Text
                    

С. А. ЗОНИС, С. М. МАЗУРОВ ЛАБОРАТОРНО-ЛЕКЦИОННЫЕ ОПЫТЫ И ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ Издание 2-е, исправленное и дополненное ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО .ВЫСШАЯ ШКОЛА' -Москва —1961
АННОТАЦИЯ Книга содержит описание лекционных и лабораторных опытов и демонстрационных материалов по курсу органи- ческой химии. Книга написана в соответствии с программами курса «Органическая химия», читаемого в химико-технологических институтах и других высших учебных заведениях. В книге нашли отражение новейшие методы получения синтетических соединений, в частности, синтетических полимеров. Кроме описания лекционных опытов, в конце каждой главы дан перечень рекомендуемых демонстрационных таблиц, моделей рисунков и коллекций. Книга, являясь руководством для лекционных ассистен- тов и лаборантов, может быть также использована в ка- честве лабораторного практикума в вузах и химических техникумах. Студенты вузов и учащиеся техникумов, в осо- бенности заочных, найдут в этом руководстве много полез- ных справочных данных, что значительно облегчит им само- стоятельное изучение курса «Органическая химия». з
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Предисловие ко второму изданию........................... 15 Введение.............,................................... 17 1. Горение органических веществ....................... 17 2. Обугливание органических веществ................... 18 3. Качественное определение элементов в органических сое- динениях ............................................. 18 4. Методы выделения и очистки органических веществ .... 23 Учебные пособия..................................... 26 Часть I СОЕДИНЕНИЯ С ОТКРЫТОЙ ЦЕПЬЮ (ЖИРНЫЙ РЯД) Глава I. Углеводороды Насыщенные, или предельные углеводороды ................. 33 1. Получение метана.................................. 33 2. Получение этана................................... 36 3. Опыты с метаном.................................... 38 4. Нефть.............................................. 42 5. Получение светильного газа'(сухая перегонка древесины) . 43 Учебные пособия..................................... 44 Непредельные этиленовые углеводороды..................... 65 1. Получение этилена................................. 65 2. Опыты с этиленовыми углеводородами................. 69 Учебные пособия..................................... 76 3
иеновые углеводороды . . ................................... 91 1. Получение бутадиена-1, 3............................. 91 2. Опыты с диеновыми углеводородами..................... 95 3. Опыты с каучуком и резиной........................... 99 Учебные пособия..................................... 100 Ацетиленовые углеводороды...................................111 1, Получение ацетилена-из карбида кальция...............111 2. Образование ацетилена при неполном сгорании органиче- ских веществ............................................112 3. Опыты с ацетиленом................................. 112 4. Реакции замещения водорода в ацетилене и свойства про- дуктов замещения........................................115 5. Полимеризация ацетилена — получение купрена..........118 Учебные пособия..................................... 119 Глава II. Моно- и полигалогенопроизводные углеводородов Моногалогенопроизводные................................. 129 1. Получение хлористого метила.........................129 2. Получение йодистого метила........................ 130 3. Получение хлористого этила..........................132 4. Получение бромистого этила..........................135 5. Получение хлористого изоамила.......................136 6. Реакционная способность галогена в галогеналкилах . . . 137 Полигалогенопроизводные.............. ......... 139 □ 1. Получение хлористого этилена (дихлорэтана)..........139 2. Получение бромистого этилена (дибромэтана)..........140 3. Получение хлороформа................................141 4. Опыты с хлороформом.................................142 5. Получение йодоформа.................................143 6. Получение поливинилхлоридных волокон................143 Учебные пособия.....................................144 Глава III. Одноатомные и многоатомные спирты Одноатомные спирты ......... . ............ 153 1. Сопоставление растворимости спиртов в воде..........153 2. Сопоставление горения спиртов.......................154 3. Опыты с метиловым спиртом...........................154 4. Опыты с этиловым спиртом........................ . 156 5. Опыты с амиловым спиртом............................162 6. Получение спирта брожением ....................... 163 7. Количественное определение активного водорода в спирте 165 8. Опыты с аллиловым спиртом ..........................167 Учебные пособия...........................•.........168 4
Многоатомные спирты..................................... 184 1. Опыты с этиленгликолем..............................184 2. Опыты с глицерином..................................185 Учебные пособия............................., . . . . 187 Глава IV. Простые эфиры 1. Получение этилового эфира...................... . . 198 2. Опыты с этиловым эфиром.............................200 Учебные пособия.....................................203 Глава V. Тиоспирты и тиоэфиры 1. Получение этилмеркаптана............................206 2. Опыты с этилмеркаптаном.............................207 Учебные пособия................................... 207 Глава VI. Альдегиды и кетоны Предельные альдегиды и кетоны........................ . . . 209 1. Получение муравьиного альдегида.....................209 2. Получение уксусного альдегида.......................211 3. Опыты с формальдегидом..............................211 4. Опыты с уксусным альдегидом ........................214 5. Опыты с трихлоруксусным альдегидом (хлоралем).......216 6. Опыты с ацетоном.................................. 216 Учебные пособия................................... 218 Непредельные альдегиды. Кетены ...........................226 1. Получение акролеина.................................226 2. Опыты с дкролеином..................................226 3. Получение кротонового альдегида.....................227 4. Получение кетена....................................228 5 Опыты с кетеном.....................................230 Учебные пособия ....................................230 Дикетоны..................................................234 1. Опыты с диацетилом и его диоксимом..................234 2. Опыты с ацетилацетоном..............................234 Учебные пособия......................................235
Глава VIL Одноосновные и многоосновные карбоновые кислоты Одноосновные кислоты......................................236 1. Получение муравьиной кислоты........................236 2. Получение уксусной кислоты..........................237 3. Опыты с муравьиной кислотой.........................238 4. Опыты с уксусной кислотой...........................240 5. Опыты с солями высших жирных кислот . . "...........241 6. Опыты с олеиновой кислотой..........................243 Учебные пособия.....................................244 Двуосновные кислоты .....................................258 1. Получение щавелевой кислоты.........................258 2. Опыты со щавелевой кислотой.........................258 3. Опыты с малоновой кислотой и малоновым эфиром .... 261 Учебные пособия.....................................262 Глава VIII. Производные карбоновых кислот Сложные эфиры.............................................265 1. Получение уксусноэтилового эфира....................265 2. Получение уксусноизоамилового эфира . . . . ........267 3. Опыты со сложными эфирами......................... 268 Галогенангидриды кислот ................................ 269 Опыты с хлористым ацетилом........................... 269 Ангидриды кислот..........................................271 1. Опыты с уксусным ангидридом....................... 272 2. Применение малеинового ангидрида для диенового синтеза 272 Учебные пособия......................................272 Глава IX. Сложные эфиры неорганических кислот 1. Получение этилового эфира азотистой кислоты.........277 2. Опыты с этиловым эфиром азотистой кислоты...........277 3. Получение этилового эфира серной кислоты...........278 Учебные пособия................................... 279 Глава X. Азотистые соединения жирного ряда Нитросоединения...........................................283 1. Получение нитрометана...............................283 2. Получение 2-нитропропана............................284 6
3. Получение нитроэтана................................285 4. Опыты с нитросоединениями . <.......................285 Учебные пособия.........•...........................287 Амины ....................................................291 1. Получение метиламина................................291 2. Опыты с аминами.....................................292 Учебные пособия.....................................294 Нитрилы и изонитрилы.................................... 299 1. Получение нитрила уксусной кислоты..................299 2. Изонитрильная реакция...............................299 Учебные пособия................................... 300 Глава XI. Кремнийорганические соединения 1. Открытие хлора в алкилхлорсиланах...................303 2. Открытие гидроксильной группы в силанолах...........303 3. Открытие алкоксигрупп в алкилалкоксисиланах.........304 4. Качественные реакции эфиров ортокремневой кислоты . . 305 5. Качественные реакции тетраалкилсиланов..............306 6. Водонепроницаемость фильтровальной бумаги, обработан- ной алкилтрихлорсиланом .............................. 307 Учебные пособия ....................................307 Глава XII. Углеводы Моносахариды......................................... . 311 1. Опыты с пентозами..................................311 2. Опыты с глюкозой...................................312 3. Опыты с фруктозой..................................316 Дисахариды.........................-......................318 1. Опыты со свекловичным сахаром (сахарозой)...........318 2. Опыты с восстанавливающими дисахаридами............319 Полисахариды ........................................... . 320 1. Опыты с крахмалом..................................320 2. Опыты с целлюлозой.................................322 3. Цветные реакции на лигнин ..........................326 4. Реакция на альдегидную группу целлюлозных волокон . . . 326 Учебные пособия................................... 327 7
Глава XIII. Оксикислоты Одноосновные оксикислоты...................................340 1. Качественная реакция гликолевой кислоты..............340 2. Опыты с молочной кислотой............................340 Многоосновные оксикислоты..................................342 1. Опыты с винной кислотой..............................342 2. Опыты с лимонной кислотой . . ;....................344 Учебные пособия . .........-.........................345 Глава XIV. Альдегидокислоты, кетонокислоты и их эфиры 1. Качественная реакция глиоксиловой кислоты..........* 352 2. Взаимодействие пировиноградной кислоты с аммиачным раствором окиси серебра.........................352 3. Опыты с ацетоуксусным эфиром ... 353 4. Качественная реакция левулиновой кислоты.............357 Учебные пособия......................................357 Глава XV. Аминокислоты и белковые вещества 1. Характерные реакции на а-аминокислоты ......... 360 2. Выделение белковых веществ ..........................361 3. Цветные реакции на белок ............................363 4. Действие медно-аммиачного раствора на натуральные и хи- мические волокна.......................................366 5. Цветные реакции на натуральные и химические волокна . 367 6. Действие щелочей на натуральные и химические волокна . 367 7. Действие концентрированных минеральных кислот на на- туральные и .химические волокна........................368 8. Действие разбавленных минеральных кислот на натураль- ные и химические волокна . ............................369 Учебные пособия......................................370 Глава XVI. Производные угольной кислоты, циана и тиоциана Производные угольной кислоты...............................390 1. Опыты с мочевиной....................................390 2. Получение мочевино-формальдегидной смолы.............392 Производные циана и тиоциана . ...........................393 1. Получение циана......................................393 2. Опыты с цианом..................................... 394 3. Получение циановокислого калия ..................... 394 4. Получение роданистой ртути...........................395 5. Разложение гремучей ртути от удара...................395 Учебные пособия.................................... 396 8
КАРБОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ АЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Глава XVII. Полиметиленовые углеводороды и их произ- водные Учебные пособия.....................................397 • Глава XVIII. Терпены (эфирные масла) и их производные 1. Перегонка эфирных масел с водяным паром (получение скипидара)............................................406 2. Опыты со скипидаром . .............................407 3. Получение терпинеола из терпингидрата..............409 4. Получение терпинолена из терпингидрата.............410 5. Качественная реакция на терпинолен и сильвестрен .... 411 6. Опыт с камфорой....................................411 Учебные пособия..............•......................412 АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Глава XIX. Ароматические углеводороды 1. Получение бензола .................................423 2. Опыты с бензолом................................. 426 3. Сопоставление свойств ароматических и алициклических углеводородов.........................................427 4. Бромирование бензола в присутствии катализатора .... 429 5. Реакция на бензол в отличие от толуола.............429 6. Опыты с толуолом...................................430 7. Опыты со стиролом (реакции на двойную связь).......431 8. Опыты с фенилацетиленом............................431 9. Получение полистирола^.............................431 Учебные пособия.....................................432 Глава XX. Галогенопроизводные бензольного ряда 1. Устойчивость галогена в бензольном ядре............454 2. Подвижность галогена в боковой цепи................455 Учебные пособия.....................................456 Глава XXI. Нитросоединения и промежуточные продукты их восстановления Нитросоединения...........................................461 1. Получение ни(робензола ........................... 461 2. Получение л/-динитробензола . . ...................462 3. Получение нитрозобензола . . •.....................462 4. Опыты с нитробензолом..............................463 9
5. Реакция л/-динитробензола с ацетоном...................464 6. Получение ациформы фенил нитромета на..................464 Учебные пособия........................................465 Промежуточные продукты восстановления нитробензола , ... 471 1. Получение фенилгидроксиламина..........................47*1 2. Опыты с фенилгидроксиламином .... •... 471 3. Получение азобензола...................................473 4. Действие брома на азобензол............................474 5. Получение гидразобензола и бензидиновая перегруппировка 474 Учебные пособия........................................475 Глава XXII. Одноатомные и многоатомные фенолы Одноатомные фенолы ......................................... 477 1. Опыты с фенолом .................................. . 477 2. Взаимодействие хлорного железа с гомологами фенола . . 481 3. Действие щелочи на о- и п-нитрофенолы...............482 4. Опыты с пикриновой кислотой . . . ..................482 5. Получение фенольно-формальдегидной смолы............485 6. Получение смолы из фенола и уротропина.............488 Двухатомные и многоатомные фенолы...........................488 1. Взаимодействие двухатомных фенолов с хлорным железом . 488 2. Опыты с пирокатехином.................................489 3. Опыты с резорцином....................................490 4. Опыты с гидрохиноном..................................491 5. Опыты с пирогаллолом............................... . 492 Учебные пособия.....................................494 Глава XXIII. Амины ароматического ряда 1. Получение анилина.................................504 2. Опыты с анилином..................................505 3. Опыты с вторичным ароматическим амином............508 4. Опыты с третичным жирноароматическим амином . < . . . 509 5. Опыты с нитропроизводными ароматических аминов .... 510 6. Получение анилин-формальдегидной смолы........... 512 Учебные пособия..............•......................512 Глава XXIV. Диазосоединения и азокрасители Диазосоединения........................................ 519 1. Получение хлористого фенилдиазония.....................519 2. Получение твердой соли фенилдиазония...................520 3. Получение яя/лц-диазосоединения........................521 4. Реакции диазосоединений, протекающие с выделением азота.................................................... 522 10
5. Реакции диазосоединений, протекающие без выделения азота.....................................................523 6. Опыты с син- и анти-диазосоединениями..................525 Азокрасители и крашение.......................................526 1. Получение кислотных моноазокрасителей .................526 2. Получение метилового оранжевого (гели нтина)...........527 3. Получение прямого (субстантивного) дисазокрасителя конго 528 4. Получение азопигмента..................................529 5. Крашение шерсти кислотными красителями . 530 6. Ледяное крашение (по ^-нафтолу) .......................532 7. Деструктивное восстановление азокрасителя..............533 8. Индикационные свойства некоторых азокрасителей .... 534 Учебные пособия....................................... 535 Глава XXV. Ароматические альдегиды и кетоны. Хиноны Ароматические альдегиды и кетоны......................, . . 542 1. Опыты с бензойным альдегидом . ........................542 2. Реакции конденсации ароматических альдегидов...........545 3. Опыты с салициловым и анисовым альдегидами ...... 546 Хиноны ...................................,...................547 1. Получение п-бензохинона................................547 2. Опыты с л-бензохиноном..............• •................548 3. Получение тетраоксихинона............................549 Учебные пособия.......................................550 Глава XXVI. Ароматические кислоты и их производные 1. Получение бензойной кислоты..........................553 2. Опыты с бензойной кислотой........................... 554 3. Опыты с салициловой кислотой.........................556 4. Сопоставление свойств бензойной и салициловой кислот . 557 5. Опыты с галловой кислотой и с таннином...............559 6. Опыты с коричной кислотой............................560 7. Опыты с хлорангидридом и амидом бензойной кислоты . . 560 8. Получение глицеринофталевого полиэфира (глифталевой смолы)....................................................562 Учебные пособия ..................• •................. 563 Глава XXVII. Многокольчатые ароматические углеводороды и их производные Дифенил- и трифенилметан и их производные ......... 581 1. Опыты с производными дифенилметана . . ................581 2. Опыты с трифенилкарбинолом.............................583 11
Трифенилметановые красители...............................584 1. Получение трифенилмета новых красителей.............584 2. Опыты с трифенилметановыми красителями..............587 3. Отношение основных трифенилметановых красителей к хлопку и шерсти....................................... 590 4. Крашение фуксином...................................590 5. Крашение щелочным голубым...........................591 Свободные радикалы...................................... 592 1. Получение трифенилметила............................592 2. Опыты с трифенилметилом.............................592 3. Получение дифенилазота .............................593 Учебные пособия.....................................594 Глава XXVIII. Ароматические углеводороды с конден- сированными кольцами и их производные Нафталин и его производные.................................599 1. Опыты с нафталином...................................599 2. Опыты с а-нафтиламином............................. 600 3. Опыты с нафтолами................................. . 601 Учебные пособия 604 Антрацен, фенантрен и их производные.......................619 1. Получение антрахинона................................619 2. Восстановление антрахинона в антрагидрохинон........619 3. Опыты с ализарином......................*............620 4. Опыты с индантреном..................................622 Учебные пособия......................................623 Ч а с ть III ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Глава XXIX. Пятичленные гетероциклические соединения Моногетероциклические соединения...........................630 1. Опыты с фурфуролом .................................630 2. Опыты с пирролом и индолом.......................... 631 3. Получение индиго.................................. . 632 4. Опыты с индиго .....................................634 Полигетероциклические соединения...........................636 1. Реакции метилфенилпиразолона........................636 2. Качественные реакции на антипирин...................637 3. Качественные реакции на пирамидон.................• . 637 Учебные пособия.....................• . . ...........638 12
Глава XXX. Шестичленные и конденсированные гетеро- циклические соединения Моногетероциклические соединения.........................651 1. Опыты с пиридином..................................651 2. Опыты с хинолином и хинальдином....................653 Полигетерациклические соединения.........................654 1. Получение диаминофеназина..........................654 2. Получение дибензфеназина...........................655 3. Получение метиленового голубого....................655 4. Опыты с мочевой кислотой...........................656 Учебные пособия.................................. 657 Глава XXXI. Алкалоиды 1. Опыты с хинином....................................674 2. Реакция на кодеин..................................675 3. Опыты с никотином..................................675 4. Опыты с кофеином...................................676 Учебные пособия....................................676 Часть VI ВИТАМИНЫ, ГОРМОНЫ, СТЕРИНЫ, АНТИБИОТИКИ И ДР. 1. Качественные реакции на витамин А..................683 2. Качественная реакция на витамин С..................684 Учебные пособия....................................684 Литература............................................. 700
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ абс. — абсолютный безв. — безводный бесцв. —- бесцветный гранул. — гранулированный конц. — концентрированный кристалл. — кристаллический металл. — металлический насыщ. — насыщенный порошк. — порошкообразный техн. —технический х. ч. — химически чистый
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ Исторические решения майского (1958) Пленума ЦК КПСС, XXI и XXII съездов КПСС о развитии химической промышленности требуют значительного увеличения кад- ров химиков-органиков и технологов, особенно в области синтетических высокомолекулярных соединений по спе- циальности синтетического каучука, химических волокон, пластических масс, лаков и красок, переработки нефти, каменного угля, природных и попутных газов. Первое издание книги выпущено Госхимиздатом в 1956 г. В течение последующих четырех лет авторы получили от преподавателей органической химии полезные советы и критические замечания, которые были учтены во втором переработанном и дополненном издании этого пособия. Дальнейшее улучшение методов преподавания органи- ческой химии обязывало авторов дополнить второе издание книги новыми методическими пособиями, лабораторными работами и демонстрационными материалами, способствую- щими лучшему освоению химических знаний учащимися вузов и техникумов. В настоящем учебном пособии приводятся подробные описания лабораторных и лекционных опытов, а также перечень необходимых реактивов, посуды, приборов. Ко- личества реактивов, объемы посуды и приборов рассчитаны на небольшую аудиторию; в случае необходимости они могут быть соответственно увеличены. Большое внимание уделено описанию сборки приборов. Авторами составлен ряд таблиц, схем и диаграмм, ха- рактеризующих номенклатуру, свойства и применение ор- 15
танических веществ; приведенные значения констант харак- теризуют закономерности в свойствах соединений данного класса. Особое внимание уделено систематизации мате- риалов по синтетическим полимерам и их практическому применению. После каждой главы, а в некоторых случаях и внутри главы, дается перечень рекомендуемых таблиц, схем, диаграмм, моделей, рисунков и коллекций. Авторы полагают, что при современном развитии мето- дов преподавания органической химии такие методические пособия окажутся полезными для преподавателей и сту- дентов заочных, дневных и вечерних вузов. При составлении данного пособия были использованы научная и учебная литература, журналы и оригинальные статьи, список которых приводится в конце книги. Данная книга может быть использована в вузах и техникумах для демонстрации лекционных опытов по органической химии, в качестве лабораторного практикума, а также быть по- лезной для читающих публичные и популярные лекции, сопровождаемые опытами. Авторы выражают большую признательность всем това- рищам за ценные указания и полезные советы, которые были учтены при работе над вторым изданием книги. Все дальнейшие критические замечания и пожелания будут приняты с благодарностью. Авторы
ВВЕДЕНИЕ 1. ГОРЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Горение бензола, эфира и спирта Реактивы и посуда Бензол...............10 мл Фарфоровые тигли или чаш- Эфир этиловый........10 мл ки (25—50 мл)...... 3 Спирт этиловый.......10 мл Керамическая плитка ... 1 Выполнение опыта На керамическую плитку ставят в ряд 3 тигля; в один наливают бензол, во второй — эфир, в третий — этиловый спирт и поджигают эти вещества горящей лучиной. Бен- зол горит коптящим, эфир менее коптящим, а спирт едва заметным пламенем. Обратить внимание на то, что характер пламени зави- сит от процентного содержания в веществе углерода. Горение свекловичного, или тростникового, сахара (сахарозы) Реактивы и посуда Сахар пиленый.....2 куска Керамическая плитка . . . 1 Углекислый литий . . . 0,1 г Фарфоровые тигли или чашки 2 Выполнение опыта Кладут кусок сахара в фарфоровый тигель или чашку, ставят его на плитку и подносят горящую лучину; сахар плавится, но не горит. Другой кусок посыпают углекислым В-152,—2 17
литием или пеплом от папиросы и зажигают. Сахар будет гореть. Обратить внимание, что на процесс горения каталити- чески влияет углекислый литий или зола папиросы. 2. ОБУГЛИВАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Обугливание сахара серной кислотой Реактивы и посуда Сахар-пудра (или пиленый) 50 г Серная кислота (конц.) . . 25 мл Стакан (500 мл).......... 1 Фарфоровая ступка с пести- ком ................. * 1 Рис. 1. Выполнение опыта Сахар растирают в ступке и всыпают в стакан, туда же добавляют 5 мл воды и тщательно перемешивают стеклянной палочкой, затем прибавляют серную ки- слоту и быстро перемешивают. Через несколько минут реакционная смесь начи- нает темнеть, вспучивается и в виде объемистой пористой массы вылезает из стакана (рис. 1). Реакция сопровождается значительным выделением тепла. 3. КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ Открытие углерода и водорода [С] + [2Н] 4-3 СпО СО2 4- Н2О 4- ЗСи Реактивы и посуда Сахар или другое органи- ческое малолетучее ве- щество ...................2 г Окись меди свежепрока- ленная в порошке . . . 15 г Сернокислая медь прока- ленная с.................10 г Баритовая или известковая вода....................50 мл Пробирка из тугоплавкого стекла (50 мл) ...... 1 Пробирки (50 мл).........2 Цилиндр (100 мл)......... 1 Фарфоровая ступка с пести- ком ................... 1 Стеклянные трубки соответ- ствующих размеров 18
Сборка приборов Реакционную пробирку 1 из тугоплавкого стекла (рис. 2) укрепляют в штативе почти горизонтально и закрывают плотно пробкой с отверстием, в которое вставлена газо- отводная трубка, изогнутая под прямым углом. Последнюю Рис. 2. соединяютг£с двумя сообщающимися пробирками. В про- бирку 2 помещают прокаленную сернокислую медь для поглощения воды, в пробирку 3 наливают баритовой или известковой воды для улавливания углекислого газа. В ьгп'О л'н е н и е опыта I- ь г£;Окисьмеди (прокаленную до,.'лекции в тигле или фар- форовой чашке) растирают в ступке с сахаром. Смесь помещают в пробирку 1 и нагревают пламенем горелки; при этом сахар окисляется, превращаясь в воду и угле- кислый газ. Образующаяся вода по газоотводной трубке попадает в пробирку 2 с сернокислой медью, окраши- вая последнюю в синий цвет вследствие образования CuSO4-5H2O. Углекислый газ, смешиваясь в пробирке 3 с баритовой или известковой водой, вызывает ее помутнение вследствие выпадения осадка углекислого бария или углекислого кальция. Открытие азота (проба Лассеня) Сплавление вещества с металлическим натрием [Cl + [N] + Na->NaCN 6NaCN + FeSO4 — Na4 [Fe (CN)6] + Na2SO4 3Na4 [Fe (CN)e] + 4FeCl3 -* Fe4 [Fe (CN)6[3 + 12NaCl 2* 19
Реактивы и посуда Органическое вещество, содержащее азот (ани- лин, динитробензол, ацетамид, яичный бе- лок и др.) ..... 2 г Натрий металлический . 0,3—0,5 г Сернокислое железо за- кисное . .............2—3 г Хлорное железо (5°/о-ный раствор)...........2—Ъ мл Соляная кислота (5°/о-ная) 25 мл Пробирка (10—20 мл) . . 1 Банка или склянка (50 мл) 1 Воронка для фильтрова- ния .............* . . 1 Цилиндр (100 мл) . • . . 1 Выполнение опыта В сухую пробирку, закрепленную в штативе, помещают испытуемое вещество и кусочек металлического натрия *, высушенный фильтровальной бумагой от керосина и очи- щенный от корки. Реакционную смесь осторожно нагре- вают пламенем горелки в течение двух — трех минут. После этого еще горячую пробирку погружают в банку с 5—10 мл воды; пробирка растрескивается; если растрескивание при этом не происходит, пробирку разбивают о стенки банки (осторожно, возможна вспышка!). Полученный раствор, содержащий цианистый натрий, фильтруют; к фильтрату прибавляют сернокислое закис- ное железо и нагревают до кипения. Затем прибавляют раствор хлорного железа и соляную кислоту (последнюю для растворения гидратов двух- и трехвалентного железа). Образующийся синий осадок берлинской лазури указы- вает на присутствие азота в испытуемом веществе. Разложение вещества натронной известью / Реактивы и посуда Органическое вещество, со- держащее азот (мочевина, ацетамид и др.)............2 г Натронная известь прока- ленная ...................10 „ Пробирка ................. 1 Красная лакмусовая бумажка Фарфоровая ступка с пести- ком .................. . 1 Выполнение опыта Растирают в ступке испытуемое вещество с натронной известью и всыпают в пробирку, закрепленную в штативе. Смесь осторожно нагревают пламенем горелки. 1 Правила работы в лаборатории органической химии см. в книге: Ю. К. Ю р ь е в. Практические работы по органической химии, стр. 5—11. Изд. Московского университета, 1957. 20
Увлажненная красная лакмусовая бумажка, поднесенная к отверстию пробирки, синеет от выделяющегося аммиака. Открытие серы Нагревание вещества с едким натром [S] + 2NaOH—>Na2S (СН3СОО)2 Pb + Na2S 2CH3COONa + PbS Реактивы и посуда Вещество, содержащее се- ру (яичный белок, шерсть и др.) . . . ........1—2 г Ццкий натр (4О°/о-ный рас- твор) ....................10 мл Уксуснокислый свинец (10°/о-ный раствор) . . 2—3 мл Нитропруссид натрия (2°/о- ный раствор; свежепри- готовленный) . . .2 мл Колбы (50—100 мл) .... 2 Пробирка (30 -40 мл) ... 1 Уксусная кислота (80°/о-ная) 25 мл Выполнение опыта В пробирку, закрепленную в штативе, помещают яич- ный белок и раствор едкого натра. Реакционную смесь осторожно нагревают пламенем горелки, при этом белок разлагается, образуя наряду с другими продуктами сер- нистый натрий. Присутствие последнего в растворе дока- зывается следующими реакциями: 1) часть раствора переливают в колбу, подкисляют уксусной Кислотой и прибавляют раствор уксуснокислого свинца; при этом образуется черный осадок (PbS); 2) часть раствора переливают в другую колбу и при- бавляют раствор нитропруссида натрия; при этом появ- ляется характерное темно-фиолетовое окрашивание, о Сплавление с металлическим натрием [S] + Na->Na2S Реактивы и посуда Вещество, содержащее серу (шерсть, казеин и др.)............... 2 е Натрий металлический . 0,3—0,5 г Нитропруссид натрия (2°/о-ный раствор; све- жеприготовленный) . 10 мл Пробирка (10—20 мл) ... 1 Склянка (50 мл).......... 1 Воронка для фильтрования . 1 21
