Практикум: кислоты и производные

Цепочки

Практикум собирает всю тему. В цепочках с карбоновыми кислотами и их производными нужно определить тип каждой реакции, следить за длиной углеродной цепи и за средой, в которой идёт гидролиз.

Как решать цепочку с производными кислот

1. По реагенту определите тип реакции: замещение у ацильного атома, восстановление, реакция с металлоорганическим соединением или перегруппировка.
2. Сравнивайте длину цепи: одни реакции удлиняют её (через нитрил, \(\ce{CO2}\) или по Арндту — Айстерту), другие укорачивают (галоформная реакция, перегруппировки Гофмана и Курциуса, реакция Бородина — Хунсдиккера).
3. Обращайте внимание на среду гидролиза: в кислой среде получается кислота, в щелочной — её соль.

Расчёты

В расчётных задачах по кислотам и их производным чаще всего встречаются нейтрализация, омыление и выход продукта.

Как считать по кислотам и производным

1. При нейтрализации на 1 моль карбоксильных групп расходуется 1 моль NaOH.
2. На омыление расходуется 1 моль NaOH на каждую сложноэфирную группу, а для эфиров фенолов — 2 моль.
3. Выход продукта учитывайте в последнюю очередь.

Итоги двадцать первой темы

Тема показала, что карбоновые кислоты и их производные связаны одним механизмом — нуклеофильным замещением у ацильного атома углерода. Нуклеофил присоединяется к группе C=O, а уходящая группа покидает тетраэдрический интермедиат; чем лучше она уходит, тем активнее производное. Поэтому хлорангидрид легко превращается в ангидрид, сложный эфир и амид, а обратные превращения идут только через кислоту. Этерификация и кислотный гидролиз обратимы, а омыление необратимо. Гидриды восстанавливают производные до спиртов, альдегидов и аминов, а металлоорганические соединения дают третичные спирты или кетоны в зависимости от реагента. Перегруппировки Вольфа, Курциуса и Гофмана и декарбоксилирование удлиняют или укорачивают цепь на один атом. Жиры, мыла, полиамиды и полиуретаны показывают, как эти реакции работают в промышленности и в живой природе. Следующая тема посвящена енолам и енолятам — реакциям у α-атома углерода карбонильных соединений.