Карбоновые кислоты и их производные

Карбоксильная группа как сочетание карбонила и гидроксила. Классификация карбоновых кислот по числу карбоксильных групп, по характеру углеводородного радикала (предельные, непредельные, ароматические). Рациональная и систематическая номенклатура карбоновых кислот. Тривиальные названия. Номенклатура солей, сложных эфиров. Изомерия.

Строение карбоксильной группы и карбоксилат-иона. Физико-химические свойства кислот: ассоциация, диссоциация. Образование димеров и водородных связей. Влияние водородных связей на физические и физико-химические свойства кислот. Растворимость, температуры кипения. Кислотность, ее зависимость от индуктивных эффектов заместителей, от характера и положения заместителей в алкильной цепи.

Кислотные свойства карбоновых кислот. Образование солей, их гидролиз. Реакция этерификации, синтез сложных эфиров, кислотный катализ процесса.

Галогенирование кислот по Гелю-Фольгарду-Зелинскому. Пиролитическая кетонизация, электролиз солей карбоновых кислот по Кольбе.

Галогенангидриды. Получение с помощью галогенидов фосфора, тионилхлорида. Реакции нуклеофильного замещения: гидролиз, алкоголиз, аммонолиз, аминолиз. Восстановление до альдегидов по Розенмунду.

Ангидриды. Методы получения: дегидратация кислот с помощью Р₂О₅; ацилирование солей карбоновых кислот хлорангидридами. Реакции ангидридов кислот с нуклеофилами.

Сложные эфиры. Методы получения: этерификация карбоновых кислот, ацилирование спиртов и их алкоголятов ацилгалогенидами и ангидридами, алкилирование карбоксилат-ионов, реакции кислот с диазометаном. Реакции сложных эфиров: гидролиз (механизм кислотного и основного катализа), аммонолиз, переэтерификация.

Амиды. Строение карбамоильной группы. Методы получения: ацилирование аммиака и аминов, пиролиз карбоксилатов аммония, перегруппировка оксимов по Бекману. Свойства: гидролиз, восстановление до аминов, дегидратация амидов. Понятие о секстетных перегруппировках. Перегруппировки А. Гофмана.

Нитрилы. Методы получения: дегидратация амидов кислот (с помощью Р₂О₅, SОCl₂, РОCl₃), алкилирование цианид-иона. Свойства: гидролиз, аммонолиз, восстановление до аминов.

Кетен. Получение и свойства.

Методы синтеза: окисление первичных спиртов и альдегидов, алкенов, алкилбензолов; гидролиз нитрилов, тригалогеналканов и производных карбоновых кислот; синтез на основе магнийорганических соединений (карбонизация реактивов Гриньяра). Промышленный синтез муравьиной и уксусной кислот. Оксосинтез как промышленный метод синтеза карбоновых кислот.

Производные угольной кислоты: фосген, мочевина, Получение и основные свойства. Синтез поликарбонатов на основе фосгена и диолов.

Высшие карбоновые кислоты. Пальмитиновая, стеариновая кислоты. Физические свойства. Температуры плавления, растворимость. Структура солей высших карбоновых кислот, понятие о детергентах (ПАВ). Алкилсульфонаты. Жиры как сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот. Общее название (триглицериды), животные и растительные жиры (масла). Состав масел. Гидролиз жиров (омыление). Мыло.

Непредельные одноосновные кислоты. Акриловая и метакриловая кислоты и их эфиры. Синтез и применение в промышленности полимеров. Кротоновая кислота. Олеиновая кислота и ее транс-изомер фумаровая кислота. Линолевая и линоленовая кислоты.

Двухосновные кислоты. Щавелевая, малоновая, янтарная, адипиновая кислоты. Номенклатура дикарбоновых кислот. Методы синтеза. Промышленный синтез щавелевой кислоты из формиата натрия. Особенности химических свойств дикарбоновых кислот, образование циклических ангидридов, термическое декарбоксилирование. Малоновая кислота и ее диэтиловый эфир. СН-кислотность эфира, алкилирование по СН-группе, расщепление алкил- и диалкилмалонового эфира. Синтезы карбоновых и дикарбоновых кислот на основе малонового эфира. Янтарная кислота, ее ангидрид, имид, N-бромсукцинимид. Адипиновая кислота.

Непредельные двухосновные кислоты. Фумаровая и малеиновая кислоты. Ацетилендикарбоновая кислота. Синтез малеинового ангидрида из бензола. Реакции присоединения по двойной С=С связи.