Выполнение опыта Опыт ведут так же, как при определении азота (стр. 20). Образовавшийся сернистый натрий обнаруживают в филь- трате по появлению фиолетового окрашивания от прибав- ления раствора нитропруссида натрия. Открытие галогенов (проба Бейльтшейна) Реактивы и материалы Органическое вещество, содержащее галоген. Медная проволока с петлей на конце. Выполнение о п ы т'а Зажатую в щипцы тонкую медную проволоку с петлей на конце прокаливают в окислительном пламени горелки,, пока оно не перестанет окрашиваться в зеленый цвет. После охлаждения проволоку смачивают или посыпают небольшим количеством испытуемого галогенопроизвод- ного и снова прокаливают. При этом пламя окрашивается в ярко-зеленый цвет вследствие образования галогенных соединений меди. Определение кремния (реакция Крешкова) (C6H5)2Si (ОН)2 + 15О2 — SiO2 + 6Н2О + 12СО2 SiO? -р Иа2СОз —* Na2SiOa *4~ СО2 Реактивы и посуда Кремнийорганическое соединение...........3—5 мл Углекислый натрий х. ч. 5—10 г Молибденовокислый ам- моний ................. 5 г Азотная кислота (конц.) 35 мл Уксуснокислый раствор бензидина (0,5°/о-ный) 1 мл Фильтры беззольные Фарфоровая ступка с пести- ком ..................... Платиновая проволока . . . Пробирка (30—50 мл) . . . Колба (250—300 мл) . . . . 1 1 1 1 Выполнение опыта Несколько миллилитров кремнийорганического соедине- ния (или его раствора в органическом растворителе) сме- шивают с несколькими граммами углекислого натрия до образования густой пасты. Кусочек пасты помещают в 22
ушко платиновой проволоки и вносят в пламя горелки для образования перла, который затем опускают в пробирку и растворяют при нагревании в воде. Каплю полученного та^им образом раствора кремниевокислого натрия помещают на беззольный фильтр, туда же вносят каплю раствора молибденовокислого аммония и нагревают над плиткой. После этого в центр молибденового пятна вводят несколько капель уксуснокислого раствора бензидина и опускают бу- магу в пары аммиака. Через несколько минут появляется синее пятно, так ьак образуется молибденовая синь (продукт окисления бензидина, синего цвета). Чувствитель- ность реакции очень велика. Примечание. Молибденовокислый аммоний приготовляют растворением 5 г (ЫН^гМоО* в 100 мл воды и 35 мл конц. азотной кислоты. 4. МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Дробная перегонка (см. Перегонка нефти, стр. 42) Перегонка с водяным паром Реактивы, посуда и приборы Анилин (ксилол, керосин Круглодонная колба с длин- и др.)............50 мл ным горлом (300—500 мл) 1 Холодильник водяной ... 1 Форштосс................. 1 Парообразователь металличе- ский .................. 1 Цилиндр (100 мл) ..... 1 Стеклянные трубки, изогну- тые и резиновые шланги соответствующих размеров Сборка прибора Парообразователь /, установленный на треножнике или кольце, закрывают пробкой с отверстием, в которое встав- лена предохранительная трубка 2, доходящая почти до дна парообразователя (рис. 3). Перегонную колбу 3 закрывают пробкой с двумя от- верстиями, в одно из которых вставлена изогнутая трубка, доходящая почти до дна колбы; эту трубку соединяют резиновым шлангом с отводной трубкой парообразователя. В другое отверстие вставлена изогнутая под острым углом трубка, которую соединяют с холодильником 4\ под форштосс подставляют цилиндр 5. 23
Выполнение опыта Наливают в колбу перегоняемое вещество с небольшим количеством воды и пускают водяной пар из парообразо- вателя с заранее нагретой до кипения водой; перегонку продолжают до тех пор, пока стекающий дистиллят не Рис. з. -станет прозрачным. По окончании перегонки (во избежа- ние засасывания жидкости из перегонной колбы в паро- образователь) сначала отъединяют парообразователь, а за- тем гасят горелку. Обратить внимание на то, что погон в цилиндре обра- зует два слоя: один — вода, в которой растворено немного перегоняемого вещества, другой — органическое вещество, в котором растворено немного воды. Кристаллизация Реактивы, посуда и приборы Бензойная кислота или ацетанилид........... 3 г Фильтровальная бумага 1 (лист) Колба (250 мл)........... 1 Стакан (200 мл)........... 1 Воронка для горячего фильт- рования . .............. 1 Стеклянная воронка .... 1 Стеклянная баня........... 1 Воронка Бюхнера........... 1 Колба для отсасывания ... 1 24
Выполнение опыта В колбу сначала помещают бензойную кислоту или ацетанилид, а затем наливают 150 мл воды; смесь нагре- вают пламенем горелкина асбестовой сетке до кипения, при этом бензойная кислота полностью растворяется. Горячий раствор фильтруют через фильтр, помещенный в предва- рительно нагретую воронку для горячего фильтрования. Фильтрат собирают в стакан, погруженный в стеклянную баню с холодной или ледяной водой1. Из фильтрата вы- деляется бензойная кислота в виде бесцветных кристаллов. Кристаллы можно отсосать на воронке Бюхнера. Извлечение органического вещества из водного раствора (см. Экстракция эфиром, стр. 203) Разделение смеси окрашенных веществ (хроматографическая адсорбция — метод Цвета) Разделение смесей окрашенных веществ основано на различной способности веществ поглощаться сорбентами. Реактивы, посуда и приборы Спиртовый раствор смеси красителей разных цве- тов: эозина, флуоресце- ина, малахитового зеле- ного— по 0,5°/о каждого . 200 мл Эфир петролейный или лигроин.................100 мл Окись алюминия, порошк., свежепрокаленная Углекислый кальций, вы- сушенный при 150е, порошк. Сахарная пудра Фарфоровая ступка с пести- ком ...................• 1 Фарфоровая чашка . . . . 1 Трубка длиною 20 см и диа- метром 1—2 см (оттянутая книзу) .................. 1 Капельная воронка (50— 100 мл) . . . • .... 1 Склянка для отсасывания . . 1 Пористая пластинка диамет- ром 1—2 см............. 1 Сборка прибора В трубку 7, вставленную на резиновой пробке в колбу Бунзена 2 (рис. 4), помещают пористую пластинку (соот- ветствующего диаметра) и сверху тонкий слой ваты. За- тем насыпают последовательно слои — окиси алюминия высотою 2—2,5 см, углекислого кальция высотою 5 см и 1 Если позволяет время лекции, лучше отставить стакан с фильтра- том для медленного охлаждения на воздухе и показать постепенное образование крупных кристаллов. 25
сахарной пудры высотою 8 см. Верхний конец трубки закрывают пробкой с отверстием, в которое вставлена капельная воронка 3. Выполнение опыта До лекции из капельной воронки через адсорбенты сперва пропускают 100 мл пе- тролейного эфира или лигроина, а затем заранее приготовленный спиртовый раствор смеси красителей. При этом образуются различно окрашенные зоны. Возгонка Сахар Реактивы и посуда Бензойная кислота или нафталин технический . 10 г Стакан (500 мл).......1 Круглодонная колба (250 мл)..............1 Рис. 4. Рис. 5. ках стакана и дне колбы кристаллов. Выполнение опыта В стакан, установлен- ный на асбестовой сетке (рис. 5), насыпают бен- зойную кислоту или наф- талин. Сверху стакан закрывают колбой с хо- лодной водой. При слабом подогре- вании вещества в стакане небольшим пламенем го- релки происходит воз- гонка, и пары вещества конденсируются на стен- в виде бесцветных блестящих УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 27—32) 1. Распределение углерода в земной коре. 2. Константы атомных рефракций. 3. Константы рефракций валентных связей. 26
4. Длины связей (межъядерные расстояния) в соединениях жирного, циклопарафинового и ароматического рядов. 5. Типичные частоты колебаний и длины волн (спектров комбинационного рассеяния света) важнейших хими- ческих связей. б. Электроотрицательность некоторых элементов. 7. Разности электроотрицательностей связей между не- которыми атомами. 8. Экспериментальные значения валентных углов для не- которых органических соединений. 9. Значения энергии ординарных и кратных связей. 10. Число изомеров для некоторых классов органических соединений. Приборы 1. Эпидиаскоп для демонстрации портретов выдаю- щихся химиков. 2. Установка для количественного определения угле- рода и водорода. 3. Установка для количественного определения азота. 4. Трубчатая печь для сжигания при определении га- логенов и серы. 5. Криоскоп для определения молекулярного веса. 6. Прибор для перегонки. 7. Прибор для перегонки с водяным паром. 8. Прибор для дробной перегонки (с дефлегматором). 9. Прибор для перегонки в вакууме. 10. Прибор для определения температуры плавления. 11. Воронка Бюхнера с колбой для отсасывания. 12. Колонка для хроматографии по методу Цвета. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА В ЗЕМНОЙ КОРЕ Местонахождение углерода Количество углерода, т Массивные кристаллические породы Кристаллические сланцы Карбонаты Органические горючие ископаемые Гидросфера Атмосфера Живые существа 3,1.1(Я 10-1015 13-1015 6,4-1015 0,04* 1015 0,0006-1015 0,0005-1015 27
КОНСТАНТЫ АТОМНЫХ РЕФРАКЦИЙ (в смг1молъ) Атомы Эле- мент Ra >—6583 А rd Х=5890 А X—4861 А Х=4361 А Углерод С 2,413 2,418 2,438 2,466 Водород н 1,092 1,100 1,115 1,122 Кислород (карбонильный) —о 2,189 2,211 2,247 2,267 Кислород (эфирный) . . -о- 1,639 1,643 1,649 1,662 Кислород (карбинольный) -О- 1,522 1,525 1,531 1,541 Фтор F 0,984 0,997 1,011 1,024 Хлор С1 5,933 5,967 6,043 6,101 Бром Вт 8,803 8,865 8,999 9,152 Йод J 13,757 13,900 14,224 14,521 Азот (в первичных алифа* тических аминах). . . N 2,309 2,322 2,368 2,397 Азот (во вторичных али- фатических аминах). . N 2,475 2,499 2,561 2,605 Азот (в третичных алифа- тических аминах) . . . N 2,807 2,840 2,940 3,000 КОНСТАНТЫ РЕФРАКЦИЙ ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ (РАССЧИТАНЫ НА ОСНОВАНИИ АТОМНЫХ РЕФРАКЦИЙ) Связь Рефракция связи R^ , см* • 1025 Связь Рефракция связи R& , см3 • 1025 с-н 1,68 с=с 4,17 с-с 1,30 С=С (концевая) 5,87 С—С (в ароматических 2,69 С=С (не концевая) 6,24 циклах) С=О 3,32 С—С (в циклопропане) 1,49 С—О (в метилкето- 3,49 С—С (в циклобутане) 1,37 нах) С—С (в циклопентане) 1,26 C-S 4,61 О—Н (в спиртах) 1,66 C==N 4,82 О—Н (в кислотах) 1,80 C=N 3,76 C-F 1,44 N-H 1,76 С-С1 6,51 c=s 11,91 С—Вг 9,39 S-H 4,80 C-J 14,61 s-s 8,11 28
ДЛИНЫ СВЯЗЕЙ (МЕЖЪЯДЕРНЫЕ РАССТОЯНИЯ) В СОЕДИНЕНИЯХ ЖИРНОГО, ЦИКЛОПАРАФИНОВОГО И АРОМАТИЧЕСКОГО РЯДОВ Название Связь Длина связи, о А Парафины (алканы) С-С 1,54-1,55 Парафины (алканы) С-Н 1,09 Олефины (алкены) с—С 1,33—1,34 Олефины (алкены) С-Н 1,07 Алкины С==С 1,20 Алкины С—Н 1,06 Циклопарафины С-С 1,52—1,53 Ароматические углеводороды: бензол С^-С 1,39 нафталин с^с 1,39—1,42 Фторалкилы C-F 1,39 Хлоралкилы С-С1 1,77 Бромалкилы С-Вг 1,92 Йодалкилы C-J 2,10 Альдегиды с=о 1,20-1,21 Кетоны с=о 1,13 Спирты О-Н 0,96 Простые эфиры С-О 1,44 Кислоты с=о 1,25 ТИПИЧНЫЕ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ И ДЛИНЫ ВОЛН (СПЕКТРОВ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА) ВАЖНЕЙШИХ ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ Связь Частота, см~1 Длина ВОЛНЫ, (1 Связь Частота, СМ"1 Длина волны, ри I. Ординар С-С C-N С-О C-F С-С1 С—Н (алифатиче- ские) С—Н (этиленовые) С—Н (ацетилено- вые) С—Н (ароматиче- ские) N—Н (амины) N—Н (имино- группа) О-Н С—О (эфиры) ные свя: 1000 1100 1150 1200 750 2890 3020 3350 3080 3400 3375 3600 565 }И 10,00 9,00 8,50 8,30 13,30 3,46 3,30 3,00 3,25 2,90 2,95 2,78 17,70 11. Дво1 С=С (этиле- новые) С=С (сопря- женные) С—С (арома- тические) С—О (кетоны) С=О (кислоты) С=О (эфиры) C=N c=s III. Тро С=С C==N йные связ 1640 1590 1595 1695 1710 1745 1640 1530 иные свя: 2220 2250 И 6,10 6,30 6,27 5,90 5,85 5,73 6,10 6,54 зи 4,50 4,45 29
ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Элемент Электроотрица- тельность, электрон-вольт Элемент Электроотрица- тельность, ’ электрон-вольт Водород 2,1 Фтор . 4,0 Углерод 2,5 3,0 Хлор 3,0 Азот ’ Бром 2,8 Кислород 3,5 Йод 2,4 РАЗНОСТИ ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЕЙ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ НЕКОТОРЫМИ АТОМАМИ Связь Разность электроотрица- тельностей Д, электрон-вольт Связь у / Разность электроотрица- тельностей Д, электрон-вольт С-0 C-F С-С1 0,4 1,0 , 1,5 X 0,5 / С-В г С—J C-N с-н 0,3 0,0 0,5 1,4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВАЛЕНТНЫХ УГЛОВ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Название Формула Валентный угол Опытные данные Пропан CHS-CH2—СН3 с—с—с 111”30' Изобутан СНз—СН—СН3 с—с-с 111е Тетраметилмета н СНз СН3 1 СНа—С—СН3 с—с—с 109’28' Изобутилен СНз СН3 1 СН3—С=СН2 С-С=С 124° Триметилэтилен СНз СН3-С=СН-СН3 С—С=С 110° Хлористый этил СНз—СН2-С1 С—С—С1 111’30' 30
Продолжение Название Формула Валентный угол Опытные данные Хлористый ПИЛ в/иор-про- СН3—СН-С1 1 сн3 С-С-С1 109° сн3 Хлористый бутил трет-пзо- СН3—С—С1 1 сн3 с-с-с 113°30' сн3 Бромистый бутил трет-нзо- СН3— С—Вг 1 СНз с-с-с 111*30' Фтористый метилен ch2f2 F—С—F 108°17' Хлористый метилен ch2ci2 С1-С—С1 111°5' Бромистый метилен СН2Вг2 Вг—С—Вг 112е Хлороформ Уксусный альдегид СНС13 .0 СН3сС хн С1-С-С1 С—С—О 111е 122е ЗНАЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ОРДИНАРНЫХ И КРАТНЫХ СВЯЗЕЙ Связь Энергия связи, ккал!моль Связь Энергия связи, ккал1моль С—С 58,6 с=с 100,0 с—н 87,3 с=с 123,0 С—N С—О 48,6 70,0 с=о 149,0 C-F 107,0 (в альдегидах) С=О 152,0 С—С1 С—Вг 66,5 54,0 (в кетонах) С—N 94,0 C-J 45,5 (в изонитрилах) CEN 149,0 C-S 54,5 (в нитрилах) С—S 103,0 о-н 110,2 N—N — 80,0 0-0 34,9 N—О ~108,0 N-N 20,0 к° 169-186 S-H 87,5 V N—Н 83,7 31
ЧИСЛО ИЗОМЕРОВ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ КЛАССОВ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Название класса химических Общая S. При числе атомов углерода, п соединений формула 1 2 3 4 5 6 7 8 Предельные углеводороды 1 1 1 2 3 5 9 18 Этиленовые углеводороды СпЩп — 1 1 3 5 13 27 66 Ацетиленовые углеводороды СпЩп—2 — 1 1 2 3 7 14 32 Спирты первичные ' 1 1 1 2 4 8 17 39 » вторичные • Сл^2л+10Н — — 1 1 3 6 15 33 „ третичные — — — 1 1 3 7 17 Эфиры — 1 1 3 6 15 33 82 Гликоли С„Н2„ (ОН), — 1 2 6 14 38 97 260 Альдегиды СлН2лО 1 1 1 2 4 8 17 39 Кетоны СлН2пО — — 1 1 3 6 15 33 Кислоты одноосновные ^л^2п+1 соон 1 1 1 2 4 8 17 39 „ двухосновные С„Н2Л (СООН), — 1 1 2 4 9 21 37 Амины первичные Cfl^2n + 1 NH2 1 1 2 4 8 17 39 89 „ вторичные (C„H2n+1)2 NH — 1 1 3 6 15 33 82 „ третичные (C„H2„+i)3N — — 1 1 3 7 17 40 00 ь-* Н-* >—1 »-* tO to >—‘ 00 3 6
Сборка прибора Реторту 1 соединяют с промывными склянками 2 (рис. 6), в которые наливают воду для улавливания образующегося при реакции ацетона. Ко второй склянке присоединяют Рис. 6. резиновый шланг для отвода метана в цилиндр или газо- метр 3. Если газ собирают в цилиндр, в резиновый шланг вставляют небольшую стеклянную трубку, изогнутую под прямым углом. Выполнение опыта Для получения безводного уксуснокислого натрия про- дажную соль, содержащую 3 моля кристаллизационной воды, помещают в чашку и осторожно нагревают (при быстром нагревании происходит разложение или обуглива- ние), непрерывно помешивая стеклянной палочкой. Сначала соль растворяется в кристаллизационной воде, после испа- рения последней она становится твердой и плавится снова при температуре свыше 300°. Когда вся масса расплавится, прекращают нагревание и чашку с плавленой солью поме- щают для охлаждения в эксикатор. Затем соль растирают в ступке и хранят в банке с притертой пробкой. Тщательно растертую в ступке сухую смесь плавленого уксуснокислого натрия и натронной извести всыпают в реторту. Последнюю нагревают на голом огне с помощью газовой горелки (можно на колбонагревателе). После того как из прибора вытеснен воздух \ начинают собирать газ 1 О полном вытеснении воздуха можно судить, пропуская газ с по- мощью стеклянной трубки в концентрированный мыльный раствор, ко- торый приготовляют, смешивая 1 г мыльного порошка или мыла с 30— 34
в цилиндры (стр. 214, рис. 41) или газометр. Наполненные цилиндры оставляют в-ванне или же закрывают подводой стеклянными пластинками и извлекают из ванны перед опытами. Получение метана из карбида алюминия СзА14 + 12Н2О ЗСН4 + 4А1 (ОН)3 Реактивы, посуда и приборы Карбид алюминия (порошк.) 25 г Круглодонная колба (200— 300 м г).................1 Капельная воронка (100 мл) с длинной трубкой .... 1 Цилиндры с притертыми стек- лянными пластинками (200 мл).................2 Промывные склянки...........2 Газометр (5—10 л)..........1 Стеклянная ванна с подстав- кой для цилиндров.........1 Резиновые и стеклянные труб- ки соответствующих разме- ров Сборка прибора Круглодонную колбу 1 (рис. 7) плотно закрывают проб- кой (корковой или резиновой) с двумя отверстиями; в одно вставляют капельную воронку 2 с длинной трубкой, оття- Рис. 7. 40 мл воды (для большей вязкости раствора прибавляют 3—5 мл гли- церина и 2—3 капли концентрированного раствора аммиака) и поджигая (убрать трубку!) получающиеся мыльные пузыри. При отсутствии в при- боре воздуха газ в пузырьках сгорает без взрыва. Для определения полноты вытеснения воздуха можно поступить и следующим образом. Обыкновенную пробирку заполняют до краев водой и, закрыв пальцем, опускают отверстием в ванну с водой. Убрав палец, подводят под пробирку трубку с выделяющимся газом. Когда газ за- полнит пробирку, закрывают ее под водой пальцем и вынимают из ванны. Затем поджигают газ в пробирке. Если газ не содержит воздуха, он воспламеняется без «хлопка» и горит ровным почти бесцветным пла- менем. 3* 35
нутой на конце и доходящей почти до дна колбы, во вто- рое — отводную трубку, которую с помощью резиновой трубки соединяют с промывными склянками 3 и 4, в кото- рые налита вода; ко второй склянке присоединяют рези- новую трубку для отвода метана в газометр 5 или цилиндры. Выполнение опыта В колбу всыпают карбид алюминия и из капельной воронки наливают немного воды, затем реакционную смесь осторожно нагревают до тех пор, пока не начнется реак- ция. Если реакция протекает слишком бурно, приливают из капельной воронки холодную воду. После того как воздух из прибора вытеснен (стр. 34), метан собирают в газометр или цилиндры. 2. ПОЛУЧЕНИЕ ЭТАНА ГИДРОЛИЗОМ МАГНИЙБРОМЭТИЛА 1 C2H5Br + Mg C2H5MgBr C2H5MgBr + НОН СНз — СНз + MgBrOH Реактивы, посуда и приборы Магний в стружках .... 4 г Бромистый этил (сухой) . . 15 мл Эфир диэтиловый (абс )2 . 70 мл Йод кристаллический ... 1 г Круглодонная колба (250— 300 мл) 1 Холодильник водяной . . . . 1 Двурогий форштосс ..... 1 Капельные воронки (100 мл) . 2 Тройник .................. 1 Водяная баня ..............1 Стеклянная ванна ......... 1 Хлоркальциевая трубка . . . . 1 Винтовой зажим .... • . . 1 Сборка прибора Круглодонную колбу 1 соединяют через двурогий форш- тосс 2 с обратным холодильником 4 и капельной воронкой 3 (рис. 8). Противоположный конец холодильника через 1 Аналогично можно получать и метан из магниййодметила. 2 Рекомендуется следующий упрощенный способ приготовления абсолютного эфира. В делительной воронке дважды промывают 200 мл эфира 2°/о раствором сернокислого закисного железа (50 мл), затем сушат несколько дней над прокаленным хлористым кальцием (30 г хло- ристого кальция на 200 мл эфира), после чего фильтруют через склад- чатый фильтр в сухую склянку, добавляют свеженарезанные пластинки металлического натрия и склянку закрывают хлоркальциевой трубкой. Выдержанный в течение нескольких часов над металлическим натрием эфир считается сухим, если при прибавлении свежих кусочков натрия не наблюдается выделения водорода. 36
тройник 5 соединяют с хлоркальциевой 6 и -газоотводной 8 трубками. Газоотводную трубку, закрытую в начале опыта зажимом, погружают в ванну 9 с водой (но не слишком глубоко) так, чтобы ее можно было подвести под установленную в ванне капельную воронку 10. Во время реакции получения магнийбромэтила зажимом пере- Рис. 8. крывают газоотводную трубку, а при собирании этана — резиновую трубку, соединяющую тройник с хлоркальцие- вой трубкой. Выполнениеопыта В колбу 1 всыпают магний и несколько кристалликов йода для активации магния, после чего колбу слегка нагревают до начала возгонки йода (фиолетовые пары). После охлаждения из капельной воронки 3 приливают 30 мл абсолютного эфира. Затем в капельную воронку наливают эфирный раствор бромистого этила. После при- бавления в колбу 5—10 мл раствора следят за началом реакции по изменению окраски эфирного раствора и по- явлению мути. Если через 2—3 мин реакция не наступит, колбу слегка подогревают на теплой водяной бане. Как только реакция начнется, заменяют в бане теплую воду холодной и при- ливают из воронки 3 раствор бромистого этила с такой 37
скоростью, чтобы эфир в колбе равномерно кипел. Если реакция протекает слишком бурно и пары эфира не успе- вают конденсироваться в холодильнике 4, то колбу охлаж- дают ледяной водой. В процессе реакции колбу периоди- чески встряхивают. Реакцию образования магнийоргани- ческого соединения можно считать законченной, когда прореагирует почти весь магний. После этого колбу охлаж- дают ледяной водой и, переместив зажим 7, из воронки 3 приливают по каплям воду; при этом наступает бурная реакция разложения магнийбромэтила. После того как воздух из прибора вытеснен выделяю- щимся этаном (стр. 34), газоотводную трубку подводят под капельную воронку 10 и заполняют ее этаном. Затем газоотводную трубку вынимают из воронки и демонстри- руют горючесть этана. Для этого воронку медленно погружают в воду и, осторожно открывая кран, поджигают выделяющийся этан горящей лучинкой. Этан горит светя- щимся пламенем. 3. ОПЫТЫ С МЕТАНОМ 1 Горение метана СН4 4- 2О2 СО2 + 2Н2О Цилиндр емкостью 200—250 мл наполняют над водой чистым метаном (из газометра или полученным при опыте— см. стр. 33—36), закрывают под водой стеклян- Рис. 9. ной пластинкой и ставят на стол. Удалив пластинку, тотчас поджигают газ лучинкой (рис. 9). По мере его сгорания слабо светя- щееся пламя медленно опускается внутрь цилиндра. После сгорания в цилиндр нали- вают немного баритовой или известковой воды и, встряхивая, демонстрируют помут- нение ее вследствие наличия в цилиндре углекислого газа. Чтобы пламя держалось над цилиндром и было более заметным, в цилиндр с горя- щим метаном постепенно вливают воду, вытесняя газ наружу. 1 Все приведенные здесь опыты можно проводить и с этаном. 38
Метан не поддерживает горения Цилиндр с метаном поворачивают отвер- стием вниз и, удалив пластинку, вводят в него горящую свечу (рис. 10). Метан заго- рается у отверстия цилиндра, но пламя свечи в атмосфере метана гаснет. Взрыв смеси метана с кислородом Рис. 10. СН4 + 2О2 СО2 + 2Н2О Реактивы, посуда и приборы Метан в газометре (стр. 33) Кислород в газометре 1 Мыльный порошок или мыло Глицерин Аммиак (конц. раствор) Газометр из двух склянок ем- костью 1,5—2 л (рис. 11) . . 1 Чашка металлическая или резино- вая1 2 ........................1 Винтовые зажимы или газовые краны ...............с.........2 Резиновые и стеклянные трубки соответствующих размеров Выполнение опыта Смесь метана с кислородом получают в самодель- ном газометре из двух склянок (рис. 11). Открыв Рис. 11. 1 Кислород набирают в газометр из баллона или получают разло- жением бертолетовой соли (см. В. А. Полосин. Лекционные опыты по общей химии. Госхимиздат, 1950, стр. 104). 2 Очень удобны резиновые чашки, применяемые в зубопротезных лабораториях для замешивания гипса. Такие чашки продаются в апте- карских магазинах. 39
краны (или зажимы) 3 и 4. поднимают склянку 2 выше склянки 1 так, чтобы вода переходила в склянку /, вытес- няя из нее воздух. Когда склянка 1 заполнится водой, перекрывают кран 3 и склянку 2 опускают ниже склянки 1. Соединив затем склянку 1 с газометром, наполненным метаном, открыв кран 3, набирают в нее один объем ме- тана Г Закрыв кран 3 и убрав газометр с метаном, таким же способом вводят в склянку 1 из газометра с кислоро- дом два объема кислорода. После этого газометр с кисло- родом убирают. Для лучшего смешения газов в склянке 1 оставляют немного воды; после наполнения газовой смесью склянку (закрыв краны 3 и 4) обертывают полотенцем и несколько раз энергично встряхивают. Взрыв смеси метана с кислородом очень удобно пока- зать в мыльных пузырях. Для этого готовят мыльный раствор, содержащий 1 г мыла в 40 мл теплой воды. Для большей устойчивости пены к полученному раствору при- бавляют 4—5 мл глицерина и 2—3 капли концентрирован- ного раствора аммиака. Чуть теплый мыльный раствор вливают в металличе- скую или’резиновую чашку 5 и пропускают в него смесь метана с кислородом. Для этого наполненную газовой смесью склянку 1 ставят ниже склянки 2, соединяют ее с отрезком стеклянной трубки, конец которой опускают в мыльный раствор и открывают краны (или зажимы) 3 и 4, Когда в чашке 5 образуется мыльная пена, закрывают кранЗ и убирают газометр с газовой смесью. К пене подносят горящую лучину — происходит взрыв. Примечание. Газовую смесь рекомендуется приготов- лять до лекции. Горение метана в хлоре СН4 + 2С12-^С + 4НС1 Реактивы, посуда и приборы Метан в газометре (стр. 33) Марганцовокислый калий . 15 г Соляная кислота (конц.) . 100 м i Серная кислота (конц.) . . 25 л/л Цилиндр или банка (1л)... 1 Промывная склянка...........1 Перегонная колба (250 мл) . . 1 Капельная воронка (100 мл) с длинной трубкой.........1 Газовый кран..............1 Винтовой зажим............1 Стеклянные и резиновые труб- ки соответствующих размеров 1 Склянку 1 необходимо заранее градуировать, заполняя водой из мерного цилиндра. 40
Сборка прибора Перегонную колбу 1 (рис. 12) плотно закрывают рези- новой пробкой с отверстием, через которое вставляют капельную воронку 2 с длинной трубкой, доходящей почти до дна колбы. Отводную трубку перегонной колбы соеди- няют с промывной склянкой 3, в которую налита конц. Рис. 12. серная кислота. Отводную трубку промывной склянки соединяют с изогнутой стеклянной трубкой 4, введенной в цилиндр 5 и доходящей почти до дна цилиндра. Изо- гнутая газопроводная трубка 6 соединена с газометром, в котором находится метан. Выполнение опыта В перегонную колбу 1 загружают марганцовокислый калий и, прибавляя из капельной воронки 2 концентриро- ванную соляную кислоту, получают равномерный ток хлора, который, минуя промывную склянку 3, через газо- проводную трубку 4 заполняет цилиндр 5. Когда цилиндр заполнится хлором, пропускание его прекращают ji опу- скают в цилиндр изогнутую газопроводную трубку 6, на конце которой горит едва светящимся пламенем в 20— 30 мм поступающий из газометра метан. В цилиндре с хлором он начинает гореть красновато-желтым пламе- нем. Тогда вновь дают ток хлора и регулируют его так, чтобы высота пламени не превышала 50—60 мм. В резуль- тате горения образуется хлористый водород и облако сажи. Примечание. Хлор можно получать в том же цилиндре, в котором проводят опыт горения метана. Для этого на Дно цилиндра помещают несколько граммов марганцовокис- 41
лого калия и приливают 5 — 10 мл концентрированной соля- ной кислоты. Когда цилиндр заполнится хлором, в него осторожно вводят изогнутую трубку с горящим метанов. Для демонстрации горения метана в атмосфере галогена можно воспользоваться бромом. 4. НЕФТЬ Реактивы, посуда и приборы Нефть (или смесь петро- лейного эфира, различ- ных сортов бензина, керосина и мазута) . . 300 мл Перегонная колба (500 мл) . . 1 Холодильник водяной . . . . 1 Форштосс...................1 Термометр на 350—400° ... 1 Цилиндры мерные (100 мл). . 6 Фарфоровые чашки (50 мл) . 2 Водяная баня...............1 Стеклянные капилляры (один конец запаян) Перегонка нефти Выполнение опыта В колбу (рис. 13) наливают 300 мл нефти (или заме- няющей ее смеси). Для равномерного кипения в колбу опускают 5—6 капилляров, причем незапаянным концом в жидкость. Колбу нагревают осторожно через асбестовую сетку или с помощью колбонагревателя. Дистиллят соби- рают в цилиндры по фракциям в зависимости от их темпе- ратуры кипения. Примерная характеристика полученных, фракций следующая: 42
I (до 70°) — петролейный эфир II (70—90°) — легкий бензин III (90—120°) — бензин IV (120—150°) — лигроин V (150—300°) — керосин Свойства паров бензина и керосина Воспламенение 10 мл бензина наливают в чашку (или тигель) и под- носят го'рящую лучину — бензин вспыхивает. Параллельно производят опыт с керосином; при погру- жении горящей лучины в керосин она гаснет. Если пред- варительно керосин нагреть на водяной бане до 30—40°, то образующиеся пары легко воспламеняются от горящей лучины или спички. Взрыв смеси паров легкого бензина (или петролейного эфира) с кислородом (или воздухом) В цилиндр, обернутый полотенцем и закрепленный в штативе, наливают 5 мл легкого бензина (или петро- лейного эфира) и по трубке, опущенной в жидкость, про- пускают из газометра кислород (стр. 39). По испарении почти всей жидкости прекращают пропускание кислорода (уносят газометр) и к отверстию цилиндра подносят горя- щую лучину. Происходит взрыв смеси. 5. ПОЛУЧЕНИЕ СВЕТИЛЬНОГО ГАЗА (сухая перегонка древесины) Реактивы, посуда и приборы Сухие древесные опилки или Реторта (500—750 мл) . . . 1 лучинки (лиственных пород) Перегонная колба (с загнутой вверх отводной трубкой) . 1 Обратный шариковый водя- ной холодильник .......... 1 Сборка прибора Реторту 1 (рис. 14) заполняют на 3/< объема сухими лучинками или опилками и укрепляют в штативе. С по- мощью хорошо подогнанной резиновой пробки реторту присоединяют к перегонной колбе 2. Загнутую вверх отводную трубку колбы соединяют кусочком резиновой трубки встык с шариковым холодиль- 43
ником 3. В верхнее отверстие холодильника на резиновой пробке вставляют небольшую слегка оттянутую стеклян- ную трубку 4, в которую вкладывают стеклянную вату. Рис. 14. Выполнение опыта Реторту сначала прогре- вают осторожно светящим- ся пламенем, а затем про- должают нагревание ниж- ней части небольшим окис- лительным пламенем. При этом лучинки или опилки постепенно обугливаются, и начинается отгонка. В кол- бе собирается жидкий по- гон, разделяющийся на два слоя: нижний — отстойная смола, верхний — жидкость. Газообразные вещества про- ходят через холодильник. После вытеснения из прибора всего воздуха (про- ба на отсутствие гремучей смеси, см. стр. 34—35) выхо- дящий из оттянутой трубки газ поджигают; он горит слабосветящимся пламенем. В реторте после опыта остается древесный уголь. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 46—61) 1. Одновалентные радикалы предельных углеводородов жирного ряда (алкилы). 2. Номенклатура и изомерия простейших предельных углеводородов парафинового ряда. 3. Число теоретически возможных изомеров углеводо- родов парафинового ряда. 4. Энергия разрыва С—С и С—Н связей в предельных углеводородах. 5. Физические свойства предельных углеводородов нор- мального строения. 6. Зависимость физических свойств'предельных углеводо- родов от строения. 44
- 7. Значения дипольных моментов алкилпроизводных. 8. Теплоты горения предельных углеводородов нормаль- ного строения. 9. Влияние строения углеводородов на их детонационные свойства. 10. Классификация реакций замещения. 11. Механизм фотохимического хлорирования метана. 12. Характеристика различных видов жидкого и твердого топлива. 13. Схема синтеза изооктана из бутановой фракции. 14. Состав природных и попутных газов в объемных про- центах некоторых месторождений Советского Союза. 15. Состав газов нефтепереработки в %. 16. Состав коксового газа. 17. Состав сланцевого газа. 18. Схема алкилирования парафинов. 19. Техническое применение метана. 20. Механизм термического крекинга «-парафинов. Рисунки (стр. 62—65) 1. Структурные модели метана, этана и пропана. 2. Структурные модели изомерных бутанов. 3. Тетраэдрические модели метана и этана. 4. Структурные модели этана, этилена и ацетилена. 5. Схемы строения s-электрона (1), р-электронов (II) и гибридизированного электрона (111), длинные оси кото- рых лежат в трех взаимно перпендикулярных направ- лениях. 6. Схемы электронного строения о-связей: Н—Н в моле- куле водорода (I), Н — С в молекуле метана (II) и С—С в молекулах парафинов (III). Модели Стеклянная тетраэдрическая модель метана. Два тетра- эдра, спаянные по вершине (желательно стеклянные). Ша- рики (из дерева или пластмассы) с отверстиями, изобра- жающие атомы углерода и водорода, и проволочные шпильки для изображения валентных связей. Коллекция Препараты углеводородов; нефть; соляровое масло, керосин, бензин, лигроин, петролейный эфир; парафин, вазелин; мазуты различного происхождения. 45
ОДНОВАЛЕНТНЫЕ РАДИКАЛЫ ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ЖИРНОГО РЯДА (алкилы) Упрощенная структурная формула Название Метил СН3- сн3-сн2- сн3—сн2-сн2- сн3—сн-сн, I сн3—сн2-сн2-сн2— сн3-сн—сн,-сн3 I сн3-сн—сн2- сн3 сн3 I сн3-с- I сн3 сн3-сн2 - сн2-сн2-сн2- СН3—СН-СН2-СН2- сн, Этил Пропил Вторичный пропил (изопропил) Первичный бутил (бутил) Вторичный бутил Первичный изобутил (изобутил) Третичный изобутил (третичный бутил) Первичный амил (амил) Первичный изоамил (изоамил) 46
НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ ПРОСТЕЙШИХ ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ПАРАФИНОВОГО РЯДА Эмпи- риче- ская фор- мула Упрощенная структурная формула Название тривиаль- ное рацио- нальное женевское сн4 с2н6 С3н8 C4Hio’ 1 С5Н12 ( С6н14 сн4 СН3 СН3 СН3-СН2-СН3 СНз-СН2-СН2-СН3 CH3-CH-CH3 1 СНз СН3-СН2-СН2-СН2 -СНз СН3-СН-СН2—СНз 1 СНз СНз 1 СН3-С-СНз 1 СНз СНз-СН2—СН3—СН2—СН2—СНз СН3-СН-СН2-СН2-СН3 1 СНз СН3 - СН2—СН - СН2- СНз 1 СНз СНз-СН-СН—СНз СНз СНз СНз СНз—с—сн2-сн3 1 СНз Метан Этан Пропан Бутан Изобутан Пентан Изопен- тан Неопен- тан Гексан Изогек- сан Тетраме- тилэтан Неогек- сан Метан Метил- метан Диметил- мета н Метил- этил- метан Триме- тилметан Диэтил- метан Диметил- этил- метан Тетраме- тилметан Этил- пропил- метан Диметил- пропил- метан Метил- диэтил- метан Диметил- вторая- но-про- пилметан Триме- тилэтил- метан Метан Этан Пропан Бутан Метил- пропан Пентан Метил- бутан Диметил- пропан Гексан 2-Метил- пентан З-Метил- пентан 2,3-Ди- метил- бутан 2.2-Ди^ метил** бутан 47
