Ацетоуксусный эфир (этиловый эфир ацетоуксусной кислоты)

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по органической химии на тему:

«Ацетоуксусный эфир (этиловый эфир ацетоуксусной кислоты)»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………........................3

1. Основная часть………………………………………………......................................3
1. Общая характеристика класса химического соединения…………...................3
1. Определение…………………………………………......................................3
2. Классификация…………………………………………..................................3
3. Номенклатура………………………………………………………………....3
2. Способы получения ацетоуксусного эфира…………..........................................4
3. Физические свойства……………………………………………………………...5
4. Химические свойства……………………………..................................................5
5. Области применения………………………………………………………...........8

Заключение…………………………………………………………………………………....8

Литература………………………………………………………………………………….....9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Ацетоуксусный эфир является первым из органических соединений, на примере которого было открыто и подробно изучено явление таутомерии.

О том, что это за явление, в чём оно заключается и как происходят химические реакции речь пойдёт в данном реферате.

Также будут рассмотрены особенности ацетоуксусного эфира и области применения.

 

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

 

1. Общая характеристика класса химического соединения

1.1.1. Определение

Оксокислотами называются гетерофункциональные соединения, молекулы которых содержат с карбоксильной группой оксогруппу, т.е. это альдегидо - или кетонокислоты.

2. Классификация

Классифицируют оксокарбоновые кислоты, как и все бифункциональные соединения, согласно взаимному расположению функциональных групп, подразделяя их при этом на альдегидо- и кетонокислоты.

В зависимости от положения альдегидо- и кетогруппы по отношению к карбоксилу различают α-, β-, γ- и т.д. оксокислоты; существуют также оксокислоты и с иным расположением функциональных групп.

 

3. Номенклатура

Для наименования оксокислот часто применяют тривиальные названия:

 

 

По номенклатуре ИЮПАК главная цепь, содержащая обе функциональные группы, нумеруется, начиная с карбоксильной группы, положение же альдегидной и кутонной группы обозначается соответствующей цифрой с добавлением приставки «оксо».

Например:

CH3-CH2-CH2-CO-COOH

2-оксопентановая кислота 
 
HCO-CH2-CH2-COOH

4-оксобутановая кислота 
 
HCO-CН2-COOH

3-оксопропановая кислота 

 

2. Способы получения ацетоуксусного эфира
1. Ацетоуксусный эфир впервые был получен из этилацетата действием на него металлического натрия: 

(1.1)

2. Сложноэфирная конденсация Кляйзена.

Исходным продуктом в этой реакции является этиловый эфир уксусной кислоты. Катализирует этот процесс натрия алкоголят. Эта реакция похожа на альдольную конденсацию.

Натрия этилат реагирует с этиловым эфиром уксусной кислоты:

(1.2)

 

 

 

 

Образовавшийся карбанион реагирует с молекулой сложного эфира по карбэтоксильной группе:

(1.3)

 

1.3. Физические  свойства

Ацетоуксусный эфир - бесцветная жидкость с фруктовым запахом (частично разлагается)

 tкип = 181°С

p = 1028,2 кг/м3.

Хорошо растворяется в спирте и эфире, и немного - в воде.

 

1.4. Химические свойства

Оксокислоты вступают в реакции, характерные для карбоксильной и карбонильной групп. Отличительная черта оксокислот – легкость, с которой протекает их декарбоксилирование.

α -оксокислоты легко отщепляют СO2 и СО при нагревании в присутствии серной кислоты.

         (1.4) 

β - оксокислоты неустойчивы и самопроизвольно декарбоксилируются с образованием кетонов.

CH3COCH2COOH      CH3COCH3 + CO2

(1.5)

β - оксокислоты и их эфиры обладают специфическими свойствами, которые связаны с их повышенной СН-кислотностью. Повышенная подвижность протонов метиленовой группы обусловлена электроноакцепторным влиянием двух карбонильных групп. В результате β -оксокислоты существуют в виде двух таутомерных форм: кетонной и енольной, причем содержание енольной формы в равновесной смеси значительное. Енольные формы дополнительно стабилизируются за счет наличия в них системы сопряженных p -связей и внутримолекулярной водородной связи.

Центральное место среди β - оксокислот и их производных занимает ацетоуксуный эфир (этиловый эфир ацетоуксусной кислоты).

Ацетоцетоуксусный эфир — таутомерное соединение, для него характерна кето-енольная таутомерия, которая обусловлена наличием подвижных атомов водорода метиленовой группы.

Таутомерия — равновесная динамическая изомерия. Сущность её заключается во взаимном превращении изомеров с переносом какой-либо подвижной группы соответствующим перераспределением электронной плотности.  

 

(1.6)

 

Как кетон, ацетоуксусный эфир присоединяет нуклеофильные реагенты: HCN, NaHSO3, фенилгидразин. Как енол, присоединяет бром, образует хелатные комплексы с ионами переходных металлов, ацилируется хлорангидридами кислот.

При действии на ацетоуксусный эфир какого-либо реагента в реакцию вступает один из таутомеров. Поскольку второй таутомер за счет смешения равновесия восполняет убыль первого, таутомерная смесь реагирует в данном направлении как единое целое.

 

(1.7)

Ацетоуксусный эфир содержит СН2-группу в a-положении по отношению к двум электроноакцепторным группам, поэтому ее атомы водорода отщепляются в виде протона под действием оснований. Полученный натрийацетоуксусный эфир с галогеналканами вступает в реакцию С-алкилирования, причем алкилирование может быть проведено дважды:

  

(1.8) 

 

(1.9)

В ацетоуксусном эфире и его алкилпроизводных в зависимости от условий реакции осуществляется два типа разрывов С-С-связи, называемых по классу получаемых продуктов кетонным (а) или кислотным (б) распадом:

(1.10)

А) Кетонное расщепление осуществляется действием разбавленных растворов щелочей или кислот: происходит вначале омыление эфира, а затем – декарбоксилирование образующейся - кетокислоты и образование метилкетонов.

Б) Кислотное расщепление ацетоуксусного эфира и его алкильных и ацильных производных осуществляется действием концентрированного спиртового раствора щёлочи и приводит к образованию различных карбоновых кислот.

Таким образом, в результате кетонного и кислотного расщепления ацетоуксусного эфира и его алкильных и ацильных производных могут быть получены уксусная кислота и её гомологи, ацетон и его гомологи, дикетоны, кетокислоты и т.д.

 

1.5. Области применения

Ацетоуксусный эфир широко применяется в органическом синтезе как исходное вещество для получения кетонов, карбоновых кислот, гетерофункциональных соединений, в том числе производных гетероциклов, представляющих интерес в качестве лекарственных средств.

Также применяется в производстве фармацевтических препаратов (пирамидона, акрихина, витамина B1) и красителей для цветной фотографии.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном реферате мной были рассмотрены способы получения, химические и физические свойства ацетоуксусного эфира, а также её применение.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1) Нечаев А. П., Еременко Т. В. Органическая химия, 1985

2) Грандберг И.И. Органическая химия, 2001

3) Потапов  В.М., Татаринчик С. Н. Органическая химия, 1972

4) Большой  Энциклопедический словарь

5) http://studentik.net/lekcii/lekcii_xmia/3087-lekcija-13.-gidroksi-i-oksokisloty.html

6) http://studopedia.ru/1_122644_sintezi-na-osnove-atsetouksusnogo-efira.html

7) http://studopedia.org/4-1221.html