Derivati funzionali dell'acido carbonico. Derivati dell'acido carbonico Lezione sull'acido carbonico e sui suoi derivati
.acido iolnale
in uno stato libero
non esiste, si decompone in u.i^o. come acido dibasico
molto, può formare numerosi derivati funzionali: alogenuri acidi parziali e completi, esteri, ammidi, ecc.
IDRURI DI CLORURI
Monocloruro di acido carbonico, acido clorocarbonico
cloruro dell'acido carbonico, fosgene
Il fosgene è un cloruro acido completo dell'acido carbonico!, tradotto significa - nato dalla luce. Ottenuto miscelando i gas ossido di carbonio (II) e cloro. La reazione avviene solo quando irradiata con luce UV:
co + C12 -- g=o
Il fosgene è un gas asfissiante con un "kip" e ha l'odore del fieno appena maturo. I suoi vapori sono più pesanti dell'aria e irritano i polmoni provocandone gonfiore.
Proprietà chimiche. 1. Interazione con H20. Come idruro di cloro, si decompone facilmente con l'acqua per formare acido carbonico e cloridrico.
2. interazione con a*p*piaki*p
H. Interazione con gli alcoli
AMIDI DELL'ACIDO CARBONICO
L'ammide parziale dell'acido carbonico è chiamata acido cariamico.
acido:
l'acido karbammico è instabile e non si presenta allo stato libero, poiché si decompone facilmente a temperatura ambiente:
Anche i derivati dell'acido carbammico si decompongono facilmente.
Il riscaldamento del carbammato di ammonio porta alla sua decomposizione in urea e H O:
esteri dell'acido carbammico! sono chiamati uretani. Generale
formula degli uretani:
Acidi carbossilici
si ottengono dal fosgene e dal corrispondente alcol seguito dall'azione dell'ammoniaca:
o dall'etere etilico dell'acido carbonico! - reazione con ammoniaca:
Gli uretani sono sostanze con punti di fusione distinti
e servono per identificare gli alcoli. Sono usati come sonniferi.
Urea - diammide dell'acido carbonico:
L'urea è il prodotto finale della degradazione delle proteine. Lei
ha un grande significato biochimico.
L'urea fu ottenuta per la prima volta da Wöhler nel 1828 dal sale di ammonio dell'acido cianico:
Nell'industria si ottiene l'urea. e 1h!!.,:
L'urea è una sostanza cristallina incolore, altamente solubile in acqua, di natura neutra.
Proprietà chimiche. 1. Interazione dell'urea con acidi. La protonazione dell'urea avviene nell'atomo di ossigeno, poiché la basicità dei gruppi -1CHN è significativamente ridotta
come risultato dell'accoppiamento:
26. Derivati dell'acido carbonico
2. idrolisi della farina. urea quando riscaldata facilmente idro-
lisi con acqua o soluzioni acquose di acidi e alcali.
3. Interazione con acido nitroso. quando si interagisce
Con l'acido nitroso, l'urea si decompone per rilasciare azoto, ossido di carbonio (IV) e acqua:
4. rapporto tra urea e calore. Quando l'urea viene riscaldata, si forma il biureto:
iuret si scioglie bene in acqua.
Un ulteriore riscaldamento porta alla formazione di cianurico
Acidi carbossilici
l'acido cianurico non si dissolve in acqua, con una soluzione di ^u^o^
in presenza di 1ChH3 forma un composto complesso di colore lilla.
5. L'urea reagisce con i reagenti acilanti per formare acil urea. I derivati 1H-acilici dell'urea sono chiamati ureidi.
l'urea e i suoi derivati trovano largo impiego in sintesi
farmaci.
Descrizione. Solubilità. Polvere cristallina bianca, inodore, sapore salino-alcalino, solubile in acqua, praticamente insolubile in alcool. Le soluzioni acquose hanno una reazione leggermente alcalina. Quando si agitano e si riscaldano soluzioni acquose di NaHCO 3 a 70 o C, si forma il doppio sale Na 2 CO 3 · NaHCO3.