ЧИСЛО ТЕОРЕТИЧЕСКИ ВОЗМОЖНЫХ ИЗОМЕРОВ УГЛЕВОДОРОДОВ ПАРАФИНОВОГО РЯДА Число атомов углерода в молекуле Число возможных изомеров Число атомов углерода в молекуле Число возможных изомеров 1 1 11 159 2 1 12 355 3 1 13 802 4 2 14 1858 5 3 15 4347 6 5 16 10359 i 7 9 17 24894 8 18 18 60528 9 35 19 147284 10 75 20 366319 25 36797585 ЭНЕРГИЯ РАЗРЫВА С—С и С—Н СВЯЗЕЙ В ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДАХ Упрощенная струк- турная формула и разрывающаяся С—С связь Энергия разрыва С—С связи, ккал! моль Упрощенная струк- турная формула и разрывающаяся С—Н связь Энергия разрыва С—Н связи, ккал-моль СН3-СН3 79,5 сн3—н 101,50 сн3—с2н5 71,5 С9Н5—н 97,50 С2Н5—С2Н5 66,4 я-С3Н7—Н 95,00 w-C3H7— С3Н7 64,0 Н-С4Н9—Н 94,00 (СН3)2СН~СН3 ~74,5 (СНг)2СН-Н 90,00 (СН3)2СН-СН(СНз)2 66,5 (С2Н5)2СН-Н 88,50 (СН3)2СН-С(СН3)3 65,0 (СН3)3С-Н 86,25
В-152.—4 49'
ЗАВИСИМОСТЬ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОТ СТРОЕНИЯ ' 1 , ф “* И сх и-. s к s Название s й 5* а ° । CD о©. I Строение Темпера- тура пла- вления, Сс Темпера- тура кипе- ния, °C Плотность, D2° 4 С5Н12 Пентан Мет ил бутан Диметил- пропан СН3—СН2- СН2-СНа—сн3 СНз-СН—СН,—СН3 1 сн3 сн8 1 СНз—С—СН3 1 СНз < —129,8 —159,9 - 16,6 36,0 0,626 9,5 0,613 (при 0°) С6Н14 Гексан З-Метил- пентан 2-Метил- пентан 2,3-Диме- тилбутан 2,2-Диме- тилбуган СН3—СН2—СН2—СН2 СН2—СНз СНз—СН2—СН—СН2—СНз 1 СНз СН3-СН-СН2-СН2-СН3 1 СНз СНз-СН-СН—СНз 1 1 СНз СНз СНз 1 СН8-С—СН2—СНз 1 СНз — 95,3 —118,0 -153,7 —129,8 — 99,7 68,7 63,2 60,2 58,0 49,7 0,660 0,664 0,654 0,662 0,649 ЗНАЧЕНИЯ ДИПОЛЬНЫХ МОМЕНТОВ АЛКИЛПРОИЗВОДНЫХ Алкил Функциональная группа F С1 Вг J ’ ОН NHa no2 сно СН3 1,81 1,86 1,82 1,48 1,69 1,46 3,15 2,49 С2Н5 1,92 2,00 1,88 1,78 1,66 1,38 3,19 2,54 н-С3Н7 1,94 1,93 1,84 1.71 1,39 3,72 2,57 я-С4Н9 — 1,93 1,93 1,88 1,66 1,70 1,40 3,29 2,57 мзо-С3Н7 — 2,04 2,04 1,84 — 3,37 2,56 mp^m-C4H9 — 2,13 2,21 2,13 1,66 1,29 3,71 ? 1 50
I ТЕПЛОТЫ ГОРЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ НОРМАЛЬНОГО СТРОЕНИЯ Название Упрощенная структурная формула % Н ккал!молъ ккал,г Метан сн4 25,1 212,8 13,30 Этан СН3СН3 20,1 372,8 12,42 Пропан СН3СН2СН3 18,3 530,6 12,06 Бутан СН3(СН2)2СН3 17,3 687,9 11,84 Пентан СНз(СН2)3СН3 16,8 845,3 11,74 Гексан СН3(СН2)4СН3 16,4 1001,6 11,64 Гептан СНз(СН2)вСН3 16,1 1158,2 11,58 Октан СН3(СН2)вСН3 15,9 1314,6 11,52 Декан СНз(СН2)8СН8 15,6 1619,0 11,40 Гекса декан СН3(СН2)ИСН3 15,1 2568,0 11,32 Эйкозан СН3(СН2)18СНз 15,0 3192,0 11,32 ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ НА ИХ ДЕТОНАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА Название I Строение Октановое число i Гептан 2-Метилгептан 3-Меги л гептан З^З-Диметил гек- сан 2,2,3-Триметил- пентан । i 1 f 2,2,4-Триметил- пентан (изооктан) 2,2,3,3-Тетра- метилбутан СН3—СН2—СН2—СН,—СН2 - СН2—СН3 СНз-СН—СН2—СН2—СН2—СН2—СНз 1. СНз СНз—СН2—СН-СН2—СН2-СН2—СНз СНз СНз-СН—СН—СН2—СН2—СНз 1 1 СНз СНз сн3 1 СН3—С—СН—СН2—СНз 1 СНз СНз СНз 1 СНз - с—СН,—СН—СН3 1 1 СНз СНз СНз сн3 1 1 СНз—С с—СНз СНз СНз 0 23,8 35,0 78,9 90,0 100,0 103,0 51
ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЖИДКОГО И ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Вид топлива Средний элементарный состав горючей части топлива, °/0 Н2О, 01 0 Зола, °/о Количество, соответствующее 1 т условного топлива Теплотворная способность С н2 О2 n2 S т м? ккал 'кг Твердое Сланец 75,0 9,0 13,5 — 15 50,0 2,60 2,90 2700 Дрова 5\0 6,0 44,0 0,1 — 30 0,2 2,40 5,20 3730 Торф 56,5 5,5 34,5 3,5 0,1 28-40 2,0 2,40 4,00 3690 Бурый уголь 69,0 5,6 24,0 1,0 1,0 30 6,0 2,10 3,00 2480 Каменный уголь . . . 89,0 5,0 4,0 1,2 1,0 4-8 5-7 1,10 1,35 7290 Каменный уголь кок- совый 97,0 0,4 0,7 1,0 0,8 3-5 8-10 о;99 1,10 6950 Антрацит 91,8 3,8 2,2 1,4 1,0 3-4 5-8 1,05 1,05 7600 Жидкое Сырая нефть 86,0 13,0 1,0 «— 1 — 0,67 0,79 10300 Бензин ........ 84,0 16,0 — * — 0,65 0,84 10700 Керосин Z. . 84,5 15,5 — — — — —— 0,66 0,79 10650
СХЕМА СИНТЕЗА ИЗООКТАНА ИЗ БУТАНОВОЙ ФРАКЦИИ Полимеризация (ступенчатая) Бутан СНз—-омеризади1Г-^СНз—СН—СНз ДегидРиР°взнис Изобутан о = С —СНз- ^димеризация Изобутилен Полимеризация 1 1Й <_> 1 13 2,4.4-Триметилпентен-2 Гидрирование сн-сн2-с-сн3 СНз СНз Изосктан СНз - СН2—СН2—СНз— Бутан СНз СНз 2»4,4-Триметилпентен-1 Алкилирование Изомеризация Иобутан Алкилирование Дегидрирование СНз—СН = СН—СНз СНз-СН2-СН= сн2 Бутилены о СНз /лкилирование СНз СНз Изооктан
СОСТАВ ПРИРОДНЫХ И ПОПУТНЫХ ГАЗОВ В ОБЪЕМНЫХ ПРОЦЕНТАХ НЕКОТОРЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СОВЕТСКОГО СОЮЗА Месторождение Характеристика залежи Е О со I и* 00 Е а» о о Е О СБН12 и выс- шие углево- дороды • о о N2 и редкие газы 1 ио Северо-Ставро- польское Газовая ЭМ 0,3 ’ 0,2 0,1 А 0Л > 0,4 — Анастасиевско- Газовая 92,S 6,0 0,4 O.f 0,1 0,1 следы Троицкое Краснодарский край Нефтяная (попутный газ) 85,1 5,0 1,0 1,с >2,8 5,С о,1 V Каневское Газовая, неф- тяная 88,8 4,8 1,4 0,f >1,8 0.2 2,5 — Туймазинское (Башк. АССР) Нефтяная (по- путный газ) 32,0 14,0 12,0 7.5 15,5 0,7 27,5 0,80 Ромашкинское (Тат. АССР) Нефтяная (по- путный газ) 40,0 19,5 18,0 7,5 4,9 0.1 10,0 — - Тарханское (Куй- Газовая 76,0 7,0 2,7 0,8 0,5 0,2 12,5 0,50 бышевская обл,) Ельшанско-Кур- Газовая 93,0 2,2 0,8 0,2 0,1 0,1 3,6 0,03 дюмское (Сара- товская обл.) Соколо-Горское (Саратовская Нефтяная (по- путный газ) 53,0 9,0 П,2 10,0 5,8 1,0 10,0 0,01 обл.) Арчеаинское (Сталинградская Нефтяная (по- путный газ) 96,3 1,2 0,5 0,1 — 0,1 1.8 — обл.) Вой-Вожское (Коми АССР) Газовая, неф- тяная 85,3 4,0 2,5 1.0 0.1 0,1 9.0 - — Березовское (Сибирь) Газовая 95,1 1.1 0,3 — 0,1 0,4 3,0 — Да шава-У герское Газовая 98,71 0,2 0,3 0,1 — 1 0,1 0,6 — (Укр. ССР) ),5j Карадаг (Азерб. ССР) Газоконден- сатная 93,4' 2,2 1.4' 1,1 1,2 0,2 — Зап. Небит-Даг (Турки. ССР) Нефтяная (по- г путный газ) 91 ,о' 3,0 2,3 1 1 1.3 1,8 ( — '( >.5 0,1 —— Газли (Узб. ССР) Газовая р 34,9' 3,5 0,9 0,6 ),1 56
СОСТАВ ГАЗОВ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ В °/о Компоненты Крекинг Пиролиз под давле- нием парафаз- ный каталити- ческий керо- сина тяжелых нефтяных остатков газового бензина Водород .... 3-4 7—9 5-6 12,1 24,5 9,5 Метан 40-50 28—30 10 41,7 31,9 25,6 Этан 17-18 13-14 3—5 9,8 7,6 ' 5,5 Пропан .... 10-15 3-4 16-20 2,1 0,5 2,7 Бутаны .... 5-6 1-1,5 42-46 0,2 3,0 3,2 Всего предель- ных углеводоро- дов Сх—С4 . . . 72-89 45-50 60-71 53,8 43,0 37,0 Этилен .... 2-3 20—30 3 18,9 27,0 24,3 Пропилен . . . 6,8 15-18 6—11 10,3 3,8 14,9 Бутилены . . . 4,5 6-10 5-6 5,1 — 11,3 Предельные и непредельные углеводороды С5 и выше . . 4 3 5—12 2,3 1,7 3,2 СОСТАВ КОКСОВОГО ГАЗА Компоненты Объемные % г]м* Весовые % Азот Кислород Двуокись углерода Водород Метан Этан Пропан Бутан и его гомологи 8,00 0,53 2,80 6,50 24,00 0,90 0,12 0;03 100,0 7,6 55,0 81,2 171,5 12,0 2,4 1,0 18,50 1,48 • 10,80 15,90 33,40 2,36 0,47 0,20 Всего предельных углеводо- родов Этилен Пропилен Бутилены и его гомологи . . Ацетилен Бензол 25,05 1,50 0,36 0,18 0,04 0,04 186,9 18,8 6,8 4,5 0,5 1,4 36,43 3,70 1,33 0,88 1,10 0,28 - Всего непредельных и арома- тических углеводородов . . 2,12 32.0 7,29 Примечание: Из1 т каменного угля при 1000° получается м6 газа 57
СОСТАВ СЛАНЦЕВОГО ГАЗА Компоненты Объемные °/о Метан 13,98 Этан 2,58 , Пропан 0,37 Бутан 0,08 Сумма парафинов 17,01 Этилен 3,52 Пропилен 0,75 Бутилен и бутин , . 0,12 Сумма непредельных 4,39 углеводородов Окись углерода 10,76 Водород 26,51 Кислород 0,72 Азот • ... 23,90 Двуокись углерода и серово- 16,71 дород Сумма других газов (горючих и негорючих) 79,60 58
СХЕМА АЛКИЛИРОВАНИЯ ПАРАФИНОВ Каталитическое сн2 = сн2 Этилен сн3ч /СН3 > >сн—сн< CH3Z хсн3 2,3-Дим ети лбутан СН3 СН3 СНз^СН сн/ Изобутан А1С13 СН3 —СН2 I сн2—сн Бутен-1 —>сн3—с — СН — сн2 — сн3 Сн/ СНз 2,2,3-Триметилпентан ----> СН3~С—СН2— СН2-СН2—СНз CH3Z 2,2-Диметилгексан СН3 — СН СН3 — СН Бутен-2 СН8 -> сн3—С — СН — сн2—сн3 / I СН, СН3 2,2,3-Триметилпентан Термическое ->СН3 — СН2 — СН2 — СН2— СН3 Пентан СН3 — СН, - СН3 + СН2 = сн2 — Пропан Этилен СН > СН-СН2—сн3 сн3/ 2-Метилбутан СНзч сн3-сн + сн2=сн2 „„ / Этилен сн3 Изобутан СНзч > СНз-С — СН2 - СН3 СНз7 2,2 - Диметил бутан (неогексан) 59
ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАНА Конверсия с Н2О паром !-> Высшие спирты г^Синтин1 _>сн3он Метиловый спирт ~450° СН3С1 Хлористый метил СН2С12 Хлористый метилен сн4 Метан + С12 • | ~ 650° >1200’ > СНС13 Хлороформ СС14 Четырех- хлористый углерод СН = СН Ацетилен + 02 + no2 *СН2“0 Муравьиный альдегид * CH3NO2 Нитро- метан 1109е х -----—Сажа 1 Синтин — смесь газообразных, жидких и твердых парафиновых I углеводородов. 60
с-> ОI 61
СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ МЕТАНА, ЭТАНА И ПРОПАНА Метан 62
/ СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ ИЗОМЕРНЫХ БУТАНОВ *я»/ \<кФ' х-^-ч CsY frdflwb /f д' 1 Е. 3J 1 vLti Vft; "Л? х^ч. 42*3 хЕ*2г*1^ н-Бутан Q О \ш. /О О C^sL ^г '"''г~^“'>-_ г'" ' О ® \ СчЭ) U xi£X Х^л* « Vebft' ,<L 4^ Изобутан 1 ТЕТРАЭДРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МЕТАНА И ЭТАНА 1. 1 ^F* ~1~ Т ***"-“*** ~~~~ ~~ ~ ~* у VJx 1 / ! \ 7 у ** Метан • Этан 63
СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ ЭТАНА, ЭТИЛЕНА, АЦЕТИЛЕНА СХЕМЫ СТРОЕНИЯ s-ЭЛЕКТРОНА (I), р-ЭЛЕКТРОНОВ (II) И ГИБРИДИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОНА (III) 64
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО СТРОЕНИЯ о-СВЯЗЕИ Н - Н в молекуле водорода С - И в молекуле метана С — С в молекуле парафинов е> Непредельные этиленовые углеводороды (олефины, или алкены) 1. ПОЛУЧЕНИЕ ЭТИЛЕНА Получение этилена из этилового спирта СН3СН2ОН + HOSOsH CH3CH2OSO3H + Н2О СНзСН2ОЗОзН^ CH2 = CH2 + H2SO4 Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт (95°/о- ный)...................130 мл Серная кислота (конц.). . 200 мл Мелкий белый кварцевый песок или безводный сернокислый алюминий -...............35 г Едкий натр (10°/о-ный рас- твор) . ................50 мл Перегонная колба с высокопри- паянной отводной трубкой (2 л).....................1 Капельная воронка с длинной трубкой, оттянутой на конце (300 мл)...................1 Термометр на 250—300° . . . . 1 Промывные склянки Тищенко . 2 Газометр (10—12 л).........1 Цилиндры с притертыми стеклян- ными пластинками (100 мл) . 5 Тройник....................1 Резиновые и стеклянные трубки соответствующих размеров Сборка прибора Перегонную колбу 1 (рис. 15) плотно закрывают проб- кой (корковой или резиновой) с двумя отверстиями; в одно отверстие вставляют термометр 2 так, чтобы он В-152.—5 65
доходил почти до дна колбы и погружался в жидкость, а во второе — капельную воронку 3. Отводную трубку перегонной колбы соединяют с помощью резинового шланга с первой промывной склянкой 4. К отводной трубке второй промывной склянки 5 присоединяют резиновую Рис. 15. трубку для отвода этилена в газометр 6. Если газ соби- рают в цилиндры, то в резиновую трубку вставляют небольшую изогнуту ю под прямым углом стеклянную трубку. Перегонная колба может быть заме- нена обычной круглодонной колбой. /т Последнюю закрывают пробкой также с двумя отверстиями,, но в одно- из них с:й1 вставляют термометр, а в другое стек- Н лянный тройник, несколько суженный с обоих наружных концов; на верхний от- •Ш, росток тройника надевают отрезок рези- ЖЖ новой трубки и вставляют капельную во- Н 11 ронку (рис. 16). Диаметры трубок воронки / 1 и тройника подбирают так, чтобы между rj__стенками их был зазор в 2—3 мм и чтобы отрезок резинового шланга плотно приле- гал к трубке воронки. Боковой отросток тройника соединяют с промывными склян- Рис. 16. ками, как на рис. 15. 66
Выполнение опыта В колбу всыпают 35 г мелкого сухого песка J (или безводного сернокислого алюминия', наливают 20 мл спирта и осторожно (при наружном охлаждении колбы водой) 50 мл конц. серной кислоты. (Смесь спирта и кислоты можно приготовить заранее, перед лекцией). Вставив затем плотно пробку с термометром и капельной воронкой в горло колбы, реакционную смесь в колбе осторожно нагревают на сетке, колбонагревателе или на песчаной бане до 160°. Как только начинает выделяться газ, в колбу из капельной воронки постепенно приливают смесь 110 мл спирта и 100 мл конц. серной кислоты * 2. Регулируя нагревание и скорость прибавления реакционной смеси, следят, чтобы выделение этилена было равномерным, достаточно энергичным и не сопровождалось сильным вспениванием. Температура реакционной смеси должна быть постоянной (^ 160°). Наблюдаемое иногда сильное вспенивание является результатом окисляющего действия серной кислоты. Применение кварцевого цеска и очень осторожное нагревание — необходимые меры для предотвращения силь- ного вспенивания. Прежде чем собирать этилен в газо- метр или цилиндры, выделяющийся газ испытывают на отсутствие воздуха. Для удаления побочных продуктов реакции в первую промывную склянку Тищенко наливают конц. серную кислоту (поглощает спирт и эфир), во вторую 10 —15%-ный раствор едкого натра (для связывания сер- нистого газа). Получение этилена из дибромэтана СН2Вг - CH2Br+ Zn СН2 = CH2 + ZnBr2 3 Песок (кварц) ускоряет отщепление воды и препятствует вспени- ванию при нагревании смеси спирта и кислоты. 2 Трубка капельной воронки должна быть заполнена реакционной смесью. Для этого, перед тем как вставить в колбу пробку с термо- метром и капельной воронкой, конец трубки капельной воронки опу- скают в смесь спирта и кислоты, осторожно засасывают смесь через верхнее отверстие капельной воронки, затем закрывают кран. 5* 67
Реактивы, посуда и приборы Дибромэтан...............90 г Цинковая пыль............30 г Этиловый спирт (85°/о-ный) 100 мл Круглодонная колба (500 мл) . 1 Холодильник водяной ...... 1 Двурогий форштосс...........1 Капельная воронка (100 mi) . . 1 Газометр (5- 6 л) ..........1 Цилиндры с притертыми стек- лянными пластинками (100 мл) 5 Водяная баня................1 Сборка прибора Круглодонную колбу 1 с помощью двурогого форш- тосса 2 соединяют с капельной воронкой 3 и обратным водяным холодильником 4, в верхнее отверстие которого вставлена газоотводная трубка 5 (рис. 17) Рис. 17. Выполнение опыта В колбу загружают цинковую пыль и спирт. Смесь нагревают на водяной бане до. кипения и приливают по- степенно дибромэтан из капельной воронки. Сразу же начинается энергичное выделение газа, который собирают в цилиндры или газометр. Из дибромэтана получается чистый этилен. 68
2. ОПЫТЫ С ЭТИЛЕНОВЫМИ УГЛЕВОДОРОДАМИ 1 Присоединение брома как характерная реакция на двойную связь СН2 = СН2 + Вг2 СН2Вг - СН2Вг Опыт с фонтаном Реактивы, посуда и приборы Этилен в газометре (стр. 65 и сл.) Бром в ампулке2..........2 мл Склянка с нижним тубусом (1—1,5 л).................1 Стеклянные краны............2 Стакан (1—1,5 л).......... 1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров Сборка прибора В верхнее отверстие склянки 1 с нижним тубусом (рис. 18) встав- ляют на хорошо пригнанной рези- новой пробке изогнутую стеклянную трубку, соединенную с краном 2. В нижний тубус на резиновой пробке вставляют трубку с краном 3. Выполнение опыта Через нижний тубус в склянку 1 осторожно вносят стеклянную ампулу с бромом. Закрыв нижний тубус проб- кой с краном 3, склянку через верх- нее отверстие заполняют водой (до пробки). Затем плотно вставляют пробку с изогнутой трубкой и, при- соединив кран 2 к газометру, пускают Рис. 18. 1 Опыты с бромом и марганцовокислым калием рекомендуется про- водить, сопоставляя с действием этих реактивов на предельные угле- водороды. Для этого можно использовать оставшийся от прежних лек- ций метан или очищенный бензин. 2 Для наполнения бромом можно использовать аптечные ампулы. На спиртовке сперва нагревают широкую часть ампулы, затем опускают ее узкий конец в небольшой тигель с бромом. При охлаждении бром всасывается в ампулу, узкий конец которой затем запаивают на спир- товке. 69
этилен, вытесняя из склянки воду, которая стекает через кран 3. Когда склянка заполнится этиленом, закрывают краны 2 и 3 и отсоединяют газометр. Все это следует подготовить до лекции. На самой лекции сильным встря- хиванием склянки разбивают ампулку и демонстрируют постепенное исчезновение первоначально образовавшихся паров брома. На конец трубки крана 2 надевают резиновый шланг, который опускают в стакан с водой и открывают кран. Так как в склянке создалось разрежение вследствие при- соединения брома к этилену, то вода фонтаном бьет внутрь склянки и заполняет ее. Обесцвечивание бромной воды этиленом Реактивы и посуда Этилен в газометре (стр. 65 и сл.) Цилиндр (100 мл).1 Бромная вода.......50 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают бромную воду и пропускают этилен из газометра (или непосредственно из прибора для получения этилена). Обращают внимание аудитории на обесцвечивание бромной воды. Присоединение брома к амилену1 СНз — СН2 — СН2 — СН = СН2 + Вг2 СНз - СН2 — СН2 — СНВг - СН2Вг Реактивы и посуда Амилен.............10 мл Цилиндр (100 мл)......1 Бром...............10 мл Капельная воронка (50 мл) . . 1 Выполнение опыта В цилиндр наливают амилен и из капельной воронки по каплям прибавляют бром. Обращают внимание на характерный треск и обесцвечивание брома. 1 Пары брома ядовиты, вызывают слезотечение, кашель, удушие и головную боль. На коже бром образует трудно затягивающие язвы. Работать с бромом следует только под тягой в защитных очках и перчатках. 70
Окисление раствором марганцовокислого калия как характерная реакция на двойную связь (реакция Е. Е. Вагнера) Окисление этилена в нейтральном растворе ЗСН2 =СН2 + 2КМпО< + 4Н2О -> -> ЗСНгОН — СН2ОН + 2МпО2 + 2КОН Реактивы, посуда и приборы Этилен в газометре (стр. 65 и сл.) Цилиндр <100 мл)..1 Марганцовокислый калий Резиновые и стеклянные трубки (1°/о-ный раствор) . . . . 50 мл Выполнение опыта ' В цилиндр наливают раствор марганцовокислого калия и из газометра пропускают этилен. Происходит’ обесцвечивание раствора и появление бурых хлопьев двуокиси марганца. Окисление этилена в кислом растворе 5СН2 = СН2 + 2КМпО4 + 3H2SO4 + 2Н2О — — 5СН2ОН - СН2ОН Ч- K2SO4 + 2MnSO4 Реактивы, посуда и приборы Этилен в газометре (стр. 65 и сл.) Цилиндр (100 мл) ....... 1 Марганцовокислый калий Резиновые и стеклянные трубки (1°/о-ный раствор) ... 50 мл Серная кислота (конц.) .2—Змл Выполнение опыта В цилиндр вливают раствор марганцовокислого калия и серную кислоту и пропускают из газометра этилен. Происходит сравнительно быстрое обесцвечивание; обра- зования бурых хлопьев не наблюдается. Окисление амилена Реактивы и посуда -амилен.................. . 5 мл Марганцовокислый калий (1°/о-ный раствор) . . . 100 мл Серная кислота (конц.). . . 2 мл Цилиндры с притертыми проб- ками (100 мл)..............2 71
Выполнение опыта Наливают в цилиндры по 50 мл раствора марганцово- кислого калия и по 2 мл амилена. В один из цилиндров добавляют серную кислоту. При встряхивании происходит быстрое обесцвечивание раствора; образование бурых хлопьев двуокиси марганца наблюдается в том цилиндре, где отсутствует серная кислота. Поглощение этилена концентрированной серной кислотой CH2=CH2 + HOSO3H------> СНз —CH2OSO3H Реактивы, посуда и приборы Этилен в газометре (стр. 65 и сл.) Серная кислота (ЮО^о-ная)1150 мл Рис. 19. Двугорлая склянка (250 мл) . . 1 Бюретка газовая (100—200 мл) . 1 Груша резиновая (100—200 мл) 1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров Выполнение опыта Поглощение этилена сер- ной кислотой можно про- демонстрировать следую- щим образом. Нижний ко- нец бюретки 1 (рис. 19) резиновой трубкой соеди- няют с грушей 2, наполнен- ной подкрашенной водой. Открывая кран и надавли- вая на грушу, бюретку заполняют водой, после чего вновь закрывают кран. Затем бюретку присоеди- няют к газометру. Откры- вают кран и заполняют бюретку этиленом, вытес- няя воду обратно в грушу. Закрывают кран, бюретку отъединяют от газометра и присоединяют ее, как 1 Для приготовления 100°/о-ной серной кислоты к обычной концен- трированной кислоте (95—96°/о-ной, уд. в. 1,84) добавляют рассчитанное количество олеума. * 72
показано на рисунке, к двугорлой склянке 3, содер- жащей 1ОО°/о-ную серную кислоту. Открывают кран и, осто- рожно надавливая на грушу, вытесняют водой этилен в склянку с кислотой. При этом надо следить, чтобы вода ни в коем случае не попадала в кислоту (возможен взрыв!?. Как только бюретка заполнится водой на 2/з объема, кран надо перекрыть. Обратить внимание аудитории на уменьшение объема газа в бюретке и отсутствие пробулькивания этилена через кислоту. Полимеризация изобутилена Изобутилен под влиянием галогенистых металлов — катализаторов превращается в полиизобутилен по схеме: СНз СНз СНз СНз I III nC —СНз--------С-СН‘2— С — СНз — С — СН2- СНз СНз СНз СНз Реактивы, посуда и приборы Изобутилен х. ч.......50 мл Хлористый алюминий (безв. порошок)...............1г Ацетон или этиловый эфир.............. 200 мл Углекислота (сухой лед) или жидкий воздух Сосуд Дьюара цилиндриче- ский ...................1 Электромотор с реостатом . . 1 Пробирка (200 мл).........1 Мешалка стеклянная со шкивом 1 Термометр на 75 — 100“ .... 1 Бюкс (10 мл) ......... 1 Выполнение опыта В сосуд Дьюара, наполненный смесью углекислоты с ацетоном или эфиром, по- гружают укрепленную в штативе пробир- ку с механической мешалкой (рис. 20), содержащую химически чистый изобу- тилен, охлажденный предварительно сме- Рис. 20. 73
сью льда с солью. После того как температура в пробирке понизится до —60°, в нее (при работающей мешалке) всыпают быстро из бюкса безводный хлористый алюминий. Через несколько минут реакционная смесь в пробирке становится столь вязкой, что мешалка перестает рабо- тать. Мешалку останавливают, вынимают пробку с поли- мером из сосуда Дьюара. В большинстве случаев поли- изобутилены получаются настолько вязкими, что из про- бирки можно извлечь лишь часть продукта. Полученный каучукоподобный полимер можно передать в аудиторию для ознакомления. Горение этилена На воздухе Реактивы и посуда Этилен в цилиндре (100 мл) Выполнение опыта Собранный в стеклянный цилиндр этилен поджигают горящей лучиной (опыт ведут как при сжигании метана- (стр. 38). Обратить внимание на то, что этилен горит слабо све- тящимся, слегка коптящим пламенем. В хлоре СН2 = СН2 + 2Ch 2С + 4НС1 Реактивы, посуда и приборы * Этилен в газометре (стр. 65 и сл). Марганцовокислый калий . . 15 г Соляная кислота (конц) . 100 мл Серная кислота (конц.) . . . 25 ло Цилиндр или банка (1л) . . . 1 Промывная склянка..........1 Перегонная колба (250 мл) . . 1 Капельная воронка (100 мл) . . 1 Газовые краны .............. Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров Выполнение опыта Опыт проводят так же, как это описано при метане (стр. 40). 74
Взрывы этилена Взрыв смеси этилена с кислородом СН2 = СН2 + ЗО2 —> 2СО2 + 2Н2О Реактивы, посуда и приборы Те же, что и при опыте с метаном (стр. 39), лишь вместо газометра с метаном необходим газометр с этиленом. Выполнение опыта Опыт можно провести аналогично опыту с метаном (стр. 39). В газометре из склянок (рис. 11, стр. 39) готовят смесь из 1 объема этилена и 3 объемов кислорода. Взрыв смеси этилена с воздухом При отсутствии кислорода можно продемонстрировать взрыв смеси этилена с воздухом при соотношении: 1 объ- ем этилена на 15 объемов воздуха. Такую смесь можно приготовить в цилиндре (250—300 мл) с пришлифованной стеклянной пластинкой. Измеряют объем цилиндра, от- мечают Vis его объема и наливают до этой метки воду, оставляя остальной объем для воздуха. Прикрывают пластинкой цилиндр, опрокидывают его и, поместив очень неглубоко в водяную ванну, снимают пластинку, подводят по трубке этилен и вытесняют этиленом воду из цилиндра. Цилиндр прикрывают под водой пластинкой, вынимают его, несколько раз встряхивают для лучшего смешения этилена с воздухом. Поставив цилиндр на стол, снимают стеклянную пластинку и, поднеся горящую лучину, под- жигают смесь. Она взрывает, но с меньшей силой, чем с кислородом. Варьируя соотношение между этиленом и воздухом (например 1:12; 1:10 и т. д.), можно продемон- стрировать убывание силы взрыва и даже отсутствие его, несмотря на наличие в смеси достаточного количества воздуха. Подобные смеси можно приготовить до лекции так же, как это было указано вначале, наливая в цилиндр Vis, Vio и т. д. объема воды. 75
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 77—88) 1. Номенклатура и изомерия этиленовых углеводородов. 2. Физические свойства этиленовых углеводородов нормального строения. 3. Физические свойства изогексиленов (CeHi2). 4. Синтезы на основе этилена. 5. Синтезы на основе пропилена. 6. Синтезы на основе бутан-бутиленовой фракции. 7. Физико-механические свойства технического полипро- пилена в сравнении с другими синтетическими поли- мерами. 8. Характерные реакции для олефинов. 9. Хлорирование и дегидрохлорирование этилена. 10. Механизм реакции полимеризации изобутилена. Рисунки (стр. 84—86) 1. Структурные модели этилена и пропилена. 2. Тетраэдрическая модель этилена. 3. Структурные модели бутенов. 4. Схемы строения валентных связей этилена. Модели Модели этана и этилена. Модели геометрических изомеров этиленовых угле- водородов. Коллекц и я Препараты жидких углеводородов ряда этилена и образцы сырья для получения этиленовых углеводородов (нефть, каменный уголь). Политен высокого и низкого давления и изделия из политена. Полиизобутиленовый каучук. Изооктан. 76
НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ ЭТИЛЕНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭТИЛЕНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ НОРМАЛЬНОГО СТРОЕНИЯ Эмпирическая формула 4 5 '7 8 1 ч Н6 Н8 Ню Н12 н14 Н1е Н18 iflHao Строение СН2=СН2 СН,- СН=СН2 сн3-сн2-сн=сн2 сн3-сн2-сн2-сн=сн СН3-(СН2)3-СН=СН. СН3-(СН2)4-СН=СН СН3-(СН2)5-СН=СН2 СН3-(СН2)6-СН=СН2 СН3-(СН2)7-СН=СН2 сн3 сн3 2 2 2 Название Темпера- тура плав- ления °C | Темпега- тура кипе- 1 ния, °C Этен —169,2 -103,8 Пропен -185,3 - 47,7 Бутен-1 -190,0 - 6,3 Пентен-1 -165,2 + 30,1 Гексен-1 -139,8 63,5 Гептен-1 -119,0 93,6 Октен-1 -101,7 121,3 Нонен-1 -81,6 146,8 Децен-1 - 66,6 170,6 Бутен-2 цис- -138,9 3,5 । Бутен-2 транс- -105,5 0,9 Плотность, 4 0,570 (при т. кип.) 0,610 (то же) 0,630""Юо 0,641 0,673 0,697 0,716 0,731 0,740 н 8 21 *5 Пентен-2 цис- —151,4 37,0 0,656 СбН10 < СН Пентен-2 транс- -140,2 36,4 0,649 СН3 Н СНз 0,644—юо (для смеси изомеров) н СН3
СИНТЕЗЫ Полихлорвинил 80
R-152.—6 81
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ПРОПИЛЕНА Табл. II
co i СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ БУТАН-БУТИЛЕНОВОЙ ФРАКЦИИ Бута н -бутиленовая фракция Фенолопласты СН3СН2СН2СН3 Бутан 9 СН3ч >СНСН3 сн3/ Изобутан 4 CeHsOH СН2О Изобутил- фенол ' СН,СН8СН = СН2 . СН3СН = CHCI13 Бутилены Фенол -н2 Диизобутил- фенол СН3 = СН-СН = СН Бутадиен-1,3 2 СН2С1СН = СНСН2С1 СН2С1СНС1СН = СН Изомеризация СН2С1СН = СНСН2С1 2 NCCH2CH==CHCH2CN S Полибутадиен 1 । , i3jv,4 СН3СН2СНОНСН3 СН3СН2СН2СН2ОН Бутиловые спирты СН3ч >СНСН2ОН сн/ Изобутиловый спирт СН3. /С = СН-> сн/ Изобутилен H2SO4 H3SO4 Полиме- ризация Полиизо- бутилен > NCCH2CH2CH2CH2CN Динитрил адипиновой кислоты СНз\ , СН2 CH3-CCH2C<f СН/ СНз Диизобутилен 2 сн3 Полиамидное волокно (анид) СН3 сн3-ссн2сн Сн/ \сн3 Изооктан . —— —— " ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО ПОЛИПРОПИЛЕНА В СРАВНЕНИИ С ДРУГИМИ СИНТЕТИЧЕСКИМИ ПОЛИМЕРАМИ Показатели Полипро- пилен Полиэтилен Полисти- рол Полихлор- винил (винипласт) высокого давления НИЗКОГО давления Плотность (при 20°), г/см3 0,90 0,92 0,94-0,96 1,1 1.35-1,45 Температура размягчения, °C . . . 94—98 108—115 82—88 75—85 92—94 Температура плавления (полная по- теря кристалличности), °C ... . 164-170 150 125—130 150 170 Удлинение при разрыве, °/о . . . . 400—800 400 700 1-5 10-50 Предел прочности при растяжении, кг/см2 300—350 120—150 220-270 350—600 400
ХАРАКТЕРНЫЕ РЕАКЦИИ ДЛЯ ОЛЕФИНОВ Гидрирование -----------* Парафины присоеди- ----------^Дигалогенопроизводные некие Галогенирование замещение Аллильные производные Винильные производные Гипогалогениро- * Галогенгидрины вание IW Г»1 Ч11ПММВИЯМЯ—ж Олефины Г идрогалогениро- ---------------►Алкилгалогениды вание * Окиси олефинов Окисление ^Альдегиды ^Карбоновые кислоты -^Гликоли Полимеризация _ --------------> П о л и о л еф и н ы * Альдегиды Гидратация ----------►Спирты
87
00 00 МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ИЗОБУТИЛЕНА Ступенчатая СН3 СН3 СН3 СН3 СН3 СН3 СНз - с = СН2 + сн3 - С = СН2 -»СН3 — С — СН = С — СН3, или СН3 - С - СН2 - с=сн2 и далее: Изобутилен | | СНз • СН3 2,2,4-Триметилпентен-З 2,2,4-Триметилпентен-4 СНз СН3 СН3 СН3 СН3 СН3 СН3 — С — СН = С — СН, + СН3 — С = СН2 —> СНз - С - СН = С - СН2 - С - СН3 и т. д. СНз СН3 СНз 2,2,4,6,6-Пентаметиллептен-З Цепная СН3 СНз СНз СН3 I F3B-HX I | | СН2 = С------------>СН3 — С+ + СН. — С - СН3---------’СНз - с - СН2 - С + + СН2 = С — СНз-------* СНз СНз СНз СНз СН3 СН3 Изобутилен mjp^zn-Изобутил- Изобутилен 2,2,4-Триметил-4-амил- Изобутилен карбониевый карбониевый ион ион СН3 СН3 СНз 1 1 L -----> СНз —С — СН2—С —СН2 —С+ ит.д. СН3 СНз СН3 2,2,4,4,6-Пентаметил-6- гептилкарбониевый ион Примечание". FgB 4-НХ—>F3B-HX (где X— галоген) СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ ЭТИЛЕНА И ПРОПИЛЕНА
СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ БУТЕНОВ
СХЕМЫ СТРОЕНИЯ ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ ЭТИЛЕНА 1,3А А Диеновые углеводороды 1. ПОЛУЧЕНИЕ БУТАДИЕНА-1,3 Получение бутадиена из керосина или нефти (по способу Б. В. Бызова) Керосин Крекинг 600- 800‘ >СНаСН2СН2СН3 Бутан >СНзСН2СН=СН2 сн2=сн I ->сн2=сн Бутадиен-1,3 (дивинил) Бутилен Реактивы, посуда и приборы Керосин или другие тя- желые погоны нефти 200 мл Бром.................... 5 мл Хлороформ или четы- реххлористый углерод 100 мл Марганцовокислый ка- лий (2°/о-ный раствор) 200 мл Бромная вода Трубка из прозрачного или непрозрачного кварца (длиной 80—100 см, внутрен- ний диаметр 15—20 мм)............ Бюретка с краном (50—100 мл) . . . . Термопара в фарфоро- вом чехле ........... 1 1 1 91
Стеклянный холодильник . . 1 Корей ко гордые перегонные колбы (100—200 мл) ... 2 Ванна стеклянная......... 1 Тройники стеклянные ... 2 Брызгоуловитель (100 мл) . 1 Цилиндры (100—200 мл) . . 3 Газометр................. 1 Счетчик пузырьков........ 1 Медная колбаска.......... 1 Асбестовый шнур Сборка прибора Гальванометр .......... 1 Металлический холо- дильник ............. 1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров. и выполнение опыта Один конец кварцевой трубки 1 (рис. 21) соединяют с тройником 2 при помощи хорошо пригнанной пробки. В вертикальный отросток тройника вставляют бюретку 3, наполненную исходным веществом; через другой отросток Рис. 21. в реакционную трубку вводят термопару в фарфоровом чехле 4. На противоположный конец кварцевой трубки с помощью пробки надевают широкий тройник 5, через который в реакционную трубку вводят металлический хо- лодильник 6 с водяным охлаждением. Полученные в результате пиролиза жидкие и газооб- разные продукты через нижний узкий отросток тройника 5 попадают в перегонную колбу-приемник 7, охлаждаемый ледяной водой, далее в холодильник S, брызгоуловитель 9 и фильтр с ватою 10 для улавливания несконденсировав- шихся капелек смолы. Газообразные продукты собирают через счетчик пузырьков 11 (после пробы на отсутствие в газе воздуха, стр. 34) в цилиндр или газометр. 92
Нагревание трубки начинают до лекции и производят следующим образом: на конец термопары (для лучшей теплопередачи) навивают колбаску из медной сетки 12. Эту часть трубки нагревают либо газовой горелкой, либо электричеством. В последнем случае на расстоянии 200 мм от конца трубки навивают нихромовую спираль 13, кото- рую сверху обматывают асбестовым шнуром. Температура в месте нагрева должна быть 600—800°. Демонстрацию начинают приливанием по каплям исход- ного вещества из бюретки. Наличие двойных связей в образовавшихся газообраз- ных продуктах доказывается качественными реакциями: обесцвечиванием водного раствора марганцовокислого ка- лия (стр. 71), обесцвечиванием бромной воды (стр. 70) и реакциями на сопряженные двойные связи (стр. 95—96). Получение бутадиена-1,3 (дивинила) из спирта (по способу С. В. Лебедева) 2СНзСН2ОН------------>сн2=сн -сн=сн2 AhOs-f-ZnO Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт .... 100 мл Окись алюминия .... 50 г Окись цинка......... 50 г Медйая трубка (длиной 70—90 <м, внутрен- ний диаметр 25—30 мм) 1 Электрическая трубча- тая печь ...... 1 Амперметр ...... 1 Реостат.......... 1 Термопара в фарфоро- вом чехле............ 1 Милливольтметр .... 1 Металлический тройник 1 Бюретка (100—200 мл) 1 Форштосс стеклянный . 1 Свинцовые трубки . . 2 Холодильники водяные 2 Двугорлая колба (200 мл) 1 Газометр (1—2 л из двух склянок) .... 1 Баня стеклянная........... 1 Промывная склянка Ти- щенко ................1 Сито металлическое . . . 1 Сборка прибора и выполнение опыта Медную трубку 1 (рис. 22) вставляют в установленную с небольшим наклоном электрическую трубчатую печь 2, снабженную амперметром 3 и реостатом 4. 93
