ГИДРОКСИКИСЛОТЫ

1. Напишите какие соединения образуются при нагревании α-, β-, и γ-гидроксимасляных килот:

Подействуйте на соединение В газообразным HBr

ОТВЕТ:

Гидрокси кислоты дегидратируются при нагревании, образуя разные продукты в зависимости от положения гидроксильной группы. α-Гидроксикислоты образуют циклические эфиры – лактиды – в результате межмолекулярной дегидратации из двух молекул кислоты, β-гидроксикислоты дегидратируются до α,β-непредельных кислот, а γ- и δ-гидроксикислоты образуют циклические эфиры – лактоны – в результате внутримолекулярной дегидратации.

2. Изобразите молочную кислоту с помощью клиновидной проекции и проекционной формулы Фишера. Обозначьте асимметрический центр и возможные стереоизомеры. Определите: к какому ряду (D- или L-) относится каждый изомер, и назовите оба изомера с учетом конфигурации хирального центра, используя R-, S-обозначения.

ОТВЕТ:

К D-или L-ряду α-гидроксикислоты относятся согласно расположению заместителей у второго атома углерода (кислотный ключ). Кислоты, у которых в проекционной формуле Фишера гидроксильная группа у второго атома углерода расположена слева, относят к L-ряду, а справа – к D-ряду.

3. Из ацетилена синтезируйте фумаровую (транс-бутендиовую) кислоту. Подействуйте на нее а) KMnO4 в воде; и б) H₂O₂ в муравьиной кислоте. Сколько изомеров образуется в каждом случае? Изобразите продукты гидроксилирования с помощью формул Фишера и определите конфигурации асимметрических центров в каждом из возможных изомеров.

ОТВЕТ:

В процессе окисления перманганатом калия в нейтральной среде (протекает как син-процесс) образуется смесь энантиомерных винных кислот (d,l-винная кислота), т.к. возможна равновероятная атака перманганат аниона с обеих сторон плоскости двойной связи. В результате обработки H₂O₂/HCOOH сначала образуется надмуравьиная кислота HCO₃H, окисляющая двойную связь до эпоксида, который далее протонируется и атакуется молекулой воды с противоположной стороны эпоксидного цикла (антигидроксилирование). Результатом такого окисления является мезовинная кислота.

4. Из ацетилена синтезируйте малеиновую (цис-бутендиовую) кислоту. Подействуйте на нее а) KMnO₄ в воде; и б) H₂O₂ в муравьиной кислоте. Сколько изомеров образуется в каждом случае? Изобразите продукты гидроксилирования с помощью формул Фишера и определите конфигурации асимметрических центров в каждом из возможных изомеров.

ОТВЕТ:

Все процессы протекают аналогично описанным в предыдущей задаче, только стереохимический результат обратный.

5. Из неорганических реагентов: карбида кальция, карбида алюминия и углекислого газа синтезируйте α-гидроксимасляную кислоту и β-гидроксимасляную кислоту. Укажите асимметрический центр. Возможно ли в предложенных условиях получить только один из возможных стереоизомеров? Если нет, то каким образом можно выделить отдельный энантиомер?

ОТВЕТ:

На последних стадиях синтеза реакции не стереоселективны, следовательно получить в результате превращений один из энантиомеров невозможно, будет образовываться рацемическая смесь. Разделение на энантиломеры возможно раскристаллизацией их солей с оптически активными аминами.

6. Из молочной кислоты (α-гидроксипропановой) синтезируйте а) α-метоксипропановую кислоту; б) метиловый эфир α-гидроксипропановой кислоты и в) метиловый эфир метоксипропановой кислоты.

7. На акрилат натрия (натриевая соль пропеновой кислоты) подействуйте KMnO₄ в воде. Изобразите полученное соединение с помощью формулы Фишера. Будет ли продукт реакции иметь асимметрические центры? Будет ли продукт реакции оптически активен?

ОТВЕТ:

Продукт реакции будет иметь только один асимметрический центр, но в результате реакции образуется рацемат (см №3 и 4).

8. Осуществить превращения. Структуру соединений E и F изобразить в виде формул Фишера:

ОТВЕТ:

9. На молочную кислоту подействуйте а) NaOH; б) Na; в) Na₂CO₃; г) NH₃; д) H₂SO₄ конц; e) HBr конц.

10. На фумаровую кислоту подействуйте надкислотой (RCO₃H) и затем обработайте HBr. Продукт реакции изобразите в виде формул Фишера.

ОТВЕТ:

11. Почему (2R,3S)-дигидроксибутановая кислота (мезовинная) не имеет энантиомера? Изобразите ее с помощью проекционной формулы Фишера.

ОТВЕТ:

См. № 3: Данная структура имеет плоскость симметрии и, следовательно, не является оптически активной.

Поиск по сайту: