så denne reaksjonen vil bli diskutert sammen med andre reduksjonsreaksjoner (se avsnitt.
Alkalisk hydrolyse av estere skjer med en termisk effekt lik varmen fra nøytralisering av den resulterende syren. Reaksjonene av forestring av alkoholer med syreklorider, så vel som det første trinnet av forestring med syreanhydrider, er også eksoterme.
Alkalisk hydrolyse av estere er en irreversibel reaksjon, siden det endelige reaksjonsproduktet (karboksylatanion) ikke viser egenskapene til en karbonylforbindelse på grunn av fullstendig avkalking av den negative ladningen.
Alkalisk hydrolyse av estere skjer med en termisk effekt lik varmen fra nøytralisering av den resulterende syren. Reaksjonene av forestring av alkoholer med syreklorider, så vel som det første trinnet av forestring med syreanhydrider, er også eksoterme.
Alkalisk hydrolyse av estere kalles forsåpning. Hydrolysehastigheten av estere øker også med oppvarming og ved bruk av overflødig vann.
Alkalisk hydrolyse av estere er karakteristisk for et stort antall reaksjoner der en negativt ladet nukleofil angriper karbonylkarbonet til et nøytralt substrat.
Alkalisk hydrolyse av estere kalles forsåpning. Hydrolysehastigheten av estere øker også med oppvarming og ved bruk av overflødig vann.
Praktisk talt alkalisk hydrolyse av estere utføres i nærvær av kaustiske alkalier KOH, NaOH, samt hydroksider av jordalkalimetaller Ba (OH) 2, Ca (OH) 2 - Syrene som dannes under hydrolyse er bundet i form av salter av de tilsvarende metallene, så hydroksydene må tas minst i ekvivalentforhold med esteren. Vanligvis brukes overflødig base. Separasjonen av syrer fra deres salter utføres ved bruk av sterke mineralsyrer.
Reaksjonen av alkalisk hydrolyse av estere kalles forsåpningsreaksjonen.
Reaksjonen av alkalisk hydrolyse av estere kalles forsåpningsreaksjonen.
Metoden for alkalisk hydrolyse av estere er inkludert som en del av forskjellige flertrinnsprosesser for organisk syntese. For eksempel brukes det i industriell produksjon av fettsyrer og alkoholer ved oksidasjon av parafiner (kap.
Sider: 1 2 3 4
4.6. Estere
Estere kan oppnås ved å reagere karboksylsyrer med alkoholer ( forestringsreaksjon). Katalysatorene er mineralsyrer.
Videoeksperiment "Fremstilling av etylacetateter".
Forestringsreaksjonen under syrekatalyse er reversibel.
Den omvendte prosessen - spaltningen av en ester under påvirkning av vann for å danne en karboksylsyre og alkohol - kalles esterhydrolyse. RCOOR’ + H2O (H+) RCOOH + R’OH Hydrolyse i nærvær av alkali er irreversibel (siden det resulterende negativt ladede karboksylatanionet RCOO– ikke reagerer med den nukleofile reagensen – alkohol).
Denne reaksjonen kalles forsåpning av estere(i analogi med alkalisk hydrolyse av esterbindinger i fett ved produksjon av såpe).
Estere av lavere karboksylsyrer og lavere monohydriske alkoholer har en behagelig lukt av blomster, bær og frukt. Estere av høyere monobasiske syrer og høyere monohydriske alkoholer er grunnlaget for naturlig voks. For eksempel inneholder bivoks en ester av palmitinsyre og myricylalkohol (myricylpalmitat):
CH(CH)–CO–O–(CH)CH
Kjemiske egenskaper - seksjon Kjemi, GENERELLE REGULARITETER FOR STRUKTUR OG KJEMISK OPPFØRSEL AV OXO-FORHOLD 1. Hydrolyse av estere (syre- og alkalikatalyse). ...
1. Hydrolyse av estere (syre og alkalisk katalyse). Esteren er et svakt acyleringsmiddel og kan hydrolyseres i nærvær av katalysatorer (syrer eller baser).
1.1 Alkalisk hydrolyse:
Mekanisme for alkalisk hydrolyse:
Alkalisk hydrolyse har en rekke fordeler fremfor sur hydrolyse:
- fortsetter med høyere hastighet, siden hydroksydanionet er en sterkere og mindre nukleofil sammenlignet med et vannmolekyl;
- i et alkalisk miljø er hydrolysereaksjonen irreversibel, siden det dannes et surt salt som ikke har acyleringsevne.
Derfor, i praksis, utføres hydrolysen av estere ofte i et alkalisk medium.
1.2 Syrehydrolyse:
2. Transesterifiseringsreaksjon. Interaksjon med alkoksider i en løsning av den tilsvarende alkoholen fører til utveksling av alkylgrupper i esteren; reaksjonen er reversibel:
3. Ammonolysereaksjon:
Estere i naturen, deres betydning i industrien. De minst reaktive derivatene av karboksylsyrer - estere, amider, nitriler - er mye brukt som løsningsmidler.
Industriell og forberedende betydning er etylacetat, dimetylformamid Og Acetonitril. Dimetylformamid er et aprotisk løsningsmiddel for både polare (jevn salter) og ikke-polare stoffer og er i dag mye brukt i industrien som løsningsmiddel for polyamider, polyimider, polyakrylnitril, polyuretaner, etc., brukt til dannelse av fibre og filmer, preparatet. av lim, etc. etc., samt i laboratoriepraksis.
Estere av lavere karboksylsyrer ( C1 – C5) og lavere alkoholer (CH3OH, C2H5OH) De har en fruktig lukt og brukes til å smaksette såper og konfektprodukter. Acetater, butyrater av citronellol, geraniol, linalool, som har en behagelig blomsterlukt, inngår for eksempel i lavendelolje og brukes til å lage såper og cologne.
Difenyleddiksyreestere, for eksempel dietylaminoetylester (spasmolitin), kjent som antispasmodika - medisiner som lindrer spasmer i de glatte musklene i indre organer og blodårer. Anestezin – etyleter n-aminobenzosyre, novokain - dietylaminoetyleter n-aminobenzoic acid, lammende nerveender, forårsaker lokalbedøvelse og smertelindring. Kraftigere enn novokain er xykain (N- 2,6-dimetylfenylamid N,N'-dietylaminoeddiksyre).
Etylacetat - fargeløs væske, brukes som løsningsmiddel for oppløsning av nitrocellulose, celluloseacetat og andre polymere materialer, for fremstilling av lakk, samt i næringsmiddelindustrien og parfymeri.
