В органической химии существует довольно большое количество соединений, являющихся так называемыми СН-кислотами. Это класс соединений, у которых в определенных условиях (сильноосновная и, как правило, безводная среда) может проходить диссоциация по связи С-Н с образованием довольно устойчивых карбоанионов. Конечно, по силе такие кислоты значительно уступают кислотам, в которых диссоциация происходит по связи О-Н.
Типичным представителем СН-кислот является хорошо знакомое Вам соединение – ацетилен. Проявление кислотных свойств ацетиленом и вообще алкинами со связью СºС в конце углеродной цепи (терминальные или концевые алкины) широко используется в синтетической органической химии, например, для увеличения числа атомов углерода в углеродной цепи. Ниже Вашему вниманию представлена схема превращений ацетилена, которая иллюстрирует его СН‑кислотные свойства.
1. Приведите структурные формулы соединений 1–5.
2. Проявление СН‑кислотных свойств терминальными алкинами, помимо "наращивания" углеродной цепи, используется также для того, чтобы отличить их от алкинов, не имеющих концевой связи СºС. Приведите уравнение реакции, с помощью которой можно отличить алкин 2 от алкина 4.
3. Превращение 4®5 происходит по правилу Марковникова через образование нестабильного продукта – енола. Приведите структурную формулу этой енольной формы.
Другим представителем СН‑кислот является ацетоуксусный эфир (этиловый эфир 3-кетобутановой кислоты). Способность к образованию устойчивых анионов широко используется для получения самых разнообразных классов органических соединений. Ниже представлена схема превращений ацетоуксусного эфира, позволяющая получить пентанон-2.
4. Приведите структурные формулы соединений 6–8, ацетоуксусного эфира и пентанона-2.
5. Анион, образующийся из ацетоуксусного эфира под действием оснований, обладает повышенной стабильностью. Попробуйте объяснить такую стабильность, приведя необходимые пояснения и соответствующие резонансные структуры аниона.
6. В растворах ацетоуксусный эфир способен существовать как в кето-, так и в енольной форме (кето-енольная таутомерия). Приведите уравнение реакции, иллюстрирующее это равновесие.
7. Известно, что содержание енольной формы ацетоуксусного эфира в водном растворе составляет ~6 мольн. %, а в растворе в н‑гексане доля енольной формы возрастает до ~50 мольн. %. Рассчитайте соотношение концентраций енольной к кетонной формам. Попробуйте объяснить, почему доля кето-формы ацетоуксусного эфира уменьшается при переходе от водного раствора к раствору в н‑гексане.
Решение задачи