I Верхний конец медной трубки соединяют на пробках с помощью форштосса 5 с бюреткой для спирта 6\ на другой конец надевают на резиновой пробке металличе- ский тройник 7. Через этот тройник в реакционную трубку вводят на резиновой пробке термопару в фарфо- ровом чехле 8; концы термопары присоединяют к милли- вольтметру 9. Конец фарфорового чехла термопары дол- жен находиться в середине той части трубки, которая будет заполнена катализатором. Рис. 22. . Нижний отросток тройника 7 соединяют с холодиль1 ником 10, вставленным на пробке в приемник (двугорлую колбу) для конденсата 11. Во второе горло приемника вставляют обратный холодильник 12. Последний через 94
склянку Тищенко 13 соединяют с двумя сообщающимися склянками 14. Приемник для конденсата 11 помещают в баню 15 с ледяной водой. На концы медной трубки 1 навивают свинцовые трубки-холодильники 16. В трубку загружают 50—60 г воздушно-сухих „чер- вячков" катализатора. Для приготовления последних за- мешивают на воде тестообразную массу из 50 г окиси цинка и 50 г окиси алюминия, которую продавливают че- рез металлическое сито с отверстиями в 1 лмг2; полу- ченные „червячки" сушат- на воздухе. Катализатор дол- жен занимать по длине печи ^30 см. Прежде чем проводить опыт, необходимо убедиться в герметичности прибора. Для этого опускают напорную склянку газометра 14 и таким образом создают вакуум. В случае герметичности прибора спустя 5 мин. пузырьки воздуха перестают проскакивать через склянку Тищенко 13. Если прибор герметичен, можно включить нагрев печи. Печь следует нагреть заранее до 440—450’, а подачу спирта начать на лекции. Спирт из бюретки 6, попав в трубку 1 и пройдя слой нагретого катализатора, частично разлагается и дает газо- образные и жидкие продукты реакции. Последние с по- . мощью холодильников конденсируются в приемнике 11, а газообразные, содержащие дивинил, собираются в газо- метре 14. Скорость подачи спирта 1—2 мл/мин. Опусканием напорной склянки газометра 14 в приборе создают ва- куум, который обычно не превышает 50 мм рт-. ст. Во время опыта необходимо следить за постоянством температуры, скоростью подачи спирта и за количеством выделяющегося газа. Образование дивинила доказывают качественными реакциями (см. ниже). 2. ОПЫТЫ С ДИЕНОВЫМИ УГЛЕВОДОРОДАМИ Взаимодействие бутадиена-1,3 с сернистым ангидридом Образование моносульфонов нения, легко растворимые в воде рителях): (кристаллические соеди- и в органических раство- сн-сн сн3 сн2 сн=сн СН2 СН2 so2 95
Образование полимерсульфонов (белые аморфные осад- ки, нерастворимые в обычных растворителях): иСН2—СН—СН==С H2+nSOa—> >---СН2-СН_СН -СН2—SO2—CH2-CH™CH-CH2-SOa— • - Реактивы, посуда и приборы Дивинил в газометре (или в баллоне) Медные стружки . ... ,10 г Серная кислота (конц.) . . 20 мл Этиловый спирг . . . . . 50 мл Перегонная колба (100 мл) . 1 Капельная воронка (50 мл,) . 1 Промывная склянка Тищенко 1 Цилиндры (100 мл)...... 2 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров Выполнение опыта До лекции приготовляют насыщенный спиртовый ра- створ сернистого ангидрида1. В цилиндр с 50 мл спиртового раствора сернистого ангидрида в течение нескольких минут пропускают из газометра дивинил2; раствор оставляют стоять; через не- которое время образуется белый аморфный осадок суль- фона. Взаимодействие бутадиена-1,3 с диазосоединениями СН2=СН-СН_CH24-[C6H5N2]HSO4 > > сн2_ch-ch=ch-n=n-c6h5+h2so4 1 Прибор для получения сернистого ангидрида состоит из перегон- ной колбы, капельной воронки и склянки Тищенко, наполненной конц. серной кислотой; сернист й ангидрид собирают, пропуская с помощью газоотводной трубки в цилиндр с этиловым спиртом. Предварительно в колбу загружают 10 г медных стружек и 10 мл конц. серной кислоты. Реакционную смесь осторожно нагревают пламе- нем горелки; когда выделение сернистого газа начинает протекать бурно, нагревание можно прекратить. Если выделение сернистого газа закончится или, наоборот, вследствие сильного разогревания будет про- текать слишком бурно,— через капельную воронку приливают еще 10 мл серной кислоты. При комнатной температуре в 1 объеме насыщенного спиртового раствора содержатся 90 95 объемов сернистого ангидрида. 2 Вместо дивинила к спиртовому раствору сернистого ангидрида можно прибавить 5 мл изопрена при энергичном взбалтывании. 96
Реактивы, посуда и приборы Дивинил в газометре (или в баллоне) Анилин................. 1г Фосфорная кислота (уд. вес 1,7).......... . 40 мл Азотистокислый натрий 1,5 г Серная кислота (конц.) 20 мл Уксусная кислота (80°/о-ная)......... 10 мл Батарейный стакан (500 мл) 1 Капельная воронка (50 мл) 1 Пробирка (100 мл)......... 1 Ванна стеклянная.......... 1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров Сборка прибора Пробирку (рис. 23) закрывают пробкой с двумя отвер- стиями, в которые вставлены две стеклянные трубки: на конце в капилляр, доходит до дна пробирки и соединена с газометром, другая короткая — служит для отвода непрореагировавшего углеводорода. Выполнение опыта Перед началом лекции приготовляют диазосоединение: анилин растворяют в 20 мл фосфорной кислоты и охлаж- дают в охладительной смеси до — 10°; затем приливают рассчитанное коли- чество нитрозилсерной кислоты (послед- нюю получают растворением 1,5 г азо- тистокислого натрия в 20 мл концен- трированной серной кислоты). Темпе- ратура реакционной смеси при диазо- тировании не должна подниматься выше 5°. После прибавления нитрозилсерной кислоты реакционную смесь оставляют стоять на один час для охлаждения, пробирку с двумя трубками помещают 20 г толченого льда, вливают 5 мл приготовленного ра- створа диазосоединения и 5 мл 80%-ной уксусной кислоты. Пробирку погружают в ванну с охлади- тельной смесью (—15°) и пропускают из газометра диви- нил; через несколько минут раствор окрашивается в желтый цвет. Примечание. Для демонстрации можно пользоваться изопренЬм. В пробирку наливают 5 мл диазосоединения, 5 мл уксусной кислоты и 2 мл изопрена; реакционную смесь энергично взбалтывают. При этом появляется ха- рактерная окраска — от желтой до коричневой. одна — оттянутая Из газометра о. Рис. 23. . На лекции в В-152.—7 97
Бромирование бутадиена-1,3 —>СН2Вг—СНВг—СН=СН2— I^CH2Br-CH=GH-CH2Br— СН2Вг—СНВг— СНВг—СН2Вг Реактивы, посуда и приборы Бутадиен-1,3 в газометре (или в баллоне) Бром ........... 10 мл Хлористый натрий (конц раствор) .... 200 мл Едкий натр (конц. раствор) 200 мл Хлороформ или четы- реххлористый углерод (1О°/о-ный раствор) . . 50 мл Углекислый калий или Пробирки (100 мл)........2 Склянки Тищенко.......... 2 Батарейный стакан (1000 мл) 1 Стакан химический (200 мл) 1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров углекислыи натрии (1О°/о-ный раствор) . . . 100 мл Прибор для бромирования (рис. 24) соединенных друг с другом пробирок ных в батарейный стакан со льдом 3. собирают из двух I и 2 и помещен- Рис. 24. двумя резиновыми пробками с Пробирки закрывают отверстиями,—в одно вставляют стеклянную трубку, до- ходящую почти до дна (оттянутую на конце в капилляр), во второе — короткую трубку, согнутую под прямым уг- лом. Пробирку 1 соединяют со склянкой Тищенкс? 4 с на- сыщенным раствором хлористого натрия; пробирку 2—со склянкой Тищенко 5 с концентрированным раствором едкого натра. 98
Выполнение опыта В первую пробирку наливают 30—35 мл хлороформенного раствора брома (25—50%), во вторую 15 мл того же раствора. Присоединяют к склянке Тищенко газометр с бутадиеном-1,3 и пропускают газ в раствор брома с такой скоростью, чтобы можно было считать пузырьки; скорость пропускания регулируют краном газометра (не- обходимо, чтобы пропускание бутадиена не прерывалось, так как капиллярные трубки могут забиться бромидами). Пропускание 300—500 мл газообразного бутадиена длится 15—20 мин. По окончании пропускания газа реакционную смесь из пробирок переносят в стакан и отмывают от избытка брома (в тяге) раствором углекислого калия или углекис- лого натрия. Обращают внимание аудитории на образовавшийся желтоватый осадок и его характерный запах. 3. ОПЫТЫ С КАУЧУКОМ И РЕЗИНОЙ Растворимость каучука и резины в органических растворителях Реактивы и посуда Каучук (невулканизо- Цилиндры с притертыми ванный)..........3—5 г пробками (100 мл) .... 2 Резина.......... . . 3 - 5 г Бензин или бензол . . 150 мл « Выполнение опыта В цилиндры наливают по 75 мл бензина или бензола. В один цилиндр помещают мелконарезанный каучук, а в другой — резину и оставляют стоять на несколько дней. На следующей лекции обращают внимание аудито- рии, что каучук растворился, образовав коллоидный ра- створ, а резина в растворителе только набухла. Непредельный характер каучука (взаимодействие с бромом) Реактивы и посуда Раствор каучука в бензине Цилиндр (100 мл)...... 1 (5°/о-ный)...........50 м i Капельная воронка (50 мл). 1 Раствор брома в бензине 5°/»-ный)............25 м г 7* 99
Выполнение опыта В цилиндр наливают раствор каучука и из капельной воронки приливают раствор брома в бензине при энергич- ном размешивании стеклянной палочкой. Наблюдается обесцвечивание вследствие присоединения брома по месту двойных связей в молекуле каучука. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 101 — 110) j 1. Номенклатура и изомерия диеновых углеводородов. I 2. Физические свойства диеновых углеводородов. 3. Влияние галогена на скорость реакции полимеризации производных бутадиена-1,3. 1 4. Строение натурального каучука и гуттаперчи. 5. Строение некоторых синтетических каучуков. J 6. Строение бутадиен-нитрильного и бутадиен-стирольного J каучуков. I 7. Основные направления использования кокса, нефтяных 1 и природных газов, древесных отходов и других мате- | риалов в производстве синтетических каучуков. Я 8. Синтетические каучуки общего и специального назна- ! чения. Рисунки (стр. 111) - | - 1. Схемы строения валентных связей в углеводородной J цепи бутадиена-1,3 (дивинила). Коллекция Изопрен, хлоропрен и др. Образцы сырья для получе- ния диеновых углеводородов (карбид кальция, ацетон, Ц нефть, нитрил акриловой кислоты, стирол и др.). |1 Каучук натуральный. и Каучуки синтетические: бутадиеновый СКБ, полиизобу- тиленовый, полиизопреновый СКИ, бутадиен-нитрильный ш СКН, бутадиен-стирольный СКС, хлоропреновый, силиконо- я вый и др. Я Различные стадии обработки каучука, резиновый клей, изделия из каучука, латекс, эбонит и др. Я 100 • 1 I 7х 1 I I
НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ ДИЕНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ Изопрен р-Метилдивинил 2-Мети.^бута- 101
Плотность 20 Температура кипения, °C Название 40,5 0,688 ----120 34,1 2-Метилбута- Диен-2,3 0,690 0,683<5° 0,661 0,702 2-Метилбута- Диен-1,3 сн3-с=с=сн2 СНз ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИЕНОВЫХ Эмпири- ческая формула Строение с3н 4* '6 / Снз-СН=С=СН2 сн 2—СН-СН=СН2 ( СНз—СН сн 2—СН=С=СН2 з-СН=СН-СН=СН2 СН2=СН- сн2 -сн=сн2 СН3-СН=С=СН-СН, V СН2—С—СН=СН СН3 Пропадиен Бута диен-1,2 Бутадиен-1,3 Пентадиен-1,2 Пентадиен-1,3 Пентадиен-1,4 Пентадиен-2,3 УГлеводородов Температура плавления, °C -136,1 —ИЗ - 87,5 -148,3 42,0 26,1 49,0 (при т. кип.) 0,676<” 0,650~е° 0,685'6’
СТРОЕНИЕ НАТУРАЛЬНОГО КАУЧУКА И ГУТТАПЕРЧИ СТРОЕНИЕ НЕКОТОРЫХ СИНТЕТИЧЕСКИХ КАУЧУКОВ _____Мономер сн2=сн-сн=сна Бутадиен-1,3 сн3 сн2=с-сн=сн2 Изопрен С1 сн2=с—сн=сн2 Хлоропрен Строение полимера --СН2-СН_-(СН2-СН==СН-СН2)у- I ' СН СН2_х -СН2-СН ~-(СН2-СН=СН-СН2)т- СН СН2 _г Бутадиеновый каучук (СКВ) СН3 СН3 —С=СН-СН2-СН2-С=СН-СН2--- СН, СН2-С=СН -СН2-СН2 Изопреновый каучук (СКИ) С1 С1 —С=СН—СН2—СН2—С=СН —СН2-- С1 ---СН2—С=СН—СН2—СН2 Хлоропреновый каучук (неопрен, наирит) СНз I СН2=С-СН3 Изобутилен СН2С1-СН2С1 4- Na2S4 Дихлорэтан Тетрасульфид С1—СН2-СН2Ч )О + Na2S4 Cl—CHj-CH/ р, р'-Дихлорди- Тетра- этиловый эфир сульфид СН3 СН3 СНз СНз 1111 ---сн2-с-сн2-с-сн2-с-сн2-с---- СНз СНз СНз СНз Изобутиленовый каучук (оппанол, вистанекс) ---------СН2-СН2—S—S—СН2-СН2-- 5 ___сн2—СН2—О—СН2—СН2—S—S—сн2—сн2—о—сн3—сн2--- S S Полисульфидные каучуки (тиоколы)
СТРОЕНИЕ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНОГО И БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНОГО КАУЧУКОВ Мономеры Возможные структуры Сополимеры бутадиена со стиролом —СН2—СН=СН—СН2—СН—СН2—СНа—СН—СН—СН2—сн—сна_____________ СН2=СН—СН=СН2 Бутадиен-1,3 • •—CH2—CH=CH—CH2—CH—CH2—CH—CH 2—СН,— сн=сн—сн2-- \-сн=сн2 С тй~р о л —сн-сн2-сн,-сн=сн-сн2-сн-сн,-сн-сн2-сн-сн2—. СН=СН, А СН=СН. zL I I СН=СН2 СН2=СН—СН=СН2 Бутадиен-1,3 СН2=СН—C=N Акрилонитрил Сополимеры бутадиена с нитрилом акриловой кислоты —сн2 - сн=сн—сна—сн-сн,—сн2—сн=сн—сн,—сн—сн2---------- c=N (Ln ---СН2—СН=СН—СН,—СН—СН,—СН—СН,—СН2—СН=СН—сн2--- C=N C=N
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ И ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ КАУЧУКОВ Табл. П 108
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ1ДРЕВЕСНЫХД)ТХОДОВ И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ КАУЧУКОВ Табл. III т 109
СИНТЕТИЧЕСКИЕ КАУЧУКИ ОБЩЕГО И СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Химическое и техническое название каучука Структурные формулы мономера Область применения Бутадиеновый (СКБ) СН2-СН—СН=СНа Каучуки общего назна- чения Хлоропреновый (неопрен) СН^С—СН—СН, 1 Cl Каучуки специального назначения с повы- шенной бензо-и мас- лостойкостью Изобутиленовый (оппанол, ви- станекс) сн2=с-сн3 1 СНз Каучуки специального наз- начения с повышенной химической стойкостью Бутадиен- стироль- ный (СКС; буна S1) СНа=СН-СН=СН2+ 4- С6Н5-СН=СН2 Каучуки универсального применения, когда не тре- буется их бензо- и масло- стойкость Бутилкаучук » СН^С-СНз + 1 сн8 СН2=СН—СН=СН3 или СН2=С—СН=СН2 1 СНз Каучуки специального наз- начения • • Бутадиен-нитриль- ный (СКН; буна N1) с СН*=СН—СН=СН2 + + CHj=CH—CN Каучуки специального на- значения с повышенной бензо- и маслостойкостью Бутадиен-изопре- > новый СН2=СН-СН=СН2+ +сн2=с-сн=сн2 1 СНз Каучуки специального на- значения с повышенной химической стойкостью Силиконовый (СКТ) R\S/OH RZ ХОН Каучуки специального на- значения с повышенной термостойкостью Изопреновый (СКИ) сн2=с-сн=сн2 1 СНз Каучуки общего назна- чения 1 Название «буна» составлено из слов: бутадиен и натрий, S — сти- рол, N — акрилонитрил. 110
СХЕМЫ СТРОЕНИЯ ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ В УГЛЕРОДНОЙ ЦЕПИ БУТАДИЕНА-1, 3 (ДИВИНИЛА) Ацетиленовые углеводороды 1. ПОЛУЧЕНИЕ АЦЕТИЛЕНА ИЗ КАРБИДА КАЛЬЦИЯ С ss С + 2НаО —► СН « СН + Са (ОН)2 ХСа Реактивы, посуда и приборы Карбид кальция технический 50 г Хлористый натрий (насыщ. на холоду раствор)..........100 мл Перегонная колба или склянка для отсасывания (500 мл) . 1 Капельная воронка с длинной от- тянутой на конце трубкой (100 мл) . . ....... 1 Газометр....................1 Цилиндры с притертыми стек- лянными пластинками ... 5 Резиновые и стеклянные трубки соответствующих размеров Выполнение опыта В перегонную колбу вносят карбид кальция 1 и закры- вают колбу пробкой с капельной воронкой. На отводную трубку колбы надевают резиновый шланг для отвода и со- 1 Количество карбида кальция определяется потребностью в ацети лене; из 50 г карбида кальция можно получить ~ 12—20 л ацетилена. 111
бирания газа. Из капельной воронки приливают по каплям насыщенный раствор хлористого натрия так, чтобы газ выделялся не очень бурно. Газ испытывают на отсутствие в нем воздуха и собирают так же, как было указано при метане (стр. 33). Для уменьшения растворимости ацетилена в воде рекомендуется цилиндр или газометр заполнять на- сыщенным на холоду раствором хлористого натрия. Примечание. Для получения ацетилена действием воды на карбид кальция можно использовать обычный аппарат Киппа. 2. ОБРАЗОВАНИЕ АЦЕТИЛЕНА ПРИ НЕПОЛНОМ СГОРАНИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Образование ацетилена при сгорании эфира Реактивы и посуда. Этиловый эфир............10 мл Цилиндр стеклянный с пришли- Аммиачныи раствор закиси фованной пластинкой (2 л).. 1 меди (стр. 115) Выполнение опыта В цилиндр наливают этиловый эфир и поджигают. Не- которое время эфиру дают гореть, а затем прикрывают цилиндр пластинкой и после прекращения горения прили- вают немного аммиачного раствора закиси меди. Обра- зование красно-бурого осадка ацетиленистой меди свиде- тельствует о наличии ацетилена в цилиндре. 3. ОПЫТЫ С АЦЕТИЛЕНОМ Растворимость ацетилена в воде и в ацетоне Реактивы и посуда Ацетилен в газометре (стр. 111) Цилиндры (100 мл)......2 Ацетон . . .•.......100 мл Аммиачный раствор закиси меди (стр. 115)...10 мл 112
Выполнение опыта В один цилиндр наливают 50 мл ацетона, в другой — воду. В оба цилиндра пропускают из газометра ацетилен до полного насыщения. Прилив в оба цилиндра по 5 мл аммиачного раствора закиси меди, демонстрируют образо- вание красно-бурого осадка в цилиндре с ацетоном и ро- зовое окрашивание в цилиндре с водой. Затвердевание газообразного ацетилена при охлаждении Реактивы, посуда и приборы Ацетилен в газометре (стр. 111) Хлористый кальций (безв., гранул.) Жидкий воздух Пробирка (20 мл)...........1 U-образная трубка ........ 1 Железная пластинка по диаметру пробирки..................1 Сосуд Дьюара...............1 Выполнение опыта В пробирку, закрепленную в штативе, подвешивают на шнуре железную пластинку. Пробирку охлаждают погру- жением в сосуд Дьюара с жидким воздухом, после чего через нее пропускают с помощью отрезка трубки ацетилен, который предварительно осушается, проходя через U-об- разную трубку с хлористым кальцием. Попадая в охлаж- денную пробирку, ацетилен застывает на железной пла- стинке в виде белой массы. Железную пластинку извлекают за шнурок из пробирки и зажигают белую массу ацетилена, которая горит ярким, но коптящим пламенем. Горение ацетилена Горение ацетилена можно продемонстрировать при не- достаточном притоке воздуха и при его избытке. В первом случае зажигают ацетилен, выходящий из газометра через обычную стеклянную трубку. Он горит сильно коптящим пламенем. Во втором случае ацетилен необходимо выпускать из маленького отверстия, т. е. из трубки, оттянутой в ка- пилляр, и под некоторым давлением (верхний сосуд газо- метра заполнить до краев водой). Тогда ацетилен горит без копоти ослепительно ярким пламенем. В-152.—8 113
Примечание. Чтоб^л показать влияние процентного со- держания углерода на характер пламени углеводорода, весьма целесообразно опыты горения ацетилена проводить параллельно с опытами горения метана, этилена и бензола. Процентное содержание углерода: в метане 75%, в этиле- не 85,7%, в бензоле и в ацетилене 92,3%. Взрыв смеси ацетилена с кислородом или воздухом 2СН ES СН 4- 5О2—4СО2 + 2Н2О Взрыв ацетилена с кислородом или воздухом рекомен- дуется производить только в мыльных пузырях (стр. 39). Взрыв ацетилена значительно сильнее взрыва этилена. Ввиду этого даже в опытах с мыльными пузырями необ- ходимо принимать меры предосторожности. Смешение ацетилена с кислородом (1 объем ацетилена и 2,5 объема кислорода) производят в газометре (рис. 11, стр. 39), склянка 1 которого должна иметь объем ~0,5 л. Послед- нюю надо обернуть полотенцем или поставить в металли- ческую сетку и не встряхивать. Мыльную пену необходимо получать в металлической чашке (но не медной и не латун- ной), лучше всего в резиновой. Для приготовления мыль- ной пены всю газовую смесь следует израсходовать так, чтобы не оставлять ее в газометре. Чашка при взрыве мыльных пузырей подпрыгивает. Горение ацетилена в хлоре СН СН 4- С12-------- 2С 4- 2НС1 I Реактивы и посуда Хлор в баллоне (или получен- Стакан или цилиндр (высокий, ный, как указано на стр. 41) на 2—3 л)............1 Карбид кальция • . • » . 2—5 г V • Выполнение опыта В высоком стеклянном стакане (или цилиндре) заранее приготавливают хлорную воду, пропуская хлор в охлаж- даемую льдом воду. Хлорная вода должна заполнять при. 114
мерно 2/з объема стакана (цилиндра). Затем в воду бросают несколько кусочков карбида кальция. Выделяющийся при этом ацетилен, соединяясь с хлором, воспламеняется над поверхностью воды. Проведение опыта желательно в вы- тяжном шкафу (появляется копоть). Горение ацетилена в хлоре можно производить так же, как опыты с метаном (стр. 40) или этиленом (стр. 74). 4. РЕАКЦИИ ЗАМЕЩЕНИЯ ВОДОРОДА В АЦЕТИЛЕНЕ И СВОЙСТВА ПРОДУКТОВ ЗАМЕЩЕНИЯ Реакция ацетилена с аммиачным раствором окиси серебра СН = СН 4- 2 [Ag(NH»)2] ОН CAg CAg + 2Н2О + 4NH3 Реактивы и посуда Ацетилен в газометре (стр. 111) Азотнокислое серебро (3°/о-ный раствор).................50 мл Аммиак (конц. раствор) . 100 мл Цилиндр (100—200 мл) . ... 1 Резиновая и стеклянная трубки Выполнение опыта Предварительно (до лекции) приготовляют аммиачный раствор окиси серебра, для чего к водному раствору азот- нокислого серебра приливают гидрат окиси аммония. Вы- падающий при этом желтовато-серый осадок окиси серебра растворяют в избытке гидрата окиси аммония. Присоединив к газометру резиновую трубку с наконеч- ником из отрезка стеклянной трубки, погружают последний в цилиндр с аммиачным раствором окиси серебра и про- пускают ацетилен; при этом выпадают желто-серые хлопья ацетиленида серебра (см. стр. 116—117, примечание). / _ Реакция ацетилена с аммиачным раствором закиси меди СН ж СН 1C.u(-N.H8)21 2Ц CCu — ССи Реактивы и Ацетилен в газометре (стр. 111) Однохлористая медь...........15 г Сернокислая медь.............50 , Со янокислый гидроксиламин . 20 „ посуда Цилиндр (100—200 мл). . . . 1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров Аммиак (конц. раствор) . . 200 мл 8* 115
Выполнение опыта Предварительно (до лекции) приготовляют аммиачный раствор закиси меди. Для этого однохлористую медь рас- творяют в концентрированном водном растворе аммиака. Техническая однохлористая медь содержит примесь соли двувалентной меди, поэтому следует добавить немного гидроксиламина до получения бесцветного раствора. Если нет однохлористой меди, аммиачный раствор закиси меди получают из сернокислой меди, восстанавливая ее гидроксиламином. В основе этого метода лежит следую- щая реакция: 2CuSO4 + 2NH2OH + 2NH4OH > CU2SO4 (nh4)2 so4 -j- 4Н2О “4“ n2 5 г сернокислой меди растворяют в 250 мл воды и к по- лученному раствору прибавляют 20 мл концентрированного раствора аммиака. Отдельно растворяют 15 г солянокис- лого гидроксиламина в 250 мл воды. Оба раствора смеши- вают и взбалтывают, при этом синяя окраска сернокислой меди постепенно исчезает и раствор становится бесцвет- ным. Этот раствор может сохраняться несколько дней в темноте в хорошо закупоренной склянке. Аммиачный раствор закиси меди наливают в цилиндр и пропускают в него из газометра ацетилен. Вскоре появ- ляются красно-бурые хлопья ацетиленида меди (см. стр. 116—117, примечание). Взрыв ацетиленида серебра1 Реактивы и посуда Ацетиленид серебра . . . . 0,5 г Металлическая пластинка ... 1 \ С ацетиленидами металлов надо /обращаться очень осторожно, в особенности с ацетиленидом серебра. Известен ряд случаев взрыва его в лабораториях из-за несоблюдения необходимых мер предосторожности, например при неосторожной сушке в чашке на асбестовой сетке, на спиртовке, в сушильном шкафу и т. д. Случаи взрывов имели место при растирании сухих ацетиленидов даже от прикосновения металлического шпателя. Поэтому необходимо строго соблюдать следующие правила: ацетиленид серебра лучше всего сушить на воздухе без подогрева, не полностью высушивать ацетилениды, не растирать их, не пользоваться металлическим шпателем при работе с сухим продуктом и готовить лишь в небольших количествах накануне лекций. Работать в очках. Остатки ацетиленидов переводить в соответствующие хлористые соединения, обработав концентрированной соляной кислотой. Полученное хлористое серебро собирают для последующей переработки в азотнокислое серебро. 116
Выполнение опыта За день до лекции осаждают небольшое количество ацетиленида серебра (стр. 115) отсасывают, промывают водой и, выгрузив в картонную коробку, оставляют для высушивания на воздухе. На лекции осторожно деревян- ной лопаточкой берут небольшое количество ацетиленида серебра, кладут на укрепленную в штативе металлическую пластинку и взрывают его, поднеся снизу горящую вату, намотанную на конец длинной 1 я) проволоки и смо- ченную в спирте. Через несколько секунд раздается силь- ный взрыв. Взрыв ацетиленида меди1 Реактивы и посуда Ацетиленид меди............1г Азотная кислота (конц.) 3—5 мл Бром..............1—2 капли Металлическая чашка или тигель . 1 Стеклянная пластинка...........1 Пипетка.......................1 Выполнение опыта За несколько дней до лекции осаждают небольшое ко- личество ацетиленида меди (стр. 115). Осадок фильтруют, промывают водой, спиртом и высушивают в вакуум-экси- каторе или в эксикаторе над хлористым кальцием. На лекции не больше 1 г ацетиленида меди насыпают в маленькую металлическую чашку, помещенную на кольцо штатива. Чашку нагревают маленьким пламенем. Вскоре происходит взрыв, но меньшей силы, чем взрыв ацетиле- нида серебра. Взрыв ацетиленида меди можно продемонстрировать и при действии азотной кислоты или галогенов. Опыт проделывают следующим образом: на стеклянную пластинку кладут щепотку ацетиленида меди и прикасаются стеклянной палочкой, смоченной концентрированной азот- ной кислотой. Ацетиленид меди взрывается, и если опыт производится в полутемноте, то хорошо видно голубое пламя. С галогеном взрыв можно произвести так: щепотку ацетиленида меди помещают в небольшую картонную ко- робочку; с помощью пипетки смачивают ацетиленид меди одной каплей брома — раздается взрыв. 1 См. сноску к предыдущему опыту. 117
5. ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ АЦЕТИЛЕНА — ПОЛУЧЕНИЕ КУПРЕНА Реактивы, посуда и приборы Ацетилен в газометре (стр. 111) Электрическая печь. •••••! или в баллоне Трубка из тугоплавкого стекла 1 Окись меди гранулированная 1 г Промывная склянка................1 Колонка с прокаленным хлорис- тым кальцием ........ 1 Медная колбаска (5 см длиною) 1 Газометр (3 л)................ 1 Термометр (360°)............1 Сборка прибора и выполнение опыта Опыт проводят в трубке из тугоплавкого стекла 1, по- мещенной в электрическую печь 2 (рис. 25). Ацетилен из газометра проходит (для отсчета пузырьков) через про- мывную склянку с раствором поваренной соли 3, а затем (для сушки) через колонку с прокаленным хлористым каль- Рис. 25. цием 4, после чего поступает в трубку из тугоплавкого стекла. В трубку примерно на расстоянии Уз ее от выход- ного конца помещают 1 г продажной гранулированной окиси меди и за ней ставят небольшую медную колбаску, пред- варительно окислив ее в пламени газовой горелки. Выход- ное отверстие трубки закрывают пробкой, в которую вставлена небольшая стеклянная трубка. Последнюю рези- новым шлангом соединяют с газометром для собирания непрореагировавшего ацетилена. Перед началом опыта через холодный прибор пропускают ток ацетилена. После проверки полноты вытеснения воздуха (стр. 34) нагревают 118
печь до 270—275° (термометр вставляют между трубкой и стенкой печи) и снова пропускают ацетилен (2—2,5 л) в течение 1—1,5 часа. Демонстрируют аудитории образо- вавшуюся в трубке губчатую коричневую массу купрена, являющегося полимером с общей формулой (СН)Х весьма высокого молекулярного веса, нерастворимого в обычных растворителях. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 120—127) 1. Номенклатура и изомерия ацетиленовых углеводо- родов. 2. Физические свойства ацетиленовых углеводородов. 3. Синтезы на основе ацетилена (табл. Г). 4. Синтезы на основе ацетилена (табл. II). 5. Синтезы на основе ацетилена (табл. III). 6. Синтезы на основе ацетилена (табл. IV). 7. Синтезы на основе ацетилена (табл. V). Рисунки (стр. 128) 1. Структурная и тетраэдрическая модели ацетилена. 2. Схемы строения валентных связей ацетилена. Модели Два тетраэдра, спаянные основаниями. Коллекция Образцы сырья для получения ацетиленовых углеводо- родов (карбид кальция, каменный уголь, негашеная известь и др.). Синтетические каучуки, купрен, карбинольный клей Назарова. Поливиниловый спирт (пластики), поливинилбу- тираль (гибкое стекло), поливинилацетат, поливиниловый эфир и изделия из них. Полиакрилаты. Синтетические во- локна (нитрон и др.). Пленкообразующие вещества, поли- амидные волокна (нейлон, капрон) и изделия из них. 119
-V НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ АЦЕТИЛЕНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ Название Эмпирическая формула Упрощенная структурная формула тривиальное рациональное женевское с2н2 с3н4 сн=сн СНз-CsCH Ацетилен Аллилен С4Н6 с5н8 СН3-СН2—Сг=СН СН3- с=с-сн3 СН3—СН2 - СН2- CssCH сн3-сн2-с=с-сн3 сн3-сн-с=сн I сн3 Валерилен Ацетилен Метилацетилен Этилацетилен Диметилацетилен Пропилацетилен Метилэтилацетилен Изопропилацетилен Этин Пропин Бутин-1 Бутин-2 Пентин-1 Пентин-2 З-Метилбутин-1 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЦЕТИЛЕНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ j Название Эмпириче- ская формула Строение Температура плавления, ° С Температура кипения, ° С Плотность, £)2° Ацетилен Пропин Бутин-1 Бутин-2 Пентин-1 Пентин-2 З-Метилбутин-1 Гексин-1 Гексин-2 Гексин-3 З-Метилпентин-1 4-Метилпентин-1 4-Метилпентин-2 3,3-Диметилбутин-1 с2н2 с3н4 сш6 { C5hJ f СвНю. 1 4 CHsCH CH3-Cs=CH СНз-СН,—С=СН СН,—С=С—СН-, СН3- СН2-СН2-С=СН СН3-СН3-С=С— СН3 СН,—СН—CssCH 1 СНз СН3—СН, - С Н2—СН2— С=СН СНз—сн2—сн2—с=с—сн3 СНз-СН2-С=С-СН2 - СН3 СН3—СН2—CH—Cs=CH 1 СНз СН3-СН-СН2-Се=СН 1 СНз СН3-СН-С=С-СН3 1 СНз сн3 сн3—с—се=сн 1 СНз -81,8 -102,7 -122,5 - 32,3 - 95,0 -101 -132 - 92 — 51 — 70 - 81,2 —83,6 -23,3 + 8,5 27,0 48,5 55,5 28 71,4 83 81,0 77 61,5 72 38 0,565 (при темпера- туре кипения) 0,670 то же 0,678°° 0,691 0,722°° 0,71317’ 0,665 0,716 0,730 0,725 0,724 0,71619° • 0,669
Табл. I СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ АЦЕТИЛЕНА СН3 Метилкаучук СН3 каучук СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ АЦЕТИЛЕНА +сн=сн сн3- с-о-сн=сн2 е--- сн3 - соон Поливинилацетат Поливиниловый спирт (пластики) Поливинилбутираль (гибкое стекло) Табл. СН = СН Ацетилен s а 2 СЗ S СН3-С Уксусный альдегид н СН3-СНОН-СН2-С СН3-СНОН-СН2-СН2ОН —2Н2О СНз -СН=СН-С СН2= —СП-СН—сн.2 Бутадиен-1,3 СН3-СН2-СН2- СН2ОН Бутиловый спирт Синтетические каучуки
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ АЦЕТИЛЕНА -1-СНз-СООН Поливинил- СН2=СНОСОСН3 ацетат Винилацетат сн=сн Ацетилен Гидратация сн3-с: Уксусный альдегид 9 Табл. Ill +с2нбон Полимеризация =сн-с=сн СН2=___ ______ Винилацетилен Винилэтиловый эфир Поливиниловый эфир ->сн2=сн—сн=сн—с=с—сн=сн2 Пленкообразующие вещества ~нао СН2—СН—С==СН <--- СНз- СНОП-с=сн -4-НС1 сн2=сн-с=сн2 СН3-СНОН-СО-СНз СН2=СН-С=СН3 СбН5-СН=СН3 С1 Хлоропреновый каучук Полистирол СН—СО—СНз Пластики Хлоропреновый каучук СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ АЦЕТИЛЕНА СН2ОН-СН=СН—СН2ОН Бутендиол-1,4 +2Н2 Табл. IV -Н2О НС—СН СН2 СН2ОН-СН2-СН2-СН2ОН Бутан диол-1,4 4-2НС1 НС=СН С1-СН2-СН2- СН2-СН2-С1 |+2KCN NC-CH2-CH2-CH2- CH9-CN У Восстановле- Гидролиз о 1 ние Малеиновый ангидрид НаС—СН2 СН2 NH2 Н2С-СН2-СН2— Г ексаметилендиамин NHo -^Полиамидное +зн2 СН3-СН2-СН2-СН2ОН Бутанол-1 Н2С—СН2 -Н2О СН2 НС—СН Н2С СН2 Бутадиен-1,3 Н2С—сн2-соон Н2С-СН2-СООН Адипиновая кислота волокно (анид, нейлон) Синтетические каучуки
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ АЦЕТИЛЕНА Синтетическое волокно (нитрон) Полиакрилаты Табл. V Полихлорвинил <— Н2С—СН—С1 (пластики) Хлористый винил СН2=СН—CN Акрилонитрил НС=СНП +ROH Л ----->СН2=СН~С\ XOR Акрилаты о L СО J Циклопропенон о CIL-CH-C о сн=сн-сн=сн Хлорирование сн=сн-сн—сн Циклооктатетраен (U И со C1--CII—CII-C1 С12СН-СНС12 С1СН~СС12 +сн2о ХОН Акриловая кислота СН2-СН2-СН2-СН2 СН2-СН2-СН2-СН Циклооктан 2 СН==С-СН2ОН--->СН2—СН-СН2ОН —>СН2ОН-СНОН—СН90Н I " HjO Глицерин . НОСН2-С==С--С==С--СН2ОН НОСН2-СН2- сн2-сн2-сн2-сн2он 1-н2о СН2-СН2—СН2 сн2-сн2-с о сн2-сн2-сн2 СН2-СН2—СН2 о 4-NH3 сн2-сн2-с Полиамидное волокно <— (капрон) ХОН CH2-CH2~CH2-NH2 е-Аминокапроновая кислота сн2-сн2-с СН2-СН2~СН2 Капролактам NH СТРУКТУРНАЯ И ТЕТРАЭДРИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ АЦЕТИЛЕНА
СХЕМЫ СТРОЕНИЯ ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ АЦЕТИЛЕНА
Глава II МОНО- И ПОЛИГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ Моногалогенопроизводные 1. ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРИСТОГО МЕТИЛА Получение хлористого метила из метилового спирта и треххлористого фосфора ЗСНзОН + РС13 — ЗСНзС! + Р(ОН)з Реактивы, посуда и приборы Метиловый спирт абсолют- Круглодонная колба (100 мл) 1 ный1 • .........30 мл Холодильник.............., 1 Треххлористый фосфор . . 35 г Двурогий форштосс . . . . 1 Капельная воронка (50— 100 мл)................. 1 Промывные склянки .... 2 Цилиндр с притертой пластин- кой (200 250 мл) .... 1 Стеклянная ванна ......... 1 Резиновые и стеклянные трубки соответствующих размеров Сборка прибора Д: Круглодонную колбу 1 (рис. 26) соединяют с двурогим форштоссом 2, в вертикальное колено которого вставляют на пробке капельную воронку 3, а в боковое — холодиль- 1 Абсолютный метиловый спирт готовят так же, как абсолютный ^тиловыи (стр. 156). ^152.-9 12$'
Рис, 26. 130 2. ПОЛУЧЕНИЕ ИОДИСТОГО МЕТИЛА 2Р -f-3J2 -+2PJ» зсн»он н- pj» 3CH8j 4- р(он)м ник 4. Противоположный конец холодильника закрывают пробкой с отверстием, в которое вставляют газоотвод- ную трубку. Последнюю соединяют с промывной склян- кой 5 с загнутой вверх отводной трубкой. Влив в колбу метиловый спирт, из воронки по каплям приливают треххлористый фосфор; при этом колбу слабо нагревают на асбестовой сетке. Образующийся хлористый метил поджигают у конца газоотводной трубки. Примечание. По окончании опыта следует прекратить реакцию охлаждением, разрядить под вытяжным шкафом прибор и тщательно промыть его.
Реактивы, посуда и приборы Фосфор красный.............5 г Метиловый спирт (абс.; стр 129)............ 40 мл Йод кристаллический . . . 50 г Азотная кислота (конц.; уд. вес 1,52)...............10 мл Круглодонная колба (200 мл) 1 Холодильники ........... 2 Фарфоровая ступка с пести- ком . ..... . . 1 Водяная баня............ 1 Форштосс................ 1 Цилиндр (100 мл) ..... 1 Делительная воронка .... 1 Пробирки ............... 3 Сборка прибора Круглодонную колбу для получения йодистого метила соединяют с обратным холодильником; по окончании реак- ции для отгонки йодистого метила холодильник (соединив его с форштоссом) устанавливают с помощью изогнутой трубки наклонно (рис. 27). Рис. 27. Выполнение опыта В колбу всыпают красный фосфор и вливают метило- вый спирт, затем, приподнимая холодильник, всыпают не- большими порциями при тщательном встряхивании мелко- растертый йод1. По окончании прибавления йода реакцион- 1 Йод следует растирать в фарфоровой ступке в вытяжном шкафу, одев на глаза предохранительные очки. 9* 131
ную смесь нагревают на водяной бане при 50 - 60° в те- чение двух часов. Опыт проводя г до лекции, а на лекции отгоняют образовавшийся йодистый метил, для чего заме- няют обратный холодильник прямым и собирают йодистый метил в цилиндр, содержащий 50 мл воды. Обратить внимание на то, что йодистый метил тяжелее воды. Его отделяют в делительной воронке. Чтобы продемонстрировать наличие в йодистом метиле йода, в пробирки наливают по 1—2 мл йодистого метила, прибавляют равное по объему количество концентриро- ванной азотной кислоты и осторожно нагревают; t проис- ходит бурная реакция. Сначала выделяются бурые пары окислов азота, затем фиолетовые пары t ода, и стенки про- бир и покрываются кристалликами йода (пробирки реко- мендуется передать в аудиторию). 3. ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРИСТОГО ЭТИЛА Получение хлористого этила из этилового спирта, хлористого натрия и серной кислоты СН3СН2ОН + HOSOsH -+ CH3CH2OSO3H + Н2О; NaCl + H2SO< -> NaHdO< -f- HC1; CH3CH2OSO3H + HC1 — CH3CH2CI + H3SO4. Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт .... 100 мл Круглодонная колба Серная кислота (конц.). 50 мл (500 м ) ......... 1 Хлористый натрий .... 5 г Холодильники.............. 2 Промывная склянка .... 1 Цилиндр с притертой пла- стинкой (200 250 мл) . . 1 Стеклянная ванна...... 1 Фарфоровая ступка с пести- ком .................... 1 Сборка прибора Круглодонную колбу 1 (рис. 28) соединяют с обратным шариковым холодильником 2, верхний конец которого закрывают резиновой пробкой с отводной трубкой; по- следнюю с помощью резинового шланга соединяют с си- стемой из трех промывных склянок. В первую склянку 3 132
наливают раствор едкого натра, во вторую 4 — воду. Третью склянку 5 сое гиняют с загнутой вверх газоотвод- ной трубкой 6 (для отвода хлористого этила). Вместо шарикового холодильника можно применять Рис. 28. обычный, наполненный комнатной водой с температурой не ниже 20° (т. кип. хлористого этила 12,2°). Выполнение опыта В колбу 1 всыпают мелкорастертый хлористый натрий и наливают заранее приготовленную смесь этилового спирта с серной кислотой. Реакционную смесь слабо нагревают и выделяющийся хлористый этил (после пробы на отсутствие в нем воздуха) собирают в цилиндр. Демонстрируют горение хлористого этила — характерное зеленоватое пламя. Газ можно поджечь и непосредственно у отверстия газоотводной трубки 6. 133
Получение хлористого этила из этилового спирта и газообразного хлористого водорода С2Н*>ОН + НС1 C2H5CI + Н2О Реактивы, посуда и приборы Сернокислая медь (безв.) 5 г Этил<*вый спирт.........25 мл Соляная кислота (конц.) . 100 мл Серная кислота (конц.) . . 150 мл Колба круглодонная широ- ко горлая (100 - 200 мл). . 1 Холодильник воздушный . . 1 Промывная склянка .... 1 Капельная воронка (100 мл) 1 Хлоркальциевая трубка ... 1 Перегонная колба (200 мл) 1 Водяная баня ............. 1 Сборка прибора Широкогорлую колбу 1 плотно закрывают резиновой пробкой с двумя отверстиями (рис. 29); в одно вставляют воздушный холодильник 2 с хлоркальциевой трубкой, во второе — изогнутую трубку 3 так, чтобы конец ее доходил до дна колбы. Второй конец изогнутой, трубки соединяют с промыв- ной склянкой 4, содержащей серную кислоту. Через эту склянку поступает хлористый во юрод, получаемый в при- боре, состоящем из перегонной колбы 5, в которую налита соляная кислота, и капельной воронки 6, в которую налита серная кислота. Для получения хлористого водорода по каплям приливают серную кислоту в соляную. Рекомен- дуется собирать прибор так, чтобы конец трубки капель- ной воронки был погружен в жидкость. Выполнение опыта В широкогорлую колбу всыпают сернокислую медь, наливают спирт и пускают ток хлористого водорода. Вна- чале газ поглощается медленно, а затем поглощение идет быстрее. Сернокислая медь постепенно окрашивается за счет образования кристаллогидрата в результате поглоще- 134
нИя выделяющейся при реакции воды. Чтобы показать го- рение образовавшегося хлористого этила, колбу с реак- ционной смесью нагревают на водяной бане и подносят Рис. 29. горящую лучину к отверстию хлоркальциевой трубки. Хлористый этил горит характерным зеленоватым пламенем. 4. ПОЛУЧЕНИЕ БРОМИСТОГО ЭТИЛА СН3СН2ОН + HOSO3H CH3CH2OSO3H + НзО KBr + H2SO< НВг 4- KHSO4 CH3CH2OSO3H + НВг —> СН3СН2ВГ + H2SO4 135
Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт . . .50 мл Серная кислота (конц.) . 50 мл Бромистый калий (или нат- рий) ...................50 г Круглодонная колба (500 мл) 1 Холодильник (60—75 см) . . 1 Форштосс................. 1 Фарфоровая ступка с пести- ком ................... 1 Песчаная баня............ 1 Цилиндр (100 мл)......... 1 Сб орка прибора Круглодонную колбу закрывают плотно корковой (или резиновой) пробкой с отверстием, через которое проходит согнутая трубка, соединенная с нисходящим холодильни- ком. На конец холодильника надевают форштосс, под который подставляют цилиндр с ледяной водой. Конец форштосса должен быть немного погружен в воду. Выполнение опыта В колбу наливают серную кислоту, затем быстро при- бавляют спирт; при этом смесь разогревается. После охлаж- дения добавляют 35 мл воды и мелкорастертый бромистый калий. Чтобы кипение было равномерным, в колбу опускают несколько капилляров или мелкораздробленные кусочки кирпича. Сборку прибора и приготовление реакционной смеси производят до лекции. Колбу с реакционной смесью нагревают на песчаной бане. Перегоняющийся бромистый этил стекает в виде тяжелых маслянистых купель на дно цилиндра, на что обращают внимание аудитории. 5. ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРИСТОГО ИЗОАМИЛА (СН8)2СНСН2СН2ОН + РС15---> -> (СНз)2СНСН2СН2С1 + РОС13 + НС1 Реактивы, посуда и приборы Изоамиловый спирт . • . . 20 мл Пятихлористый фосфор . . 40 г Круглодонная колба (100 -200 мл) . . . Холодильник ........ Капельная воронка (50 — 100 мл) . . . Двурогий форштосс . Водяная баня ....... Делительная воронка . Пробирки ........... 6
Сборка прибора Круглодонную колбу ^соединяют с двурогим форштос- сом, в вертикальное колено которого вставляют на пробке капельную воронку, а в наклонное — холодильник (рис. 30). Рис. 30 Выполнение опыта : В колбу всыпают пятихлористый фосфор и через ка- пельную воронку приливают быстро по каплям изоамило- ♦ вый спирт; начинается бурная реакция. По окончании при- ливания спирта реакционную смесь нагревают, все время взбалтывая на нагретой водяной бане в течение 10—15 мин. По охлаждении смесь выливают в делительную воронку с 200 ял воды, тщательно взбалтывают, отделяют хло- > ристый изоамил, вторично промывают водой, вновь от- деляют и разливают в пробирки, которые передают в ауди- торию вместе с пробирками, содержащими изоамиловый спирт. Обратить внимание на различие в запахе. 6. РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ГАЛОГЕНА В ГАЛОГЕНАЛКИЛАХ Сопоставление взаимодействия азотнокислого серебра с солью галогеноводородной кислоты и с галогеналкилом Реактивы и посуда Бромистый натрий (5°/о-ный Цилиндры (100 мл) . , 2 раствор)...........50 мл Азотнокислое серебро (4°/о- ный раствор).......10 мл Бромистый этил ..... 5 мл Этиловый спирт.......25 мл 137
Выполнение опыта В один цилиндр наливают раствор бромистого натрия и 5 мл азотнокислого серебра; тотчас же выпадает осадок бромистого серебра. В другой цилиндр наливают спиртовый раствор броми- стого этила и раствор азотнокислого серебра. Реакционная смесь остается сначала вполне прозрачной, и только‘через несколько минут появляется муть. Бромистый этил необходимо предварительно испытать на отсутствие ионов галогена. Для этого 0,5 мл бромистого этила взбалтывают в пробирке с 0,5 мл дистиллированной воды, отделяют водный слой и приливают к нему раствор азотнокислого серебра. В случае образования осадка бро- мистый этил промывают несколько раз водой до отрица- тельной реакции на ионы галогена. Подвижность галогена в третичных галоген опроизводн ы х Реактивы и посуда Йодистый «ре/я-изобутил . 5 мл Бромистый /n/wn-изобутил 5 мл Хлористый mpem-изобутил . 5 мл Азотнокислое серебро Колбы (100 мл)......... 3 Цилиндры (100 мл) .... 3 (4°/о-ный раствор) ... 10 мл Едкое кали (5®/<1-ный рас- твор) .....................60 мл Азотная кислота (конц.) . . 30 мл Выполнение опыта В три колбы наливают по 5 мл свежеперегнанного йо- дистого, бромистого и хлористого mpe/n-изобутила и по> 20 мл раствора едкого кали. Реакционные смеси нагревают несколько минут на слабом пламени при частом взбалты- вании. После охлаждения водно-щелочные растворы перели- вают в цилиндры, подкисляют азотной кислотой и добав- ляют азотнокислое серебро. 138
Обращают внимание аудитории на различную подвиж- ность атомов галогена в исследуемых веществах, харак- теризующуюся разными количествами образующихся осад- ков галогенистого серебра. Полигалогенопроизводные 1. ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРИСТОГО ЭТИЛЕНА (ДИХЛОРЭТАНА) СН2'= СН2 + С12 -£ СН2С1 — СН2С1 Реактивы, посуда и приборы Этилен в газометре (стр. 65) Хлор (в баллоне или по- лученный, как указано на стр. 41) Железные опилки..........1—2 г Серная кислота (конц.) . . 50 мл Круглодонная широкогорлая колба (100 мл)........... 1 Промывные склянки Тищенко 2 Стеклянные трубки и рези- новые шланги соответ- ствующих размеров Сборка прибора Круглодонную колбу 1 (рис. 31) закрывают пробкой с тремя отверстиями. В одно вставляют трубку 2, дохо- дящую почти до дна колбы; противоположный конец этой трубки соединяют с промывной склянкой 3 с водой, через Рис. 31. 139
которую поступает этилен из газометра. В другое отвер- стие вставляют такую же трубку 4 для пропускания хлора- поступающего через промывную склянку 5 с концентри, рованной серной кислотой; в третье отверстие — трубку 6 для отвода в тягу непрореагировавших газообразных про- дуктов. • Выполнение опыта На лекции в колбу всыпают железные опилки и пускают этилен и хлор. На рассеянном свету в течение часа обра- зуется достаточное количество хлористого этилена в виде желтоватой маслянистой жидкости. Реакцию можно значительно ускорить, если колбу с реакционной смесью освещать яркой электрической лам- пой1. Освещение начинают только после полного вытес- нения из колбы воздуха (во избежание взрыва). 2. ПОЛУЧЕНИЕ БРОМИСТОГО ЭТИЛЕНА (ДИБРОМЭТАНА) СН2 = СН2 + Вг2 СН2Вг - СН2Вг Реактивы, посуда и приборы Этилен в газометре (стр. 65) Бром........................ 2 мл Едкий натр (10°/о-ный рас- твор) ...................50 мл Пробирка (50 мл)......... 1 Промывная склянка Тищенко 1 Стеклянные трубки и резино- вые шланги соответствую- щих размеров Выполнение опыта Пробирку закрывают пробкой с двумя отверстиями; через одно вставляют стеклянную трубку, доходящую до дна пробирки (для пропускания этилена), через другое — газоотводную трубку, которую соединяют с промывной склянкой с раствором щелочи для улавливания паров брома. В пробирку наливают бром (под тягой) и пропускают этилен до полного обесцвечивания брома. Продолжительность опыта зависит от интенсивности освещения. 1 Удобно пользоваться фотолампой с рефлектором. 140
3. ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРОФОРМА Получение хлороформа из спирта 2СНзСН2ОН + Са(ОС1)2—>2СН3СНО + 2Н2О + СаСЬ 2СНзСНО + ЗСа(ОС1)2 2СС1зСНО + ЗСа(ОН)2 2СС1зСНО + Са(ОН)2 2СНС1з (НСОО)2Са Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт..........20 л/л Перегонная колба (1л),.. 1 Хлорная известь свежая с Термометр................ 1 высоким содержанием Холодильник.............. 1 активного хлора .... 275 г Форштосс................. 1 Цилиндр (50—100 мл) . ... 1 Делительная воронка (100 мл) 1 Пробирки.............• . • 3 Сборка прибора Перегонную колбу закрывают пробкой,- в которую вставлен термометр, доходящий почти до дна, и соединяют с холодильником. На конец холодильника надевают форш- тосс, под который подставляют приемник — цилиндр. Выполнение опыта •И* В перегонную колбу вливают 500 мл воды и всыпают хлорную известь; к кашицеобразной массе приливают 20 мл спирта. Колбу нагревают на сетке или колбонагревателем. Когда начинается реакция, нагревание прерывают. Темпера- тура сохраняется за счет тепла реакции. При этом отгоняется вода в смеси с хлороформом. Когда отгонка замедляется или прекращается, снова нагревают. Хлороформ в виде тяжелой жидкости собирается на дне цилиндра под водой. Его отделяют в делительной воронке, разливают в про- бирки и передают в аудиторию (характерный запах хлоро- форма!). 141
4. ОПЫТЫ С ХЛОРОФОРМОМ Гидролиз хлороформа СНС1з + 4NaOH HCOONa + 3NaCl + 2Н2О Реактивы и посуда Хлороформ...................3 мл Едкий натр (10®/«-ный рас- твор) .....................10 мл Азотная кислота (2О°/о-ный раствор)...................20 мл Азотнокислое серебро (1с/о-ный раствор) .... 20 мл Аммиак (конц.).............25 мл Коническая колба (50 мл). . 1 Цилиндры (50 мл)........ 2 Пробирка ................ 1 Выполнение опыта В коническую колбу наливают хлороформ и раствор щелочи. Реакционную смесь нагревают несколько минут до начала кипения хлороформа. После охлаждения пере- ливают в два цилиндра. В один цилиндр добавляют азотную кислоту до кислой реакции и несколько миллилитров раствора азотнокислого серебра; тотчас образуется обильный осадок хлористого серебра. В пробирку наливают сперва 10 мл азотнокислого се- ребра, а затем раствор аммиака до полного растворения окиси серебра. Аммиачный раствор окиси серебра перели- вают во второй цилиндр с гидролизатом; сразу же выде- ляется темный осадок металлического серебра вследствие восстановления окиси серебра, образовавшейся при гидро- лизе муравьиной кислотой. Качественная реакция на хлороформ Реактивы и посуда Хлороформ.............1 мл Пробирка . 1 Резорцин ............ 1 г Едкий натр (1О®/о-ный рас- твор) ..............1 мл Выполнение опыта В пробирку с 10 мл воды помещают резорцин, хлоро- форм и раствор щелочи. При кипячении реакционной смеси появляется желто-красная окраска. 142
5. ПОЛУЧЕНИЕ ЙОДОФОРМА С2Н5ОН + 4J2 + ЗКзСОз -> CHJ3 + НСООК + + 5KJ + 2Н2О + ЗСО2 Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт...........20 мл Йод (кристалл.)..........16 г Углекислый калий . . . . 12 г Круглодонная колба (200 мл} 1 Баня водяная.............. 1 Термометр................ 1 Фарфоровая ступка с пестиком 1 Выполнение опыта В колбу с ..80 мл воды всыпают углекислый калий и приливают спирт. Реакционную смесь нагревают на водя- ной бане до 70° и при взбалтывании всыпают небольшими порциями растертый в порошок йод; каждую последую- щую порцию йода всыпают после исчезновения бурой окраски. Йодоформ выпадает в виде желтых кристаллов. 6. ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫХ волокон Реактивы, посуда и приборы Поливинилхлорид Колба (100 мл) . 1 (порошкообразный) ... 5 г Чашка стеклянная................ 1 Тетрагидрофуран.........50 мл Электромотор с валиком . . 1 Стеклянная трубка, изогну- тая под прямым углом и оттянутая в капилляр Выполнение опыта В колбе с 50 мл тетрагидрофурана растворяют столько поливинилхлорида, чтобы получился не слишком вязкий раствор. После растворения оставляют на 10—15 мин. Затем раствор вливают в стеклянную трубку. Оттянутый конец трубки погружают в чашку с водой. Под действием собственного веса жидкость вытекает из трубки равномерной струей. Образующуюся нить нама- тывают на вращающийся валик электромотора. Нити су- шат на воздухе на электроплитке, после сушки их можно вытягивать. 143
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 145—-152) 1. Физические свойства моногалогенопроизводных жирного ряда. 2. Физические свойства полигалогенопроизводных жир- ного ряда. 3. Физические свойства фторхлорпарафинов. 4. Дипольные моменты галогеналкилов. 5. Физические свойства стереоизомерных галогенопроиз- водных этилена. 6. Способы получения и техническое применение хлор- замещенных метана. 7. Синтезы и техническое применение хлористого этилена. 8. Полимеры на основе хлористого, винила. 9. Техническое применение фторорганических соединений. Коллекция Йодистый метил. Хлористый, бромистый и йодистый этилы. Галогенопроизводные с тремя, четырьмя и более атомами углерода. Хлористый, бромистый, йодистый метилены. Четыреххлористый углерод, четырехбромистый углерод, четырехйодистый углерод. Хлорвиниловые смолы: виньон, миполам, саран, поливинилхлорид, хлорин, поливинилиден- хлорид и др. и изделия из них. Фторорганические соеди- нения. Хлорвиниловые смолы. Хлористый этилен, бромистый этилен, хлороформ, бро- моформ, йодоформ, тетра- и гексахлорэтан. 144
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫХ ЖИРНОГО РЯДА =3 1 •> Н изо О Hc'l’t о С О ж 2,279 1,936 1,749 1,704 1,615 1,598 1,604 1,510 1,439 1,377 1,337 Йо диеты: емпера- тура зения, °C 42,5 72,3 ю •»*> 04 О 89,5 о со о о 0-1 о 04 1 04 ю О 00 со о ю Ю 04 н 3 3 04 04 ’3 S н 1 •* § Е О о о 04 СО 461 351 314 276 • 261 265 221 218 176 138 108 о 3 3 г—< т~н 1 1 Т““4 1—4 — —4 1—4 т—< т—4 Т—4 < । '4 S о CU J. л I О " й<ЦО ю о Т^4 СО 04 со о 04 ю О И s ^‘5 * 00 »—4 СП Г“М ^м со СО 00 У св 3 S Н Си 3 co {?*** Ю СП СП 04 Ю ^—4 20 »3 05 ‘чтэоню 04 о сп о о СО 04 СП 892 862 887 873 877 841 00 оо 876 со 00 87225° S о •ч 3 о о> о о о о" о о о о 3 си о ч темпе- ратура- кипе- ния, °C СО 04 + 13,1 46,6 34,8 78,5 68,3 68,9 50,7 108,4 132,9 159,5 о со 00 ’3 ость, 0 БИНЭПИЯ odAxedan -мэх Hdjj винэиия adAxudan -иэх ибц л н о 3 си о ъа Н101ГИ оГ" оо с© о 00 00 •» о 0,7821 0,7691 0,779 0,766 0,756 0,753 ОО оо о 1 1 1 н е темпе- ратура кипе- ния, °C Ю 00 4 —37,1 — 2,5 — 9,4 +32,6 25,3 25,1 12,1 62,8 93,2 119,5; 142,5 • ' 1 , ^ст ео X 1 1 1 ст ст ст ст ст 2м 2м 2м ст рмула 1 ео г 1 ст и и 1 ст 1 ст -сн2- [-СН,- н-сн 1 jCQ о 1 е-5 СТ ч । ^ст V 1ГЗ ! ^СД 7 со [ [С1 Оф 1ср о 1 со 1 ж о — о ст ^ео О —(С1 7 ч 2м 1 ео । 5? 1 ” 1 со СЗ 3 3 fcf оз Си и СН3- О • ил S вание ч S к о Бутил \о о со \О* о СО X 1=5 ч Наз Метил S н СЪ S к о с о сП X ч я н гл втор- 1 со Си Сй 5С В s’ S S S о а S а ж S Н « О В-152.—10 145
146
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФТОРХЛОРПАРАФИНОВ / Формула Температура застывания, °C Температура кипения, °C Условное наименование CC13F -111 23,8 Ф—11 CC12F2 —158 -29,8 Ф—12 CC1F3 —181 -81,5 Ф—13 cf4 —184 —127,9 Ф—14 chci2f —135 +8,9 Ф—21 chcif2 —160 —40,8 Ф—22 CHF3 —163 -82,2 Ф—23 cci2f—cci2f 4-26 +92,8 Ф—112 ccif2-cci2f -35 47,6 Ф-113 CCIFo— CC1F3 —94 3,6 Ф—114 ДИПОЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ ГАЛОГЕНАЛКИЛОВ Название Формула Дипольный момент (газ) Фтористый метил CH3F 1,81 Хлористый метил CH3C1 1,83 Бромистый метил СН3Вг 1,79 Йодистый метил CH3J 1,60 Хлористый этил СН3СНаС1 2,00 Бромистый этил СН3СН2Вг 2,01 Йодистый этил CH3CH2J 1,87 Хлористый пропил > СН3СН2СНаС1 2,04 Хлористый изопропил (СН3)2СНС1 2,15 Бромистый пропил СН3СН2СН2Вг 2,15 Бромистый изопропил (СН3)2СНВг 2,19 Йодистый пропил CH3CH2CH2J 1,97 Йодистый изопропил (CH3)2CHJ 1,84 (раствор) 10* 147
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕРЕОИЗОМЕРНЫХ ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫХ ЭТИЛЕНА Название Строение Темпера- тура плавления, ‘с Темпера- тура кипения, °C Молеку- лярная рефракция, MR Плотность, Показа- тель пре- ломления я15° D Экзаль- тация, ЕЪ> mpawc-Дихлорэтилен Н-С—С1 II CI-C-H —50 48,3 20,56 1,265 1,4490 -0,14 цнс-Дихлорэтилен Н-С-С1 1! Н-С-С1 -80 60,2 20,25 1,291 1,4519 -0,45 ягряЕС-Дибромэтилен Н-С-Вг Br—С—Н -6,5 108 26,16 2,26717’5 ° 1,550517>5° -0,18 ^wf-Дибромэтилен Н-С-Вг Н-С-Вг -53 112 25,64 2,28517’5° 1,543117’5° 1 -0,46 транс- Дийодэтиле н J-C-H II H-C-J +72 $ 190,5 —- — —— цнс-Дийодэтилен Н-С—J Н Л J -13,8 188 36,01 3,023П’2° 1,706П’2° —0,20 /npawc-Хлорбром этилен Н-С—С1 Вг-С-Н —41 75,3 23,40 1,777 1,4998 -0,14 цм^-Хлорбромэтилен Н-С-С1 II Н -С—В г -86,7 84,6 23,18 1,797 1,49 -0,30 транс-Хлорйодэтилен Н-С-С1 т II J—С—ц -36,4 117 28,,9 2,208 1,5829 -0,08 цнс-Хлорйодэтилен H-C-Ci h-L-j -41,0 113 29,14 2,105 1,5715 +0,41 транс-Дихл орбром эти лен Cl—С-Вг H-(Lci -87,9 28,06 1,892 1,5159 -0,23 цис-Д ихл ор бромэти лен I m К ' 1 1 0=0 1 1 0 0 -83,5 113,8 28,02 1,913 1,5218 -0,25 СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ХЛОРЗАМЕЩЕННЫХ МЕТАНА СН4 + С12 —----------1 Метан Cu2Cl2, SbCl3' CH3OH + HCI ——— Метиловый спирт СН3С1 Хлористый метил —---------* Хладоагент > Метилирующее средство ———-—► Для синтеза метилхлорсиланов СН4 + С12 Метан СН3С1 + С12 Хлористый метил Избыток метана 450’ Фотохимическое хлорирование 1 -нсГ СН2С12 Хлористый метилен ^Растворитель ацетилцеллюлозы СН4 + С12 Метан Избыток метана . С12, 450° -- —----------> СгI3GI +- C«rl2U12 450° " ' Смесь" СН3СН2ОН + Са(ОС1)2-------- Этиловый спирт СН3СОСН3 + Са(ОС1)2---—— Ацетон Анестезирующее средство —> СНС13 - Хлороформ > Растворитель 450° СН4+С12-----------• Метан 60° CS2+C12 —-g. Серо- dD углерод Четырех- хлористый углерод > Негорючий растворитель * Средство для огнетушения
Сл СИНТЕЗЫ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ХЛОРИСТОГО ЭТИЛЕНА Дегидрохлорирование -НС1 Тиокол NagSO^ СН2С1-СН2С1I— Растворитель Хлорирование +С12; -НС1 Хлорирование +С12; -2НС1 +KCN -2КСГ гы Полимеризация „ сп2—или > Поливинилхлорид Хлористый винил СН3С1—СНС1, Д^идро^орирование 1,1,2-Три- хлорэтан СС13-СН2С1- 1,1, 1,2- Тетрахлор- этан -2НС1 NC—СН2—СН2—CN Гидролиз Динитрил янтарной кислоты 4-NH, CH2NH2—CH2NH2 Этилендиамин Гидролиз ----------> СН2ОН~СН2ОН Этиленгликоль -НС1 СС13-СС13 - Гексахлор- этан Полимеризация „ СН2 = С12 —--------------► Поли- Хлористый или хлор- винилиден сополимеризация вини- лиден Дымообразующее средство 600° —СС12=:СНС1 • -НС1 Три. хлорэтилен — НООС—СН2—СН2—СООН Янтарная кислота . *СС13— C.HC.L +Са(°Н)а Пентахлорэтан Растворители > Диэтилентриамин, триэтилентетрамин и т. д. —>Этилендиаминтетрауксусная кислота (трилон В) Перхлор- этилен г ПОЛИМЕРЫ НА ОСНОВЕ ХЛОРИСТОГО ВИНИЛА Название полимера Мономеры » Структура полимера и сополимера Виньон О СН2=СНС1 + СН2=СНОСОСН3 Хлористый Винилацетат винил • ♦ • -СН2-СН-СН2-СН-[СН2-СН]„-СН-СН2- • • • 1111 Cl ОСОСНз С1 ОСОСНз Виньон N СН2=СНС1 4- CH2=CH-CN < Хлористый Акрилонитрил винил • • • -СН,-СН-СН2-СН- [СН2-СН]„-СН2-СН- • • • 1 1'1 1 Cl CN Cl CN Миполам СН2=СНС1 + ch2=c-cn Хлористый 1 винил СНз Метилакрилат • • СНз СНз • -СН,-СН-СН2-С - [СН2-СН]Я-СН2 с- • • • '1' 1 1 1 Cl CN Cl CN Саран (совидеи) СН2=СНС1+СН2=СС12 Хлористый Хлористый винил винилиден • • С1 С1 1 1 • -СН2-СН-СН2-С-[СН2-СН]„-СН2-С- • • • С1 С1 С1 С1 Поливинил- хлорид СН2~СНС1 Хлористый винил • в • —СН,—СН—СН2—СН—СН2—СН—СН2—СН— • • • “I 1 1 1 С1 С1 С1 С1 Поливинили- денхлорид СН2=СС12 Хлористый винилиден • • С1 С1 С1 С1 1111 • -сн,-с-сн2-с-сн2-с-сн2-с- • • • 1 1 1 1 С1 С1 С1 С1 Хлорин 1 (пер- хлорвинил) • • • -сн2-сн-сн-сн-сн2-сн— • • • С1 С1 С1 С1 1 Получается хлориров анием поливинил хлорида.