Butylacetat – fargeløs væske med en behagelig lukt. Brukes i maling- og lakkindustrien som løsemiddel for nitrocellulose og polyesterharpikser.
Amylacetater– gode løsemidler for nitrocellulose og andre polymere materialer. Isoamylacetat brukes i næringsmiddelindustrien (pæreessens).
Kunstige fruktessenser. Mange estere har en behagelig lukt og brukes i næringsmiddelindustrien og parfymeri.
Alle emner i denne delen:
GENERELLE REGLER FOR STRUKTUREN OG KJEMISK OPPFØRSEL TIL OXO-FORBINDELSER
Flere bindinger mellom karbon og oksygen finnes i aldehyder, ketoner, karboksylsyrer, så vel som deres derivater. For forbindelser som inneholder en karbonylgruppe er de mest karakteristiske egenskapene
OXO FORBINDELSER
Aldehyder og ketoner er derivater av hydrokarboner som inneholder en funksjonell gruppe i molekylet kalt en karbonyl- eller oksogruppe. Hvis en karbonylgruppe er bundet til en
Tekniske metoder for fremstilling av formaldehyd
3.1 Katalytisk oksidasjon av metanol: 3,2 Ka
Spesifikke metoder for aromatiske serier
11.1 Oksidasjon av alkylarener. Delvis oksidasjon av alkylgruppen assosiert med benzenringen kan oppnås ved virkningen av forskjellige oksidasjonsmidler. Metylgruppe – MnO
Nukleofile addisjonsreaksjoner
1.1 Tilsetning av magnesiumalkyler: hvor
Oksidasjonsreaksjoner av aldehyder og ketoner
5.1 Oksidasjon av aldehyder. Aldehyder oksiderer lettest og blir til karboksylsyrer med samme antall karbonatomer i kjeden:
Oksidasjonsreduksjonsreaksjoner (disproporsjonering)
6.1 Cannizzaro-reaksjonen (1853) er karakteristisk for aldehyder som ikke inneholder hydrogenatomer i α-posisjon, og oppstår når de behandles med konsentrert p
KARBOKSYLISKE SYRER OG DERIVATER
Karboksylsyrer er derivater av hydrokarboner som inneholder en karboksylfunksjonell gruppe (–COOH) i molekylet. Dette er den mest "oksiderte" funksjonelle gruppen, som er lett å se
MONOKARBOKSYLER
Monokarboksylsyrer er hydrokarbonderivater som inneholder en funksjonell karboksylgruppe i molekylet - COOH. Monokarboksylsyrer kalles også monobaser
Isomerisme
Strukturell: · skjelett; · metamerism Romlig: · optisk. Syntesemetoder. Monokarbon
Reaksjoner av karboksylsyrer med nukleofile reagenser
1.1 Dannelse av salter med metaller:
DERIVATER AV KARBOKSYLSYRER
Karboksylsyrer danner en rekke derivater (estere, anhydrider, amider, etc.), som deltar i mange viktige reaksjoner. Generell formel for derivater
Metoder for å skaffe
1. Interaksjon med fosfor (V) klorid:
Kjemiske egenskaper
1. Bruk av anhydrider som acyleringsmidler.
Anhydrider, som syrehalogenider, har høy kjemisk aktivitet og er gode acyleringsmidler (ofte
Metoder for fremstilling av amider
1. Ammoniakkacylering:
Kjemiske egenskaper
1. Hydrolyse av amider 1.1 I et surt miljø:
Metoder for å skaffe
1. Forestringsreaksjon: Forestringsmekanisme
DIKARBOKSYLISKE SYRER
Klassen av dikarboksylsyrer inkluderer forbindelser som inneholder to karboksylgrupper. Dikarboksylsyrer deles avhengig av typen hydrokarbonradikal: ·
Generelle metoder for fremstilling av dikarboksylsyrer
1. Oksidasjon av dioler og sykliske ketoner:
Isomerisme
Strukturelt: · skjelett; posisjonsisomerisme; · metameri. Romlig: · geometrisk. Ubegrenset
Kjemiske egenskaper til fett
1. Hydrolyse. Blant reaksjonene til fett er hydrolyse eller forsåpning, som kan utføres med både syrer og baser, av spesiell betydning:
FUNKSJONER AV FYSISKE EGENSKAPER TIL HOMO-FUNKSJONELLE HYDROCARBONS-DERIVATER
Tilstedeværelsen av en funksjonell gruppe assosiert med en hydrokarbonsubstituent påvirker de fysiske egenskapene til forbindelsene betydelig. Avhengig av arten av den funksjonelle gruppen (atomet), f.eks
HYDROKARBONER
Blant de mange forskjellige funksjonelle derivatene av hydrokarboner er det forbindelser som er svært giftige og miljøfarlige, moderat giftige og helt ufarlige, ikke-giftige, i stor grad.
Når estere varmes opp med alkoholer, oppstår en dobbel utvekslingsreaksjon, kalt transesterifisering. Både syrer og baser har en katalytisk effekt på denne reaksjonen:
For å forskyve likevekten i ønsket retning, brukes et stort overskudd av alkohol.
Metakrylsyrebutylester (butylmetakrylat) kan oppnås i 94 % utbytte ved å varme metylmetakrylat med n-butanol med kontinuerlig fjerning av metanol etter hvert som det dannes:
Alkohollyse av estere av karboksylsyrer under påvirkning av alkaliske katalysatorer er av særlig stor preparativ betydning for syntesen av estere av termisk ustabile karboksylsyrer med lang sidekjede (for eksempel estere b-ketosyrer) og alkoholestere, ustabile i sure miljøer, som ikke kan oppnås ved konvensjonelle forestringsmetoder. Natriumalkoholater, natriumhydroksid og kaliumkarbonat brukes som katalysatorer for slike reaksjoner.
Alkohollyse av estere b-ketosyrer utføres lett ved 90-100°C uten katalysator. For eksempel ble oktylesteren av acetoeddiksyre syntetisert fra acetoeddiksyreester ved å bruke denne metoden:
Dette gjør det mulig å bytte en primær alkohol med en annen primær eller sekundær alkohol med høyere kokepunkt, men denne metoden er ikke egnet for å oppnå estere fra tertiære alkoholer. Estere av tertiære alkoholer oppnås på en annen måte - ved gjensidig transesterifisering av to forskjellige estere av karboksylsyrer, for eksempel en ester av maursyre og en annen syre:
Reaksjonen utføres i nærvær av katalytiske mengder gnir-natriumbutoksid ved 100-120°C.
I dette tilfellet destilleres den lavest kokende komponenten av likevektsblandingen sakte av, i dette tilfellet metylesteren av maursyre (metylformiat, kokepunkt 34°C).
Fant du ikke det du lette etter? Bruk søket:
Hydrolyse - eter
Side 1
Hydrolyse av etere i et sterkt surt miljø (Sect.
Deretter begynte hydrolysen av etere å være av interesse fra synspunktet til teorien om kjemisk struktur, nemlig som en reaksjon der den relative styrken til karbon-oksygenbindingen kan bestemmes avhengig av strukturen til radikalet. På 1930-tallet oppsto det et praktisk behov for å utvikle en teknisk akseptabel metode for hydrolyse av dietyleter; Dette behovet ble diktert av det faktum at i prosessen med å produsere syntetisk gummi ved hjelp av Lebedevs metode, ble eter dannet som et biprodukt, som det var tilrådelig å omdanne til alkohol. I denne forbindelse, i USSR, ble hydrolysen av dietyleter studert av Vanscheidt og Lozovskaya og Kagan, Rossiyskaya og Cherntsov, ved å bruke oksider av aluminium, titan, thorium, krom og mangan som katalysatorer.
Patentlitteraturen beskriver hydrolysen av etere for å danne alkoholer ved virkningen av fortynnet svovelsyre ved høy temperatur og trykk; prosessen ble utført ved 272 C og 130 atm i 25 minutter. Denne metoden brukes bare når det er nødvendig å kvitte seg med overflødig etyleter.
Patentlitteraturen beskriver hydrolyse av etere med dannelse av alkoholer under påvirkning av fortynnet svovelsyre ved høy temperatur og trykk [22J; prosessen ble utført ved 272 C og 130 atm i 25 minutter. Denne metoden brukes bare når det er nødvendig å kvitte seg med overflødig etyleter.
Fjerning av acetaldehyd fra reaksjonssfæren i form av et oksim bestemmer fullstendigheten av hydrolysen av eteren. Vann, alkoholer og hydrokarboner forstyrrer ikke bestemmelsen.
Hydrolysen av peptider, amider og fosfatestere og hydratiseringen av pyridinaldehyder katalyseres tilsvarende. Hydrolyse av etere katalyseres ikke av metallioner fordi det ikke dannes chelater og mellomproduktet kan ikke stabiliseres.
Generell syre-base katalyse er svært vanlig, men det er noen få tilfeller der spesifikk katalyse av hydrogen eller hydroksylioner forekommer; i dette tilfellet varierer hastighetskonstanten lineært med [H3O] og [OH -] og er uavhengig av tilstedeværelsen av andre sure og basiske stoffer. For eksempel har spesifikk katalyse blitt oppdaget i hydrolyse av etere (se s.
Spaltningen av fenolestere med aluminiumklorid gir en ferdig metode for å oppnå vanskelige å syntetisere fenolderivater; Noen karakteristiske transformasjoner av fenolestere til de tilsvarende fenolene er oppført her. Til tross for at spaltningen av alkoksygrupper så lett katalyseres av aluminiumklorid, er det ingen metodisk studie på effekten av substituenter på aluminiumklorid-katalysert hydrolyse av etere.
For at reaksjonen skal lykkes, er det imidlertid nødvendig å ha to, for eksempel, metoksylgrupper i molekylet til azokomponenten eller bruk av en svært aktiv diazokomponent. Det er interessant at under azokobling av fenolestere oppstår ofte hydrolyse av estergruppen, slik at resultatet er dannelsen av et azofargestoff, som er et derivat av selve fenolen. La oss huske at hydrolyse av etere generelt er svært vanskelig. Mekanismen for denne reaksjonen er ikke studert.
Avslutningsvis kan vi si at forsåpning under MPA-betingelser er syntetisk fordelaktig når det gjelder sterisk hindrede estere. I dette tilfellet bør et fast kaliumhydroksid/toluensystem og kronetere eller kryptander brukes som katalysatorer. I tillegg er hydrolysehastigheten av karboksylsyreetere med konsentrert vandig natriumhydroksid betydelig høyere for hydrofile karboksylater. Gode katalysatorer er kvaternære ammoniumsalter, spesielt Bu4NHSO4 og noen anioniske og ikke-ioniske overflateaktive stoffer. Dette indikerer at en av tre mulige mekanismer kan oppstå: overflatereaksjoner, micellær katalyse eller en ekte MPA-reaksjon. Avhengig av forholdene kan hver av disse mekanismene realiseres.
Som et resultat vil vi oppnå følgende DN-verdier: 311 for HI, 318 for HBg, 329 for HC1, 334 for vann og 334 for ROH. Dermed kan vi forutsi at HI vil ha størst reaktivitet, helt i samsvar med eksperimentet, selv om det i praksis brukes konsentrerte vandige løsninger, mens våre beregninger er gjort for reaksjoner i gassfasen. Det er velkjent at ved romtemperatur er etere praktisk talt ute av stand til å reagere med vann og alkoholer. I tillegg er det vanlig å si at hydrolysen av etere akselereres av hydrogen i stedet for hydroksylioner, noe som er i samsvar med de nukleofile egenskapene som er etablert for etere ved våre omtrentlige beregninger, Tilsetning av hydrogenhalogenider til olefiner. Det første trinnet er å bestemme om det hastighetsbestemmende trinnet er det elektrofile angrepet av hydrogenionet eller det nukleofile angrepet av halogenidionet på karbonatomet til olefinet.
Etere er nøytrale væsker som er dårlig løselig i vann. De reagerer ikke med natriummetall, noe som gjør det mulig å fjerne restvann og alkohol fra dem ved hjelp av natriummetall. Etere er veldig holdbare.
Svake syrer og alkalier har ingen effekt på dem. Alkalier fremmer ikke hydrolyse av etere. Sammen med denne motstanden mot hydrolyse blir etere ganske lett oksidert av atmosfærisk oksygen, spesielt under påvirkning av lys, og danner peroksider (s. Estere er som regel lite løselige i vann, men er lett løselige i de fleste organiske løsemidler. Mange av esterne har en spesifikk, behagelig fruktig lukt, som gjør at de kan brukes til produksjon av kunstige fruktessenser i konfekt eller parfyme, samt for å identifisere visse syrer eller alkoholer ved lukten av deres estere.
