Производные карбоновых кислот

Соли карбоновых кислот называют, перечисляя в родительном падеже названия катиона и аниона кислоты. Названия аниона кислоты, образуется заменой суффикса –ил в названии ацильного радикала на –ат:

Если название аниона получено от названия кислоты, образованной суффиксом –карбоновая кислота, то сначала называется радикал, с которым была связанна группа –COOH, с добавлением
–карбоксилат:

Ангидриды кислот называют, добавляя слово «ангидрид» к названию соответствующей кислоты:

Для смешанных ангидридов требуется перечислять обе кислоты, входящие в состав ангидрида:

Названия галогенангидридов карбоновых кислот образуют заменяя окончание –овая на –оил. Другими словами, от названия карбоновой кислоты оставляют название ацильного радикала и добавляют название галогена:

Названия амидов образуют заменяя окончание –овая на –амид, или суффикс –карбоновая кислот на –карбоксамид:

При наличии заместителей при атоме азота они обозначаются префиксом с символом N-:

N-фенилзамещенные амиды получают в названии суффикс
–анилид:

Положение заместителей в остатке анилина указывается цифрами со штрихами:

Сложные эфиры карбоновых кислот называют аналогично солям. Первую часть названия занимает обозначение алкильной или арильной группы, присоединенной к атому кислорода. Вторую часть названия составляет обозначение карбоновой кислоты, в котором окончание –овая меняется на –ат, обе части пишутся слитно. Сложные эфиры также можно называть следующим образом: «такой-то» (называется алкильный радикал) эфир «такой-то» (называется кислота, у которой замещен атом водорода) кислоты:

Нитрилами называются соединения, имеющие в своем составе группу –СN. Согласно номенклатуре ИЮПАК они называются алканнитрилами, их называют добавляя суффикс –нитрил к названию родоначального углеводорода с тем же числом атомов углерода. Атом углерода нитрильной группы всегда имеет первый номер:

По рациональной номенклатуре соединения RCN рассматриваются как производные карбоновых кислот, и тогда их называют заменяя окончание –ил на –онитрил в названии соответствующего ацильного радикала, или слово карбоновая кислота на карбонитрил:

Задачи и упражнения

Галогенпроизводные насыщенных и ненасыщенных

Углеводородов

1. Напишите структурные формулы следующих соединений:
1) 4-бром-2-хлоргексан; 2) 3-хлор-2-метилбутан; 3) 3-хлор-2-метилпропен-1; 4) 3-хлор-2,7-диметилоктин-4; 5) 1,1,1-три-фторэтан; 6) 6-бром-2,3,4-триметилоктен-2; 7) 1-хлор-2-бром-3-метилпентен-1; 8) 3,3-дихлор-4,4-диметилпентен-1; 9) 3-бром-2,5-диметилгексан; 10) 3-хлор-3-метилпентадиен-1,4; 11) изобутилбромид; 12) винилфторид; 13) аллилбромид; 14) тетрафторэтилен; 15) хлористый этилиден.

2. Напишите структурные формулы всех изомерных соединений состава C₄H₉Br, C₅H₁₁F, C₆H₁₃Cl и назовите их.

3. Сколько первичных, вторичных и третичных монобромпроизводных соответствуют следующим углеводородам:

4. Напишите все изомерные соединения состава C₄H₈Br₂ и C₅H₈F₂, укажите вицинальные и геминальные замещенные, отметьте соединения с асимметричным атомом углерода.

5. Напишите уравнения реакций получения всеми известными вам способами следующих соединений: 1) хлорэтана; 2) 2-бромбутана; 3) 2-хлорпропена.

6. Объясните механизм реакции присоединения галогенводородов к непредельным соединениям, правило Владимира Васильевича Марковникова. Напишите уравнения реакций взаимодействия бромоводородной кислоты со следующими алкенами: 1) пропеном; 2) бутеном-1; 3) 2-метилпентеном-2; 4) 2-метилгексеном-1.

7. Из каких ненасыщенных углеводородов с тем же углеродным скелетом можно получить следующие соединения: 1) 2-бромбутан;
2) 2-хлор-2-метилбутан; 3) 2,2-дибром-3-метил-пентан; 4) 2,3-дибромгексан; 5) 3,3-дихлорпентан? Напишите уравнения соответствующих реакций.

8. Осуществите следующие превращения:

1) 2,3-дихлорбутан → 2,2-дихлорбутан;

2) пропиловый спирт → хлористый изопропил;

3) 2-метилбутен-1 → 2-хлор-2-метилбутан;

4) метан → 3,3-дихлоргексан;

5) этан → 1,2,3-трихлорпропан;

6) изобутиловый спирт → 1,2-дибром-2-метилпропан;

7) метан → 2,2-дихлорбутан;

8) пропаналь →1,1-дихлорпропан;

9) бутанон → 2,2-дихлорбутан.

9. Исходя из ацетилена, получите следующие соединения:

1) хлорэтен;

2) 1,1,2-трихлорэтен;

3) 1,1,-дихлорэтан;

4) пентахлорэтан;

5) 2-бромбутан;

6) 2,3-дибромбутан;

7) 1,2-дибромбутан;

8) 1,4-дибромбутан.

10. Получите, исходя из этанола, следующие соединения:
1) 1-бромэтан; 2) 2-бромпропан; 3) хлороформ; 4) 1,2-дихлорэтан; 5) 2,2-дихлоргексан.

