Производные угольной кислоты
Фосген, мочевина, изоцианаты
Угольная кислота неустойчива, а её производные — важнейшие реагенты.
Как устроены производные угольной кислоты
- Фосген \(\ce{COCl2}\) — дихлорангидрид: с аминами → изоцианаты и мочевины, со спиртами → хлорформиаты и карбонаты.
- Мочевина \(\ce{(NH2)2CO}\) — диамид; промышленно — из \(\ce{CO2}\) и аммиака.
- Карбаматы (уретаны) \(\ce{RNHCOOR1}\): изоцианат + спирт; защита аминов (Boc, Cbz).
- Изоцианат \(\ce{R-N=C=O}\): + вода → амин + \(\ce{CO2}\); + спирт → карбамат; + амин → мочевина.
Примеры
1. Фенилизоцианат + метанол → метил-N-фенилкарбамат.
2. Фосген + избыток диэтиламина → тетраэтилмочевина.
errorИзоцианат — ключ к полиуретанам
Диизоцианат + диол → полиуретан; вода даёт \(\ce{CO2}\) — так вспенивают пенополиуретан.
edit_noteПопробуйте сами
Что даст метилизоцианат с водой?
expand_moreПоказать решение
Метиламин и \(\ce{CO2}\).
Курциус и Гофман
Изоцианат — промежуточная станция на пути от кислоты к амину.
Как получить амин через изоцианат
- Курциус: RCOCl + \(\ce{NaN3}\) → ацилазид → нагревание → изоцианат + \(\ce{N2}\) → вода → амин (на атом короче).
- Гофман: амид + \(\ce{Br2}\) + NaOH → изоцианат → амин (на атом короче).
- R мигрирует с сохранением конфигурации.
- Boc-защита амина — \(\ce{(Boc)2O}\); снимается кислотой (\(\ce{CF3COOH}\)).
Примеры
1. Пропаноилхлорид + \(\ce{NaN3}\) → ацилазид → нагревание → этилизоцианат → вода → этиламин.
2. Пентанамид + \(\ce{Br2}\), NaOH → бутан-1-амин.
errorАмин на атом короче
Атом C карбонила уходит в виде \(\ce{CO2}\) — цепь укорачивается.
edit_noteПопробуйте сами
Что даст фенилацетамид по Гофману?
expand_moreПоказать решение
Бензиламин.
push_pinГлавное
Фосген — дихлорангидрид угольной кислоты: с аминами даёт изоцианаты и мочевины, со спиртами — хлорформиаты и карбонаты. Мочевина — диамид (из \(\ce{CO2}\) и аммиака). Изоцианат \(\ce{R-N=C=O}\): с водой → амин + \(\ce{CO2}\), со спиртом → карбамат (уретан), с амином → мочевина; диизоцианат + диол → полиуретан. Курциус (ацилазид, нагревание) и Гофман (амид + \(\ce{Br2}\)/NaOH) дают изоцианат, а затем амин на атом короче; R мигрирует с сохранением конфигурации.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.