Etere er nøytrale væsker som er dårlig løselig i vann. De reagerer ikke med natriummetall, noe som gjør det mulig å fjerne restvann og alkohol fra dem ved hjelp av natriummetall. Etere er veldig holdbare. Svake syrer og alkalier har ingen effekt på dem. Hydrolyse av etere skjer med vanskeligheter når de varmes opp med vann i nærvær av syrer. Alkalier fremmer ikke hydrolyse av etere. Sammen med denne motstanden mot hydrolyse blir etere ganske lett oksidert av atmosfærisk oksygen, spesielt under påvirkning av lys, og danner peroksider (s. Estere er som regel lite løselige i vann, men er lett løselige i de fleste organiske løsemidler. Mange av esterne har en spesifikk, behagelig fruktig lukt, som gjør at de kan brukes til produksjon av kunstige fruktessenser i konfekt eller parfyme, samt for å identifisere visse syrer eller alkoholer ved lukten av deres estere.
Sider: 1
Estere kalles funksjonelle derivater av karboksylsyrer med den generelle formelen RC(O)ELLER" .
Estere av karboksylsyrer (så vel som sulfonsyrer) er navngitt på samme måte som salter, bare i stedet for navnet på kationen brukes navnet på den tilsvarende alkylen eller arylen, som er plassert foran navnet på anionet og skrevet sammen med den. Tilstedeværelsen av en estergruppe -COOR kan også reflekteres på en beskrivende måte, for eksempel "R-ester av (slik og slik) syre" (denne metoden er mindre å foretrekke på grunn av dens besværlighet):
Estere av lavere alkoholer og karboksylsyrer er flyktige væsker med en behagelig lukt, lite løselig i vann og godt løselig i de fleste organiske løsemidler. Luktene til estere ligner luktene til forskjellige frukter, så i næringsmiddelindustrien brukes de til å tilberede essenser som imiterer fruktlukt. Den økte flyktigheten til estere brukes til analytiske formål.
Hydrolyse. Den viktigste av acyleringsreaksjonene er hydrolyse av estere med dannelse av alkohol og karboksylsyre:
Reaksjonen finner sted i både sure og alkaliske miljøer. Syrekatalysert hydrolyse av estere - omvendt reaksjon på forestring, fortsetter i henhold til samme mekanisme A AC 2:
Nukleofilen i denne reaksjonen er vann. Et skifte i likevekt mot dannelse av alkohol og syre sikres ved tilsetning av overflødig vann.
Alkalisk hydrolyse er irreversibel; under reaksjonen forbrukes et mol alkali per mol eter, det vil si at alkali i denne reaksjonen fungerer som et forbruksreagens og ikke en katalysator:
Hydrolyse av estere til alkalisk miljø fortsetter via en bimolekylær acylmekanisme B AC 2 gjennom dannelsesstadiet av tetraedrisk mellomprodukt (I). Irreversibiliteten til alkalisk hydrolyse er sikret ved den praktisk talt irreversible syre-base-interaksjonen mellom karboksylsyre (II) og alkoksydion (III). Det resulterende karboksylsyreanionet (IV) er i seg selv en ganske sterk nukleofil og er derfor ikke utsatt for nukleofilt angrep.
Ammonolyse av estere. Amider oppnås ved ammonolyse av estere. For eksempel, når vandig ammoniakk reagerer med dietylfumarat, dannes fullstendig fumarsyreamid:
Under ammonolysen av estere med aminer med lav nukleofilisitet, blir sistnevnte først omdannet til amider av alkali- eller jordalkalimetaller:
Amider av karboksylsyrer: nomenklatur; strukturen til amidgruppen; syre-base egenskaper; sur og alkalisk hydrolyse; spaltning med hypobromitter og salpetersyre; dehydrering til nitriler; kjemisk identifikasjon.
amider kalles funksjonelle derivater av karboksylsyrer med den generelle formelen R-C(O)-NH2-nR"n, hvor n = 0-2. I usubstituerte amider er acylresten forbundet med en usubstituert aminogruppe, i N-substituerte amider er ett av hydrogenatomene erstattet med ett alkyl- eller arylradikal, i N,N-substituerte amider med to.
Forbindelser som inneholder en, to eller tre acylgrupper knyttet til et nitrogenatom kalles generisk amider (henholdsvis primære, sekundære og tertiære). Navnene på primære amider med en usubstituert gruppe - NH 2 er avledet fra navnene på de tilsvarende acylradikalene ved å erstatte suffikset -olje (eller -yl) med -amid. Amider dannet av syrer med suffikset -karboksylsyre mottar suffikset -karboksamid. Sulfonsyreamider er også oppkalt etter deres tilsvarende syrer, ved å bruke suffikset -sulfonamid.
Navnene på radikalene RCO-NH- (som RSO 2 -NH-) er dannet fra navnene på amider, og endrer suffikset -amid til -amido-. De brukes hvis resten av molekylet inneholder en høyere gruppe eller substitusjonen skjer i en mer kompleks struktur enn R-radikalet:
I navnene på N-substituerte primære amider RCO-NHR" og RCO-NR"R" (så vel som lignende sulfonamider), er navnene på radikalene R" og R" angitt foran navnet på amidet med symbolet N -:
Disse typene amider blir ofte referert til som sekundære og tertiære amider, som ikke anbefales av IUPAC.
N-Fenyl-substituerte amider får suffikset -anilid i deres navn. Plasseringen av substituenter i anilinresten er indikert med tall med primtall:
I tillegg er det bevart semi-systematiske navn, der suffikset -amid er kombinert med basen av det latinske navnet på karboksylsyren (formamid, acetamid), samt noen triviell navn som "anilider" (acylerte aniliner) eller "toluidider" (acylerte toluidiner).
Amider er krystallinske stoffer med relativt høye og distinkte smeltepunkter, noe som gjør at noen av dem kan brukes som derivater for identifikasjon av karboksylsyrer. I sjeldne tilfeller dreier det seg om væsker, for eksempel maursyreamider - formamid og N,N-dimetylformamid - kjente dipolare aprotiske løsningsmidler. Lavere amider er svært løselige i vann.
Amider er en av de mest motstandsdyktige mot hydrolyse funksjonelle derivater av karboksylsyrer, på grunn av hvilke de er vidt distribuert i naturen. Mange amider brukes som medisiner. I omtrent et århundre har paracetamol og fenacetin, som er substituerte amider av eddiksyre, blitt brukt i medisinsk praksis.
