Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
^° г снй-с-он * - [сн3-с--о] + Н+
460
Степень диссоциации органических кислот зависит от развития цепи и сложности строения радикала. В ряду метана самой сильной кислотой является муравьиная кислота Н—СООН, затем уксусная, а более высокомолекулярные являются весьма слабыми электролитами. Значительно увеличивает степень диссоциации введение атомов галогенов в состав радикала (см. с. 449). Влияние строения радикала и наличия замещенных атомов на константы диссоциации органических кислот показано в табл. 14.2.
Т а б л и ц а 14.2. Константы диссоциации органических кислот при 25°С
Кислота Формула Л'
Муравьиная нсоон 1,765 • 10 1
Уксусная СН3СООН 1,76 10 п
Проииоповая СНз—СН2—СООН 1,34 10 г'
Бензойная свнвсоон 6,46 10 г'
Ортохлорбепзойная о-С„Н4С1СООН 1,2 • К) ;!
Мета хл () р бен з о й и а я л*-С„Н4С1СООН 1,51 10"
Парахлорбензонная м-С„Н4С1СООН 1,04 ю1
Хлоруксусная СП,,С1 -СООН 1,4 • 10 :)
Ди хлоруксусная СНС12—СООН 3,32 10-и
Трнхлоруксусная СС1, СООН 2,0 - 10"
Схематически строение муравьиной кислоты изображено на рис. 222.
Химические свойства органических кислот. 1. Реакция нейтрализации:
1ЧаОН + СН3СООН ^ч:Н,СООЫа-г-Н„0
Соли органических кислот значительно подвержены гидролизу. Примером гидролиза солей органических кислот может служить мыло С17Н33СООЫа, гидролизую-щееся в воде с образованием щелочной реакции (рН>7).
2. Образование сложных эфиров (этерификация):
Рис. 222. Схема, строения муравьиной кислоты НСООН
461
У3 ^
СН3—С—ОН + НО-СН3 СН3—С—О—СНз + н2о
уксуснометилопый эфир
[реакция обратима, требуются водоотнимающие средства — Н2804 (конц)]. Сложные эфиры, имея в составе карбонильную группу СО, также способны к реакциям полимеризации.
3. Реакции с галогенами приводят к образованию замещенных кислот:
/° ^° .
СН3—С—ОН + С12-*СН2С1—С--ОН + НС1
?° /°
С.Н.-С + С1!-*С,Н,С1-С-ОН + НС1
(смесь изомеров)
4. Восстановление карбоновых кислот приводит к образованию альдегидов соответствующих кислот.
5. Образование амидов кислот и нитрилов:
О
II
Р,-С-ЫН2; к-СззМ
Взаимодействие карбоновых кислот с аммиаком приводит к образованию аммонийных комплексных солей:
СН3—СООН + СН3СОО [ЫН„]
ацетат аммония
При нагревании аммонийных солей они могут переходить в амиды кислот:
О
II
СН3-СОО[ЫН,] ч-СНз—с—ЫН2 + Н20
Амиды кислот — очень реакционноспособные соединения, легко вступающие в реакции конденсации. Нагревание амидов кислот переводит их в нитрилы, т. е. производные синильной кислоты:
О
II
сн3—с—ЫН2-^СН3—сы+н2о
6. Образование ангидридов карбоновых кислот происходит в присутствии сильных водоотнимающих средств [Р205; Н2804 (конц) и т. д.]:
о О
СН3—С—101
I
СН3—С--0''1
V
¦Н20-»-СН3—С—О—С—СН3
уксусный ангидрид
462
Ангидриды органических кислот весьма реакционноспособны и склонны к реакциям конденсации; они употребляются как отверди-тели для сшивания молекул олигомеров при окончательном отвердении пластмасс (например, фталевый ангидрид).
Следующая степень окисления атома углерода в составе органической молекулы приводит обычно к разрыву углеродной цепи, а для простейшего углеводорода СН4 — к превращению его в С02. Однако, как и в неорганической химии, возможными соединениями являются пероксиды.
Пероксиды органических соединений. Эти органические соединения можно получить при электролизе органических кислот:
сн3—соон сн3—соо- + н+
катод: 2Н+4-2<?~--*-Н2|
О О
II II
анод: 2СН3—СОО"—2е--*СНа—С—О—О—С—СН8
псроксид ацетила
Органические пероксиды легко распадаются на радикалы:
о О О
II II II .
СН3—С—О—О—С—СН3-*-2СН3—С—-О
Полученные радикалы являются активными центрами в цепных реакциях полимеризации непредельных углеводородов и используются для синтеза полимеров (полиэтилен, полистирол и т. д.).
Азотсодержащие функциональные группы RNH2; R—N02; R—О—N02. Аминосоединения являются производными аммиака, в которых атом азота перекрывает свои орбитали вместо атомов водорода с органическими радикалами:
н " Y
4N~R R,-N-R2 . Rt—N—R3 ¦
И
первичный вторичный третичный
амин амин амии
Аминосоединения, как и спирты, могут быть первичными, вторичными и третичными, в зависимости от своего положения в органической молекуле и количества замещенных на органические радикалы атомов водорода.
Аминогруппы весьма активно вступают в различные реакции.
Химические свойства аминов. 1. Солеобразование аминов аналогично образованию солей аммония; таким образом, у аминов проявляются основные свойства:
анилин солянокислый
анилин
463
При замещении большого числа атомов водорода на органические радикалы характер реакции существенно не меняется, так как комплексообразование идет за счет неподеленной пары я-электронов атома 1М: ,
N (СН3)3 + НС1.- [И (СН3)3Н] + + С\~
триметиламин хлористый
триметиламмоний
2. Взаимодействие с азотистой кислотой позволяет различить первичные, вторичные и третичные амины по характерным реакциям.
3. Аминогруппы легко вступают в реакции конденсации, что используется при синтезе полимеров и пластических масс. Особенно активны сложные амины: меламин, гексаметилентетрамин" (уротропин) :
