[МУЗЫКА] [МУЗЫКА] Здравствуйте. В прошлом модуле мы рассмотрели молекулы, содержащие одну функциональную группу. Сейчас давайте обратимся к органическим веществам, которые содержат две и более функциональных группы, то есть они обладают более интересными, более комплексными химическими свойствами. И начнем с галогенкарбоновых кислот. Исходя из названия, эти молекулы содержат в своем составе карбоксильную группу, то есть они относятся к классу карбоновых кислот, и содержат атом галогена. Поскольку в систематической номенклатуре карбоксильная группа является старшей, то и название строится от названия карбоновой кислоты, содержащей такое же количество углеродных атомов, в префиксе которой появляется лишь атом галогена с указанием его положения в молекуле. Например, 3-фторпентановая кислота, 3-бромбензойная кислота и так далее. Наряду с систематической номенклатурой, в случае алогенкарбоновых кислот достаточно распространена рациональная номенклатура карбоновых кислот. Напомним, что это такое. Атом углерода, ближайший к карбоксильной группе, называется α-атомом. Далее, при продвижении по углеродной цепочке β, γ, δ и так далее, заканчивая ω-атомом углерода. Соответственно, 3-фторпентановая кислота будет называться β-фторпентановая кислота. Применяя рациональную номенклатуру для ароматических соединений, 3-хлорбензойная будет называться метахлорбензойной кислотой. Наиболее доступными галогенкарбоновыми кислотами являются α-галогенкарбоновые кислоты, которые могут быть получены, например, по уже знакомой нам с вами реакции Гелля — Фольгарда — Зелинского. То есть при обработке карбоновых кислот бромом в присутствии красного фосфора мы получаем в зависимости от того, каталитическое либо эквимолярное количество фосфора было взято, бромкарбоновую кислоту, либо бромангидрид бромкарбоновой кислоты, который далее может быть легко гидролизован до соответствующей кислотной функции. В эту же реакцию можно вовлекать и хлорангидриды карбоновых кислот. В аналогичных условиях при взаимодействии с бромом у нас получаются хлорангидриды α-бром замещенных карбоновых кислот, гидролиз которых приводит нас к соответствующей бромкарбоновой кислоте. Атом галогена, например, хлора, можно вводить и свободнорадикальным способом. Так, при обработке карбоновой кислоты, также содержащей хотя бы один α-атом водорода в исходном соединении, при взаимодействии с хлористым тионилом либо хлористым сульфурилом при облучении светом дает нам монохлоркарбоновую кислоту. Лактоны, циклические сложные эфиры, являются источниками на пути к γ-галоген карбоновым кислотам. Гидролиз их, например, бромоводородом в присутствии спирта, нам даст сразу сложный эфир бромкарбоновой кислоты, либо гидролиз с хлористым тионилом в присутствии кислоты Льюиса даст нам соответствующую хлоркарбоновую кислоту. Кроме общих методов синтеза, существуют и специальные, то есть пригодные исключительно для синтеза одного конкретного соединения метода получения карбоновых кислот. Например, хлоруксусную кислоту в промышленности можно получать, в действительности так и делают, двумя способами. Например, при гидролизе 3-хлорэтилена серной кислотой, либо при окислении β-хлорэтанола азотной кислотой получается хлоруксусная кислота — крупнотоннажный, чрезвычайно ценный в органическом синтезе продукт. Трихлоруксусная кислота является основным продуктом взаимодействия простого этилового спирта с хлором в водной среде. Образующийся в качестве промежуточного соединения гидрат соответствующего альдегида далее окисляется, например, азотной кислотой в трихлоруксусную кислоту. Все эти методы не годятся для получения фторкарбоновых кислот, но и тут есть выход. Например, трифторкарбоновая кислота является продуктом электролиза смеси уксусного ангидрида и фтороводорода. Промежуточно образующийся фторангидрид далее гидролизуется с образованием соответствующей трифторуксусной кислоты, которая также играет чрезвычайно важную роль в органическом синтезе. При наличии двойных связей в молекуле карбоновой кислоты эта часть — алкинильная часть — способна вступать в реакции электрофильного присоединения. Так, при взаимодействии с бромоводородом, получается соответствующая бромкарбоновая кислота. Причем это взаимодействие подчиняется правилу Марковникова, то есть реакция протекает через стадию образования наиболее устойчивого карбокатиона. То есть в случае акриловой кислоты мы выходим на β-бром пропановую кислоту. По своим химическим свойствам галогенкарбоновые кислоты чем-то напоминают сами карбоновые кислоты, но при этом они являются более сильными кислотами, то есть более сильными донорами катионов водорода, более активными донорами. Причем если атом галогена находится ближе к карбоксильной группе, это вызывает увеличение кислотных свойств. А причина в том, что галогены, все галогены, являются акцепторами по индуктивному эффекту, соответственно, стаскивая на себя электронную плотность, они стабилизируют карбоксилат-анион. Наличие нескольких атомов галогена увеличивает силу кислоты. Например, трифторуксусная кислота по своим кислотным свойствам, по константе диссоциации, уже близка к таким кислотам, как азотная либо серная. То есть она уже может быть отнесена к сильным кислотам. Характерным химическим свойством карбоновых кислот являются реакции нуклеофильного замещения атома галогена. Причем йод, бром вступают в эту реакцию очень охотно. Хлор — с некоторыми затруднениями. Фтор практически не вступает в реакции подобного превращения. А в целом, такого типа реакции мы уже с вами рассматривали. Например, бромпропановая кислота вступает в реакцию щелочного гидролиза, приводя нас к гидроксикислотам, взаимодействует с аминами при нагревании, при этом получаем аминокислоты, и вступает в реакцию нуклеофильного замещения, например, с цианиданионом, который приводит нас к цианокарбоновой кислоте, восстановление которой дает нам β-аминоспирты — чрезвычайно ценные вещества в органическом синтезе. При наличии атома водорода в β-положении α-галогенкарбоновые кислоты вступают в реакцию дегидрогалогенирования либо элиминирования, приводящая нас к α, β-ненасыщенным карбоновым кислотам. Например, из α-бром пропановой кислоты можно получить акриловую кислоту, из нее соответствующий сложный эфир, являющийся ключевым соединением в синтезе акриловых полимеров, которые можно встретить вокруг нас практически везде. Но в целом, основное предназначение галогенкарбоновых кислот — это полупродукты на пути к сложным молекулам. Ну а в следующей лекции мы рассмотрим химические свойства оксикислот.
