Бір- және көп негізді қарбон қышқылдары-мен олардың туындылары

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

VII. БІР- ЖӘНЕ КӨП НЕГІЗДІ ҚАРБОН ҚЫШҚЫЛДАРЫ-МЕН ОЛАРДЫҢ ТУЫНДЫЛАРЫ
Органикалық карбон қышқылдарының отіатіамасы, олар-дың құрамында карбоксил
тобы ~с\ бөлады. Молекула-сындағы осы топтың санына қарай карбон қышқылдары
бір-екі-үш — жалпы алғанда көп негізді болып келеді. Органикалык қышқылдар
қаныққан — карбоксил байланысқан және карбок-силі шексіз радикалмен
байланысқан — (қанықпаған бола алады).
I. БР НЕПЗДІ ҚАНЫҚҚАН КАРБОН ҚЫШҚЫЛДАРЫ

Бір негізді қаныққан карбон қышқылдарыныңі; жалпы фор-муласы: С„На„02 яғни
С„Н2п+іСООН. Щ §
Изомерия жэне номенклатура. Көміртек атомы төрттен кем қышқылдың изомерлері
болмайды, көміртегінің төрт атомы бар қышқылдың екі изомері болады; жалпы
формуласы С5Ню02 қышқылдардың төрттен изомерлері болады. Изомерлер саны-ның
көміртек тізбегінің ұзаруына қарай өсе беретіндігі, әрине белгілі жағдай
еді.
СгДен С5-дейінгі қышқылдардың формулалары және аттары (тривиальдық және
систематикалық номенклатура) мынадай:

Систематикалық номенклатура бойынша қышқылдар шекті көмірсутектердің атымен
аталады; ал мұндағы тізбектегі көмір-тектің атомдарының есебі карбоксиль
тобынан басталады.
Кейбір басқа қышқылдардың тривиальдық аттары:
СНз—(СН2)4—СООН капрон қышкылы
СНз—(СН2)5—СООН энант кышқылы
СНз—(СН2)ю—СООН лаурин қышкылы
СНз—(СН2)н—СООН пальмитин қышқылы (31-сурет)
СНз—(СН2)І6—СООН стеарин қышқылы

31-сурет. Пальмитин қышқылы молекуласынын. моделі
Алу әдістері. Қышкылдарды алудың жалпы бірнеше әдістері бар, олардың біразы
бұрын қарастырылған болатын:
1. Бірінші спирттерді тотықтыру (129 бет)
2. Альдегидтерді тотықтыру (170 бет)
3. Металлорганикалық қосылыстар аріқылы алу (238 бет) мысалы:

4. Галогеналкилдермен цианды калийдің әрекеттесуінен түзі-летін
нитрилдердің (К—СЫ) гидролизі (сабындануы):

Нитрилдердің сабындалуы минералдық қышқылдардың не-месе сілтілердің судағы
ерітінділерімен қыздыру арқылы жүр-гізіледі. Бұл процесте қышкылды ортада
азот аммоний тұзы түрінде бөлінеді де, сілтілік ортада — аммоний
гидрототығы түрінде түзіледі, ал қьгшқыл тұз түрінде пайда болады (232 бет)

Өнеркәсіпте қышқылдарды төмендегі әдістермен алады:
1. Парафинді көмірсутектерін катализатор қолданып немесе қолданбай да
жоғары температурада ауамен немесе техникалық оттекпен тотықтыру. Жеңіл
көмірсутектер (көміртек атом саны 8-ге дейін) көбінесе күшті қысымда бу
фазасында тотығады, ал ауыр көмірсутектер (парафиндер Сі6Н34—С3оН62),
қышқылдар СюН2о02—С20Н40О2 алу үшін көбінесе сұйық фазада тотықты-рылады.
Тотығу процесі 500° С маңында, бір атмосфера қысым-да немесе 400° С,
130—200 атм қысымда жүргізіледі. Катализа-торлар ретінде металдар, олардың
тұздары және тотықтары қолданылады. Катализатор қолданып жазық тізбекті
майлы қышқылдарды алғанда тотығу температурасын 130—150°С-ге дейін
төмендетеді. Көмірсутектер тотыққанда әдетте көміртек атомдарының саны әр
қилы қышқылдардың қоспасы түзіледі (63 бет)
2. Оксосинтез екі вариантта қолданылады: а) оксосинтез арқылы альдегидтер
алынады да (162 бет), оларды тиісті қыш-қылдарға тотықтырады: б)
катализаторлардың (никельдің тет-ракарбонилі, Н3Р04 және б.) қатысында,
300—400° С темпера-турада және 200—500 атм қысымда олефиндерді көміртектің
тотығымен және судың буымен әрекеттестіріп нормаль және изоқүрылысты
қышқылдар алынады, мысалы