Struktur av amider. Den elektroniske strukturen til amidgruppen er i stor grad lik strukturen til karboksylgruppen. Amidgruppen er et p,π-konjugert system der det enlige elektronparet i nitrogenatomet er konjugert med elektronene i C=O π-bindingen. Delokalisering av elektrontetthet i amidgruppen kan representeres av to resonansstrukturer:
På grunn av konjugering har C-N-bindingen i amider delvis bilinked karakter, er lengden betydelig mindre enn lengden av en enkeltbinding i aminer, mens C=O-bindingen er litt lengre enn C=O-bindingen i aldehyder og ketoner. Amidgruppe på grunn av konjugasjon har en flat konfigurasjon . Nedenfor er de geometriske parametrene til det N-substituerte amidmolekylet, bestemt ved bruk av røntgendiffraksjonsanalyse:
En viktig konsekvens av den delvis dobbeltbundne naturen til C-N-bindingen er den ganske høye energibarrieren for rotasjon rundt denne bindingen; for eksempel for dimetylformamid er den 88 kJ/mol. Av denne grunn kan amider med forskjellige substituenter på nitrogenatomet eksistere i form av π-diastereomerer. N-substituerte amider eksisterer hovedsakelig som Z-isomerer:
Når det gjelder N,N-disubstituerte amider, avhenger forholdet mellom E- og Z-isomerer av volumet av radikaler knyttet til nitrogenatomet. Amidstereoisomerer er konfigurasjonsmessig ustabile; deres eksistens er hovedsakelig bevist ved fysisk-kjemiske metoder; de har blitt isolert i individuell form bare i isolerte tilfeller. Dette skyldes at rotasjonsbarrieren for amider fortsatt ikke er like høy som for alkener, hvor den er 165 kJ/mol.
Syre-base egenskaper. Amider har svake både sure og basiske egenskaper . Basisiteten til amider ligger innenfor området for Pk BH + verdier fra -0,3 til -3,5. Årsaken til den reduserte basiciteten til aminogruppen i amider er konjugasjonen av det ensomme elektronparet i nitrogenatomet med karbonylgruppen. Når de interagerer med sterke syrer, protoneres amider ved oksygenatomet i både fortynnede og konsentrerte syreløsninger. Denne typen interaksjon ligger til grunn syrekatalyse i amidhydrolysereaksjoner:
Usubstituerte og N-substituerte amider viser svake NH-syreegenskaper , sammenlignbar med surheten til alkoholer og fjern et proton bare i reaksjoner med sterke baser.
Syre-base interaksjoner ligger til grunn for dannelsen av amider intermolekylære medarbeidere , hvis eksistens forklarer de høye smelte- og koketemperaturene til amider. Eksistensen av to typer assosiasjoner er mulig: lineære polymerer og sykliske dimerer. Overvekten av en eller annen type bestemmes av strukturen til amidet. For eksempel danner N-metylacetamid, som Z-konfigurasjonen er foretrukket for, en lineær assosiasjon, og laktamer med en stiv fast E-konfigurasjon form dimerer:
N, N-Disubstituerte amider danner dimerer på grunn av dipol-dipol-interaksjonen mellom 2 polare molekyler:
Acyleringsreaksjoner. På grunn av tilstedeværelsen av en sterk elektrondonerende aminogruppe i det konjugerte amidsystemet, er elektrofilisiteten til karbonylkarbonatomet, og derfor reaktiviteten til amider i acyleringsreaksjoner, svært lav. Lav acyleringsevne av amider forklares også med at amidionet NH 2 - er en dårlig utgående gruppe. Av acyleringsreaksjonene er hydrolysen av amider viktig, som kan utføres i sure og alkaliske medier. Amider er mye vanskeligere å hydrolysere enn andre funksjonelle derivater av karboksylsyrer. Hydrolysen av amider utføres under strengere betingelser sammenlignet med hydrolysen av estere.
Syrehydrolyse amider - irreversible reaksjon som fører til dannelse av karboksylsyre og ammoniumsalt:
I de fleste tilfeller foregår sur hydrolyse av amider i henhold til mekanismen bimolekylær syreacylering A AC 2 , dvs. lik mekanismen for syrehydrolyse av estere. Reaksjonens irreversibilitet skyldes det faktum at ammoniakk eller amin i et surt miljø omdannes til ammoniumion, som ikke har nukleofile egenskaper:
Alkalisk hydrolyse Samme irreversible reaksjon; som et resultat dannes et karboksylsyresalt og ammoniakk eller amin:
Alkalisk hydrolyse av amider, som hydrolyse av estere, forløper iht tetraedrisk mekanisme I AC 2 . Reaksjonen begynner med tilsetning av et hydroksidion (nukleofil) til det elektrofile karbonatomet i amidgruppen. Det resulterende anionet (I) protoneres ved nitrogenatomet, og deretter dannes en god utgående gruppe i det bipolare ionet (II) - et ammoniakk- eller aminmolekyl. Det antas at det langsomme stadiet er nedbrytningen av det tetraedriske mellomproduktet (II).
For anilider og andre amider med elektrontrekkende substituenter ved nitrogenatomet, kan dekomponeringen av det tetraedriske mellomproduktet (I) foregå gjennom dannelsen av et dianion (II):
Salpetersyrlig fordøyelse. Ved interaksjon med salpetersyre og andre nitroserende midler omdannes amider til de tilsvarende karboksylsyrene med utbytter på opptil 90 %:
Dehydrering. Usubstituerte amider under påvirkning av fosfor(V)oksid og noen andre reagenser (POC1 3, PC1 5, SOCl 2) omdannes til nitriler:
47. Karboksylsyrer: halogenering i henhold til Gell-Volhard-Zelinsky, bruk av reaksjonen for syntese en -hydroksy og en -aminosyrer.
Halogenering av alifatiske karboksylsyrer.
Alifatiske karboksylsyrer halogeneres til α-posisjonen med klor eller brom i nærvær av katalytiske mengder rødt fosfor eller fosforhalogenider (Gell-Volhard-Zelinsky-reaksjon ). For eksempel, når heksansyre bromeres i nærvær av rødt fosfor eller fosfor(III)klorid, dannes 2-bromheksansyre i høyt utbytte, for eksempel:
Det er ikke selve karboksylsyren som gjennomgår bromering, men syrekloridet som dannes av den in situ. Syrekloridet har sterkere CH-syreegenskaper enn karboksylsyren og danner lettere enolformen.