----------------------------------------------------в ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ФТОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ] Область применения Краткая характеристика Пластические массы Смазочные материалы Хладоагейты и тепло носители Жидкие для промотеры аэрозолей Жидкие огнетушители Полимеры, полученные из тетра- фторэтилена и трифторхлорэтилена, устойчивы к действию окислителей и. щелочей; обладают высокими элек- троизоляционными свойствами. Фторуглероды и особенно хлор- фторуглероды обладают превосход- ными смазочными свойствами и устой- чивы к химическим реагентам. Хлортрифторметан, дихлорди- фторметан и трихЛорфторметан поз- воляют получать температуру до—80°. Высшие хлорфторуглероды и фторуг-. лероды являются превосходными теплоносителями. Благодаря хорошей растворяю- щей способности и очень слабой токсичности хлорфторпроизводные метана и этана являются хорошими промотерами для аэрозолей. Многие жидкие фториды приме- няются как огнетушительные сред- ства.
* Глава 1П ОДНОАТОМНЫЕ И МНОГОАТОМНЫЕ СПИРТЫ Одноатомные спирты 1. СОПОСТАВЛЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ СПИРТОВ В ВОДЕ Реактивы и посуда Метиловый спирт..........10 мл Этиловый спирт...........10 мл Пропиловый спирт.........10 мл Бутиловый спирт ...........10 мл Амиловый или изоамиловый спир .....................10 мл Марганцовокислый калий . . 1 мг Двухромовокислый калий . . 1 мг Цилиндры или мензурки с притертыми пробками (100 мл) . « « . х 5 Выполнение опыта В цилиндры наливают по 50 мл воды, подкрашенной мар- ганцовокислым или двухромовокислым калием, и добавляют в вышеприведенной последовательности по 10 мл спирта. После энергичного взбалтывания и отстаивания бутиловый и амиловый спирты всплывают над водным слоем. Обратить внимание аудитории на лишь частичную рас- творимость бутилового и нерастворимость амилового (или изоамиловою; спирта в воде. 153
2. СОПОСТАВЛЕНИЕ ГОРЕНИЯ СПИРТОВ Реактивы и посуда Метиловый спирт..........10 мл Этиловый спирт ......... 10 мл Пропиловый спирт.........10 м г Бутиловый спирт..........10 м г Амиловый спирт...........10 мл Тигли фарфоровые или чаш- ки ........• .........5 Выполнение опыта В тигли наливают спирты, располагая их в ряд по воз- растанию молекулярного веса, и поджигают. Обратить внимание аудитории, что по мере увеличения молекулярного веса (нарастания процентного содержания углерода в спирте) яркость пламени возрастает, и высшие спирты горят более коптящим пламенем. 3. ОПЫТЫ С МЕТИЛОВЫМ СПИРТОМ Получение соединения метилового спирта с хлористым кальцием 4СН3ОН + СаС12 — 4СН3ОН • СаС12 Реактивы, посуда и приборы Метиловый спипт .... 100 мл Хлористый кальций порошк. (безв.)................50 г Круглодонная колба (250—300 мл)............. 1 Шариковый холодильник . . 1 Стакан (250 мл) ........... 1 Водяная баня............... 1 Выполнение опыта В колбу вливают метиловый спирт и постепенно (при сильном взбалтывании) присыпают хлористый кальций, боль- шая часть которого растворяется. Для полного растворе- ния хлористого кальция колбу соединяют с обратным холо- дильником и нагревают на кипящей водяной бане. Затем реакционную смесь выливают в стакан и после охлаждения наблюдают выпадение кристаллов молекулярного соедине- ния в виде белых листочков. 154
Окисление метилового спирта в формальдегид окисью меди СНзОН 4- СиО -> СН2О + Н2О + Си Реактивы, посуда и приборы Метиловый спирт......20 мл Пробирки (50—100) мл . . . . 4 Серная кислота (конц.) . . ЗОлгд Спираль из медной проволоки Резорцин (О,5°/о-ный раствор) 1 мл (или колбаска из медной сет- ки) длиной 40 - 50 мм, с кон- цом проволоки 100 мм. . . 1 • Выполнение опыта Докрасна накаленную спираль (или колбаску) опускают в пробирку с 20 мл спирта (закрепленную в штативе) и тотчас же вынимают. Эту операцию повторяют 2—3 раза. Затем в пробирку набивают несколько капель раствора резорцина и осторожно переливают смесь в другую про- бирку с 30 мл серной кислоты. В месте соприкосновения спирта и кислоты образуется темно-фиолетовое кольцо, а над кольцом выделяется белый осадок, цвет которого по- степенно изменяется в красновато-фиолетовый, — окраска образуется в результате взаимодействия резорцина с фор- мальдегидом (стр. 213). Окисление метилового спирта в формальдегид марганцовокислым калием СНзОН о кмпо4 + h2soT СН2О + Н2О Реактивы, посуда и приборы Метиловый спирт.........20 мл Серная кислота (5°/с-ный раствор).................20 мл Марганцовокислый калий (2°/о-ный раствор) . . . . 50 мл Фуксиносернистая кисло- та (приготовление см. стр. 213)................50 мл Колба (100 мл)..............1 Цилинлр (100 мл)............1 Капельная воронка ...... 1 Воронка стеклянная обыкновен- ная .......................1 Баня водяная................1 Выполнение опыта В колбу наливают 20 мл спирта и 20 мл серной кислоты. Реакционную смесь охлаждают ледяной водой. К охлаж- денному раствору приливают из капельной воронки раствор марганцовокислого калия (после прибавления последнего раствор должен оставаться бесцветным). 155
t По окончании реакции приливают раствор фуксиносер- нистой кислоты, отчего жидкость быстро приобретает крас ную окраску (цветная реакция на стр. 213). муравьиный альдегид- I 4. ОПЫТЫ С ЭТИЛОВЫМ СПИРТОМ Обнаружение воды в спирте Реактивы посуда 50 Спирт (абс.) . . . Спирт-ректификат (9б°/о-ный) . Спирт (8О°/о-ный) . Сернокислая медь (безв.) . 15 мл Цилиндры (100 мл) Фарфоровая чашка Ml мл г . 50 . 50 Наливают в цилиндры три образца спирта, прибавляют по 5 г безводной сернокислой меди и тщательно взбалты- вают. В цилиндре с абсолютным спиртом цвет соли не изме- няется, во втором ~ с ректификатом — соль * о<тепенно синеет, а в третьем происходит быстрое посинение соли. Приготовление абсолютного спирта. В круглодонную колбе с обрат- ным шариковым холодильником, верхний юнец которого закрыт хлор- кальциевой трубкой, вливают 100 мл спирта и прибавляют 20г безводной сернокис ой меди или 20 г пр каленной окиси кальция. Реа ционную смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение 4 6 часов.— в ре ультате получают спирт с содержанием 1—2°/о воды. Последнюю удаляют с помощью металлического натрия. Для этого спирт сливают в другую круглодонную колбу, снабженную двурогим форштоссом. В бо- ковой отросток форштосса вставляют обратный холоди ьник, а через вертикальный отросток бросают небольшими пластинками 2 г металли- ческого натрия После того как натрий полностью прореагирует, спирт переливают в перегонную колбу с высокоприпаянной отводной трубкой и соединенную с длинным холодильником. Последний на пробке соеди- няют с форштоссом. В качестве приемника можно применить склянку для отсасывания или перегонную колбу, отв- дные трубки которых соединяют с хлоркальциевой трубкой, препятствующей проникновению в сп рт влаги из воздуха. Форштосс соединяют с приемником с помощью хорошо при- гнанной пробки. Абсолютный спирт сохраняют в склянке с притертой пробкой. Отделение воды от спирта высаливанием Реактивы, посуда и приборы Спирт (5О°/о-ный)..........50 мл Углекислый калий (порош.) 25 г Цилиндр с притертой пробкой (100 мл> .........1 Делюельная воронка (100 мл) 1 Тигли............... . . 2 t] 156
Выполнение опыта На лекнии сперва испытывают водный спирт на горю- честь, для чего в тигель наливают 5 мл 50% спирта и подносят горящую лучину —спирт не горит, на что обра- щают внимание аудитории. Затем наливают 40 мл 50%-ного спирта в пилиндр, всы- пают углекислый калий и, закрыв пробкой, взбалтывают; при этом образуются два слоя, которые разделяют в делитель- ной в* ронке. Верхний слей — высоленный спирт — наливают в тигель и, поднеся горящую лучину, показывают как спирт воспламеняется и горит несветящимся пламенем; нижний слой не горит. Отделение воды от спирта дробной перегонкой Реактивы, посуда и приборы Спирт (5О°/о-ный).....150 л/л Круглодонная колба (250— 300 мл} .................1 Дефлегматор ...............1 Холодильник .............. 1 Термометр (150е) 1 Цилиндры (50 мл) ..........4 Форштосс...................1 Тегли фарфоровые...........4 Капилляры (или кусочки кир- пича, пемзы, неглазурован- ного фарфора). Сборка прибора Колбу 1 соединяют с дефлегматором 2 и холочильником 3. Верхний конец дефлегматора закрывают пробкой с термо- метром 4 (рис. 32). На трубку холодильника надевают форштосс 5, под которым устанавливают цилиндр 6. В ып олнение опыта В колбу наливают спирт, для равномерного кипения опускают капилляры и осторожно нагревают на сетке пла- менем горелки; за ходом перегонки следят по термометру, отбирая 4 фракции: I 75-80°; II 80-85°; III 85-90°; IV 90—100°. По нескольку миллилитров каждой фракции наливают в тигли и демонстрируют горение. В первых двух тиглях спирт горит, в третьем и четвертом горения не наблю- дается. 157
Изменение объема (сжатие, контракция) спирта при смешении с водой Реактивы и посуда Спирт-ректификат подкра- Эвдиометрическая трубка или шенныи...............50 мл запаянная с одного конца трубка длиною 75 см с вну- тренним диаметром 15 мм . 1 Цилиндр (100 мл)..........1 Рис. 32. Выполнение опыта Наливают в трубку, закрепленную в штативе, 48 мл воды и осторожно приливают по стенке трубки из цилиндра (или из капельной воронки) 52 мл спирта При этом спирт образует слой над водой; отмечают верхний уровень рези- новым кольцом или восковым цветным карандашом, закры- вают верхнее отверстие пробкой, энергично взбалтывают и вторично отмечают уровень верхнего слоя. Обратить внимание аудитории на сокращение объема раствора спирта (до 96,2%). 158
Открытие примеси метилового спирта в этиловом (денатурате) Реактивы, посуда * Этиловый спирт (ректифи- Колбы (250 мл) ........ 2 кат)..................10 мл Капельные воронки.................2 Этиловый спирт, содержа- щий 5°/о метилового спир- та ... . 10 лм Марганцовокислый калий (2°/о-ный раствор) . . . 220 мл Серная кислота (2О°/о-ная). 40 мл Соляная кислота (0,1 н. рас- твор) ................80л/л Фуксиносернистая кислота (стр. 213) . ..........50 мл Выполнение опыта Опыт проводят одновременно с чистым спиртом и со спиртом, к которому добавлен метанол. В колбу наливают 5 мл испытуемого спирта, 20 мл серной кислоты и раствор марганцовокислого калия — вначале 60 мл и через несколько минут еще 40 мл. Реак- ционную смесь энергично взбалтывают; если окраска со- храняется, добавляют из капельной воронки при взбалты- вании соляную кислоту до полного обесцвечивания. К бесцветной реакционной смеси приливают 30 мл фук- синосернистой кислоты. Появление фиолетового окраши- вания указывает на образование формальдегида, т. е. на присутствие метилового спирта в этиловом. Воспламенение спирта под действием окислителей Реактивы и посуда Азотная кислота (конц.; Чашки фарфоровые (25 мл) 3 уд. вес 1.52).......10 мл Стаканы (500 мл) .......... 2 Хромовый ангидрид . . 3 г Пипетка ................ 1 Марганцовокислый ка- Пробирка (50 мл).......... 1 лий (порошк.) .... 5 г Капельная воронка.......... 1 Этиловый спирт (абс.; стр. 156)...........15 мл Серная кислота (конц.) . 10 мл Выполнение опытов В чашку, опущенную на дно стакана, наливают азотной кислоты и постепенно приливают из пипетки с небольшой высоты 5 мл спирта (осторожно!). Происходит энергичная реакция окисления с воспламенением и выделением бурых паров окислов азота (опыт производить под тягой). 159
В чашку, опущенную на дно стакана, помещают хромо* вый ангидрид и осторожно приливают из пипетки 5 мл спирта Происходит вспышка. В чашку насыпают порошок марганцовокислого калия, прибавляют серную кислоту так, чтобы образовалась ка- шица, и приливают из пипетки спирт. Происходит энер- гичная реакция окисления с воспламенением. Последнюю реакцию можно показать более эффективно («огоньки в жидкости»). Для этого в пробирку, закрепленную в штативе, нали- вают из капельной воронки, не смачивая стенок, 10 мл серной кислоты, затем по стенке осторожно приливают 10 мл спирта (можно ректификата) так, чтобы получились два раздельных слоя. После этого всыпают 2 —3 г марган- цовокислого кайия. Через несколько минут на мениске между спиртом и кислотой станут проскакивать с харак- терным потрескиванием яркие белые огоньки (не встряхи- вать и не болтать пробирку!). Реакция основана на том, что образующийся марганцо- вый ангидрид по реакции 2КМпО« + H2SO4 -— 2НМпО4 + K2SO4 2НМпО<—* Мп2От + Н2О всплывает в виде капелек и энергично окисляет спирт до уксусного альдегида Мп2От —* 2МпОг -f- 30 ЗС2Н5ОН 4- 30 —> ЗСНзСНО -ф ЗН2О Уксусный альдегид легко обнаружить по запаху. Окисление этилового спирта хромовой смесью ЗСНзСНгОН -—-°, ЗСНзСНО+ ЗН2О H2S О4 Реактивы, посуда и приборы Хромовая смесь (2 объема 5°/о- ного KaCrgO7 4-1 объем 20°/о-ной H2SO4)..............20 мг Этиловый спирт-ректификат . 10 мл Фуксиносернистая кислота (стр. 213) . . . . . 5 мл Соляная кислота (1О°/о-ная >. . 5 мл 160 Колба круглодонная (100 мл) 1 Пробирка .................. 1 Из гнутая трубка............ 1 Баня водяная ............... 1
Сборка прибора Колбу закрывают плотно пробкой с изогнутой трубкой, конец которой опущен до дна пробирки, наполовину водой (рис. 33). наполненной Выполнение опыта В колбу наливают хромовую смесь и этиловый спирт и нагре- вают реакционную смесь на кипя- щей водяной бане. Образующийся в результате окисления спирта уксусный альдегид отгоняют и рас- творяют в воде. Водный раствор уксусного альдегида подкисляют соляной кислотой и прибавляют несколько миллилитров раствора фуксиносернистой кислоты,— появ- ляется характерное окрашивание фиолетового цвета (цветная реак- ция на альдегид). Одновременно обращают внимание некие цвета хромовой смеси. Рис, 33. аудитории на изме- Получение алкоголята натрия и его гидролиз 2СНзСН2ОН + 2Na —> 2CH3CH2ONa + Н2 CH3CH2ONa 4- Н2О —> CHSCH2OH + NaOH Реактивы и посуда Этиловый спирт (абс.; стр. 156) 25 мл Колба (100 мл)...........1 Натрий металлический ... 2 г Цилиндр с притертой пластин- Фенолфталеин (1°/о-ный спирто- кой (100 мл) ............1 вый раствор) Ванна стеклянная.........1 Резиновые шланги и изогнутые газоотводные трубки соответ- ствующих размеров Выполнение опыта В колбу, укрепленную в штативе, наливают абсолют- ный спирт и бросают кусочки чистого (очищенного от корочек и обтертого от керосина фильтровальной бумагой) металлического натрия и тотчас же закрывают плотно пробкой с отводной трубкой. В-152.-И 161
На конец трубки одевают резиновый шланг с изогнутой газоотводной трубкой. Выделяющийся водород собирают в цилиндр над водой и демоне1рируют его горение. В колбу к спиртовому раствору алкоголята натрия при- бавляют равный объем воды и несколько капель фенол фталеина. Индикатор показывает щелочную реакцию. Получение йодоформа из спирта (стр. 143) 5. ОПЫТЫ С АМИЛОВЫМ СПИРТОМ Получение алкоголята амилового спирта и его гидролиз 2С5НцОН + 2Na 2C5HnONa + Н2 Реактивы и посуда Амиловый спирт.........75 мл Этиловый эфир (абс.; при- готовление см. стр. 136) 25 мл Металлический натрий . . 16 г Фенолфталеин (1°/о-ный спиртовый раствор) 1 1 Цилиндры (100 мл)............ Воронка Бюхнера.............. Колба для отсасывания (100 мл) Колба круглодонная (200 мл) . . Холодильник ................. В цилиндр наливают амиловый спирт и эфир. Осторожно вносят мелконарезанный, очищенный от корочек и обтер- тый фильтровальной бумагой от^-керосина, натрий. Наблю- дается выделение водорода и образование нерастворимого в эфире алкоголята. Для демонстрации гидролиза амилат натрия приготовляют заранее. В колбу с обратным холодильником наливают 50 мл амилового или изоамилового спирта и бросают через трубку холодильника кусочки чистого металлического I натрия (10 г). Реакционную смесь осторожно нагревают; после того как весь натрий прореагировал (необходимо следить, чтобы не оставался металлический натрий), об- : разовавшийся осадок отфильтровывают с помощью воронки Бюхнера (обязательно колбу для отсасывания завернуть в полотенце!). На лекции осадок переносят в цилиндр и разлагают водой; происходит гидролиз, и на поверхности образуется слой амилового спирта. | Водный раствор имеет щелочной характер и поэтому \ при приливании нескольких капель фенолфталеина окра- шивается в розовый цвет. i 162
6. ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТА БРОЖЕНИЕМ С12Н22О11 + Н2О -> 2СбН12О6 4СН3СН2ОН + 4СО2 Реактивы, посуда и приборы Сахар свекловичный (можно заменить глю- козой или патокой) . 100 г Азотнокислый калий . . 5 г Хлористый магний ... 2,5 г Азотнокислый кальций . 2,5 г Кислый фосфорнокислый калий (двуметалличе- ский) ........ 2,5 г Пивные дрожжи (или 20 г обычных сухих дрожжей, растертых с водой).......... 200 г Баритовая вода .... 50 мл Колба (2 л).........* . . . . 1 Колба (100 мл). •............ 1 Холодильник.................. 1 Дефлегматор ................ 1 Форштосс..................... 1 Термометр ................... 1 Промывная склянка Тищенко . . 1 Баня водяная................. 1 Термостат (сушильный шкаф) . 1 Хлоркальциевая трубка с натрон- ной известью............... 1 Резиновые и стеклянные трубки соответствующих размеров Сборка прибора Колбу (2 л) закрывают плотно пробкой с отверстием, в которое вставлена изогнутая трубка, соединенная с про- мывной склянкой Тищенко, наполненной баритовой водой. Другое отверстие промывной склянки закрывают хлоркаль- циевой трубкой. Выполнение опыта Вливают в колбу 500 мл водного раствора сахара и для ускорения процесса брожения прибавляют 250 мл пита- тельного раствора, содержащего указанные количества азотнокислого калия, хлористого магния, азотнокислого кальция и кислого фосфорнокислого калия. После прибавления свежих пивных дрожжей реакцион- ную смесь подогревают на водяной бане до 30—35° (не выше); начинается процесс брожения с выделением угле- кислого - газа, который вызывает помутнение баритовой воды в промывной склянке (обратить внимание аудитории). Для накопления некоторого количества спирта колбу с бродильной смесью оставляют до следующей лекции в теплом месте или в термостате при 30—35°. На следующей лекции колбу соединяют с дефлегмато- ром и холодильником и отгоняют 50—60 мл жидкости. Наличие этилового спирта доказывают по горючести и йодо- форменной реакцией (стр. 143). 11* • 163
Качественное определение спирта в вине или пиве Реактивы, посуда и приборы Вино виноградное (или Круглодонная широкогорлая пиво 500 мл)......... 200 мл колба (750 мл)................1 Стеклянная трубка диаметром в 10—15 мм и длиною 60—70 см, оттянутая кверху ........ 1 Капилляры (или кусочки кир- пича, пемзы, неглазурован- ного фарфора) Выполнение опыта В колбу наливают вино или пиво, опускают капилляры и закрывают пробкой с вставленной в нее стеклянной трубкой. Вино в колбе нагревают на сетке до кипения. Когда пары спирта достигнут верхнего конца стеклянной трубки, подносят горящую лучинку и зажигают. Количественное определение спирта в вине Реактивы, посуда и приборы Вино виноградное .... 500 мл Перегонная колба с высокой от- водной трубкой (1л)......... 1 . Холодильник ................. 1 Форштосс.................... 1 Цилиндр мерный (250-500 мл) . 1 Колба мерная (500 мл)....... 1 Ареометр..................... 1 Капилляры Выполнение опыта В перегонную колбу, соединенную с холодильником, наливают 500 мл вина (для наглядности лучше красного), опускают капилляры, закрывают пробкой. Колбу нагревают на сетке до кипения вина и отгоняют около 250 мл жид- кости в мерную колбу. По окончании отгонки к дистилляту доливают воду до метки, после тщательного перемешива- ния переливают в цилиндр и определяют ареометром удельный вес. По таблице можно вычислить процентное содержание спирта в вине. Отгонку начать к концу первого лекционного часа. 164
7 КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОГО ВОДОРОДА В СПИРТЕ Определение активного.водорода по Чугаеву-Церевитинову ROH + CH3MgJ ROMgJ 4- СН* Реактивы, посуда и приборы Магниййодметил (раствор в изоамиловом эфире) в ам- пулке ....................ял Спирт х. ч. безв. (амиловый или др.) Прибор для определения активно- го водорода (упрощенный) . . 1 Барометр..................... 1 Термометр.................... 1 Баня водяная стеклянная .... 1 Сборка прибора Прибор для опре- деления активного водорода (рис. 34) состоит из реакци- онного сосуда 1 и газовой бюретки 2 с двуходовым кра- ном, помещенной в рубашку с водой и соединенной с урав- нительным сосудом 3. Бюретку запол- няют насыщенным раствором хлори- стого натрия. Реакционный со- суд 1 закрывают плотно резиновой пробкой со встав- ленной в нее капил- лярной стеклянной трубкой, которую с помощью резиновой трубки соединяют с краном газовой бю- ретки. Рис. 34. 165
Выполнение опыта До лекции в вертикальное колено 4 реакционного со- суда 1 вводят взвешенную на аналитических весах навеску в 0,1—0,2 г испытуемого спирта. В колено 5 вливают с по- | мощью воронки 7 эфирный раствор магниййодметила. При- соединив реакционный сосуд к бюретке, его погружают в водяную баню 6, температура воды которой такая же, | как в рубашке бюретки. Через 5—10 мии. температура во : всем приборе выравнивается. После этого на момент от- крывают кран и устанавливают его так, чтобы бюретка была соединена с воздухом. Поднимая уравнительный сосуд 3, вытесняют из бюретки весь воздух, поворачивают кран на 90° и, опустив уравнительный сосуд, укрепляют в штативе. I На лекции, перевернув сосуд 1, переливают эфирный раствор магниййодметила из колена 5 в колено 4 с навес- кой испытуемого спирта, одновременно установив кран так, чтобы бюретка соединилась с реакционным сосудом. I Реакционную смесь'взбалтывают до тех пор, пока мениск I в бюретке не перестанет опускаться. Тогда реакционный 1 сосуд опять помещают в баню с прежней температурой. I Когда по истечении 5—10 мин. температура в приборе установится, с помощью сосуда 3 выравнивают уровни ° жидкости и отсчитывают объем выделившегося метана, одновременно отмечая показание барометра и температуру. Расчет можно произвести по формуле Число активных атомов водорода = 22 400 ' где: М—молекулярный вес спирта; Ро— объем выделив- ! шегося метана в мл, приведенный к нормальным условиям; а — навеска спирта. Для приведения объема метана к нормальным условиям I пользуются формулой I Уо = 0,359 0 273 +1 где: Р—атмосферное давление, в мм\ h — давление паров воды в мм при температуре /, которое находят по таб- лице; V—измеренный объем метана (вычисления ведут на доске; допускаемая ошибка 5—10%). Приготовление магниййодметила (реактив Гриньяра). Реакцию проводят в перегонной колбе, укрепленной в штативе в наклонном по- 166
ложении (рис. 35). Отводную трубку колбы соединяют с холодильником В колбу вводят 40 мл абсолютного изоамилового эфира (перегнанного над натрием1), 7 г свежеп^регнанного йодистого метила, 2 г магния Г) nUJlV-J - -- -- _ над натрием1), 7 г свежепсрегнанного йодистого метила, 2 г магния (в стружках) и кристаллик йода. Если реакция не начинается самопроиз- вольно, смесь нагревают на горячей водяной бане, причем о начале реакции можно судить по обесцвечиванию эфирного раствора. Для окон- мания реакции колбу нагре- вают на водяной бане в течение часа. Затем, уста- новив колбу вертикально и изменив положение холо- дильника, отгоняют непро- реагировавший метил. Полученный сливают с невступившего в реакцию магния и сохра- няют либо притертой разливают в 5 мл и запаивают. иодистыи реактив в склянке с пробкой, либо ампулки во 8. ОПЫТЫ С АЛЛИЛОВЫМ СПИРТОМ Реакция на двойную связь с марганцовокислым калием сн2 = сн — СН2ОН Н_0Н-±° , сн2он—снон—сн2он КМпО4 Реактивы и посуда Аллиловый спирт..........5 мл Д^арганцовокислый калий (2°/о-ный раствор) ... 50 „ Цилиндр (100 мл).......... 1 Капельная воронка (50 мл) . 1 Выполнение опыта В цилиндр с 25 мл воды добавляют аллиловый спирт и приливают из капельной воронки раствор марганцово- кислого калия; последний обесцвечивается вследствие окисления двойной связи в аллиловом спирте. 1 Можно применять перегнанные над натрием анизол или ксилол. г> 167 L
Окисление спиртовой группы бромной водой Реактивы, посуда и приборы Аллиловый спирт . . о . 5 мл Бромная вода.............100 мл Резорцин (5°/о-ный спирто- вый раствор)............ 5 мл ₽-Нафтол (5°/о-ный спирто- вый раствор)............. 5 мл Серная кислота (конц.) . 100 мл Колбы (200 мл)............ 3 Капельная воронка (50 мл) . 1 Водяные бани.............. 2 Выполнение опыта В вают колбу с аллиловым спиртом при из капельной воронки бромную взбалтывании прили- воду до неисчезаю щей слабо-желтой окраски, избыток брома удаляют нагре- ванием на кипящей водяной бане. После охлаждения реак- ционную смесь разливают в две колбы; в одну прибавляют спиртовый раствор резорцина, а в другую спиртовый рас- твор ^-нафтола и в каждую по 50 мл серной кислоты. Обе колбы нагревают на кипящей водяной бане в течение не- скольких минут, при этом содержимое колбы со спирто- вым раствором резорцина окрашивается в вишнево-красный цвет, а с р-нафтолом — в желтый цвет с зеленой флуорес- ценцией. Обе реакции указывают на образование альдегид- ной группы. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 170—182) 1. Номенклатура и изомерия предельных одноатомных спиртов. 2. Физические свойства предельных одноатомных спиртов. 3. Теплоты горения первичных спиртов (жидк.) нормального строения, при постоянном давлении. 4. Зависимость растворимости спиртов в воде от характера карбинольной группы (на примере CsHnOH). 5. Влияние водородной связи на свойства этилового спирта (сравнение с диметиловым эфиром).
6 Синтез спиртов из олефинов гидроформилированием (оксосинтезом). 7. Сопоставление температур кипения предельных углево- дородов, галогеналкилов, спиртов, воды, галогено- водородов и водорода. 8. Продукты, получаемые с применением метилового спирта. д’ Продукты, получаемые с применением этилового спирта. 10. Пластические массы на основе винилацетата. 11. Синтетические карбоцепные волокна на основе по- ливинилового спирта. 12. Синтезы на основе пропаргилового спирта. Рисунки (стр. 183) 1. Пространственные модели оптических изомеров втор~ бутилового спирта. 2. Энантиоморфные кристаллы кварца (I) и аммонийнонат- риевой соли винокаменной кислоты (II). Модели Модели оптически активных спиртов, энантиоморфных кристаллов кварца, право- и левовращающей аммонийно- натриевой соли вииокаменной кислоты. Коллекция Препараты первичных, вторичных и третичных одно- атомных спиртов. Воск — растительный, животный (пчели- ный, шерстяной) и горный. Поливинилацетат и изделия из него. Поливиниловый спирт и изделия из него. Карбоцен- ные волокна. Поливинилбутираль и изделия из него. Алли- ловый спирт, гераниол и др. 169
170 НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ ОДНОАТОМНЫХ СПИРТОВ Эмпириче- ская формула Упрощенная структурная формула Название по радикалу рациональное женевское СН3ОН F 1 11 СН3ОН Метиловый спирт Карбинол Метанол С2Н5ОН СН3-СН2ОН Этиловый спирт Метилкарбинол Этанол СН3-СН2-СН2ОН я-Пропиловый спирт Этилкарбинол Пропанол-1 С3Н7ОН < СН3-СНОН-СН3 Изопропиловый спирт Диметилкарбинол Пропанол-2 СН3-СН2-СН2-СН2ОН я-Бутиловый спирт Пропилкарбинол Бутанол-1 СН3-СНо-СНОН-СН3 в/пор-Бутиловый спирт Метилэтилкарбинол Бутанол-2 с4н9он : СН3-СН-СН2ОН я^рв-Изобутиловый Изопропилкарбинол 2-Метилпропанол-1 СНз спирт (изобутиловый) СНз-СОН-СНз 7Пр£/72-ИзобуТИЛОВЫЙ Триметилкарбинол 2-Метилпропанол-2 1 спирт (m/^m-бутило- СН3 вый) - 1 СН3-СН2 - СН2—СН2 - СН2ОН СН3-СН2-СН2-СНОН-СН3 я-Амиловый спирт в/иор-Амиловый спирт Бутилкарбинол Метилпропилкарбинол Пентанол-1 1 Пентанол-2 сн3-сн2—снон-сн2 -сн3 1 Диэтилкарбинол Пентанол-3 СН3-СН-СН2-СН2ОН 1 СНз л^рв-Изоамиловый спирт (изоамиловый) л^рв-Изобутилкарби- нол 2-Метилбутанол-4 с5нпон * СН3-СН-СН0Н-СН3 1 СНз в/лор-Изоамиловый спирт {оптически ак- тивный) Метилизопропилкар- бинол 2-Метилбутанол-З СН3-С0Н-СН2-СН3 1 СНз трет-Изоамиловый спирт (mp^m-амиле- вый) Диметилэтилкарбинол 2-Метилбутанол-2 СН3-СН2-СН-СН2ОН — влгор-Бутил карби нол 2-Метилбутанол-1 СНз 1 сн3 1 СНз-С—сн2он X— трет-Изобутил карби- нол 2,2-Диметилпропа- нол-1 1 1 СНз
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРЕДЕЛЬНЫХ ОДНОАТОМНЫХ СПИРТОВ Название Эмпирическая формула Строение • Температура плавления/ С Температура кипения, • С Плотность, Метанол СН3ОН СН3—ОН — 97,8 64,7 0,792 Этанол С2Н5ОН СН3-СН2-ОН — 114,2 78,4 0,789 Пропанол-1 С3Н7ОН СН3-СН2-СН3-ОН — 127,0 97,8 0,804 Пропанол-2 СН3~СН—СНз 1 ОН - 89,5 82,5 0,785 Бутанол-1 СН3-СН2- СН2-СН2-ОН — 79,9 117,0 0,810 Бутанол-2 СН3“—СН2—СН—СН3 1 ОН — 89,0 99,5 0,808 Метилпропанол-1 С4Н9ОН , СНз 1 СН3-СН-СН2-ОН -108,0 107,0 0,802 Метилпропацол-2 СНз 1 СНз—с-он 1 СНз + 25,5 82,9 0,786м’ Пентанол-1 / сн3—сн2—сн3—сн2—сн3—он — 78,2 137,8 ' 0.82715’ Пентанол-2 СН3-СН3-СН3-СН-СН3 он 119,2 0.80725’ Пента нол-3 СНз-СН2- СН-СН3-СНз 1 он СНз | It 115,7 0,822 2-Метилбута нол-4 СНз-СН-СН2-СН2-ОН СНз -117,2 132,0 0,814 2-Метилбутанол-З С5нпон м СНз - СН-СН—СНз 1 он СНз — 112,5 0,816 2-Метилбута нол-2 СН3-С-СН2-СН3 1 он СНз — 8,4 102,0 0,811 2-Метилбутанол-1 1 СН,-СН-СН2-СН3 1 он СНз 129,4 0,819 Диметилпропанол СН3-С-СН3-ОН 1 СНз + 53 113,5
ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДНОЙ СВЯЗИ НА СВОЙСТВА ЭТИЛОВОГО СПИРТА (СРАВНЕНИЕ С ДИМЕТИЛОВЫМ ЭФИРОМ) Соединения Температура плавления, °C Температура кипения, °C Молекулярная теплота испарения Молекулярная теплота плавления о Этиловый спирт СН3- СН-ОН (молекула ассоциирована) Диметиловый эфир СН3- О-СН3 (молекула не ассоциирована) -114,2 Водородная связь в спиртах 10,19 1,15 0,95
СИНТЕЗ СПИРТОВ ИЗ ОЛЕФИНОВ ГИДРОФОРМИЛИРОВАНИЕМ (ОКСОСИНТЕЗОМ >) Название олефина Упрощенная структурная формула олефина Спирты, образующиеся после восстановления альдегида Выход, % название спирта упрощенная структурная формула Пропен СН3СН = сн2 Бутанол-1 Метилпропанол-1 СН3СН2СН,СН2ОН СН3СНСН,ОН 1 СНз 60 40 Бутен-1 СН3СН2СН = сн2 Пентанол-1 2-Метилбутанол-1 СН3СН2СН2СН2СН2ОН СН3СН2СНСН2ОН 1 СН3 . 50 50 Бутен-2 СН3СН~СНСН3 Пента нол-1 2-Метилбутанол-1 СН3СН2СН2СН2СН2ОН СН3СН2СНСН,ОН 1 сн3 50 50 Метилпропен сн3 1 СН3С = сн2 З-Метилбутанол-1 сн3 1 СН3СНСН2СН2ОН 100 Л В-152.—12 Пентен-1 СН3СН2СН2СН = СН2 Гексанол-1 2-Метилпентанол-1 2-Этилбутанол-1 СН3СН2СН2СН2СН2СН2ОН СН3СН2СН2СНСН2ОН 1 СН3 СН3СН2СНСН2ОН 1 СН2СН3 50 1 40 10 2-Метилбутен-1 СНз 1 СН3СН2С = СН2 2-Мети л пентанол-5 СНз СН3СНСН2СН2СН2ОН 50 2-Метилбутен-2 СНз СН3СН = ССНз З-Метилпентанол-1 СНз СН3СН2СНСН2СН2ОН 45 З-Метил бутен-1 СНз 1 СН3СНСН = СН2 2, З-Диметилбутанол-1 СНзСНз 1 1 СН3СНСНСН2ОН 5 Гексен-1 СН3СН2СН2СН2СН=СН2 Гептанол-1 СН3СН2СН2СН2СН2СН2СН2ОН 50 2-Метилгексанол-1 2-Этилпентанол-1 СН3СН2СН2СН2СНСН2ОН 1 СНз СН3СН2СН2СНСН2ОН 1 СН2СН3 30 20 1 Оксосинтез основан на присоединении окиси углерода и водорода к олефинам с образованием альдегидов, которые затем могут быть восстановлены в соответствующие спирты.
СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР КИПЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕ- ВОДОРОДОВ, ГАЛОГЕНАЛКИЛОВ, СПИРТОВ, ВОДЫ, ГАЛОГЕНОВОДОРОДОВ И ВОДОРОДА Показатели Температура кипе- ния, °C сн4 —161,4 СН3С1 —24,1 СН8Вг + 3,5 CH3J +42,5 СН8ОН +64,7 Температура кипе- ния, °C С2нв — 88,7 С2Н5С1 + 12,3 C2HsBr +38,4 C2H5J +72,0 С2Н5ОН 4-78,3 Температура кипе- ния, °_С н2 - 252,7 НС1 —85,0 НВг -67,0 HJ -35.5 н2о + 100
ПРОДУКТЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТИЛОВОГО СПИРТА Органические красители Фармацевтические | t препараты ПРОДУКТЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭТИЛОВОГО СПИРТА Органические красители Горючее Растворители Фармацевтические а а а препараты Простые эфиры < СН3СН2ОН Этиловый спирт > Душистые веще- ства Сложные Хлороформ Уксусная эфиры кислота Бутадиен-1, 3 Синтетические каучуки 12* 179
co сн2 ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ НА ОСНОВЕ ВИНИЛАЦЕТАТА Полимеризация СНОСОСНз Винилацетат -СН2-СН - сн2—сн—сн2—сн—сн2—сн------ ОСОСНз ОСОСНз ОСОСНз ОСОСНз Поливинилацетат ---СН2—СН—СН2—СН—-СН2-СН—СН2—СН— •.. Гидрол з 1111 ОСОСНз ОСОСНз ОСОСНз ОСОСНз Поливинилацетат сн2—сн—сн2—сн—сн: он ОН 2—СН—СН3—СН— он ОН * СН2- СН—СН2—СН- СН2—СН—СН2—сн он он он Поливиниловый спирт Поливиниловый спирт ,. , Ацетилирование ОН >--СН2—СН—СН2—СН-СН2—СН— сн2—сн - о — сн - о о - сн - о 3117 7 Поливинилбутираль (бутвар) СИНТЕТИЧЕСКИЕ КАРБОЦЕПНЫЕ ВОЛОКНА НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА Название Строение полимера Винол (куралон) • СН2— сн—сн,—СН—СН2- СН-СН2-СН-СН2-СН-- • | i I I I о о он о о СН2 СН2 Винилон С ••-СН2 —СН—СН2—СН—СН2- сн-сн2-сн-сн2-сн-- • о о он о о СН СН СН2С1 СН2С1 Винилон AN СН2 -сн-сн,-сн-сн2-сн—сн3-сн-сн2-сн—• I l I I I о о он о о СН ch2nh2 СН ' ch2nh2
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ПРОПАРГИЛОВОГО СПИРТА Fe Аллиловый спирт ->СН3-СН2~СН2ОН Си Пропиловый спирт 9 > СН=С—сно Пропаргиловый альдегид СН==С-СН3ОН Пропаргиловый спирт '2 2 — —> СН==С -СООН-------> Си2С12 Пропаргиловая кислота СООН-С==С-С=С-СООН Бутадиин-1,3-дикарбоновая кислота Си2С12 > СН2ОН-С==С--С==С-СН2ОН Гексадиин-2,4-ДИ0Л-1,6 СН2ОН-СН2- СН2-СН2-СН2- СН2ОН Гександиол-1,6 соон-сн2— СН2-СН2- СН2-СООН Адипиновая кислота Г идратация СН3-СО-СН2ОН Пропанонол 4-сн2о Конденсация СН2ОН-С=С-СН2ОН Бутиндиол-1,4 Н-НС1 -----------> СН2=СНС1-СН2ОН 2-Хлорбутенол-1 +SOC12 СН=С-СН2С1 З-Хлорпропин-1 182
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ МОДЕЛИ ОПТИЧЕСКИХ ИЗОМЕРОВ ДТОР-БУТИЛОВОГО СПИРТА ЭНАНТИОМОРФНЫЕ КРИСТАЛЛЫ КВАРЦА ЭНАНТИОМОРФНЫЕ КРИСТАЛЛЫ АММОНИЙНО-НАТРИЕВОЙ СОЛИ ВИННОКАМЕННОЙ КИСЛОТЫ 183
Многоатомные спирты 1. ОПЫТЫ С ЭТИЛЕНГЛИКОЛЕМ Получение этиленгликоля СН2Вг-СН2Вг+К2СО3-1-Н2О —> СН2ОН—СН2ОН+СО2+2КВг Реактивы, посуда и приборы Бромистый этилен.........50 г Углекислый калий . . . . 35 г Баритовая вода...........50 мл Сернокислая медь (5°/о-ный раствор).................50 мл Едкий натр (5°/о-ный рас- твор) ................. 50 мл Круглодонная колба (500 мл) . . 1 Холодильник.............1 Промывная склянка (100 мл) . . 1 Цилиндр (100 мл):....... 1 Стеклянные трубки и резино- вые шланги соответствующих размеров Сборка прибора Рис. 36 Колбу соединяют с обратным холодильником, верхний конец которого закрывают пробкой с газоотводной трубкой; последнюю соединяют с промывной склянкой, наполненной баритовой водой (рис. 36). Выполнение опыта В колбу с 250 мл воды загру- жают бромистый этилен и угле- кислый калий. Реакционную смесь нагревают на сетке до кипения; выделяющийся углекислый газ по- глощается баритовой водой, обра- зуя осадок углекислого бария. Чтобы продемонстрировать об- разование этиленгликоля, содер- жимое колбы переливают в ци- линдр со свежеосажденным гидра- том окиси меди; образуется окра- шенный в темно-синий цвет раствор комплексного гликолята меди.
Получение гликолята меди Реактивы и посуда Этиленгликоль............. 5 мл Сернокислая медь (5°/о-ный раствор).................100 мл Едкий натр (5°/о-ный рас- твор) ..................100 мл Цилиндр (200 мл) Выполнение опыта В цилиндр наливают раствор сернокислой меди и при- ливают раствор щелочи до выпадения осадка гидрата окиси меди. Затем прибавляют этиленгликоль; осадок раство- ряется, образуя темно-синий раствор комплексного гли- колята. 2. ОПЫТЫ С ГЛИЦЕРИНОМ Получение глицерата меди Реактивы и посуда Глицерин ........ 5 мл Цилиндр (200 мл)..................1 Сернокислая медь (5°/о-ный раствор)............100 мл Едкий натр (5°/о-ный рас- твор ...............100 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают раствор сернокислой меди и при- ливают раствор щелочи до выпадения осадка гидрата окиси меди. При прибавлении глицерина этот осадок раство- ряется, образуя темно-синий раствор комплексного глице- рата меди. Дегидратация глицерина СН2ОН-СНОН-СН2ОН ——> СН2~СН- ОНО 4-2Н2О KHSO4 Реактивы и посуда Глицерин............15 мл Пробирки................3 Кислый сернокислый калий (безв.)..............10 г 185
Выполнение опыта В три пробирки наливают по 5 мл глицерина и всыпают по 3 г кислого сернокислого калия. Реакционную смесь в пробирках осторожно нагревают пламенем горелки, при этом образуется акролеин (см. также стр. 226). Пробирки передают в аудиторию для ознакомления с характерным запахом акролеина (нюхать с осторожностью!). Получение нитроглицерина СН2ОН-СНОН—CH2OH+3HNO3— —> —> CH2ONO2-CHONO2-CH2ONO2 + зн2о Реактивы, посуда и приборы Азотная кислота (уд. вес 1,52)................... 30 мл Серная кислота (конц) . . 60 мл Глицерин................8 мг Баня ..................1 Батарейный стакан (с деревян- ной или железной крыш- кой; 300 мл) ..........1 Электрический мотор с мешал- кой и реостатом........1 Термометр ............ 1 Колба (250 мл).........1 Капельная воронка (50 мл) . . 1 Сборка прибора В батарейный стакан встав- ляют термометр, мешалку и капельную воронку, как ука- зано на рис. 37. Выполнение опыта Рис- 37. д0 лекции приготовляют нитрующую смесь, для чего в колбе смешивают азотную и серную кислоты. Нитрую- щую смесь переливают в батарейный стакан, помещенный в баню с охладительной смесью. • На лекции пускают в ход мешалку и к охлажденному до —10° раствору приливают из капельной воронки гли- церин с такой скоростью, чтобы температура ни в коем случае не поднималась выше нуля (при более высокой тем- пературе опыт не безопасен!). Образовавшийся нитроглицерин осаждается в виде тя- желого масла. Примечание. Нитроглицерин и нитрующую смесь с ка- пельками нитроглицерина нельзя хранить или выливать 186
в раковину, а необходимо их разложить концентрирован- ным раствором щелочи. Нитроглицерин обладает не только взрывчатыми свой- ствами, но и сильным физиологическим действием. Взрывчатые свойства нитроглицерина Реактивы и посуда Нитроглицерин......2 мл Капилляр — такой же, как при определении температуры плавления (длина 10—15 см), с маленьким расширением по середине......... 1 Выполнение опыта Конец капиллярной трубки погружают в нитроглицерин и засасывают с противоположного конца так, чтобы рас- ширенная часть капилляра наполнилась нитроглицерином. Наполненный капилляр быстро вносят горизонтально в пламя горелки; нитроглицерин взрывается. Примечание. Иногда содержимое капиллярной трубки при нагревании выбрасывается без взрыва. Опыт следует проводить в предохранительных очках. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 188—197) 1. Механизм внутримолекулярного выделения воды уа-гли- колей (табл. I). 2. Механизм внутримолекулярного выделения воды у «-гли- колей (табл. II). 3. Синтезы на основе окиси этилена. 4. Основные направления технического использования окиси этилена. 5. Синтетические способы получения глицерина из пропи- лена. 6. Синтетические способы получения заменителей глице- рина. 7. Алифатические диэпоксиды (схема синтеза). 8. Стереоизомерия многоатомных спиртов. Коллекция Этиленгликоль, метилэтиленгликоль, псевдобутиленгли- коль, пинакон; диоксан; нитроэтиленгликоль, этиловый эфир этиленгликоля, полиэтиленгликоль; глицерин, нитро- глицерин; многоатомные спирты. Этаноламины. Целлозольв. Поверхностно-активные вещества. Эпоксидные смолы. Эта- ноламины. 18
МЕХАНИЗМ ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДЫ у а-ГЛИКОЛЕИ (возможные схемы) Двупервичные гликоли Табл. ГСН2- СН2-ОН | -н,о СН2-ОН СН2-О- сн2 СНз сн-он Первично-вторичные гликоли ГСНз СН- 1_сн2 СНз сн-он -н2о сн2-он ГСНз СН —О— СН2- СНз СН3 ГСНз с-он СНз Lch2 ГСНз СН СН-ОН 188
МЕХАНИЗМ ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДЫ у а-ГЛИКОЛЕИ (возможные схемы) Табл. II Первично-третичные гликоли ГСНз СНз СНз СН3 > СН3 СН3 сн2 СН с-он -н,.о СН2—ОН ГСНз СН3 сн-он Вторично-третичные гликоли -СН3 СН3 СНз СН3 •> сн-о- СН3 СНз с—он I -н,о СН—ОН СНз СН -СНз СН3 сн3 СНз > с-он СНз I Двутретичные гликоли (пинаколиновая перегруппировка) СНз СН3 - СНз СНз СН3 СН3 СН3 с-он _На0 I ---- С—ОН СН3 СН3 СН3 СНз СНз 189

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОКИСИ ЭТИЛЕНА ^Этиленгликоль — > Антифризы * Целлофан * Синтетические во- локна (терилен, дакрон) > Взрывчатые веще- ства » Алкидные смолы Ди-, три- и полигликоли >2 Окись этилена I Растворители < Г идравлические< (тормозные) жидкости Взрывчатые ч- вещества Мягчители ч- 4-ROH _ , —----—> Эфиры этилен- — гликоля * Растворители > Синтетический каучук > Фармацевтические препараты > Растворители (для производных целлюлозы) * +NHa Этаноламины — > Текстильная промышленность * Моющие средства > Хемосорбенты I +HCN Этиленциан- — гидрин H2S > ТиодиглиКОЛЬ — Пластические массы, полиакрилаты - > Синтетические каучуки - > Синтетическое во- локно (нитрон) > Увлажнители > В производстве пластификаторов >Формальгликоль > Растворитель лаков Ч-Aik свн4он Полигликоле- * вые эфиры (игепали) > Моющие средства > Эмульгирующие средства 191
со ND СИНТЕТИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИЦЕРИНА ИЗ ПРОПИЛЕНА СН2ОН—СНОН—СН2ОН гидролиз Глицерин 4 сч Хлоргидратирование СН2С1~СНОН~СН2ОН* Глицерин-а-моно- хлоргидрин Хлорирование ______________> 450-500’ СН2=СН-СН2С1 Хлористый аллил Гидролиз ---------- —> сн2=сн—сн2он Аллиловый спирт s я я СН2С1-СН-СН2 Дегидрохлори- рование Са (ОН)2 СН2С1—СНС1—СН2ОН Глицерин-а, ₽-дихлоргидрин СН.2_СН—СН3 Пропилен Эпихлоргидрин глицерина со S ч СЛ КЗ Окисление 2^(пар) ^2 ~300-~400° СН2С1-СНОН-СН2ОН Глицерин-а-монохлор- гидрин Дегидрохлориро- .... .........—> вание Са (ОН)2 СН2-СН-СН2ОН Эпоксигидрин Гидролиз сн2~сн-сно Акролеин о? СН2ОН-СНОН-СН2ОН Глицерин OjO м СН3-СО-СНз Ацетон +Н2О2 СН2=СН—СН2ОН Г идроксилирование Аллиловый спирт
СИНТЕТИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАМЕНИТЕЛЕЙ ГЛИЦЕРИНА 1. Из ацетилена Конденсация Гидратация СН=СН+2СН2О---------------> СН2ОН—С==С-СН2ОН------------ Ацетилен Формаль- Бутиндиол-1,4 Н2О дегид Гидриро-___________________________________ вание _»СН2ОН—СН2-СО-СН2ОН----------> СН2ОН-СН2-СНОН-СН2ОН у-Диоксибута нон Бутан триол-1,2,4 2. Из изобутилена сн3 сн3 Хлорирование | Хлороксилирование СН3-С—СП.,----------------->С1СН2 - С—СН2------------------> Н2О + С12 Изобутилен 1-Хлорметилпропен-2 СН3 СН3 | Дегидрохлорирование | Гидролиз i —>С1СН2-СОН-СН2С1--------------------->С1СН2—С-СН2------------> 1,3-Дихлор-2-метил- —НС1 Н2О пропанол-2 О р-Метилэпи- хлоргидрин-2 СН3 СНз | Дегидрохлорирование | Гидролиз (_>С1СН2-СОН~СН2ОН--------------------> СН2-С-СН2ОН-----------> р-Метилглицерин- —НС1 Н2О монохлоргидрин Q _______________________р-Мети л гл и цидол СНз СН2ОН - СОН - СН2ОН р-Метилглицерин 3. Из пропионового альдегида Конденсация СН2ОН Реакция СН3СН2СНО+ 2СН2О-------------> | Канниццаро Пропионо- Муравьиный СН3 - С—СНО-|-СН2О----------> вый альдегид альдегид I СН2ОН 2,2-Диметилол- СН2ОН СН3-С—СН2ОН СН2ОН 1,1,1-Триметилолэтан пропаналь + НСООН 194
АЛИФАТИЧЕСКИЕ Д 13* 195
СТЕРЕОИЗОМЕРИЯ МНОГОАТОМНЫХ СПИРТОВ Четырехатомные спирты СН2ОН СН2ОН СН2ОН н-с—ОН НО-С-Н н-с—он I I I НО—С—Н Н-С-ОН н-с—он СН2ОН СН2ОН СН2ОН rf-Эритрит /-Эритрит Мезоэритрит Пятиатомные спирты СН2ОН СН90Н СН2ОН I I I НО—С—И Н-С-ОН Н—С-ОН НО-С-Н Н-С-ОН НО—с—н Н—С—ОН НО-С-Н Н—С-ОН . I I I СНоОН СН2ОН СН2ОН СН2ОН I Н-С-ОН Н-С-ОН I Н-С-ОН I СН2ОН Адонит d-Арабит /-Арабит Ксилит Шестиатомные спирты Группа маннита СН2ОН НО-С-Н I Н-С-ОН НО-С-Н I Н-С-ОН СН2ОН d-Идит СН2ОН I Н—с—он I НО-С-Н I Н-С-ОН I НО-С-Н I СН2ОН /-Идит СН2ОН I НО-С-Н I но-с-н I Н-С-ОН I н-с-он I СН2ОН d-Маннит СН2ОН н-с-он I Н-с-он I но-с-н I но-с-н I СН2ОН /-Маннит СНоОН I Н-С—ОН I но-с-н I н-с—он Н-С-ОН СН2ОН d-Сорбит СН3ОН I но-с-н I Н-С-ОН I НО-С-Н I но-с-н I СН2ОН /-Сорбит СНоОН I но-с-н I н-с-он н-с-он I н-с-он I СН2ОН d-Таллит Г руппа СН2ОН Н-С-ОН I НО-С-Н НО-С-Н I но-с-н I СН2ОН 2-Таллит дульцита СН2ОН I НО-С-Н н-с-он I Н-С-ОН I но-с—н I СН2ОН Дульцит СН2ОН I Н-С-ОН н-с-он I Н-С-ОН I н-с-он I СН2ОН Аллодульцит
Глава IV ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ 1. ПОЛУЧЕНИЕ ЭТИЛОВОГО ЭФИРА CH3CH2OH+HOSO3H —> CH3CH2OSO3H+H2O CH3CH2OSO3H+CH3CH2OH “> CH3CH2OCH2CH3+H2SO4 Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт-ректи- фикат...................150 мл Серная кислота (конц.) 50 „ Сернокислый алюминий (безв.).................. 5 г Едкое кали или едкий натр (5°/о-ный раствор) 30 мл Перегонная колба с высоко- припаянной отводной трубкой (250 мл).......... 1 Холодильник (50 см) .... 1 Форштосс................ 1 Капельная воронка....... 1 Термометр 200°.......... 1 Пробирка или склянка для отсасывания (100 мл) . . , 1 Батарейный стакан....... 1 Делительная воронка .... 1 Цилиндр (100 мл)........ 1 Пробирки ......... 3 Сборка прибора Перегонную колбу плотно закрывают пробкой с двумя отверстиями: в одно вставляют капельную воронку, в дру- гое— термоцетр, доходящий почти до дна колбы. Колбу соединяют с холодильником, к последнему присоединяют на пробке форштосс, на который на пробке надета про- бирка для отсасывания. * Пробирку погружают в батарей- ный стакан со льдом. Боковой отросток пробирки соеди- нен с резиновой трубкой для отвода паров эфира в вытяж- ном шкафу (рис. 38).
Выполнение опыта В колбу наливают равные объемы спирта и серной кислоты (50 мл-[-50 мл) и прибавляют сернокислый алю- миний. До начала реакции в холодильник пускают силь- ную струю воды. Под колбу подводят нагревательный прибор и нагревают реакционную смесь до 130—140°. Как только начинает перегоняться эфир, из капельной воронки приливают спирт со скоростью, равной скорости отгонки эфира (объем жидкости в колбе не должен изме- няться). Во время опыта наблюдают за тем, чтобы температура реакционной смеси не повышалась > 130—140°. Нагрева- ние прекращают после того, как отогнано 30—50 мл дистиллята. Вместе с эфиром отгоняется некоторое количество спирта, воды и сернистого газа; дистиллят состоит из двух слоев. Для отделения эфира от примесей отогнан- ную жидкость переливают в делительную воронку и обра- батывают сперва раствором щелочи, а затем водой (50 мл). После отделения от водного слоя эфир переливают в про- бирки и передают в аудиторию. 199
2. ОПЫТЫ С ЭТИЛОВЫМ ЭФИРОМ Горение паров этилового эфира Первый вариант Реактивы, приборы и материалы Этиловый эфир .... 10 мл Стеклянная трубка с •изо- гнутым и оттянутым кон- цом, длиною 60—70 см, диаметром 4—5 мм . . 1 Стеклянная воронка ... 1 Асбестовый картон ... 1 кусок Выполнение опыта Прямой конец закрепленной в штативе изогнутой трубки соединяют с воронкой с помощью куска резинового шланга. В воронку кладут кусочек ваты, пропитанной эфиром, и закрывают воронку асбестовым картоном. Через 2—3 мин. к изогнутому нижнему концу трубки подносят горящую лучину. Пары эфира воспламеняются и горят ярко-светя- щимся пламенем. Второй вариант Реактивы, посуда и приборы 25 мл Этиловый эфир . . . . Банка (100—200 мл)..........1 Стеклянная трубка, изогнутая в виде сифона, с загнутым оттянутым вверх концом . . 1 Груша резиновая.............1 Выполнение опыта В банку, укрепленную высоко на кольце штатива (рис. 39), наливают этиловь\й эфир и закрывают плотно пробкой с двумя отверстиями. В одно отверстие вставлена изогнутая, как показано на рисунке, стеклянная трубка 1 длиною 40—50 см так, чтобы конец ее в банке-доходил до поверхности эфира; в другое отвер- стие вставлена трубка 2, изогнутая под прямым углом. Если к отверстию изогнутой трубки 1 поднести горя- щую лучину, то пары эфира, пере- 200
ливающиеся по сифону, воспламеняются и горят ярко светящимся пламенем. При низкой комнатной температуре для ускорения испарения эфира к трубке 2 рекомендуется присоединить грушу и слегка продувать воздух. Взрыв смеси паров этилового эфира с кислородом Реактивы и посуда Этиловый эфир .... 20 мл Цилиндр (250 мл).........1 Кислород (в газометре) Стеклянные трубки соответ- ствующих размеров Выполнение опыта В цилиндр, закрепленный в штативе и обязательно тща- тельно завернутый в полотенце, наливают этиловый эфир и через изогнутую под прямым углом стеклянную трубку, доходящую до дна цилиндра, пропускают из газометра кис- лород. Когда почти весь эфир испарится, прекращают про- пускание кислорода (уносят газометр) и подносят к от- верстию цилиндра длинную горящую лучину или горящую вату, пропитанную спиртом и прикрепленную к длинной проволоке. Происходит сильный взрыв; в случае разрыва цилиндра осколки остаются в полотенце (опыт надо про- водить в вытяжном шкафу). Понижение температуры при испарении этилового эфира Реактивы и посуда Этиловый эфир .... 30 мл Пробирка для отсасыва- ния (100 мл)........ 1 Выполнение опыта В пробирку, закрепленную зажимом в штативе, нали- вают эфир и закрывают плотно пробкой с отверстием, в которое вставляют изогнутую под прямым углом трубку, доходящую до дна. 201
Пробирку соединяют с водоструйным насосом и про- сасывают сильный ток воздуха. Через несколько минут на поверхности пробирки образуется ледяная корка. Растворимость этилового эфира в воде Реактивы и посуда Этиловый эфир (абс.; Делительная воронка с при- стр. 36).......... 50 мл тертой пробкой (200 мл) . . 1 Фарфоровая чашка..........1 Водяная баня..............1 Выполнение опыта В делительную воронку наливают 100 мл воды, под- крашенной эозином или марганцовокислым калием, и до- бавляют небольшими порциями (при взбалтывании) этило- вый эфир. Обращают внимание аудитории, что первые порции эфира растворяются в воде, а затем эфир всплы- вает на поверхность. Нижний водный слой спускают в фарфоровую чашку и нагревают на водяной бане; эфир испаряется и при поднесении горящей лучины воспламе- няется. Отношение этилового эфира к металлическому натрию Реактивы и посуда Этиловый эфир (абс.; Цилиндры (100 мл)........2 стр. 36) ...... . 40 мл Этиловый спирт-ректи- фикат ..............40 мл Металлический натрий 1 г ) Выполнение опыта В один цилиндр наливают абсолютный эфир, а в дру- гой спирт и в оба цилиндра вносят по кусочку металли- ческого натрия. Натрий перед лекцией очищают от по- верхностной корочки, нарезают и хранят в абсолютном эфире в герметичном сосуде. 202
Обращают внимание аудитории, что в цилиндре с эфи- ром не происходит никакой реакции, тогда как спирт реа- гирует с натрием. Экстракция этиловым эфиром Реактивы и посуда Бензохинон (водный раствор, насыщенный на холоду)........ 200 мл Этиловый эфир .... 100 мл Делительная воронка (500 мл).................. Часовые стекла или кристал- лизаторы ................. Выполнение опыта В делительную воронку наливают водный раствор бен- зохинона и 100 мл эфира. Обращают внимание аудитории, что при тщательном встряхивании желтая окраска хинона переходит из нижнего водного слоя в верхний эфирный. После этого сливают нижний водный слой, а эфирный раствор разливают на часовые стекла. При испарении эфира на часовых стеклах остаются желтые игольчатые кристаллы бензохинона. Часовые стекла передают в ауди- торию. Примечание. Бензохинон можно заменить любым дру- гим (желательно окрашенным) кристаллическим веще- ством, растворимым в воде и извлекающимся эфиром (гидрохинон, резорцин и т. п.). УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 204—205) 1. Физические свойства простых эфиров. 2. Сопоставление температур кипения простых эфиров и первичных спиртов. Коллекция Этиловый эфир, изопропиловый эфир, амиловый эфир и др. 203
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОСТЫХ ЭФИРОВ Эфир Строение Темпера- тура плавления, °C Темпера- тура кипения, вС Плотность, D Метиловый СН3—О—СН3 —138,8 -23,7 0,617 Метилэтиловый СН3—0—-СН2—СН3 — +10,8 0* 0,725~ Метилпропиловый СН3—О—СН2—СН2—СН3 — 39,0 О,73820’ Метилизопропиловый сн3—о—сн—сн3 — 32,5 2* Ojas’25" СН3 Этиловый (серный) СН3-СН2-О-СН2-СН3 —117,6 35,6 O.71420’ 20° Этилпропиловый СН3-СН2-О-СН2-СН2-СН3 <-79,0 62,0 0,739~ Этилбутиловый СН3—СН2—О—СН2—СН2—СН2—СН3 — 91,4 20е Пропиловый СН3-СН2-СН2-О-СН2-СН2-СНз —122,0 91,0 21е 0,744~ 20* ' Изопропиловый СН3-СН-О-СН-СН3 —60,0 68,5 0,72s"5" СНз СН3 СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР КИПЕНИЯ ПРОСТЫХ ЭФИРОВ И ПЕРВИЧНЫХ СПИРТОВ Название Формула Строение » Температура 1 кипения, I •с Метиловый эфир Этиловый спирт С2Н6О СН3-0-СН3 СН3-СН2-ОН -23,7 78,4 Этиловый эфир Бутиловый спирт C4Hi0O СН3—СН2-О-СН2-СН3 сн3—сн2-сн2—сн2-он 35,6 П7,0 Пропиловый эфир Гексиловый спирт свнмо СН3-СН2—СН,—0—сн2—сн2—СНз СН3—СН2—СН3-СН2-СН2-СН2-ОН 91,0 157,2 Бутиловый эфир Октиловый спирт CgHjgO СН3-(СН2)2-СН2-О-СН2-(СН2)2-СН3 - ‘ СН3-(СН2)в-СН2-ОН * 142,4 194,5 205
Глава V ТИОСПИРТЫ И ТИОЭФИРЫ ч 1. ПОЛУЧЕНИЕ ЭТИЛМЕРКАПТАНА СН3СН2Вг + NaSH CH3CH2SH + NaBr Реактивы, посуда и приборы Кислый сернистый натрий Колба (100 мл)............ 1 (конц. раствор1) .... 10 мл Холодильник шариковый . . 1 Этиловый спирт.........15 мл Пробирки.................. 3 Бромистый этил.........10 мл Выполнение опыта В колбу с обратным холодильником наливают раствор кислого сернистого натрия, бромистый этил и спирт. Реак- ционную смесь нагревают в вытяжном шкафу на сетке. После появления характерного запаха этилмеркаптана на- гревание прекращают; по нескольку капель содержимого колбы наливают в пробирки, которые передают в ауди- торию. Примечание. Из-за крайне неприятного запаха этилмер- каптана опыт рекомендуется проводить в конце лекции и обязательно в вытяжном шкафу. 1 Раствор приготавливают, насыщая сероводородом раствор серии стого натрия. 206
2. ОПЫТЫ С ЭТИЛМЕРКАПТАНОМ Реакция этилмеркаптана с нитропруссидом натрия Реактивы и посуда Этилмеркаптан (спиртовый Пробирки ......... 3 раствор1) ..........15 мл Нитропруссид натрия (Р/о-ный раствор) . 10 мл Едкое кали (1О°/о-ный рас- твор) ................15 мл Выполнение опыта Наливают в пробирки по 5 мл спиртового раствора этилмеркаптана, по 5 мл едкого кали и по 2—3 мл нитро- пруссида натрия; тотчас же при взбалтывании появляется пурпурно-красное окрашивание. Реакция этилмеркаптана с азотистой кислотой C2H5SH + HNO2 C2H5SNO + Н2О Рективы и посуда Азотистокислый натрий . . 3—5 г Этиловый спирт ......... 30 мл Этилмеркаптан (спиртовый раствор1)...............15 мл Уксусная кислота (ледяная) 25 мл Цилиндр (100 мл) . . Капельная воронка . . 1 1 Выполнение опыта Растворяют в цилиндре в небольшом количестве воды 3 г азотистокислого натрия, прибавляют 15 мл спирта и, если требуется, еще немного воды до полного растворения, после чего прибавляют спиртовый раствор меркаптана. При приливании к полученному раствору из капельной воронки ледяной уксусной кислоты постепенно появляется красная окраска образующегося нитрозоэтилмеркаптида. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 208) Сопоставление физических свойств спиртов, тиоспиртов (меркаптанов), эфиров и тиоэфиров (сульфидов). Коллекция Этилмеркаптан, этилсульфид и др. тиоспирты и тио- эфиры. 1 Спиртовый раствор этилмеркаптана готовят, растворяя в спирте содержимое колбы из предыдущего опыта. 207
СОПОСТАВЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СПИРТОВ, ТИОСПИРТОВ (МЕРКАПТАНОВ), ЭФИРОВ И ТИОЭФИРОВ (СУЛЬФИДОВ) Название Эмпириче- ская формула -л Упрощенная структурная формула Темпера- тура кипения, °C Плотность, Метиловый спирт СН4О СН3ОН 64,7 0,792 Метилмеркаптан CH4S CH3SH 5,8 0,896°' Этиловый спирт С2Н6О СН3-СН2ОН 78,4 0,789 Этилмеркаптан C2H6S CH3-CH2SH 37,0 0,839 Пропиловый спирт с3н8о СН3—СН2—СН2ОН 97,8 1 0,804 Пропилмеркаптан C3H8S СН3-СН2—CH2SH 67,8 — Бутиловый спирт С4Н10О сн3-сн2-сн2- СН2ОН 117,0 0,810 Бутилмеркаптан C4H]0S сн3-сн2—сн2- -CH2SH 97,0 0,83725’ Этиловый эфир С4Н10О о о I I CJ CJ 1 1 о о о 35,6 0,713 Диэтилсульфид C4HJ0S СН3—СН2Ч СНз-СН/ 93,0 0,836 Пропиловый эфир с6н14о СН3—СН2-СН2Ч СН3-СН2-СН2' >0 91,0 0,763 Дипропилсульфид C6H14S сн3-сн2—сн2ч сн3-сн2-сн/ >s 142,0 0,814 •
/ Глава VI АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ Предельные альдегиды и кетоны 1. ПОЛУЧЕНИЕ МУРАВЬИНОГО АЛЬДЕГИДА 2СН3ОН + О2 •— 2СН2О 4- 2Н2О Реактивы, посуда и приборы Метиловый спирт.........30 мл Медная колбаска или спираль 1 Серная кислота (конц.) . . 30 мл Круглодонная колба с отвод- в ной трубкой, направлен- ной под углом вверх (100 мл) . . ........... 1 Трубка кварцевая или из ту- гоплавкого стекла длиной 30 см................... 1 Холодильник со змеевиком . 1 Пробирки для отсасывания (50 мл).................. 2 Промывная склянка........ 1 Стеклянная ванна ........ 1 Баня водяная # ......... 1 Термометр................ 1 Пробирки ................ 3 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров Сборка прибора Круглодонную колбу 1 соединяют, как показано на рис. 40, с кварцевой трубкой 2, в которую помещают на расстоянии 6—10 см медную колбаску (или спираль). в-152.-14 209
Второй конец трубки соединяют с холодильником 3, а по- следний— с двумя пробирками для отсасывания 4 и 5, по- груженными в ванну с охладительной смесью 6. Колбу закрывают резиновой пробкой со стеклянной изогнутой Рис. 40. трубкой, доходящей почти до дна; второй конец трубки соединяют с промывной склянкой 7, в которую налита концентрированная серная кислота. Выполнение опыта Метиловый спирт вливают в круглодонную колбу, ко- торую погружают в водяную баню с температурой 45—48°, и прибор соединяют с водоструйным насосом. Одновре- менно начинают нагревать ту часть кварцевой трубки, где находится медная спираль, доведя ее до красного каления; затем нагревание прекращают, регулируя приток воздуха таким образом, чтобы спираль оставалась накаленной. Об- разующийся муравьиный альдегид вместе с непрореагиро- вавшим метиловым спиртом и водой собирается в прием- никах. Для ознакомления с запахом формальдегида конденсат разливают в пробирки и передают в аудиторию.