Ricevuta
Il bicarbonato di sodio fu scoperto nel 1801 dallo scienziato V. Rose. Il farmaco viene preparato saturando il carbonato di sodio purificato con anidride carbonica:
Na2CO3 · 10 H 2 O + CO 2 → 2NaHCO 3 + 9 H 2 O
bere biossido di calcio
Autenticità
Nell'analisi qualitativa, le reazioni della farmacopea vengono effettuate per lo ione Na+ e HCO 3 - - e lui.
Reazioni generali agli ioni CO 3 2 - e HCO 3 - -:
Sotto l'influenza di un forte acido minerale, si osserva un rapido rilascio di CO 2:
NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O
biossido di calce bianco
acqua carbonica
Reazioni distintive:
1) I carbonati possono essere distinti dai bicarbonati dal colore dell'indicatore: fenolftaleina. Quando il carbonato di sodio viene sciolto in acqua, la reazione del terreno è leggermente alcalina e quindi il colore dell'indicatore è rosa: Na 2 CO 3 + H 2 O → NaHCO 3 + NaOH
Quando il bicarbonato di sodio viene sciolto, la reazione del mezzo è acida e l'indicatore è incolore o leggermente rosa: NaHCO 3 + H 2 O → H 2 CO 3 + NaOH
H2CO3 → CO2 + H2O
2) Con una soluzione satura di solfato di magnesio, i carbonati formano un precipitato bianco a temperatura ambiente, e i bicarbonati solo quando bolliti:
4 Na 2 CO 3 + 4 MgSO 4 + 4 H 2 O → 3 MgCO 3 Mg(OH) 2 3 H 2 O↓ + 4 Na 2 SO 4 + CO 2
2 NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
Bontà
NaHCO3: 1) ammessi: Cl – , K + , Ca 2+ , Fe, As.
La miscela specifica di CO 3 2– viene determinata mediante calcinazione ad una temperatura di 300 o C. La perdita di massa deve essere almeno del 36,6%. Più carbonati ci sono, minore è la perdita di peso durante l'accensione. La perdita teorica è del 36,9%. La differenza tra la perdita di peso teorica e quella indicata nel Fondo Globale determina il limite consentito per le impurità di carbonato nel preparato - 0,3%.
2) non ammessi: NH 4 + sali e metalli pesanti.
quantificazione
Acidimetria, titolazione diretta, il campione viene sciolto in acqua appena bollita e raffreddata per rimuovere la CO 2, titolato con HCl 0,5 N, indicatore metilarancio. E =M.
Applicazione. Magazzinaggio.
Immagazzinato in un contenitore ben chiuso. La sostanza è stabile nell'aria secca, ma nell'aria umida perde lentamente CO 2 e forma Na 2 CO 3.
Fare domanda a come antiacido internamente, nonché esternamente sotto forma di risciacqui, risciacqui, inalazioni di soluzioni allo 0,5 - 2%.
Caratteristiche della preparazione delle soluzioni iniettabili di NaHCO 3
Le soluzioni iniettabili di NaHCO 3 vengono sterilizzate a 100 o C per 30 minuti. In questo caso si forma CO 2, quindi le bottiglie con una soluzione iniettabile di NaHCO 3 vengono riempite a 2/3 del volume ad una temperatura non superiore a 20 o C.
Dopo la sterilizzazione, la soluzione viene raffreddata fino alla completa dissoluzione della CO 2 risultante.
Descrizione. Solubilità. Cristalli trasparenti incolori o polvere cristallina bianca, sapore inodore e leggermente amaro. Sublima ed erode. Leggermente solubile in acqua, solubile in alcool, leggermente solubile in cloroformio, etere, trementina.
Ricevuta
Terpinidrato ottenuto dal pinene, prodotto della distillazione frazionata della trementina. L'idratazione del pinene viene effettuata sotto l'azione dell'acido solforico al freddo per 10 giorni. Successivamente la miscela viene neutralizzata con soda, il terpene idrato viene separato, purificato e ricristallizzato.
Autenticità
Reazioni generali
I farmaci vengono identificati idrossile alcolico postale:
1) reazione per formare esteri con acidi. Questa proprietà viene utilizzata nella produzione di validol. Durante l'esterificazione del mentolo e del terpino idrato con anidride acetica, si ottengono derivati acilici sotto forma di un precipitato bianco, è possibile determinarne il punto di fusione;
2) reazione di ossidazione. Il mentolo viene ossidato da agenti ossidanti deboli in chetone-mentone. Se esposto a forti agenti ossidanti, il mentolo si decompone in acidi formico, acetico, butirrico e ossalico.
Reazioni specifiche
Terpinidrato quando interagisce con una soluzione alcolica di cloruro ferrico durante il processo di evaporazione, forma colori rosso carminio, viola e verde in diversi punti della tazza di evaporazione. Quando si aggiunge benzene ai prodotti di ossidazione, si forma un colore blu.
Il terpene idrato viene scoperto anche da una reazione di disidratazione in presenza di acido solforico concentrato per produrre torbidità e un odore aromatico:
Bontà
Terpinidrato. 1) Consentito:
ceneri solfatate e metalli pesanti.
Anidride carbonica (anidride carbonica)- partecipante a molte reazioni di carbossilazione e decarbossilazione in vivo E in vitro.
La carbossilazione è possibile quando i composti con una carica negativa parziale sull'atomo di carbonio reagiscono con l'anidride carbonica. Nel corpo, l'interazione dell'anidride carbonica con l'acetil coenzima A porta alla formazione del malonil coenzima A.
Come lo stesso acido carbonico, anche alcuni dei suoi derivati sono sconosciuti in forma libera: monocloruro ClCOOH e monoammide - carbammina acido H2NCOOH. Tuttavia, i loro esteri sono composti abbastanza stabili.
Per sintetizzare i derivati dell'acido carbonico, è possibile utilizzare fosgene(dicloruro) COCl 2, formato facilmente dalla reazione del monossido di carbonio con il cloro alla luce. Il fosgene è un gas estremamente velenoso (bp 8 o C), nel Primo guerra mondiale era usato come agente di guerra chimica.
L'acido etilcloroformico reagisce con l'ammoniaca per formare etere etilico acido carbammico H 2 NCOOC 2 H 5 . Gli esteri dell'acido carbammico (carbammati) hanno un nome comune: Uretani.
Gli uretani hanno trovato applicazione in medicina, in particolare come farmaci meprotano E etacizina.
Urea (urea)(NH 2) 2 C=O è il prodotto finale contenente azoto più importante del metabolismo umano (circa 20-30 g di urea/giorno vengono escreti nelle urine).
Gli acidi e gli alcali quando riscaldati provocano l'idrolisi dell'urea; nel corpo viene idrolizzato dagli enzimi.
Quando riscaldata lentamente ad una temperatura di 150-160 °C, l'urea si decompone con rilascio di ammoniaca e formazione biureto.
Quando il biureto reagisce in soluzioni alcaline con ioni rame(II), si osserva un caratteristico colore viola dovuto alla formazione di un complesso chelato (reazione del biureto). Il residuo di biureto nel complesso chelato ha una struttura immidica.
Sono derivati dell'acido carbossilico contenenti un residuo di urea come sostituente ureidi. Trovano impiego in medicina, in particolare l'ureide dell'acido α-bromoisovalerico - bromurato
(bromural) - usato come blando ipnotico. Il suo effetto è dovuto alla combinazione del bromo e del residuo di acido isovalerico, noti per il loro effetto depressivo sul sistema nervoso centrale.
Guanidina (iminourea)- un derivato azotato dell'urea - è una base forte, poiché l'acido coniugato - lo ione guanidinio - è stabilizzato mesomericamente.
Il residuo guanidinico fa parte dell'α-amminoacido - arginina e della base nucleica - guanina.
3.2 Eterofunzionale connessioni nei processi vitali
La maggior parte delle sostanze coinvolte nel metabolismo sono composti eterofunzionali.
I composti eterofunzionali sono composti le cui molecole contengono diversi gruppi funzionali.
Combinazioni caratteristiche di composti biologicamente importanti gruppi funzionali presentato nella tabella 3.2.
Tabella 3.1. Le combinazioni più comuni di gruppi funzionali nei composti alifatici biologicamente importanti
Tra i composti eterofunzionali presenti negli oggetti naturali, i più comuni sono gli amminoalcoli, gli amminoacidi, i composti idrossicarbonilici, nonché gli idrossi e gli ossoacidi (Tabella 9.2).
Tabella 9.2. Alcuni idrossi e ossoacidi e loro derivati
* Per di- e acidi tricarbossilici- con la partecipazione di tutti i gruppi carbossilici. Per i sali parziali e i derivati funzionali viene aggiunto un prefisso idro)-, ad esempio “idrossilato” per l'anione HOOC-COO - .
Di particolare importanza biologica α-amminoacidi sono descritti nel capitolo 12. Le poliidrossialdeidi e i poliidrossichetoni (carboidrati) sono discussi nel capitolo 13.
Nella serie aromatica, alla base di importanti composti biologicamente attivi naturali e sintetici medicinali(vedi 9.3) sono i-amminofenolo, i-amminobenzoico, salicilico E acido sulfanilico.
Si basano i nomi sistematici dei composti eterofunzionali regole generali nomenclatura di sostituzione (vedi 1.2.1). Tuttavia, per un certo numero di acidi ampiamente utilizzati, si preferiscono nomi banali (vedere Tabella 9.2). Loro Nomi latini servire come base per i nomi di anioni e derivati acidi, che spesso non coincidono con i nomi banali russi.
Reattività
ACIDO CARBONICOL'acido carbonico può essere formalmente considerato un acido carbossilico, che contiene un gruppo ossidrile invece di un residuo idrocarburico.
Le proprietà dei derivati dell'acido carbonico sono sostanzialmente simili alle proprietà dei derivati dell'acido carbossilico. La differenza dagli acidi carbossilici è che i derivati dell'acido carbonico sono il risultato della sostituzione di uno o due gruppi idrossilici.
Pertanto, entrambi sono composti bifunzionali. Ciò apre ulteriori possibilità per variarne la struttura e rende anche le strutture simmetriche una potenziale materia prima per la produzione di polimeri di policondensazione.
Diamo un'occhiata ad alcuni dei derivati più importanti dell'acido carbonico.
Acido clorocarbonico fosgene
Il fosgene è un composto stabile, l'acido clorocarbonico è instabile, sono noti i suoi derivati, ad esempio gli esteri.
Il fosgene è prodotto dalla clorazione dei radicali liberi del monossido di carbonio (II) 
Gli esteri del fosgene e dell'acido clorocarbonico presentano le proprietà dei cloruri dell'acido carbossilico, ma a differenza di questi ultimi, sono più reattivi nelle reazioni di sostituzione nucleofila. Sono reagenti per la produzione di esteri dell'acido carbonico e clorocarbonico. 
Se come reagente si utilizzano fenoli, il risultato è la formazione di diaril carbonati.
Il fosgene è un composto bifunzionale, quindi viene utilizzato per produrre plastica - policarbonati.
Esteri dell'acido carbonico
Questi composti presentano le proprietà degli esteri degli acidi carbossilici ordinari, inclusa la partecipazione alle reazioni di condensazione degli esteri e sono quindi utilizzati in sintesi organica per introdurre un gruppo alcossicarbonilico organico nella struttura.
Ammidi dell'acido carbonico
Un tipico rappresentante delle ammidi dell'acido carbonico è l'urea (urea)
Nell'industria può essere ottenuto da ammoniaca e CO 2
Il processo viene condotto a 180-200 0 C, 18-20 MPa e NH 3 in eccesso del 100% . Le uree sostituite possono essere preparate facendo reagire il fosgene con le ammine
Questa reazione avviene gradualmente attraverso la formazione dell'intermedio carbamminoil cloruro
Si può vedere che la sintesi delle uree sostituite richiede l'utilizzo di un eccesso di ammina. Se la reazione viene condotta in eccesso di fosgene, si forma quantitativamente il carbaminoil cloruro (reazione (1)). Quest'ultimo può essere utilizzato per ottenere isocianati RN=C=O:
inoltre la reazione viene condotta in condizioni di dissociazione dell'ammina cloridrato formata nello stadio (1) e nuovamente coinvolta nella reazione (1).