Физикалық қасиеттері. Көміртек атомдары 3-ке дейінгі же-ңіл қышқылдар-
өзіндік өткір иісті түссіз сұйық заттар; олар сумен кез келген мөлшерде
араласады. Көміртек атомдары 4-тен 9-ға дейінгі қышқылдардың көпшілігі
жағымсыз иісті май тәріз-ді сұйық заттар. Молекулалық салмақтарының
артуынан олар-дың судағы ерігіштігі күшті кеми береді. Он және оннан да
артык көміртектің атомы бар қышқылдар — суда ерімейтін қатты зат-тар.
Қүмырсқа қышқылының және сірке қышқылының тығыз-дықтары бірден артық,
қалғандарынікі — бірден кем. Қышқыл-дардың қайнау температуралары
молекулалық салмағы өскен сайын арта береді, кеміртек атомдарының саны
бірдей жағдай-да нормаль, қышқылдар изо құрылысты қышқылдан гөрі жо-ғарырақ
темиературада қайнайды. Мысалы, валериан қышқылы СН3—(СН2)3—СООН 186°С-де
қайнайды, ал триметилсірке қышқылының изомері (СН3)3С—СООН 163,7° С-де
қайнайды
Нормаль құрылысты қышқылдарда тамаша заңдылық бай-қалады: кеміртек атомы
бар жұп санды қышқылдардьщ балқу температурасы, кө^міртек атомы бар дақ
санды көршілес қыш-қылдардыкінен жоғарьі бола-ды. Мысалы, каприл қышқылы
СНз—(СН2)6—СООН 16,2°С балқиды, ал онымен көршілес қатар тұрған энант СН3—
(СН2)5— СООН және пеларгон қышқылдарының әрқайсысына сай балқу
температуралары 10,5 және 12,5°С (21-сурет) бо-лады. Олай болу себе,бі
метил тобымен карбоксил ^обының кеңістікте өз ар& әр. түрде орналасуынан.
Жұп қгардағы қышқылдарда ол топтар моле-кула осінің екі жағына, ал дақ
қышқылдарда оның бір жағы-на орналасқан: оны қарасты-рылған мысалдар үшін
схема түрінде былай көрсетуге бо-лады.

Көміртек атомдарының саны бірдей қышқылдармен спирт-тердің қайнау
температураларын салыстыратын болсақ, спирт-терге қарағанда, қышқылдардың
едәуір жоғары температурада қайнайтындығы байқалады. Мысалы, сірке
қышқылыньщ қай-нау темп. 118,5°С, ал этил спиртінікі 78,3° С. Оны қышқыл
моле-кулаларының көбірек* ассоцияланғандығымен түсіндіруге бола-ды. Қейбір
қышлллдардың молекулалық салмақтары мен була-рының тығыздығі дәлел болады.
Тәжірибемен анықталған осы көрсеткіштер екі есе көп болып шығады.

Химиялық қасиеттері. Карбон қышқылдарының қышқылдык қасиеттері айқын
байқалады. Оны карбоксил тобындағы атом-дарының өз ара әсері деп тусіну
керек; карбоксил тобындағы электрондық тығыздығы электрофильдігі
(электроноакцептор-лығы — электрон қосып алғыштығы) күштірек атом —
оттекке
Диссоциациялану дәрежесі, демек, қышқьілдарітың күші, кар-боксил тобына
байланысты, радикалдың үлқен-кішілігіне, сипа-тына байланысты болады:
қышқылдардың диссоциациялык константасы радикалдың үлкеюіне қарай аз да
болса кемиді. Мы-салы, сірке қышқылының К=1,76- 10-5, ал валериан қышқылы-
нікі 1,50- 10~~5 болады. Жазық тізбекті қышқылдардың арасын-дағы ең күштісі
құмырсқа қышқылы (К=2,14 • 10-4) болады Жалпы алғанда органикалық қышқылдар
әлсіз қышқылдар ретінде саналады.
Радикалдағы сутек атомдары, әсіресе карбоксил тобымен көрші көміртек
атомдары электрофильдік (электрон акцеп-торлық — электрон тартқыш)
атомдарменл немесе топтар-мен алмасса онда органикалық қышқылдардың іфші
әседі.

і. Органикалық қышқылдар металдармен, олардың оксид-тары (тотықтарымен)
және гидроксидтеріме?! әрекеттесіп тұз тузуге қабілетті келеді.
Органикалық қышқылдар тұздарының қасиеттері бұрын қа-растырылған болатын;
кальций тұздарын пирдлиздеп альдегид-тер және кетондар алынады (161 бет);
қатты сілтілер қатысуында натрий тұздарын пиролиздеп кемір сутектері
алынады (55 бет), тұздарды электролиздегенде көмірсутектер түзіледі (55
бет).
2. Органикалық қышқылдарға фосфордың алогендерімен эсер етсе қышқылдардың
галоген а н г и,д р и д т е р і түзі-леді. Мұнда да, спирттердегі тәрізді,
гидроксил галогенге алма-сады, мысалы

Сондай-ақ органикалық қышқылды хлорлы тионилмен әре-кеттестірсе
қышқылдардың хлорангидридтерін алуға болады.