11. Составьте схемы реакций получения из соответствующих спиртов следующих галогеналканов: 1) 1-хлорпропана; 2) 2-хлорбутана;
3) трет-бутилбромида; 4) изопентилхлорида; 5) бензилхлорида.

12. Напишите уравнения реакций и рассмотрите механизмы взаимодействия хлора с пропеном при 50°С и 500°С.

13. Каким способом можно установить наличие атома галогена в органическом соединении?

14. Установите соответствие между галогеналканом и величиной его дипольного момента:

а) хлорметан; 1) 1,64 D;

б) бромметан; 2) 1,83 D;

в) йодметан; 3) 1,79 D;

Каковы направления векторов дипольных моментов указанных соединений? Объясните, почему алкилгалогениды нерастворимы в воде.

15. Расположите соединения в порядке возрастания дипольных моментов:

16. Объясните следующие термины, приведите примеры: 1) электрофил; 2) нуклеофил; 3) апротонный растворитель; 4) протонный растворитель; 5) мономолекулярная реакция; 6) бимолекулярная реакция; 7) S_N1 и S_N2 реакции?

17. Напишите структурные формулы и сравните способность к гидролизу следующих галогенпроизводных: 1) 1-бромбутан; 2) 2-хлор-2-метилпентан; 3) 3-хлор-2-метилбутен-2; 4) 2-хлорпентен-1; 5) 1-бром-2-метилбутен-2; 6) 1-хлоргексан.

18. Напишите для 1-хлор-2-метилбутана и 2-йодпропана реакции со следующими веществами: 1) аммиаком; 2) металлическим натрием; 3) цианидом калия; 4) спиртовым раствором КOH; 5 ) ацетатом натрия; 6) магнием (в присутствии серного эфира); 7) водным раствором КOH; 8) нитритом серебра; 9) метилатом натрия.

19. Рассмотрите реакцию отщепления HBr от 3-бром-2-метилгексана при действии на него спиртового раствора щелочи. Какой из изомеров образуется преимущественно? Дайте объяснение.

20. Предскажите порядок возрастания реакционной способности в реакциях S_N2-замещения следующих соединений:
1) CH₃CH₂CCl(CH₃)₂; 2) CH₃(CH₂)₄Cl; 3) CH₃(CH₂)₄I; 4) (CH₃)₃CCH₂Cl. Объясните свой ответ.

21. Приведенная ниже таблица, будучи заполненной, суммирует важные характеристики реакций S_N1 и S_N2 типа. Используя утверждения, приведенные ниже, заполните таблицу.

Утверждения: 1) обращение конфигурации; 2) зависит от концентрации нуклеофила; 3) мономолекулярный двухстадийный процесс; 4) протонные растворители с высокой диэлектрической проницаемостью, увеличивают скорость реакции; 5) перегруппировки встречаются очень редко; 6) бимолекулярный одностадийный процесс; 7) рацемизация; 8) увеличение нуклеофильности увеличивает скорость реакции; 9) увеличение числа алкильных групп у атома углерода, связанного с уходящей группой, уменьшает скорость реакции; 10) скорость реакции не зависит от концентрации нуклеофила; 11) могут наблюдаться перегруппировки; 12) влияние растворителя незначительно; 13) не зависит от силы нуклеофила; 14) увеличение числа алкильных групп у атома углерода, связанного с уходящей группой, увеличивает скорость реакции;

15)

16)

22. Каковы будут основные продукты реакции при взаимодействии 2-бром-3-метилгексана и 1-хлорбутана со следующими реагентами:

1) амид натрия в жидком аммиаке;

2) спиртовый раствор KOH;

3) водный раствор NaOH;

4) этантиол в присутствии NaOH.

23. Исходя из 1-бромпропана, получите следующие соединения:

1) пропан;

2) пентан;

3) гексан;

4) пропен;

5) пропин;

6) 1,1-дибромпропан;

7) 2,2-дибромпропан.

24. Составьте уравнения взаимодействия с водным раствором щелочи следующих галогенпроизводных: 1) трет-бутилбромида; 2) втор-бутилхлорида; 3) 1-хлор-2-метилбутана.

25. Предложите нуклеофил, под действием которого 1-бромбутан превратится в следующие соединения:

5) 1-хлорбутан;

6) н-октан;

7) тетра-н-бутиламмонийбромид (н-С₄H₉)₄N·Br;

8) этил-н-бутиловый эфир (CH₃CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃);

9) 2-метилгексан;

10) н-бутилацетат;

11) н-бутилцианид.

26. Предложите комбинацию нуклеофила и субстрата, которая приведет к следующим продуктам:

12) пропанол;

13) 1-хлорпропан;

14) диэтиловый эфир;

15) метилэтиловый эфир;

16) метантиол;

17) диэтилсульфид;

18) метиламин;

19) диэтиламин;

20) бутаннитрил.

27. Какие реагенты применяются для замены гидроксильной группы в спиртах на атом галогена? Напишите уравнения реакций.

28. Напишите формулы промежуточных и конечных веществ в следующих схемах:

29. Как осуществить следующие превращения (не прибегая к использованию других органических веществ):

30. Установите формулу вещества состава C₄H₉Сl, если при гидролизе оно превращается в первичный спирт, а в результате дегидрохлорирования и последующего гидробромирования образуется третичный бромид.