Функциональные производные карбоновых кислот

При взаимодействии карбоновых кислот с нуклеофилами получают соединения общей формулы

Это функциональные производные карбоновых кислот, общим структурным элементом является ацильная группа .

К функциональным производным карбоновых кислот также относятся соли и нитрилы:

Чтобы дать названия производным карбоновых кислот надо знать номенклатуру ацильных групп (см. лекцию №20).

Галогенангидриды карбоновых кислот

Это соединения общей формулы

Названия галогенангидридов карбоновых кислот строят следующим образом:

Способы получения

Галогенангидриды карбоновых кислот можно получать следующими способами:

а) из карбоновых кислот действием PCl₅, PCl₃, PBr₃, SOCl₂

б) присоединением НХ к кетенам

Физические свойства

Галогенангидриды карбоновых кислот высокополярные соединения. Они имеют довольно высокие температуры кипения и плавления. Галогенангидриды – соединения с резким, раздражающим запахом, что связано с их гидролизом с образованием НХ и карбоновой кислоты.

Химические свойства

На атоме углерода ацильной группы сосредоточен довольно высокий положительный заряд, обусловленный смещением электронной плотности:

Из строения галогенангидридов следует, что галоген чрезвычайно подвижен в этих соединениях и легко вступает в реакции с нуклеофильными реагентами, протекающими по схеме:

Галогенангидриды являются самыми сильными ацилирующими агентами, т.е. с их помощью можно вводить в молекулы органических соединений ацилы , замещая атом водорода в спиртах, аминах и ароматических углеводородах на ацильную группу.

1.Гидролиз галогенангидридов:

Ацилгалогениды гидролизуются водой без применения специальных катализаторов и образуют карбоновые кислоты.

2. Ацилирование спиртов (О-ацилирование, алкоголиз):

3. Ацилирование аминов и их проихводных (N-ацилирование, аммонолиз) приводит к образованию незамещенных и N‑замещенных амидов:

Примером N-ацилирования может служить получение бензанилида:

4. Ацилирование ароматических соединений (С-ацилирование, реакция Фриделя-Крафтса):

5. Реакция с солями карбоновых кислот приводит к образованию смешанных ангидридов:

Ангидриды карбоновых кислот

Ангидриды карбоновых кислот называют согласно названиям соответствующих карбоновых кислот.

Способы получения

Ацилирование карбоновых кислот и их солей ацилгалогенидами

2. Ацилирование карбоновых кислот ангидридами.

Взаимодействие карбоновых кислот с кетенами.

Физические свойства

Ангидриды низших кислот (начиная с уксусной) – жидкости с резким запахом. Уксусный ангидрид имеет т. кип. 140°С, является одним из продуктов промышленного органического синтеза и широко используется в промышленности для ацилирования целлюлозы и аминов.

Химические свойства

1.Гидролиз ангидридов карбоновых кислот протекает легко в присутствии кислот.

2. Ацилирование спиртов протекает в присутствии кислотных или основных катализаторов. Как ацилирующие агенты ангидриды менее реакционноспособны чем соответствующие галогенангидриды.

3. Ацилирование аминов и аммиака не требует применения катализаторов.

4.Ацилирование ароматических соединений

Ангидриды широко используют для ацилирования реакционноспособных ароматических соединений в присутствии кислотных катализаторов.

Сложные эфиры

Сложные эфиры карбоновых кислот имеют важное практическое значение в качестве растворителей, гидравлических жидкостей, смазочных масел, пластификаторов и мономеров.

Способы получения

1.Этерификация карбоновых кислот спиртами в присутствии кислотных катализаторов.

Ацилирование спиртов ангидридами и хлорангидридами карбоновых кислот

Взаимодействие спиртов с кетенами

Взаимодействие кислот с алкенами и алкинами

Физические свойства

Сложные эфиры низших спиртов и кислот – жидкости с приятным фруктовым запахом. Используются для ароматизации напитков; в качестве растворителей лаков и красок.

Химические свойства

Гидролиз сложных эфиров

Сложные эфиры легко гидролизуются в присутствии сильных кислот или оснований. Гидролиз протекает как реакция обратная реакции этерификации.

В щелочной среде реакция гидролиза необратима.

2. Переэтерификация – превращение одного сложного эфира в другой под действием соответствующего спирта в присутствии катализатора (кислотного или основного).