マインドマップギャラリー 第9章 カルボン酸およびカルボン酸誘導体
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2023-10-24 10:50:58 に編集されました第9章 カルボン酸およびカルボン酸誘導体
カルボン酸
構造
SP2ハイブリダイゼーション、共役系
自然
物理的特性
融点
高極性、強い分子間力、高融点、高沸点
低級モノカルボン酸は水素結合によって二量体を形成することがよくあります。
溶解度
互いに溶け合い、分子量が増減する
化学的特性
酸性
炭酸より強い、R基の影響を受ける
炭化水素基の炭素数が増えると大きく変化します(4以下)
炭酸塩と反応してCO2を生成する
デリバティブの生成
酸ハロゲン化物
SOCl2 または PCl5 と反応します
無水物
強力脱水剤P2O5
エステル
アルコールとの反応(濃硫酸加熱)
フェノールとは反応しない
可逆
アミドは室温でアンモニアまたは有機アミンと反応してアンモニウム塩を形成し、これを加熱して脱水してアミドを形成します。
熱分解反応(脱炭酸反応)
α-Cが電子求引性基で結合している場合、炭素の還元が起こりやすくなります。
分類
BとC
脱炭酸
カルボン酸とCO2
石灰水の識別を明確にできる
丁呉
脱水
五員環・六員環酸無水物
ジ・ゲン
脱炭酸と脱水
五員環・六員環ケトン
α-Hハロゲン化反応
リンの作用により徐々にハロゲンに置換される
還元反応
水素化アルミニウムリチウム LiAlH4
ヒドロキシルへの選択的還元
ジボラン B2H5
アルデヒドやケトンも減らすことができます
第一級アルコールへの還元
代表する
ギ酸
ギ酸
フェーリング試薬を使用して識別できる
酢酸
シュウ酸
シュウ酸
過マンガン酸カリウムによりCO2に酸化される可能性がある
硫酸塩とマグネシウム
グリオキシル酸
硫酸と亜鉛
グリコール酸
プロピオン酸と酪酸
アジピン酸
シクロヘキサンの接触酸化と五酸化バナジウムを用いたシクロヘキサノンの酸化
安息香酸
安息香酸
フタル酸エステル
サリチル酸
o-ヒドロキシ安息香酸
多価不飽和脂肪酸
DHA・EPA
置換カルボン酸
ヒドロキシ酸
アルキド
分類
α
β
γ
...
自然
カルボン酸の性質とアルコールの性質を併せ持っています。
物理的特性
沸点、水溶解度の増加
化学的特性
酸性
水酸基の電子吸引効果はカルボン酸の電子吸引効果より強いですが、距離が離れるにつれて減少します。
脱水
α-ヒドロキシ酸
2つの分子がラクチドを形成する
β-ヒドロキシ酸
分子内脱水によるα,β-不飽和カルボン酸の生成
γσ
加熱すると分子内脱水が起こりラクトンが形成される
簡単に生成できる
酸性中性:羟基酸一般以内酯的形式存在
碱性条件下内酯容易水解生成盐
酸化
カルボニル酸への酸化
代表する
P182
フェノール酸
一般的なものはモノヒドロキシ安息香酸またはポリヒドロキシ安息香酸です。
代表者(P183)
サリチル酸(オルトヒドロキシ安息香酸)
白色結晶 難溶性水素結合
鉄イオンと反応して赤色を生成します
フェノールの特性
加熱脱炭酸
アスピリン(アセチルサリチル酸)は無水酢酸と加熱することで作ることができます。
二酸化炭素とナトリウムフェノラートを酸性化して製造
パラベン
没食子酸
没食子酸(トリヒドロキシ安息香酸)
カルボニル酸
分類
アルデヒド酸
ケト酸
自然
脱炭酸反応
α-ケト酸は希硫酸の作用下で脱酸されてアルデヒドを形成します
ベータケト酸はケトンを生成します
還元反応と酸化反応
テトラヒドロホウ酸ナトリウム
ヒドロキシ酸
四水素リチウムアルミニウム
ジオール
アルデヒドは酸化されてジカルボン酸になる可能性があります
ケト酸は酸化されにくく、アルデヒドに脱炭酸された後、α-ケト酸はケト酸よりも炭素原子が 1 つ少ないカルボン酸に酸化されます。
代表する
グリオキシル酸
α-H がないとカニッツァーロ反応が発生する可能性があります
ピルビン酸
還元性トゥーロン試薬
ハロゲン酸
アミノ酸
カルボン酸誘導体
構造
カルボキシル基から水酸基を除いた部分をアシル基といいます
自然
物理的特性
州
低分子量は液体、高分子量は固体
酸ハロゲン化物と酸無水物は揮発性で刺激臭があり、エステルには芳香がありますが、アミドには芳香がありません。
低分子量の酸ハロゲン化物や酸無水物は加水分解しやすく、エステルは水に不溶です。
窒素原子上の水素原子が置換されると、アミドの融点が下がります(水素結合が減少します)。
化学的特性
求核置換
加水分解
カルボン酸に加水分解される
酸塩化物
激しい反応、塩化ベンゾイルが遅い (結合)
原理(写真)
活動内容(写真)
アルコール分解
プロセスとアクティビティ (写真)
酸ハロゲン化物
エステルとハロゲン化水素を入手する(簡単)
フェノールのエステル化に一般的に使用されます
反応を促進するために塩基(ピリジン)を追加します。
無水物
エステルおよびカルボン酸
エステル
酸触媒による加熱(可逆:エステル交換)
大きいものと小さいものを交換し、入手が容易ではない高沸点のアルコール エステルを準備し、低分子アルコールを時間内に蒸散させることができます。
アミン(アンモノリシス)
原理(写真)
NH結合を含むアミンは酸ハロゲン化物と激しく反応してアミドを生成します
影響を与える要因
ホフマン分解
炭素原子が 1 つ少ない第一級アミンの調製
アミド生成
方程式図
エステルの還元
アシル化
保護基
クライゼンエステル縮合反応
α-Hは弱酸性であり、強塩基と反応します。
アルドール縮合と同様、β-ケトエステルを形成
ケト体とエノール体の相互変換
普遍性(基本的な安定性)
写真
アセト酢酸エチルは、求核付加や2,4-ジニトロフェニルヒドラゾンとの反応など、ケトンとエステルの両方の性質を持ちます。
安定した状態
-CH2 と -NH は -I 基の影響を大きく受け、酸性度が高くなります。
π-π共役、安定
分子内水素結合、環状キレート
代表する
アセト酢酸エチル
特性
そしてNaはH2を放出します
臭素水を変色させる
塩化第二鉄による発色
自然
求核置換
強塩基の作用により、ハロゲン化炭化水素または酸ハロゲン化物に置換される
加熱すると分解し、濃度により生成物が異なります(写真)
マロン酸
「スリーB」に似ている
アシル化された置換生成物を加水分解および脱炭酸してケトンを得ることができます (写真)
DMF(ジメチルホルムアミド)
一般的に使用される非プロトン性極性溶媒
NBS (N-ブロモスクシンイミド)
一般的に使用される臭素化剤
尿素(尿素)
白色の結晶で、水やエタノールに溶けやすい。
ビウレット反応: 希薄な CuSO4 と反応して赤紫色を生成します。
塩化アセチル
無色の刺激性液体、アセチル化試薬
準備方法
乙酸钠+二氧化硫+氯气
乙烯酮+氯化氢
無水酢酸
無色の刺激性液体
加水分解しやすい