Enol (I) tilsetter brom for å danne et halogenderivat (II), som deretter eliminerer hydrogenhalogenid og blir til et a-halogenert syrehalogenid (III). I det siste trinnet regenereres syrehalogenidet til den usubstituerte karboksylsyren.
Fra de resulterende a-halogen-substituerte syrer syntetiseres andre heterofunksjonelle syrer ved bruk av nukleofile substitusjonsreaksjoner.
Estere er typiske elektrofiler. På grunn av +M-effekten av oksygenatomet assosiert med hydrokarbonradikalet, viser de en mindre uttalt elektrofil karakter sammenlignet med syrehalogenider og syreanhydrider:
Elektrofilisiteten til etere øker dersom hydrokarbonradikalet danner et konjugert system med oksygenatomet, det såkalte. aktiverte estere:
Estere gjennomgår nukleofile substitusjonsreaksjoner.
1. Hydrolyse av estere skjer i både sure og alkaliske miljøer.
Syrehydrolyse av estere er en sekvens av reversible transformasjoner som er motsatt av forestringsreaksjonen:
Mekanismen for denne reaksjonen involverer protonering av oksygenatomet til karbonylgruppen for å danne et karbokation, som reagerer med et vannmolekyl:
Alkalisk hydrolyse. Hydrolyse i nærvær av vandige løsninger av alkalier er lettere enn surt fordi hydroksydanionet er en mer aktiv og mindre voluminøs nukleofil enn vann. I motsetning til sur, er alkalisk hydrolyse irreversibel:
Alkali fungerer ikke som en katalysator, men som et reagens. Hydrolyse begynner med et nukleofilt angrep av hydroksidionet på karbonatomet til karbonylgruppen. Det dannes et mellomanion som spalter alkoksidionet og blir til et karboksylsyremolekyl. Alkoksidionet, som en sterkere base, abstraherer et proton fra syremolekylet og blir til et alkoholmolekyl:
Alkalisk hydrolyse er irreversibel fordi karboksylatanionet har en sterkt delokalisert negativ ladning og er ikke utsatt for angrep av alkoholhydroksylen.
Alkalisk hydrolyse av estere kalles ofte forsåpning. Begrepet kommer fra navnet på produktene av alkalisk hydrolyse av fett - såpe.
2. Interaksjon med ammoniakk (immonolyse) og dets derivater foregår ved en mekanisme som ligner på alkalisk hydrolyse:
3. Transesterifiseringsreaksjonen (alkoholyse av estere) katalyseres av både mineralsyrer og skall:
For å endre likevekten destilleres den mer flyktige alkoholen til høyre.
4. Claisen-esterkondensasjon er karakteristisk for estere av karboksylsyrer som inneholder hydrogenatomer i a-posisjon. Reaksjonen skjer i nærvær av sterke baser:
Alkoksydionet abstraherer et proton fra α-karbonatomet i etermolekylet. Det dannes et mesomerisk stabilisert karbanion (I), som, som fungerer som en nukleofil, angriper karbonatomet til karbonylgruppen til det andre etermolekylet. Tilsetningsproduktet (II) dannes. Det spalter alkoksidionet og blir til sluttproduktet (III). Dermed kan hele skjemaet for reaksjonsmekanismen deles inn i tre stadier:
Hvis to estere som inneholder α-hydrogenatomer reagerer, dannes en blanding av fire mulige produkter. Reaksjonen brukes til industriell produksjon av acetoeddiksyreester.
5. Reduksjon av estere:
Primære alkoholer dannes ved virkningen av hydrogengass i nærvær av en skjelett-nikkelkatalysator (Raney-nikkel).
6. Virkningen av organomagnesiumforbindelser etterfulgt av hydrolyse fører til dannelse av tertiære alkoholer.
Hydrolysen av estere katalyseres av både syrer og baser. Syrehydrolyse av estere utføres vanligvis ved oppvarming med saltsyre eller svovelsyre i et vandig eller vandig-alkoholisk medium. Ved organisk syntese brukes syrehydrolyse av estere oftest for mono- og dialkylsubstituerte malonestere (kapittel 17). Mono- og disubstituerte derivater av malonester gjennomgår hydrolyse når de kokes med konsentrert saltsyre, etterfulgt av dekarboksylering.
For basekatalysert hydrolyse brukes vanligvis en vandig eller vandig-alkoholisk løsning av NaOH eller KOH. Best resultat oppnås ved å bruke en tynn suspensjon av kaliumhydroksid i DMSO som inneholder en liten mengde vann.
Sistnevnte metode er foretrukket for forsåpning av hindrede syreestere; en annen modifikasjon av denne metoden er alkalisk hydrolyse av hindrede estere i nærvær av 18-krone-6-polyester:
For forberedende formål har base-katalysert hydrolyse en rekke åpenbare fordeler fremfor sur hydrolyse. Hastigheten for basisk hydrolyse av estere er vanligvis tusen ganger høyere enn ved syrekatalyse. Hydrolyse i et surt medium er en reversibel prosess, i motsetning til hydrolyse i nærvær av en base, som er irreversibel.
18.8.2.A. Mekanismer for esterhydrolyse
Hydrolyse av estere med rent vann er i de fleste tilfeller en reversibel reaksjon, som fører til en likevektsblanding av karboksylsyren og moderesteren:
Denne reaksjonen akselereres kraftig i sure og alkaliske medier, som er assosiert med syre-base-katalyse (kapittel 3).
I følge K. Ingold er mekanismene for esterhydrolyse klassifisert i henhold til følgende kriterier:
(1) Type katalyse: sur (symbol A) eller basisk (symbol B);
(2) Type spaltning, som indikerer hvilken av de to C-O -bindingene i esteren som spaltes som et resultat av reaksjonen: acyloksygen (AC-indeks) eller alkyloksygen (AL-indeks):
(3) Reaksjonens molekylæritet (1 eller 2).
Fra disse tre kriteriene kan det lages åtte ulike kombinasjoner, som er vist i diagram 18.1.
Dette er de vanligste mekanismene. Alkalisk forsåpning hører nesten alltid til type B AC 2. Syrehydrolyse (samt forestring) har i de fleste tilfeller en mekanisme A AC 2.
Mekanisme A AC 1 observeres vanligvis bare i sterkt sure løsninger (for eksempel i konsentrert H 2 SO 4), og spesielt ofte for sterisk hindrede aromatiske syreestere.
Mekanismen til AC 1 er fortsatt ukjent.
