Тема 28.(2) Дикарбоновые ароматические кислоты

Дикарбоновые ароматические кислоты
Важнейшими представителями двухосновных ароматических карбоновых кислот являются фталевые кислоты, которые представлены следующими изомерами:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
фталевая кислота изофталевая кислота терефталевая кислота
1,2-бензолдикарбоновая 1,3-бензолдикарбоновая 1,4-бензолдикарбоновая
кислота кислота кислота

















Способы получения арендикарбоновых кислот
Получение фталевой кислоты
Окисление гомологов бензола
Фталевая кислота образуется при гидролизе фталевого ангидрида, который получают окислением орто-ксилола кислородом воздуха в присутствии катализатора – оксида ванадия:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
орто-ксилол фталевый ангидрид фталевая кислота
Окисление нафталина
Фталевую кислоту получают при окислении нафталина во фталевый ангидрид с его последующим гидролизом:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Нафталин фталевый ангидрид фталевая кислота









Получение терефталевой кислоты
Окисление гомологов бензола
Терефталевую кислоту получают жидкофазным окислением пара-ксилола кислородом воздуха в присутствии солей кобальта:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Изомеризация калиевой соли фталевой кислоты
Изомеризация калиевой соли фталевой кислоты происходит при температуре 4000С в атмосфере СО2 в присутствии фталата цинка и кадмия:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Карбоксилирование калиевой соли бензойной кислоты
Карбоксилирование калиевой соли бензойной кислоты происходит при температуре 3400 под давлением (300 атм) в присутствии гидрокарбоната калия (выход 60%):
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]


Получение изофталевой кислоты
Окисление гомологов бензола
Изофталевую кислоту получают окислением мета-ксилола кислородом воздуха в присутствии солей кобальта:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]


















Химические свойства арендикарбоновых кислот
По химическим свойствам двухосновные ароматические карбоновые кислоты принципиально не отличаются от одноосновных.
Двухосновные ароматические карбоновые кислоты (фталевые кислоты) более сильные, чем бензойная, например:
Кислота рКа
Бензойная 4,20
Фталевая 2,98
Изофталевая 3,46
Терефталевая 3,51
Производные арендикарбоновых кислот – соли, сложные эфиры, ангидриды и амиды могут быть получены за счет как одной, так и двух карбоксильных групп.
Галогенангидриды могут образовываться только с участием двух карбоксильных групп, так как моногалогенангидриды в момент образования реагируют со второй карбоксильной группой, образуя ангидриды или полимерные соединения.
















Химические свойства фталевой кислоты
Фталевая кислота с карбоксильными группами в орто-положении отличается от других изомеров способностью легко образовывать ангидриды и другие циклические производные.
Образование фталевого ангидрида и его реакции
При нагревании фталевой кислоты или при действии на нее водоотнимающих веществ или при перегонке фталевой кислоты с уксусным ангидридом образуется кристаллический фталевый ангидрид (tпл = 1300С):
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Фталевый ангидрид применяют в производств красителей, алкидных смол, инсектицидов, лекарственных средств.
Специфическими реакциями фталевого ангидрида являются:
Образование фталимида
Реакция идет при нагревании фталевого ангидрида с аммиаком:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Атом водорода у азота во фталимиде способен легко замещаться металлами. С помощью таких металлических производных можно осуществлять некоторые важные для техники синтезы.




Синтезы на основе фталимида
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Фталимид калия широко используется в синтезах, например для синтеза аминов (реакция Габриэля):
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Образование сложных эфиров
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Эфиры с более сложными алкильными группами применяются в качестве пластификаторов полимерных композиций (например для поливинилхлорида) и мягчителей (дибутилфталат).

Реакция конденсации с бензолом
В результате реакции конденсации фталевого ангидрида с бензолом получается антрахинон, при последующем восстановлении которого можно получить антрацен.
Реакция конденсации происходит за счет кислорода одного из карбонилов:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Эта реакция имеет важное значение для синтеза красителей (фталеинов).
Конденсация глицерина с фталевым ангидридом
Значительное количество фталевого ангидрида используется для производства алкидных (полиэфирных) смол, простейшей из которых является – глифталевая (основа лаков, эмалей и пленок).
Ее получают конденсацией глицерина с фталевым ангидридом:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]








Конденсация фталевого ангидрида с фенолами
При конденсации фталевого ангидрида с фенолами образуются производные трифенилметана, которые называют фталеинами. Их используют как индикаторы и красители (фенолфталеин, флуоресцеин).
В присутствии серной кислоты или хлорида цинка фенол конденсируется с фталевым ангидридом с образованием фенолфталеина:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
При сплавлении фталевого ангидрида с резорцином в присутствии хлорида цинка происходит аналогичная реакция и образуется флуоресцеин:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]





2. Реакции декарбоксилирования
При нагревании фталевой кислоты до 200-2200С происходит декарбоксилирование с образованием бензойной кислоты:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
3. Реакции электрофильного замещения
Реакции электрофильного замещения в дезактивированное кольцо идут с большим трудом:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]














Химические свойства терефталевой кислоты
Большое практическое значение в последние десятилетия получили полимерные эфиры терефталевой кислоты и этиленкликоля, получаемые переэтерификацией диметилтерефталата этиленгликолем с последующей поликонденсацией и образованием полиэтилентерефталатов:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Текстильные волокна из полиэтилентерефталата в России называют лавсан, в Великобритании – терилен, в США – дакрон.
Прозрачные пленки из полиэтилентерефталата применяют в фотографии.




















пђ Заголовок 515

Приложенные файлы

  • doc 167251
    Размер файла: 174 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий