Тема 5. Реакции альдегидов, кетонов, карбоновых кислот и их производных

Введение. Концентрация треша, угара и содомии в данной теме достигает апогея. Уже одного только факта, что в старые добрые времена эта тема была разделена на две (коими в сути она и является, альдегиды и кетоны это одна отдельная тема, а карбоновые кислоты – другая) и проходилась в два занятия, а ныне объединена в одну – должен настраивать вас, мои маленькие любители химии, на понимание того, что дело реально плохо. Шутки кончились, вопросы весьма разнообразны, и требуют включать голову.

Типичные вопросы:

1. Полуацетали, ацетали, полутиоацетали, тиоацетали. Что такое. Синтез, гидролиз.

Пример:

Итак, вот она – жопа химии. Правильный ответ – С.

Как с этим бороться:

Надо усвоить шаблоны:

- альдегид/кетон + спирт (1 молекула) = полуацеталь (синтез)

- полуацеталь = альдегид + спирт (1 молекула) (гидролиз)

- альдегид/кетон + спирт (2 молекулы, избыток) = ацеталь (синтез)

- ацеталь = альдегид/кетон + спирт (2 молекулы) (гидролиз)

- альдегид/кетон + тиол (1 молекула) = полутиоацеталь (синтез)

- полутиоацеталь = альдегид/кетон + тиол (1 молекула) (гидролиз)

- альдегид/кетон + тиол (2 молекулы, избыток) = тиоацеталь (синтез)

- тиоацеталь = альдегид/кетон + тиол (2 молекулы) (гидролиз)

Кроме того, надо еще все-таки представлять формулы всей этой радости (вы же точно не халтурили на первой теме?), причем их имеют обычай рисовать таким черезжопным способом, чтобы ацеталь-полуацеталь было узнать ну никак не возможно. Если по сути, то полуацеталь это ОН и ОR, а ацеталь это два OR (R-любой радикал, СН3 и дальше) у одного атома С. Крепитесь, товарищи и надейтесь на лучшее, иногда фиг поймешь, что от тебя вообще хотят.

2. Имины. Что такое. Синтез, гидролиз.

Пример:

Жопа химии №2. Бонус – названия продуктов по хрен пойми какой номенклатуре. Спойлер – ответ А.

Как с этим бороться:

Опять шаблончик:

- Альдегид/кетон + амин = имин (синез)

- Имин = альдегид/кетон + амин (гидролиз)

На фоне ацеталей выглядит еще не так люто, хотя все равно та еще хрень. Ищите формулы, чтобы представлять, какие они бывают, нарисовать тут все многообразие не получится, но вот пример СН3-СН=N-СН3, суть двойная связь азот-углерод.

3. Расщепление β-кетоэфира

Пример:

Зловещие вопросы.

Как с этим бороться:

Внешне выглядит стремно, но суть проста: при расщеплении такого эфира может получиться только два ацил (это включает ацетил, пропионил и прочие «ил»-ы) кофермента. Происходит разрыв связи С-С, обратное конденсации. Вот на это и два кофермента и ориентируемся.

4. Сложные эфиры, Сложные тиоэфиры, Амиды, синтез, свойства, кислый гидролиз, щелочной гидролиз.

Пример:

Опять ничего не понятно, все в названиях. Ответ – В+С

Сложный эфир весьма непрост.

Как с этим бороться:

В целом, довольно проблематично. Чтобы охватить все возможные случаи, надо понять суть нуклеофильного замещения в производных карбоновых кислот. Если поверхностно, то:

Карбоновая кислота + спирт = сложный эфир (название на «ат» заканчивается) (синтез)

Сложный эфир = карбоновая кислота + спирт (кислый гидролиз)

Сложный эфир = соль карбоновой кислоты + спирт (щелочной гидролиз)

Карбоновая кислота + тиол = сложный тиоэфир (синтез)

Сложный тиоэфир = карбоновая кислота + тиол (кислый гидролиз)

Сложный тиоэфир = соль карбоновой кислоты + тиол (щелочной гидролиз)

Карбоновая кислота + аммиак/амины = амид (синтез)

Амид = карбоновая кислота + аммиак/амины (гидролиз)

*А ведь есть еще ангидриды, фосфаты, синтез амидов и эфиров из ангидридов, ацилкоферментов, реакции – тысячи их…

Ну, и конечно, при встрече всех их надо узнавать по формуле и названию, а сие может оказаться большой проблемой, сами видите, какие там названия ебанутые сложные, тут рисовать формулы неудобно, они все должны быть похожи на «двузубые вилки»

5. Альдолное присоединение-расщепление.

Пример:

Инфернальный ужас №1

Инфернальный ужас №2

Как с этим бороться:

Поверхностно дело о присоединении обстоит так: альдеги/кетон + альдегид/кетон = альдоль (альдоли - альдегидоспирты/кетоспирты (3 или β-гидрокси…аль), довольно просто. Это реакция присоединения, с образованием связи С-С, взаимодействия двух карбонильных соединений. Но при попытке разобраться в деталях: СН-кислотном центре, механизме реакции, роли щелочного катализа или хотя бы просто понять, что к чему присоединяется – вам откроется бездна инфернального ужаса, куда лучше не заглядывать, а если заглянуть – уже никогда не станешь прежним…

6. Зловещий вопрос.

Пример:

Хтонический ужас №1. Ответ – уксусная кислота, реакция НООС-СН2-СООН = СН3-СООН + СО2.

Хтонический ужас №2. Ответ – А. На самом деле вопрос относится к 4 теме, но кому от этого легче?

Хтонический ужас №3. Ответ – А. Ацилирующий реагент, как правило, ацил что-нибудь, а субстрат ацилирования – спирт или амин.

Как бороться:

Никак, смиритесь, дорогие любители химии. Как я уже говорил, тема апокалиптична по замыслу, и можно ждать любой неведомой хрени (Карбоксилирование-декарбоксилирование, макроэргические связи и прочее…). Остается только надеяться, что тебе, мой юный друг, она не встретиться в таких количествах, чтобы похоронить тебя под своим весом.