Билет№14. ДИАЗО - и АЗОСОЕДИНЕНИЯ: определение, изомерия, номенклатура

Ароматическими диазосоединениями называют различные по строению, однако легко взаимопревращаемые соединения: соли диазония, диазогидроксиды, соли диазогидроксидов – диазотаты, диазоцианиды и другие подобные вещества.

Диазосоединения ArN₂X – это органические вещества с функциональной группой, составленной из двух атомов азота и соединенных с ароматическим радикалом и неорганическим остатком Х. Среди диазосоединений наиболее важными являются соли диазония.

Соли диазония состоят из диазокатиона и аниона, например [C₆H₅N₂]⁺Cl^– (хлористый бензол диазоний). По своему характеру они подобны аммонийным солям.

Способы получения

Общий и важнейший способ получения диазосоединений заключается в действии азотистой кислоты на соли первичных ароматических аминов (реакция диазотирования).

Диазосоединения почти никогда не выделяют в твердом виде (это опасно из-за взрывчатости сухих диазосоединений), а используют непосредственно раствор для дальнейших превращений.

Если требуется получить свободную соль диазония, то реакцию диазотирования проводят в каком-либо органическом растворителе с помощью эфиров азотистой кислоты. Тогда соль диазония выпадает в осадок:

Химические свойства.

I. Реакции с выделением азота

1. При кипячении кислых растворов солей диазония выделяется азот и образуются фенолы:

 

2. При нагревании солей диазония с иодидом калия диазогруппа замещается иодом:

 

3. Замещение диазогруппы на другие атомы или группы требует применения в качестве катализаторов соответствующих солей меди или медного порошка. Ниже приводится несколько типичных реакций:

 

II. Реакции без выделения азота

К реакциям диазосоединений без выделения азота относятся реакции восстановления и азосочетания.

1. Восстановление азосоединений. В мягких условиях соли диазония восстанавливаются с образованием солей фенилгидразинов:

 

2. Реакция азосочетания. Эта реакция легко протекает при действии солей диазония на фенолы в слабощелочном растворе и на ароматические амины в слабокислом растворе:

 

 

Азосочетание – реакция электрофильного замещения, аналогичная нитрованию, сульфированию и галогенированию. Активным радикалом является только диазокатион.

Диазокатион замещает водород только в ароматическом ядре, содержащем сильные электроно-донорные заместители (-OH, NH₂, NHR, NR₂).

Участвующие в реакции ароматические амины или фенолы называют азосоставляющими, а введенные в реакцию диазосоединения – диазосоставляющими.

Многие азокрасители изменяют окраску с изменением рН среды. Это свойство позволяет использовать их в качестве индикаторов (например метилоранж):

 

Азокрасители часто получают непосредственно на волокне (ледяное крашение): сначала обрабатывают азосоставляющей, а затем наносят рисунок ледяным раствором какой-либо соли диазония

Билет№15-16. ОКСИКИСЛОТЫ определение, изомерия, номенклатура.

Вещества, в молекулах которых содержится несколько разных функциональных групп, принято называть соединениями с разнородными (смешанными) функциями или гетерофункциональными.

Наибольшее значение среди классов соединений со смешанными функциями имеют функционально замещенные кислоты (гидроксикислоты, альдо- и кетокислоты, аминокислоты). Эти вещества играют значительную роль в процессах жизнедеятельности, а также в технологических процессах, используемых в пищевой промышленности.

Отдельные функциональные группы, входящие в состав гетерофункциональных соединений обычно проявляют типичную для них реакционную способность. Вместе с тем, в этих соединениях проявляется взаимное влияние функций друг на друга, зависящее от их взаимного расположения. Это влияние является главным при изучении химии соединений со смешанными функциями. Рассмотрим кислородсодержащие соединения со смешанными функциями.

Оксикислоты.

Оксикислотами называют вещества, в молекулах которых присутствуют две функции – гидроксильная и карбоксильная.

У гетерофункциональных соединений, и в том числе у оксикислот, возможно несколько типов структурной изомерии:

- изомерия углеродного скелета;

- изомерия положения;

- изомерия взаимного положения.

Например, для гидроксибутановой кислоты существует пять структурных изомеров

 

 

В зависимости от числа карбоксильных групп гидроксикислоты бывают одноосновными, двухосновными и т. д. В зависимости от числа гидроксильных групп – двухатомными, трехатомными и т.д., причем учитывается и гидроксил, входящий в состав карбоксила. Таким образом, молочная кислота является одноосновной двухатомной кислотой.

В зависимости от положения гидроксильной группы по отношению к карбоксильной, различают α, β, g и другие кислоты.