BAL 2-mekanismen ble kun funnet i tilfelle av eksepsjonelt sterke romlig skjermede acylgrupper og nøytral hydrolyse av β-laktoner. Mekanismen til A AL 2 er fortsatt ukjent.
I henhold til A AL 1-mekanismen reagerer tertiære alkylestere vanligvis i et nøytralt eller surt miljø. De samme substratene under lignende forhold kan reagere i henhold til BAL 1-mekanismen, men når man flytter til et litt mer alkalisk miljø, erstattes BAL 1-mekanismen umiddelbart med B AC 2-mekanismen.
Som det fremgår av skjema 18.1, er reaksjoner katalysert av syrer reversible, og av prinsippet om mikroskopisk reversibilitet (kapittel 2) følger det at forestring katalysert av syrer også foregår ved lignende mekanismer. Ved basekatalyse forskyves imidlertid likevekten mot hydrolyse (forsåpning), siden likevekten skifter på grunn av ionisering av karboksylsyren. I henhold til skjemaet ovenfor, i tilfelle av mekanisme A, er AC1-gruppene COOR og COOH protonert ved alkoksy- eller hydroksyloksygenatomet. Generelt sett, fra et termodynamisk synspunkt, er protonering av karbonyloksygenet, C=O-gruppen, mer gunstig, fordi i dette tilfellet kan den positive ladningen delokaliseres mellom begge oksygenatomene:
Likevel inneholder løsningen også et tautomert kation i små mengder - et nødvendig mellomprodukt i A AC 1-mekanismen. Begge B1-mekanismene (hvorav B AC 1 er ukjent) er faktisk ikke katalytiske i det hele tatt, fordi i begynnelsen dissosiasjonen av den nøytrale esteren oppstår.
Av de åtte Ingold-mekanismene er bare seks eksperimentelt bevist.
Estere er funksjonelle derivater av karboksylsyrer med den generelle formelen RC(0)0R."
Metoder for å skaffe. Den viktigste måten å oppnå estere på er acylering av alkoholer og fenoler med forskjellige acyleringsmidler, for eksempel karboksylsyre, syreklorider, anhydrider. De kan også oppnås ved Tishchenko-reaksjonen.
Estere fremstilles i høye utbytter ved alkylering av karboksylsyresalter med alkylhalogenider:
Estere dannes ved elektrofil tilsetning av karboksylsyrer til alkener og alkyner. Reaksjonen brukes ofte til å produsere tertiære alkoholestere, f.eks. gnir-butyletere:
Tilsetning av eddiksyre til acetylen produserer en industrielt viktig monomer vinylacetat, Sinkacetat på aktivert karbon brukes som katalysator:
Hydrolyse. Den viktigste av acyleringsreaksjonene er hydrolyse av estere med dannelse av alkohol og karboksylsyre:
Reaksjonen finner sted i både sure og alkaliske miljøer. Syrekatalysert hydrolyse av estere - omvendt reaksjon av forestring, fortsetter med samme mekanisme Als 2
Alkalisk hydrolyse er irreversibel; under reaksjonen forbrukes et mol alkali per mol eter, det vil si at alkali i denne reaksjonen fungerer som et forbruksreagens og ikke en katalysator:
Hydrolyse av estere i et alkalisk medium foregår via en bimolekylær acylmekanisme VAS2 gjennom dannelsesstadiet av tetraedrisk mellomprodukt (I). Irreversibiliteten til alkalisk hydrolyse sikres ved den praktisk talt irreversible syre-base-interaksjonen mellom karboksylsyre (I) og alkoksydion (III). Det resulterende karboksylsyreanionet (IV) er i seg selv en ganske sterk nukleofil og er derfor ikke utsatt for nukleofilt angrep.
Transesterifisering. Ved hjelp av denne reaksjonen utføres omdannelsen av estere av samme syre i henhold til følgende skjema:
Transesterifisering er en reversibel prosess, katalysert av både syrer og baser, og foregår ved de samme mekanismene som reaksjonene ved forestring og hydrolyse av estere. Likevekten forskyves med velkjente metoder, nemlig ved å bruke et overskudd av reagens-alkoholen (R"OH i diagrammet over - for en forskyvning til høyre) eller ved å destillere av et av reaksjonsproduktene hvis det er lavest kokende Ved transesterifisering oppnås for eksempel et velkjent bedøvelsesmiddel novokain(base) fra l-aminobenzosyreetylester:
Esterkondens. Når to estermolekyler kondenserer i nærvær av en basisk katalysator, dannes β-oksosyreestere:
Etylacetatmolekylet har svake CH-syreegenskaper på grunn av den induktive effekten av estergruppen og er i stand til å samhandle med en sterk base - etoksidionet:
Amider av karboksylsyrer. Metoder for å skaffe. Struktur av amidgruppen. Syre-base egenskaper av amider. Syre og alkalisk hydrolyse. Spaltning av amider med halogener i alkalisk medium og salpetersyre. Dehydrering til nitriler.
Amider er funksjonelle derivater av karboksylsyrer med den generelle formelen R-C(O)-NH2_nR"" hvor P = 0-2.
Metoder for å skaffe. Den viktigste metoden for fremstilling av amider er acylering av ammoniakk og aminer med syrehalogenider, anhydrider og estere.