Sommando le reazioni (1), (3), (4), abbiamo la stechiometria del processo di sintesi degli isocianati
Gli isocianati vengono utilizzati per produrre uretani (esteri dell'acido carbammico)
Gli acidi carbammici RNHCOOH, che sono ammidi, sono instabili e si decompongono facilmente in ammine (ammoniaca) e CO 2
Di importanza pratica sono i diisocianati che formano poliuretani quando copolimerizzati con alcoli diidrici.
I poliuretani vengono utilizzati per produrre fibre sintetiche, gomme, adesivi e vernici. Da essi si ottengono plastiche espanse, alle quali durante il processo di polimerizzazione viene aggiunta un po' di acqua, che idrolizza parte dei gruppi isocianito con rilascio di anidride carbonica.
La CO 2 espande il polimero, conferendogli una struttura porosa.
Un altro metodo per produrre uretani (carbammati) è l'ammidazione degli esteri dell'acido clorocarbonico:
Molti esteri degli acidi carbammici sostituiti sono preziosi pesticidi che si decompongono abbastanza facilmente in condizioni naturali per formare composti poco tossici. L'urea stessa è ampiamente utilizzata in agricoltura come fertilizzante e additivo per mangimi di alta qualità. Altre aree di utilizzo dell'urea sono la deceratura dell'urea e la sintesi di resine urea-formaldeide
L'acido carbonico, come molti altri acidi, forma una serie di derivati: sali, esteri, anidridi di cloro, ammidi, ecc.
Le ammidi dell'acido carbonico sono di grande interesse per la medicina, poiché i loro derivati sono medicinali preziosi.
L'acido carbonico, come acido dibasico, forma due tipi di ammidi: a) ammide incompleta (il prodotto della sostituzione di un ossidrile con un gruppo amminico) - acido carbammico; b) pieno
ammide (un prodotto della sostituzione di due idrossili con gruppi amminici) - carbammide o urea.
L'acido carbammico allo stato libero è sconosciuto a causa della sua elevata tendenza a decomporsi in anidride carbonica e ammoniaca. Ma i suoi cloruri acidi, i sali e gli esteri sono ben noti. Per pratica medica Importanti sono gli esteri dell'acido carbammico, chiamati uretani, che hanno un effetto ipnotico.
A seconda della natura dell'alcol con cui viene esterificato l'acido carbammico si possono ottenere diversi uretani.
Tra i derivati dell'urea, il più grande interesse per la medicina sono i suoi derivati acilici, in cui l'idrogeno del gruppo amminico dell'urea è sostituito da un residuo acido - acile (Ac - il residuo di qualsiasi acido).
I derivati acilici dell'urea furono ottenuti per la prima volta da N. N. Zinin e da lui chiamati ureidi.
Quando l'urea interagisce con il monobasico acido carbossilico si formano ureidi aperti (aciclici).
Quando l'urea interagisce con un acido carbossilico dibasico, si possono ottenere ureadi sia aperte che chiuse (cicliche), a seconda delle condizioni di reazione.
Sostituendo gli idrogeni del gruppo metilenico (posizione 5) della molecola dell'acido barbiturico con vari radicali, si possono ottenere molti dei suoi derivati (barbiturici), che vengono utilizzati in medicina come farmaci ipnotici.
Secondo le loro proprietà fisiche, i farmaci legati agli ureidi e agli uretani sono solidi sostanze cristalline bianco, scarsamente solubile in acqua, ad eccezione dei sali.
Le proprietà chimiche degli ureidi e degli uretani hanno numerose caratteristiche comuni- se riscaldati con alcali, entrambi rilasciano ammoniaca e carbonato di sodio, quando acidificati, il carbonato di sodio rilascia bolle di gas (CO2).
Altri prodotti di reazione nell'interazione di uretani e ureidi con alcali consentono di distinguerli gli uni dagli altri.
Nel caso degli uretani si forma l'alcol (I), nel caso degli ureidi il sale iatrio del corrispondente acido (II).
Uno dei rappresentanti degli uretani è il farmaco meprotano tra gli ureidi scoperti, il bromizoval è usato in medicina;
