Диспропорционирование формальдегида в водных растворах

Поместите в пробирку 2-3 капли формалина. Добавьте 1 каплю 0,2% раствора индикатора метилового красного. Покраснение раствора указывает на кислую реакцию среды.

Напишите схему реакции диспропорционирования формальдегида. Образование какого соединения обусловливает кислую реакцию среды? Характерна ли подобная реакция для водных растворов уксусного альдегида? Почему?

Отношение ацетальдегида и ацетона к окислению щелочными
растворами оксидов тяжёлых металлов

Окисление аммиачным раствором оксида серебра (реакция «серебряного зеркала»). Приготовьте аммиачный раствор оксида серебра. Для этого в пробирку поместите 2 капли раствора нитрата серебра, добавьте
2 капли 2н раствора гидроксида натрия и к полученному бурому осадку прибавьте 10% водный раствор аммиака до его полного растворения. Полученный раствор разделите на две пробирки. В 1-ю пробирку прибавьте
2 капли ацетальдегида, а во 2-ю – 2 капли ацетона. Осторожно нагрейте пробирки, не допуская кипения жидкости. Что вы наблюдаете? Объясните разный результат реакции в двух пробирках. Запишите схемы всех протекающих реакций.

Окисление гидроксидом меди (II). Поместите в две пробирки по 5 капель 2н раствора гидроксида натрия и воды, добавьте по 1 капле 2% раствора сульфата меди (II). К выпавшему осадку гидроксида меди (II) прибавьте в 1-ю пробирку 3 капли ацетальдегида, во 2-ю – 3 капли ацетона. Нагрейте пробирки. Что вы наблюдаете? Объясните разный результат реакции в двух пробирках. Запишите схемы всех протекающих реакций.

Открытие ацетона переводом его в йодоформ

В пробирку поместите 1 каплю раствора йода в йодиде калия и прибавьте по каплям 2н раствор гидроксида натрия почти до полного обесцвечивания раствора. К полученному раствору добавьте 1 каплю ацетона и нагрейте пробирку теплом рук. Зафиксируйте наблюдаемый результат реакции.

Запишите схему реакции образования йодоформа. Какие ещё соединения можно обнаружить с помощью йодоформной пробы? Как используется йодоформная проба на ацетон в клинических исследованиях?

Блок информации

Граф 13

Свойства альдегидов

АЛЬДОКСИМЫ R-CH=N-OH

СПИРТЫ R-CH2-OH

NaH NH₂OH

ГИДРАЗОНЫ, ФЕНИЛГИДРА-ЗОНЫ R-CH=N-NH2 R-CH=N-NH-C6H5

ГИДРАТЫ R-CH(OH)2

H₂O NH₂NH₂

ОКСИНИТ-РИЛЫ

C₆H₅NHNH₂

HCN,OH^-

ИМИНЫ R-CH=NH R-CH=N-R’

NH₃

ПОЛУАЦЕ-ТАЛИ, АЦЕ-ТАЛИ

R’NH₂

R’OH,

HCl

Cu(OH)₂

Ag(NH₃)₂OH

КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ R-COOH

АЛЬДОЛИ

R-CH=O

OH^-

Вопросы для тестового контроля

УКАЖИТЕ СООТВЕТСТВИЯ!

1. формула тривиальное название

a) формальдегид

б) ацетальдегид

в) пропионовый альдегид

г) масляный альдегид

д) валериановый альдегид

2.

формула название

a) метилфенилкетон

б) метилбензилкетон

г) метилизопропилкетон

д) ацетон

3.

название по номенклатуре IUPAC

1. валериановый альдегид a) этаналь г) пентаналь

2. метилэтилкетон б) пропаналь д) бутанон

в) бутаналь е) пентанон-2

4.

тривиальное название название по IUPAC

1. масляный альдегид а) метаналь г) пропанон

2. ацетон б) этаналь д) бутаналь

в) пропаналь е) бутанон

5. УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ!

IUPAC И ТРИВИАЛЬНОЕ НАЗВАНИЯ СОЕДИНЕНИЯ:

1. γ-метилпентаналь

2. 3-метилпентаналь

3. 4-метилпентаналь

4. γ-метилвалериановый альдегид

5. γ-метилмасляный альдегид

УКАЖИТЕ СООТВЕТСТВИЯ!

6. название по номенклатуре IUPAC

1. уксусный альдегид a) этаналь г) пентаналь

2. метилпропилкетон б) пропаналь д) бутанон

в) бутаналь е) пентанон-2

7.

а) кислотный центр

б) основный центр

в) электрофильный центр

г) нуклеофильный центр

8.

реакционные центры

a) OH-кислотный

б) основный

в) электрофильный

г) нуклеофильный

д) CH-кислотный

9. ВПИШИТЕ НЕДОСТАЮЩИЕ СЛОВА!