Қышқылдардың галогенангидридтерін қышқыл бойынша да, галоген бойынша да
мысалы, сірке қышқылының хлорангидриді деп атауға болады. Дегенмен де
көбінесе қышқыл радикалы

Ацил атының алдына галоген қойылады, Мысалы,

Жеңіл галогенангидридтері — терінің сілемейлі қабықшала-рын
тітіркендіретін, өте өткір иісті сұйық зат.
Галогенангидридтеріндегі галогеннің реакциялық қабілеті өте күшті.
Құрамында метал атомы немесе сутектің актив-ті атомы бар қосылыстармен
әрекеттескенде, оның орнын қыш-қыл қалдығы басады. Ондай реакцияларды
ацилирлену деп атайды, анығырақ айтқанда (жаңа түзілген молекуланың құра-
мында ацетил қосылған болса) ацетилдену делінеді. Хлорлы ацетилді мысалға
алып, сондай реакциялардың бірнешеуін қа-растырайық.

Сөйтіп, қышқылдардың галогенангидридтері арқылы қыш-қылдардың барлық
туындыларын: тұздар, ангидридтер, галоген-аигидридтер, күрделі эфирлер,
амидтер, асқын тотықтар, нит-рилдер және т. т. алуға болады.

Механизмі жағынан осы реакциялардың барлығы да соңы-нан реакция нәтижесінде
түзілген реакция комплексі ыдырап кететін нуклеофильдік қосылыс реакциялары
болып табылады. Мысалы, хлорлы ацетилдің гидролизі мынадай схема бойынша
жүреді.
Қышқылдардың ангидридтері қышқылдар-дың тұздарымен галогенангидридтерінің
әрекеттесуі нәтижесін-де түзіледі:

Аралас ангидрид алу үшін, әр түрлі қышқылдың керекті туындыларын алады._
Мысалы, май қышқылының натрий тұзы хлорлы ацетилмен сірЖе-май ангидридін
түзеді.
Қейбір қышіфэілдар суды күшті тартатын заттармен (Рг05) әрекеттесіп, жоғары
температурада қатализатор қолданып жә-не реакция өнімдерін тез суытатын,
ангидридтер түзеді

Жеңіл қышқылдардың ангидридтері — өткір иісті шайқал-малы сұйық заттар:
суда нашар немесе тіпті ерімейді. Өздеріне сәйкес қышқылдарға
қарағанда жоғарырақ температурада' қайнайды.
Қышқылдар ангидридтерінің химиялық активтігі күшті келе-ді және
галогенангидридтер тәрізді бұлар да ацилдегіш заттар болып саналады:
а) сумен (жа$і) қайнатса бұлардың әрқайсысының өзіне сәй-кес келетін
қышқылдйір түзіледі,

(^ ә^- спирттермен қышқылдың және күрделі эфирдің қоспасын түзеді:

б) аммиакпен қышқылдың және оның амидінің қоспасын береді:

Осы реакциялардың барлығы, қышқыллардьщ хлорангид-ридтерінің реакциялары
тәрізденіп, нуклрЬфйьдік қосылыс сатысы арқылы жүреді (194 бет).
*
Сірке ангидриді құрамында гидроксилі бар оргаңикалық қо-сылыстарды
ацетилдеу үшін кеңінен қолданылады (мысалы, ацетат жібегін өндіргенде, (321
бет).
4. Қышқылдардың амидтері галогенангидридтер, (194 бет) қышқылдардың
ангидридтері (195 бет) арқылы неме-се қышқылдардың аммоний тұздарынан
алынады:

Осы тұздарды құрғақ айдағанда су бөлініп шілғып, қышқыл-дардый амидтері
түзіледі:

Қыінқылдардың амидтері — кристалды заттар (құмырсқа қышқнлынын сұйық
амидінен — формамидтен басқасы). Амид-тер хиииялық оцай өзгермелі келеді:
а) Рг05-мен араластырып қыздырса су бөлініп шығады да
қышқылдардың нитрилдері түзіледі:

ә) амин тобының ЫН2 сутегі металғагорнын едәуір оңай береді. Аіысалы,
ацетамид сынап тотығымен әрекеттеседі.

Й) амидтерді минералдық қышқылдардың немесе сілтілер-дің судағы
ерітінділерімен араластырып қайнатса, гидролизде-неді де карбон қышқылы
немесе оның тұзы түзіледі:

Қйшқылдардың амидтері нитрилдер сабынданғанда аралық өнімретінде де
түзіледі (232 бет).
5. Карбон қышқылдарының өздеріне тән өзгешеліктері де ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.