Acylering av ammoniakk og aminer med syrehalogenider. Acyleringsreaksjonen av ammoniakk og aminer med syrehalogenider er eksoterm og utføres ved avkjøling:
Acylering av ammoniakk og aminer med anhydrider. For acetylering av aminer brukes det mest tilgjengelige anhydridet, eddiksyreanhydrid, oftest:
Ammonolyse av estere. Amider oppnås ved ammonolyse av estere. For eksempel, når vandig ammoniakk reagerer med dietylfumarat, dannes fullstendig fumarsyreamid:
Struktur av amider. Den elektroniske strukturen til amidgruppen er i stor grad lik strukturen til karboksylgruppen. Amidgruppen er et p,l-konjugert system der det enlige elektronparet i nitrogenatomet er konjugert med elektronene i C=0-bindingen. Delokalisering av elektrontetthet i amidgruppen kan representeres av to resonansstrukturer:
På grunn av konjugering er C-N-bindingen i amider delvis dobbeltbundet; lengden er betydelig mindre enn lengden på en enkeltbinding i aminer, mens C=0-bindingen er litt lengre enn C=0-bindingen i aldehyder og ketoner. Amidgruppen har en flat konfigurasjon på grunn av konjugering. Nedenfor er de geometriske parametrene til det iV-substituerte amidmolekylet, bestemt ved bruk av røntgendiffraksjonsanalyse:
Syre-base egenskaper. Amider har svake sure og basiske egenskaper. Basiciteten til amider ligger innenfor området for pA"in+-verdier fra -0,3 til -3,5. Årsaken til den reduserte basiciteten til aminogruppen i amider er konjugeringen av det ensomme elektronparet i nitrogenatomet med karbonylen. Når de interagerer med sterke syrer, protoneres amider ved oksygenatomet som i fortynnede og konsentrerte løsninger av syrer. Denne typen interaksjon ligger til grunn for syrekatalyse i hydrolysereaksjonene til amider:
Acyleringsreaksjoner. På grunn av tilstedeværelsen av en sterk elektrondonerende aminogruppe i det konjugerte amidsystemet, er elektrofilisiteten til karbonylkarbonatomet, og derfor reaktiviteten til amider i acyleringsreaksjoner, svært lav. Amiders lave acyleringsevne forklares også av at amidionet NH2- er en dårlig utgående gruppe. Blant acyleringsreaksjonene er hydrolysen av amider, som kan utføres i sure og alkaliske medier, av praktisk betydning. Amider er mye vanskeligere å hydrolysere enn andre funksjonelle derivater av karboksylsyrer. Hydrolysen av amider utføres under strengere betingelser sammenlignet med hydrolysen av estere.
Syrehydrolyse av amider er en irreversibel reaksjon som fører til dannelse av karboksylsyre og ammoniumsalt:
Alkalisk hydrolyse er også en irreversibel reaksjon; som et resultat dannes et karboksylsyresalt og ammoniakk eller amin:
Salpetersyrlig fordøyelse. Ved interaksjon med salpetersyre og andre nitroserende midler omdannes amider til de tilsvarende karboksylsyrene med utbytter på opptil 90 %:
Karbonsyre og dens funksjonelle derivater; fosgen, klorkarbonetere, karbaminsyre og dens estere (uretaner). Urea (urea), grunnleggende og nukleofile egenskaper. Hydrolyse av urea. Acylurea (ureider), ureidinsyrer. Interaksjon av urea med salpetersyre og hypobromitter. Guanidin, grunnleggende egenskaper.
Karbonsyre hører tradisjonelt ikke til organiske forbindelser, men den selv og dens funksjonelle derivater har en viss likhet med karboksylsyrer og deres derivater, og diskuteres derfor i dette kapittelet.
Dibasisk karbonsyre er en ustabil forbindelse som lett brytes ned til karbondioksid og vann. I en vandig løsning av karbondioksid eksisterer bare 0,1 % i form av karbonsyre. Karbonsyre danner to serier av funksjonelle derivater - komplett (medium) og ufullstendig (sur). Syreestere, amider og andre derivater er ustabile og brytes ned for å frigjøre karbondioksid:
Komplett karbonsyreklorid - fosgen COC1 2 - er en lavtkokende væske med lukten av råttent høy, svært giftig, forårsaker lungeødem og dannes som en skadelig urenhet under fotokjemisk oksidasjon av kloroform som et resultat av feil lagring av kloroformen. sistnevnte.
I industrien produseres fosgen ved radikal klorering av karbon (II) monoksyd i en reaktor fylt med aktivert karbon:
Fosgen, som syreklorider av karboksylsyrer, har en høy acyleringsevne; mange andre funksjonelle derivater av karbonsyre oppnås fra det.
Når fosgen reagerer med alkoholer, dannes to typer estere - komplette (karbonater) og partielle (karbonkloridestere, eller klorformater), sistnevnte er både estere og syreklorider. Tertiære aminer eller pyridin brukes som en hydrogenkloridakseptor og en nukleofil katalysator.
Karbaminsyre- ufullstendig karbonsyreamid - en ustabil forbindelse, spaltes for å danne ammoniakk og karbondioksid:
Estere av karbaminsyre - karbamater, eller uretaner, - stabile forbindelser oppnådd ved tilsetning av alkoholer til isocyanater eller ved acylering av ammoniakk og aminer med tilsvarende klorformiat:
Urea(karbamid) - et komplett amid av karbonsyre - ble først isolert fra urin av I. Ruel (1773). Det er det viktigste sluttproduktet av proteinmetabolismen hos pattedyr; en voksen skiller ut 25-30 g urea per dag. Urea ble først syntetisert av F. Wöhler (1828) ved å varme opp ammoniumcyanat:
Denne syntesen var det første eksemplet på å oppnå et organisk stoff fra en uorganisk forbindelse.
I industrien produseres urea fra ammoniakk og karbondioksid ved forhøyet trykk og temperatur (180-230 °C, 150-200 atm):
Urea har svake basisegenskaper (p.iHvn + 0,1) og danner salter med sterke syrer. Salter av salpetersyre og oksalsyre er uløselige i vann.
Urea er protonert ved oksygenatomet i stedet for nitrogenatomet. Dette skyldes sannsynligvis delokaliseringen av ensomme elektronpar av nitrogenatomer på grunn av p,π-konjugering.
I kokende vann hydrolyseres urea for å danne ammoniakk og karbondioksid; syrer og baser katalyserer denne reaksjonen:
De primære produktene som dannes når urea varmes opp er ammoniakk og isocyansyre. Isocyansyre kan trimeriseres til cyanursyre eller kondensere med et andre ureamolekyl for å danne biuret. Avhengig av oppvarmingshastigheten dominerer en eller annen bane for urea-nedbrytning:
Virkningen av hypohalitter fører også til nedbrytning av urea. Avhengig av forholdene kan nitrogen eller hydrazin dannes; Dette er nøyaktig hvordan sistnevnte oppnås i industrien:
Urea viser også nukleofile egenskaper i alkylerings- og acyleringsreaksjoner. Alkylering av urea, avhengig av alkyleringsmidlet, kan føre til O- og TV-alkylderivater:
Guanidin, eller iminourea (H 2 N) 2 C=NH, produseres industrielt ved å smelte sammen urea med ammoniumnitrat eller ved å varme ortokarbonsyreestere med ammoniakk:
Guanidin er et fargeløst krystallinsk stoff med sterke grunnleggende egenskaper. Høy basicitet på nivået av alkalimetallhydroksider skyldes fullstendig delokalisering av den positive ladningen i det symmetriske guanidiniumkationet:
Guanidin- og biguanidinrester finnes i enkelte naturlige forbindelser og medisinske stoffer.