ЗА СЧЁТ ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ЦЕНТРА ДЛЯ АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ
ХАРАКТЕРНЫ РЕАКЦИИ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПО МЕХАНИЗМУ

_______________________ ____________________.

10. УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ!

РЕАКЦИИ A_N ХАРАКТЕРНЫ ДЛЯ ОКСОСОЕДИНЕНИЙ ИЗ-ЗА НАЛИЧИЯ :

1. электрофильного центра 4. σ-связи в карбонильной группе

2. нуклеофильного центра 5. CH-кислотного центра

3. π-связи в карбонильной группе

ЗАПОЛНИТЕ СХЕМУ!

(вставьте в квадраты номера нужных соединений)

11.

ПОРЯДОК УБЫВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В РЕАКЦИЯХ A_N:

1 [ ] 2 [ ] 3 [ ] 1. уксусный альдегид

2. муравьиный альдегид

3. ацетон

12.

ПОРЯДОК УБЫВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В РЕАКЦИЯХ A_N:

1 [ ] 2 [ ] 3 [ ] 1. уксусный альдегид

2. хлоруксусный альдегид

3. дихлоруксусный альдегид

13.

ПОРЯДОК УБЫВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В РЕАКЦИЯХ A_N:

1 [ ] 2 [ ] 3 [ ] 1 формальдегид

2. ацетальдегид

3. трихлорацетальдегид

14.

ПОРЯДОК УБЫВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В РЕАКЦИЯХ A_N:

1 [ ] 2 [ ] 3 [ ] 1 формальдегид

2. пропаналь

3. пропанон

15.

ПОРЯДОК УБЫВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В РЕАКЦИЯХ A_N:

1 [ ] 2 [ ] 3 [ ] 1. хлоруксусный альдегид

2. муравьиный альдегид

3. ацетон

16.

ПОРЯДОК УБЫВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В РЕАКЦИЯХ A_N:

1 [ ] 2 [ ] 3 [ ] 1 пропаналь

2. 2-хлорпропаналь

3. пропанон

17.

ПОРЯДОК УБЫВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В РЕАКЦИЯХ A_N:

1 [ ] 2 [ ] 3 [ ] 1 муравьиный альдегид

2. уксусный альдегид

3. трихлоруксусный альдегид

18.

ПОРЯДОК УБЫВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В РЕАКЦИЯХ A_N:

1 [ ] 2 [ ] 3 [ ] 1. бутанон

2. метаналь

3. бутаналь

19.

ПОРЯДОК УБЫВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В РЕАКЦИЯХ A_N:

1 [ ] 2 [ ] 3 [ ] 1. уксусный альдегид

2. хлоруксусный альдегид

3. хлораль

20.

ПОРЯДОК УБЫВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В РЕАКЦИЯХ A_N:

1 [ ] 2 [ ] 3 [ ] 1 пропаналь

2. 2,2-дихлорпропаналь

3. пропанон

УКАЖИТЕ СООТВЕТСТВИЯ!

21.

a) оксим

б) оксинитрил

в) сложный эфир

г) простой эфир

д) полуацеталь

е) ацеталь

22.

a) карбоновая кислота

б) полуацеталь

в) ацеталь

г) первичный спирт

д) вторичный спирт

23.

реакция её продукт

a) гидразон

б) оксим

в) имин

г) оксинитрил

д) цианид

24.

реакция её продукт

а) имин

б) оксим

в) гидразон

г) первичный спирт

д) вторичный спирт

е) карбоновая кислота

УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ (ОТВЕТЫ)!

26.

МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ АЦЕТОНА С АММИАКОМ:

1. электрофильное присоединение 3. нуклеофильное присоединение-отщепление

2. нуклеофильное присоединение 4. элиминирование

5. нуклеофильное замещение

27.

МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛУАЦЕТАЛЯ:

1. A_N 2. A_E 3. S_N 4. S_E

28.

КАТАЛИЗАТОРОМ РЕАКЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛУАЦЕТАЛЯ ЯВЛЯЕТСЯ:

1. соляная кислота 3. газообразный хлороводород

2. Ni 4. NaOH

29.

КЕТОНЫ ВОССТАНАВЛИВАЮТСЯ В:

1. первичные спирты 4. карбоновые кислоты

2. вторичные спирты 5. реакция невозможна

3. третичные спирты

УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ!

30.

АЛЬДЕГИДЫ ВОССТАНАВЛИВАЮТСЯ ДО:

1. первичных спиртов 4. карбоновых кислот

2. вторичных спиртов 5. реакция невозможна

3. третичных спиртов

31.

АЛЬДОЛЬНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ ХАРАКТЕРНА ДЛЯ СЛЕДУЮЩИХ
СОЕДИНЕНИЙ:

1. формальдегид 3. пропионовый альдегид

2. ацетальдегид 4. бензальдегид

32.

В РЕАКЦИИ АЛЬДОЛЬНОЙ КОНДЕНСАЦИИ ПРИНИМАЮТ УЧАСТИЕ

СЛЕДУЮЩИЕ РЕАКЦИОННЫЕ ЦЕНТРЫ:

1. электрофильный 3. основный

2. нуклеофильный 4. CH-кислотный

33.

В РЕАКЦИИ АЛЬДОЛЬНОЙ КОНДЕНСАЦИИ УКСУСНОГО АЛЬДЕГИДА
ОБРАЗУЕТСЯ:

34.

АЛЬДОЛЬНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ ХАРАКТЕРНА ДЛЯ СЛЕДУЮЩИХ
СОЕДИНЕНИЙ:

1. пропионовый альдегид 3. муравьиный альдегид

2. диметилпропионовый альдегид 4. уксусный альдегид

35.

РЕАКЦИЯ КАННИЦЦАРО ВОЗМОЖНА ДЛЯ:

1. уксусного альдегида 3. 2-метилпропаналя

2. бензальдегида 4. пропаналя

36.

В РЕАКЦИИ КАННИЦЦАРО БЕНЗАЛЬДЕГИДА ОБРАЗУЮТСЯ:

1. бензойная кислота 4. фенол

2. бензиловый спирт 5. альдоль

3. натриевая соль бензойной кислоты

37.

РЕАКЦИЯ КАННИЦЦАРО ХАРАКТЕРНА ДЛЯ СЛЕДУЮЩИХ СОЕДИНЕНИЙ:

38.

РЕАКЦИЯ «СЕРЕБРЯНОГО ЗЕРКАЛА» ВОЗМОЖНА ДЛЯ СЛЕДУЮЩИХ
СОЕДИНЕНИЙ:

1. ацетальдегид 3. пентанон-2 5. бензальдегид

2. пентанон-3 4. пропионовый альдегид

39.

ЙОДОФОРМНАЯ РЕАКЦИЯ ХАРАКТЕРНА ДЛЯ СЛЕДУЮЩЕГО СОЕДИНЕНИЯ:

40.

УКСУСНЫЙ И ПРОПИОНОВЫЙ АЛЬДЕГИД МОЖНО РАЗЛИЧИТЬ ПО РЕАКЦИИ

1. «серебряного зеркала»

2. с Cu(OH)₂ при нагревании

3. образования йодоформа

4. Канниццаро

41.

ПРОПАНАЛЬ И ПРОПАНОН МОЖНО РАЗЛИЧИТЬ С ПОМОЩЬЮ СЛЕДУЮЩИХ
РЕАКЦИЙ:

1. «серебряного зеркала»

2. с Cu(OH)₂ при нагревании

3. реакция Канниццаро

4. реакция образования оксинитрила

42.

ПЕНТАНОН-2 И ПЕНТАНОН-3 МОЖНО РАЗЛИЧИТЬ С ПОМОЩЬЮ:

1. реакции «серебряного зеркала»

2. реакции с Cu(OH)₂

3. йодоформной реакции

4. реакции Канниццаро

43.

ИЗОМЕРЫ и МОЖНО РАЗЛИЧИТЬ
С ПОМОЩЬЮ:

1. реакции «серебряного зеркала»

2. реакции с Cu(OH)₂

3. реакции альдольной конденсации

4. реакции Канниццаро

УКАЖИТЕ СООТВЕТСТВИЯ!

44.

реакция видимый признак

а) ярко-синий раствор

б) жёлтый осадок, переходящий

в кирпично-красный

в) желтоватый осадок

с больничным запахом г) выделение пузырьков газа

д) сине-фиолетовое окрашивание

45.

оксосоединение продукт его восстановления

a) пропанол-2

б) пропанол-1

в) пентанол-1

г) бутанол-1

д) пропионовая кислота

46.

РЕАКЦИЯ ОКИСЛЕНИЯ ОКСОСОЕДИНЕНИЙ

продукт окисления исходное оксосоединение

а) бензальдегид

б) метилфенилкетон

в) валериановый альдегид

г) изовалериановый альдегид

д) пентанон-2

ВПИШИТЕ НЕДОСТАЮЩИЕ СЛОВА ( ЦИФРЫ)!

47.

ФОРМАЛИН – ЭТО ______% ВОДНЫЙ РАСТВОР _______________________.

48.

РЕАКЦИЯ АЛЬДОЛЬНОЙ КОНДЕНСАЦИИ ПРОТЕКАЕТ В ______________ СРЕДЕ.

49.

РЕАКЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОКСИНИТРИЛА АЦЕТОНА ПРОТЕКАЕТ ПО
МЕХАНИЗМУ _________________ _________________ В _________________ СРЕДЕ.

50.

РЕАКЦИЯ КАННИЦЦАРО ДЛЯ БЕНЗАЛЬДЕГИДА ПРОТЕКАЕТ В ____________ СРЕДЕ.

Занятие № 7

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
И ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ

Мотивация цели.Карбоновые кислоты и их функциональные производные широко распространены в живой природе. Кислоты являются промежуточными продуктами обмена веществ. Остатки карбоновых кислот входят в структуру многих природных и синтетических биологически активных соединений, в том числе, лекарственных препаратов.

Цель самоподготовки.Необходимо усвоить химические свойства карбоновых кислот и их функциональных производных, особенности химических свойств дикарбоновых кислот.

План изучения темы

1. Гомологический ряд предельных монокарбоновых кислот C₁-C₅. Номенклатура (тривиальная и заместительная IUPAC).

2. Электронное строение карбоксильной группы. Реакционные центры. Основные типы реакций, связанные с ними.

3. Кислотные свойства карбоновых кислот.

3.1. Электронное строение карбоксилат-аниона. Факторы, определяющие его стабильность.

3.2. Сравнение кислотных свойств карбоновых кислот со спиртами, фенолами, угольной кислотой.

3.3. Влияние электронодонорных и электроноакцепторных заместителей на кислотные свойства карбоновых кислот. Изменение кислотных свойств в гомологическом ряду.

4. Реакции нуклеофильного замещения в карбоновых кислотах.

4.1. Механизм реакции этерификации. Роль кислотного катализа.

4.2. Получение функциональных производных (ангидридов, галоген-
ангидридов, амидов, гидразидов) из карбоновых кислот.

4.3. Сравнение активности функциональных производных в реакциях нуклеофильного замещения.

4.4. Взаимные превращения функциональных производных.

5. Реакции карбоновых кислот, обусловленные характером радикала (предельных, непредельных, ароматических кислот).

6. Гомологический ряд дикарбоновых кислот C₂-C₅. Номенклатура (тривиальная и заместительная IUPAC). Ненасыщенные дикарбоновые кислоты (малеиновая, фумаровая), их пространственное строение.

7. Кислотные свойства дикарбоновых кислот.

7.1. Сравнение кислотных свойств моно- и дикарбоновых кислот.

7.2. Изменение кислотных свойств в гомологическом ряду дикарбоновых кислот.

7.3. Образование кислых и средних солей.

8. Образование функциональных производных дикарбоновых кислот (неполных и полных галогенангидридов, сложных эфиров, амидов, циклических ангидридов).

9. Способность дикарбоновых кислот к реакциям декарбоксилирования в зависимости от взаимного расположения карбоксильных групп.

10. Угольная кислота и её производные (самостоятельная работа
№ 4).

11. Медико-биологическое значение карбоновых кислот и их производных.

Рекомендуемая литература

А - с. 182-183, 194-206, 212, 250-255.

А* - с. 194-204, 247-252.

А** - с. 191, 204-211, 216-220.

Б – тема 1.9, обучающие задачи 1, 3, 4 (с. 109-110, 113-116).

Вопросы для самоконтроля (вопросы, обозначенные *, обязательны для выполнения в письменном виде)

1. Укажите реакционные центры в молекуле пропионовой кислоты и приведите по одной реакции по каждому из них.

2. Сравните кислотные свойства следующих соединений:

- бензойная, п-нитробензойная и п-метилбензойная кислоты;

- уксусная, щавелевая и малоновая кислоты;

- муравьиная, α-хлорпропионовая и β-хлорпропионовая кислоты;

- муравьиная, уксусная и щавелевая кислоты.

3*. Приведите схемы реакций получения ацетилхлорида, метилацетата и ацетамида из уксусной кислоты. Сравните их активность в реакциях S_N.

4. Приведите схемы реакций гидролиза хлорангидрида, ангидрида, амида и метилового эфира масляной кислоты. Укажите условия реакций.

5*. Приведите схемы реакций бромирования пропионовой, акриловой и бензойной кислот; гидрохлорирования акриловой кислоты. Укажите условия.

6. С помощью каких реакций можно различить янтарную и малеиновую, пропионовую и акриловую кислоты? Приведите схемы реакций, укажите видимый результат.

7. Напишите схему получения этилового эфира карбаминовой кислоты (уретана) из фосгена.

8*. Запишите схему с помощью формул:

План работы на предстоящем занятии

1. Определение исходного уровня знаний (тестовый контроль)

2. Разбор основных вопросов темы.

3. Выполнение лабораторной работы:

- Открытие щавелевой кислоты;

- Получение этилацетата.

4. Оформление лабораторного журнала, контроль выполнения лабораторной работы.

Лабораторная работа