2. ПОЛУЧЕНИЕ УКСУСНОГО АЛЬДЕГИДА СН3СН2ОН ° СНзСНО + Н2О Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт.........20 мл Серная кислота (конц.). .12 мл Двухромовокислый калий . 15 г Перегонная колба (200 мл) . 1 Холодильник (длиной 50— 60 см) ................. 1 Форштосс.................. 1 Ванна стеклянная.......... 1 Термометр . . \......... 1 Пробирки для отсасывания . 2 Пробирки . . ............. 3 Ступка с пестиком......... 1 Сборка прибора Перегонную колбу соединяют с холодильником, на ко- нец которого надевают форштосс. Последний соединяют с двумя пробирками для отсасывания (такими же, как на рис. 40), погруженными в ванну с охладительной смесью. Выполнение опыта В колбу всыпают растертый двухромовокислый калий и наливают 50 мл воды, серную кислоту и спирт. Часто реакция начинается без нагревания; в противном случае колбу слегка нагревают, после чего начинает отгоняться смесь воды, спирта и уксусного альдегида. Для ознакомления с запахом альдегида конденсат раз- ливают в пробирки и передают в аудиторию. Упрощенный метод получения уксусного альдегида см. стр. 160. 3. ОПЫТЫ С ФОРМАЛЬДЕГИДОМ Окисление формальдегида аммиачным раствором окиси серебра (реакция серебряного зеркала)1 СН2О 4- 2[Ag(NH3)2]OH -> НСООН + 2Ag + 4NH3 + Н2О Реактивы, посуда и приборы Формалин (40°/о-ный раствор Пробирки (50 мл)........... 2 формальдегида) .... 5 мл Стакан (1 л)................. . 1 Аммиачный раствор окиси Термометр.................. 1 серебра (см. стр. 115) . . 30 мл 1 Аналогичный опыт можно провести с раствором уксусного альдегида. 14* 211
Выполнение опыта. В пробирки, тщательно промытые хромовой смесью и! дистиллированной водой, наливают по 15 мл аммиачного } раствора окиси серебра и по 15—20 капель формалина. 1 Затем их укрепляют в штативе и помещают в стакан с го- рячей водой (60—70°). Через несколько минут образуется ' зеркало. I * Окисление формальдегида реактивом Фелинга 1 СНгО-^НСООН ’ Реактивы « посуда Формалин............5 мл Стакан (200 мл).......... 1 Реактив Фелинга свежепри- готовленный (стр. 313) . 50 мл Выполнение опыта 1 В стакан наливают реактив Фелинга и формалин. Ста- кан с реакционной смесью нагревают на сетке. Сначала раствор окрашивается в зеленый, а затем в желтый цвет и, наконец, выпадает закись меди красного цвета. | Окисление формальдегида гидратом окиси меди J Реактивы, посуда и приборы Формалин............30 мл Стакан (200 мл)..........1 Едкий натр (8°/о-ный рас- Капельная воронка (50 мл). 1 твор).............15 , Сернокислая медь (5°/с-ный раствор) ....... 30 , Выполнение опыта | В стакан наливают формалин, щелочь и из капельной i воронки раствор сернокислой меди до появления голубого осадка гидрата окиси меди. Реакционную смесь нагревают на сетке до кипения, при этом наблюдается постепенное изменение окраски и образование осадка, содержащего главным образом металлическую медь. 1 Примечание. Аналогичный опыт можно провести с рас- j твором уксусного альдегида. При этом в осадок выпадает: преимущественно закись меди красного цвета. | 212
реакция формальдегида с фуксиносернистой кислотой Реактивы и посуда Формалин.............10 мл Цилиндр (200 мл)....... Фуксиносернистая кисло- та 1 ...............100 мл Соляная кислота (конц.) . 10 мл В цилиндр с раствором фуксиносернистой кислоты при- бавляют формалин. Через несколько минут жидкость в ци- линдре окрашивается в темно-красный цвет; при прилива- нии соляной кислоты окраска переходит в фиолетово-синюю. Примечание. Аналогичный опыт можно проводить и с раствором уксусного альдегида; отличие только в том, что после прибавления соляной кислоты фиолетово-синяя окраска сравнительно быстро исчезает. Качественная реакция на формальдегид с резорцином Реактивы, посуда и приборы Цилиндр (100 мл)...................... 1 Капельная воронка с длинной трубкой.............. 1 Формалин ........ 5 мл Резорцин (О,5°/о-ный вод- ный раствор)........100 мл Серная кислота (конц.) . . 10 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают 100 мл свежеприготовленного рас- твора резорцина и 5 мл формалина. Из капельной воронки с трубкой, доходящей до дна цилиндра, добавляют 10 мл серной кислоты; тотчас же на границе соприкосновения жидкостей образуется малиновое кольцо. Jf Формалин ............... 30 мл Перекись водорода (30°/о- ная)...................20 мл Окисление формальдегида перекисью водорода 2СН2О + Н2О2 -> 2НСООН + Н2 Реактивы, посуда и приборы Колба (500 мл)......... Цилиндр с притертой плас- тинкой ................ Капельная воронка ..... Ванна стеклянная ...... Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров 1 1 Фуксиносернистую кислоту готовят, пропуская через ярко окра- шенный водный раствор фуксина сернистый газ до обесцвечивания раствора. Реактив хранят в склянке с резиновой пробкой. 213
стеклянную трубку 3 для Колбу 1 закрывают резиновой пробкой с двумя отвер- стиями; в одно вставляют капельную воронку 2, в другое i отвода газа в цилиндр 4 (рис. 41). Рис. 41. В колбу вливают формалин и из капельной воронки быстро приливают перекись водорода. Реакционную смесь осторожно нагревают на сетке горелкой. Как только начнется реакция, тотчас же прекращают нагре- вание и убирают горелку. Жид- кость в колбе сильно закипает и пенится; выделяющийся водо- род (проверить на отсутствие воздуха, стр. 33—34) собирают в цилиндр и поджигают (стр. 38). 4. ОПЫТЫ С УКСУСНЫМ АЛЬДЕГИДОМ Качественная реакция с нитропруссидом натрия Реактивы и посуда Уксусный альдегид . . . Нитропруссид натрия (О,5°/о-ный водный рас- твор) ................ Пиперидин .............. 5 мл 100 мл 3 мл Цилиндр (200 мл) . . опыта В цилиндр с нитропруссидом натрия прибавляют уксус- ный альдегид и пиперидин; при встряхивании появляется темно-синее окрашивание. Примечание. Качественная реакция с нитропруссидом характерна и для простейших кетонов. 214
Полимеризация уксусного альдегида СН3 СН оо ЗСНзСНО-* I I СНз—НС СН—СН3; ''о' Паральдегид СОз СНз I I СН—о-сн—О 4СНзСНО -> | | О—СН—О—СН I I СНз СНз Метальдегид Уксусный альдегид (свеже- перегнанный)............20 Серная кислота (конц.) . . 1 Этиловый эфир (абс.; полу- чение см. стр. 36) . . . 20 Фуксиносернистая кислота (стр. 213)...............10 мл Хлористый водород газо- образный (получение см. стр. 134) Реактивы, посуда и приборы Колба (100 мл).......... Делительная воронка (50—100 мл).............. Батарейный стакан (500 мл) Термометр ............... Цилиндр (100 мл)........ Пробирки ................ Микропипетка............. МЛ мл МЛ Получение паральдегида В колбу с 10 мл уксусного альдегида приливают осто- рожно при взбалтывании серную кислоту, — происходит бурная реакция полимеризации с выделением тепла. Через несколько<минут содержимое колбы переливают в делитель- ную воронку, промывают водой и, отделив паральдегид, разливают его в пробирки. Прибавляют в пробирки фуксино- сернистую кислоту и показывают, что она не дает реакции с паральдегидом. Получение метальдегида В большую пробирку, опущенную в батарейный стакан с охладительной смесью, наливают 10 мл уксусного аль- 215
дегида, 20 мл абсолютного этилового эфира и пропускают хлористый водород. Через несколько минут выпадают игольчатые кристаллы метальдегида. 5. ОПЫТЫ С ТРИХЛОРУКСУСНЫМ АЛЬДЕГИДОМ (ХЛОРАЛЕМ) Получение и свойства хлораля СС18-СН(ОН)2 > CCh-СНО H2SO4 Реактивы, посуда и приборы Хлоральгидрат............40 г Перегонная колба (250 мл) . 1 Серная кислота (конц.) . 15 мл Холодильник................ 1 Фуксиносернистая кислота Форштосс................... 1 (стр. 213)..........50 „ Цилиндр (25 мл)......... 1 Пробирки (50 мл)...... 3 Термометр................. 1 Выполнение опыта В перегонную колбу, соединенную с холодильником, загружают хлоральгидрат и серную кислоту. Реакционную смесь осторожно нагревают и отгоняющийся хлораль со- бирают в цилиндр. Часть хлораля отливают в пробирку, прибавляют не- сколько капель воды; выпадает осадок хлоральгидрата. Можно показать различное отношение хлораля и хлор’ альгидрата к фуксиносернистой кислоте. Если в пробирку с фуксиносернистой кислотой прибавить несколько милли- литров хлораля, то вскоре появляется синевато-красное окрашивание. При прибавлении в пробирку с фуксиносер- нистой кислотой раствора хлоральгидрата окраска не по- ' является. Хлораль дает и другие характерные реакции на альде- гидную группу. 6. ОПЫТЫ С АЦЕТОНОМ Высаливание ацетона из водного раствора Реактивы и посуда Ацетон.............25 мл Цилиндр с притертой проб- Углекислый калий . . . . 25 г кой (100 мл)......1 Выполнение опыта В цилиндре смешивают ацетон с равным объемом воды (ацетон смешивается с водой в любых соотношениях). Затем прибавляют углекислый калий до насыщения; в ре- 216
зультате жидкость разделяется на два слоя: верхний,— состоящий из ацетона, и нижний — из водного раствора углекислого калия лишь со следами ацетона. * Взаимодействие ацетона с кислым сернистокислым натрием (бисульфитом) /ОН (СН3)2 С = О + NaHSOg —> (СН8)2С< xSO3Na Реактивы и посуда Ацетон...............10 мл Цилиндр с притертой пробкой . 1 Кислый сернистокислый на- трий, насыщ. водный раствор1............30 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают ацетон и свежеприготовленный раствор кислого сернистокислого натрия. При энергичном взбалтывании выделяется белый осадок бисульфитного производного ацетона. Качественная реакция на ацетон с нитропруссидом натрия Реактивы, посуда и приборы Ацетон.................2 мл Цилиндр (200 мл).........1 Нитропруссид натрия Капельная воронка.......<1 (10°/о-ный раствор, све- жеприготовленный) . . 5 мл Едкий натр (Ю°/о-ный рас- твор) ...............4 мл Уксусная кислота ледяная 10 мл Выполнение опыта В цилиндр со 100 мл воды прибавляют ацетон, нитро- пруссид натрия и едкий натр; раствор окрашивается в темно- красный цвет. При взбалтывании реакционной смеси при- ливают струей из^капельной воронки уксусную кислоту, в результате раствор приобретает карминово-красную окраску. 1 Для приготовления раствора бисульфита в колбу загружают сухой бикарбонат натрия или растертый кристаллический карбонат натрия (Na2CO3-10H2O) и вливают столько воды, чтобы кристаллы были по- крыты лишь тонким слоем воды. Затем в смесь пропускают газообраз- ный сернистый ангидрид (стр. 96) почти до полного растворения кри- сталлов. 217
Семикарбазон ацетона (CH3)2C=O+H3N—NH-CO—NH2---> (CH3)2C=N—nh—co—NH2+H2O Реактивы и посуда Ацетон................5 мл Цилиндр с притертой пробкой . 1 Семикарбазид хлористоводо- родный ..............5 г Уксуснокислый калий .... 4 г Выполнение опыта В цилиндре растворяют семикарбазид в 20 мл воды. К раствору прибавляют ацетон, а затем при встряхивании уксуснокислый калий. Через несколько минут выпадает кристаллическая кашицеобразная масса семикарбазона. Для лучшей красталлизации рекомендуется охлаждать цилиндр с реакционной смесью под краном. /г-Нитрофенилгидразон ацетона (СН3)2С—O+H2N—NH -С6Н4—NO2 —> (CH3)2C=N-NH~C6H4—NO2 -f-H2O Реактивы и посуда Ацетон.............1—2 мл Цилиндр (100 мл) . .......1 л-Нитрофенилгилразин (уксуснокислый раствор1) 10 мл Метиловый спирт......10 мл Выполнение опыта В цилиндр вливают раствор /г-нитрофенилгидразина и 1 прибавляют при встряхивании ацетон, растворенный в ме- тиловом спирте; тотчас же выпадает желтый осадок /г- нитрофенилгидразона. I Примечание. Аналогичный опыт можно проводить с п- бромфенилгидразином. 1 УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 219—225) 1. Физические свойства предельных альдегидов и ке- тонов. | 2. Номенклатура и изомерия альдегидов и кетонов пре- дельного ряда. 1 3. Синтезы на основе уксусного альдегида. 4. Синтезы на основе ацетона. Коллекция \ Формалин. Уксусный, пропионовый, масляный, изо- масляный, валериановый и др. альдегиды. Паральдегид, метальдегид. Ацетон, метилэтилкетон, диэтилкетон и др. 1 Для приготовления реактива растворяют 5 г п-нитрофенилгидра- зина в 50 мл 30°/о-ной уксусной кислоты. 218
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРЕДЕЛЬНЫХ АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ Название 1 Упрощенная структурная формула Темпера- тура плавления, °C Темпера- тура кипения, °C * Плотность, д2° Альдегиды - Муравьиный нсно — 92,0 -19,2 O.815-20’ Уксусный СН3СНО —122,6 20,8 0,780 Пропионовый СН3СН2СНО -81,0 48,1 0,807 Масляный СН3СН2СН2СНО —99,0 75,0 0,817 Изомасляный (СН3)2СНСНО -65,9 64,0 0,794 Валерьяновый СН3(СНа)3СНО -92,0 103,4 0,819п° Изовалерьяновый (СН3)2СНСН2СНО —51,0 92,0 0,785 Кетоны Ацетон СН3СОСН3 -94,3 56,1 0,798 Метилэтилкетон СН3СОСН2СН3 . -86,4 79,6 0,806 Диэтилкетон СН3СН2СОСН2СН3 —42,0 101,8 0,814 Метилпропилкетон СН3СОСН2СН2СН3 -83,5 100,9 0,809 Метилизопропил- кетон ч СН3СОСН (СН3)2 93,5 0,805 219
КЗ НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ ПРЕДЕЛЬНОГО РЯДА Упрощенная структурная формула Название травиальное рациональное женевское Альдегиды Муравьиный (формальдегид) Метаналь СН3-С Н Уксусный (ацетальдегид) Уксусный Этаналь СН3—СН2-С Н СН3-СН2-СН2-С И СН3— СН3 И СН3-СН2—СН3-СН2-С Н СН3 СНз СН3-СН2-СН-С<± СНз СН СН3- С-С СН3—-С—СН3 II О сн3-с-сн2—сн3 о СНз—С-СН2-СН2—СНз Пропионовый Масляный Изомасляный Валерьяновый Изовалерьяновый Метилуксусный Этилуксусный Диметилуксусный Пропилуксусный Изопропилуксусный Пропаналь Бутаналь Метилпропаналь Пентаналь З-Метилбутаналь 2-Метилбутаналь £1 Метилэтилуксусный Кетоны Ацетон СН3- СН2-С—СН2-СН3 —о СНз-С-СН-СНз i сн3 СН3-С—СН J- сн2—сн2—сн3 о сн3—сн2—с—сн,—сн2—сн3 О , СН3—С—СН—СН3—СНз Й СНз Т риметилуксусный % Диметил кетон Метилэтилкетон Метилпропилкетон Диэтилкетон Метилизопропил- кетон Метилбутилкетон Этилпропилкетон Метил-вягор-бутил- кетон Диметилпропаналь Пропанон Бута нон Пентанон-2 Пентанон-3 Метилбутанон Гексанон-2 Гексанон-3 З-Метилпентанон-2
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ УКСУСНОГО АЛЬДЕГИДА Пиролиз Табл, I Окисление СН3СООН Уксусная кислота +ROH +С6Н5С1 > сн2=со Кетен +СН3СООН (СН3СО)2О Уксусный ангидрид к CH3COOR Сложные эфиры >ДДТ Хлорирование ССЬСНО Хлораль СС13СН(ОН)а Хлоральгидрат 4-NaOH СН3СНО Уксусный альдегид +HNO3 СНС13 Хлороформ Конденсация в жидкой фазе С (СН2ОН)4 Пентаэритрит H2SO4 С (CH2ONO2)4 Пентанитроэрит- рит (ТЭН) Синтетические +HCN ------—> CH3CHOHCN а-Оксинитрил пропионовой кислоты смолы (лакокрасочные материалы) -Н2О -------> СН2=СН—CN Акрилонитрил -4~Н2О -------> СНзСНОНСООН Молочная кислота СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ УКСУСНОГО 20е СН3 АЛЬДЕГИДА Табл. II конц. H2SO4 /О-СН СНз- СН ^О-СН СНз Паральдегид СНз СНз СН3СНО Уксусный альдегид > СН—О-СН—О О-СН-О-СН Алкоголят А1 л л ------------СН3СООС2Н5 У ксусноэтиловый эфир СНз СНз Метальдегид + СН2О Конденсация в газовой фазе СН2=СН-СНО Акролеин Конденсация --------:---->сн3снонсн2сно---- в щелочной среде Альдоль Полибутадиен (СКБ) Полимеризация СН3СН2СН2СНаОН Бутиловый спирт -Н2О f +н2 ------> СН3СН-СНСНО Кротоновый альдегид +Н2 ------> СН3СН2СН2СНО Масляный альдегид + Н2 ------>СН3С НОНСН2СН2ОН Бугандиол-1,3 г -----СН2=СН-СН=СН2 Бутадиен-1,3
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ АЦЕТОНА СН3СНОНСН3 Изопропиловый спирт СН3 /СНз >СОНСОН сн/ \ СН3 Диметил- бутан диол-2,3 | —2Н2О СН2=С—С=СН2 I I СН3СН3 2, З-Диметил- бутадиен-1,3 Синтетический каучук (метилкаучук) Табл. I I сн3ч ZCH3 )С- СН—СО—СН=С< СНзХ ХСН3 Изофорон СНзч >СОН-СН2—СО-СНз < CH3Z Диацетоновый спирт Конденсация в щелочной среде CH3COCH3 сн2=со Кетен +СН2=СО 1-1-сн3соон СН СОСН^СО Дикетен (СН3СО)аО Уксусный СНЗЧ >СОНСН2СНОНСН3 сн3/ 2-Метилпентандиол-2,4 СН3ч >С—СНСОСН сн3/ Окись мезитила з ангидрид —2Н2О СН3СОСН2СООС2Нб Ацетоуксусный эфир СНз I СН3С—сн—сн—сн2 2-Метилпентадиен-2,4 СНз СНз СНСН2СОСН з Метил изобутил кетон >СНСН2СНОНСН3 СНз7 Метилизобутилкарбинол 224
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ АЦЕТОНА Табл. II > СН3СОСН2С1 Монохлораце- тон 2 > СС13СОСС13 Гексахлора- цетон > ССЬСООН Трихлоруксус- ная кислота СН3СОСН3 Ацетон > СНС13 Хлороформ СНз Изопрен 2 +СН=СН СН3ч --------> }СОНС=СН СН/ З-Метилбутин-1- -ол-3 СН3 )СОНС Н=СН2 сн/ З-Метилбутсн-1-ол-З 4- HCN СН3ч ------> )COHCN CIV Ацетонциан- гидрин Гидролиз СНз 2 СН2=ССООН Метакриловая кислота СНз СН—С, + конц. H2SO4 СН СН—с СНз Мезитилен СН2ОНСНСН2ОН СОСН3 2-Ацетил про- пандиол-1,3 СНз NH з без катали- затора СН3ССН2СОСН3 + (СН3)2С Г С(СН3)2 NHa Диацетонамин СН2 СО Триацетонамин В-152.—15 225
Непредельные альдегиды. Кетены 1. ПОЛУЧЕНИЕ АКРОЛЕИНА — НаО Изомеризация CHjOH—СНОН-СН3ОН— --[СНОП- СН-СН2ОН1---------------> KHSO4 (безв.) —> СН2ОН-СН2—СНО--------^->СН2=гСН~СНО 2 2 KHSO4 2 (безв.) Реактивы, посуда и приборы Глицерин..............15 мл Пробирка из тугоплавкого Кислый сернокислый калий стекла (50 мл).........1 (безв.)............3 г Цилиндр (200 м>).........1 Пробирки ............... 3 Стеклянные и резиновые труб- ки соответствующих размеров Выполнение опыта В пробирку из тугоплавкого стекла, закрытую плотно пробкой с отверстием, в которое вставлена изогнутая газоотводная трубка, наливают глицерин и всыпают без водный кислый сернокислый калий. Реакционную смесь осторожно нагревают до кипения, при этом образуется акролеин в виде белых паров. Пары акролеина поглощают водой, для чего газоотводную трубку погружают почти до дна в цилиндр со 100 мл воды. Нагревание ведут в течение нескольких минут, после чего прекращают реакцию и пробирку переносят в вытяж- ной шкаф. Для ознакомления с запахом акролеина наливают в три пробирки по 3—5 мл раствора и передают в аудиторию (нюхать осторожно!). 2. ОПЫТЫ С АКРОЛЕИНОМ Реакция на альдегидную группу с фуксиносернистой кислотой Реактивы и посуда Раствор акролеина .... 25 мл Цилиндр (100 мл) . . Фуксиносернистая кислота (стр. 213)..........50 „ 25 мл водного раствора акролеина наливают в цилиндр и прибавляют равный объем фуксиносернистой кислоты; появляется характерное красно-фиолетовое окрашивание. * 226
Реакции акролеина Реактивы раствор акролеина .... 50 мл Марганцовокислый калий (1°/о-ный раствор) . . . 50 м i Бромная вода ..........50 мл Углекислый натрий (5О°/о-ный раствор) ... 25 мл на двойную связь и посуда Цилиндры (100 мл)...........2 Капельные воронки ....... 2 Действие марганцовокислого калия 25 мл водного раствора акролеина наливают в цилиндр, добавляют равный объем раствора углекислого натрия, а затем из капельной воронки приливают марганцовокис- лый калий, который при этом обесцвечивается. Действие бромной воды 25 мл водного раствора акролеина наливают в цилиндр и из капельной воронки приливают бромную воду,—-про- исходит обесцвечивание брома вследствие образования дибромпропионового альдегида. 3. ПОЛУЧЕНИЕ КРОТОНОВОГО АЛЬДЕГИДА СНз-СНО+СНз-СНО -н3о CH3-CHOH-CH2- СНО----> СНз-СН—сн-сно Реактивы и посуда Уксусный альдегид . . . . 10 мл Едкий натр (1О°/о-ный ра- створ) ..................... 10 мл Круглодонная колба (100 мл) . 1 Шариковый холодильник . . . 1 Пробирки .................. 3 Выполнение опыта В колбу с шариковым холодильником наливают 20 мл воды, уксусный альдегид и едкий натр. Реакционную смесь осторожно нагревают до кипения. При этом жид- кость сначала окрашивается в желтый цвет, затем в бурый, причем появляется резкий запах кротонового альдегида. Последний при дальнейшем нагревании частично осмоля- ется, образуя вязкий смолистый осадок. к Содержимое колбы разливают в пробирки и передают в аудиторию для ознакомления с острым запахом крото- нового альдегида (нюхать осторожно!). 15* 227
4. ПОЛУЧЕНИЕ КЕТЕНА1 СН3СОСН3----> СН4 + сн2=с—о Реактивы, посуда и приборы 2—5 мл 50 мл 5 мл Ацетон.......... 300—500 мл Бром............ Четыреххлористый углерод или хлоро- форм ........... Анилин или другой первичный амин . Углекислота (твердая) или жидкий воздух Описание Лабораторный прибор для полу- чения кетена ............ 1 Змеевик для конденсации кетена 1 Сосуд Дьюара...............1 Цилиндры (100 мл)..........2 Реостат ...................1 Водяная баня...............1 прибора 9 Основной частью прибора (рис. 42) явля- ется проволочная спи- раль /, подвешенная к верхней части шли- фа 2, с помощью кото- рого ее можно удалять из камеры 3, где про- исходит пиролиз аце- тона. Спираль изготов- ляют из хромелевой (сплав 80% никеля и 20% хрома) проволоки длиною 175 см путем наматывания ее на стержень диаметром 3 мм и растягивания полученной таким об- разом катушки до длины 70 см. Затем спираль укрепляют на платиновых крючках 4 длиной 15 мм, впаян- ных в поддерживаю- щий их стеклянный стержень. Крючки ук- реплены на нижнем конце стержня. Два верхних платиновых 1 Кетен — очень ядовитое газообразное вещество с резким неприят- ным запахом. 228
крючка укреплены на расстоянии 11 см от нижних. Концы спирали присоединены к вольфрамовым проводам с помо- щью никелевых клемм 5 длиной 10 мм и внутренним диаметром 3,5 мм, каждая из которых снабжена парой винтов. Вольфрамовые провода изготовлены из проволоки и впаяны в стекло в местах, обозначенных цифрой 6, а выше этих мест припаяны к медным проводам в точ- ках 8. Медные провода 7 изолированы отрезками 6-милли- метровых стеклянных трубок 9, укрепленных в корковой пробке 10, и присоединены через реостат к источнику переменного тока напряжением 110 в. Все стеклянные части прибора — из стекла пирекс. Камера 3 изготовлена из стеклянной трубки длиной 25 см с внут- ренним диаметром 70 мм. Диаметр соединительной трубки 11 равен 12 мм, отводной трубки 12—15 мм, а трубки 13 для возврата флегмы — 6 мм. Холодильник 15 имеет длину 50 см и двойную спираль, а холодильник 16—длину 90 см и ординарную спираль. Оба холодильника наверху припаяны друг к другу. Ловушка для жидкости 17, припаянная к нижнему концу холодильника 16, сделана из трубки дли- ной 125 мм с внутренним диаметром 35 мм и снабжена краном для слива жидкости. Кетен отводится по трубке 18 диаметром 8 мм, присоединенной к змеевику, помещен- ному в сосуд Дьюара с углекислотой. К камере 3 присое- динена литровая круглодонная колба 19 с помощью рези- новой пробки 20. Через эту пробку проходит стеклянная трубка 21 диаметром 6 мм, которая служит для прилива- ния по мере надобности ацетона. Выполнение опыта В круглодонную колбу 19 через трубку 21 вливают 200 мл ацетона. Во время проведения процесса трубка 21 должна быть закрыта. Для предотвращения бросков жидкости в колбу опускают капилляры и нагревают жид- кость на водяной бане так, чтобы конденсат медленно стекал из холодильника 15. Для удаления воздуха из камеры 3 кипячение ведут в течение 5 мин., не включая ток. Затем/ через спираль 1 пропускают ток так, чтобы она разогре- лась до слабо-красного каления (700—750°). Кетен конден- сируется в змеевике. 229
5. ОПЫТЫ С КЕТЕНОМ Реактивы и посуда Кетен (в змеевике, охлаж- денный твердой углекис- лотой) Лакмусовая бумага синяя Бром (раствор в четырех- хлористом углероде или в хлороформе) ... 50 мл Метиловый оранжевый (водный раствор) Цилиндры (100 мл)..........2 Резиновые и стеклянные трубки соответствующих размеров Кислый характер паров кетена К отверстию змеевика, содержащего кетен, подносят влажную синюю лакмусовую бумажку; наблюдается по- явление красного окрашивания. Непредельный характер кетена СН2-СО+Вг2—> СН2Вг—СОВг В цилиндр наливают раствор брома в четыреххлористом углероде или в хлороформе и пропускают из змеевика с помощью стеклянной трубки газообразный кетен. Раствор брома обесцвечивается вследствие присоединения брома к кетену. ' Получение уксусной кислоты сн2—со+н ,о —> сн3- соон В цилиндр наливают воду, подкрашенную метиловым оранжевым, и пропускают газообразный кетен; в резуль- тате образования уксусной кислоты наблюдается измене- ние окраски. Примечание. Опыт рекомендуется проводить в вытяж- ном шкафу из-за острого запаха кетена. После опыта приборы и посуду необходимо тщательно промыть. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 231—233). 1. Синтезы на основе акролеина. 2. Влияние строения углеводородных радикалов на спо- собность гомологов кетена к полимеризации. 3. Синтезы на основе кетена и дикетена. 230
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ АКРОЛЕИНА 231
ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ РАДИКАЛОВ НА СПОСОБНОСТЬ ____________ГОМОЛОГОВ КЕТЕНА К ПОЛИМЕРИЗАЦИИ UI°tOBHOCTb Полимеризуется очень легко на холоду Полимеризуется очень легко Полимеризуется легко Полимеризуется легко Полимеризуется трудно Полимеризуется очень трудно СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ КЕТЕНА И ДИКЕТЕНА СНз-С-СНг-С^ ^ОН Ацетоуксусная кислота СН3-С<^ XNH2 Ацетамид СН3—С-СН2-С<^ XNH Ацетоацетамид 5 СН3 СНз-С СНз ХОН . Уксусная кислота Уксусный ангидрид СН3 ХС1 Хлористый ацетил 54
Дикетоны I 1. ОПЫТЫ С ДИАЦЕТИЛОМ И ЕГО ДИОКСИМОМ | Реакция диацетила с концентрированной серной кислотой I Реактивы и посуда Диацетил ......... 3 мл Цилиндр с притертой проб- Бензол............50 мл кой (100 мл)...........1 Серная кислота (конц,) . . 25 мл Выполнение опыта 1 Растворяют в цилиндре диацетил в бензоле и прили- I вают серную кислоту. При взбалтывании слой серной кис- ‘ лоты окрашивается в зеленый цвет. I Реакция диметилглиоксима с солью никеля j (реакция Чугаева) | Реактивы, посуда и приборы Диметилглиоксим........12 г Круглодонная колба (100 мл) . 1 Уксуснокислый никель . . 8 г Шариковый холодильник . . . 1 Этиловый спирт ..... 50 мл Баня водяная............. 1 Выполнение опыта В колбу с обратным шариковым холодильником загру- жают концентрированные спиртовые растворы уксуснокисло- го никеля и диметилглиоксима; реакционную смесь нагре- вают 5—10 мин. на водяной бане; после охлаждения выпа- дает комплексное соединение в виде ярко-красных кристал- лов с металлическим блеском. 2. ОПЫТЫ С АЦЕТИЛАЦЕТОНОМ Реакция ацетилацетона с хлорным железом СН3-С-СН2-С-СН3 СНз—С—СН—С—сн3 II п I II 0 0 он о ЗСНз-С—CH-C-CH3+FeCl3 —* (СН3—С—СН—С—CH3)3Fe + ЗНС1 I II I II он о 0—0 234
Реактивы, посуда и приборы дцетилацетон............2—3 мл Цилиндр (100 мл)..............1 Этиловый спирт .... 50 мл Капельная воронка.............1 Хлорное железо (2°/о-ный пяствоо)................15 мл Выполнение опыта В цилиндре смешивают ацетилацетон с этиловым спиртом и приливают из капельной воронки раствор хлорного же- леза; появляется интенсивное синевато-красное окрашива- ние, что характерно для енольной формы ацетилацетона. Реакция ацетилацетона с бензальанилином СН3СОСН2СОСН3 + C6H5N—СН-С6Н5-> СН3СОСНСОСН3 I c6h5nhchc6h5 Реактивы, посуда и приборы Ацетилацетон............ 2 мл Цилиндр (100 мл).............1 Бензальанилин........... 4 г Водяная баня.................1 Этиловый спирт.........50 мл Пиперидин.........1—2 мл Выполнение опыта В цилиндре растворяют бензальанилин и ацетилацетон в спирте. К полученному раствору добавляют несколько капель пиперидина, причем сразу же начинается энергичная реакция с выделением тепла. После охлаждения ледяной водой реакционная смесь затвердевает. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Коллекция Диацетил, ацетилацетон, ацетонилацетон, диацетилаце- тон и др.
Глава VIi ОДНООСНОВНЫЕ И МНОГООСНОВНЫЕ КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ Одноосновные кислоты I 1. ПОЛУЧЕНИЕ МУРАВЬИНОЙ КИСЛОТЫ J СООН—СООН -* НСООН+СОг I Реактивы, посуда и приборы Щавелевая кислота (кристалл) . 50 г Реторта с тубусом (250 мл) . 1 Глицерин (безв.).......35 г Термометр ......... 1 Холодильник ................... 1 Форштосс........................1 Цилиндр (100 мл)................1 Пробирки ...................... 3 Сборка прибора Реторту соединяют с холодильником и тубус закрывают корковой пробкой с термометром, шарик которого должен быть погружен в реакционную жидкость (рис. 43); на холодильник надевают форштосс, под который подставляют цилиндр. ч Выполнение опыта • 1 В реторту помещают безводный глицерин и щавеле- вую кислоту. Реторту нагревают на сетке; при 75° начи- нается выделение углекислого газа, которое усиливается при 90°, причем начинает отгоняться муравьиная кислота. 236
Температуру доводят до 115°. Для ознакомления с острым запахом муравьиной кислоты дистиллят разливают в про- бирки и передают в аудиторию. Рис. 43. Примечание. Обезвоживание глицерина производят на- греванием его в фарфоровой чашке (в вытяжном шкафу) на сетке при 160—170° в течение 3—4 часов (термометр погружают в жидкость). 2. ПОЛУЧЕНИЕ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ Получение уксусной кислоты окислением этилового спирта о о СН3СН2ОН —> СНзСНО —> СНзСООН Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт ........ 10 мл Двухромовокислый калий . 30 г Серная кислота (конц.) . . 30 мл Перегонная колба (250 мл) . . Капельная Bt ронка (100 мл) . . Холодильник ................ Форштосс..................... Ступка с пестиком........... Пробирки ................... г—< г-м г-< ОО Выполнение опыта В перегонную колбу, горло которой закрыто пробкой с капельной воронкой, а трубка соединена с холодильником, всыпают растертый в порошок двухромовокислый калий и л 237
вливают серную кислоту. Колбу нагревают на сетке г азо* вой горелкой, из капельной воронки приливают по каплям смесь 10 мл этилового спирта в 30 мл воды; отгоняется уксусная кислота, которая может быть собрана в про- бирки. Для ознакомления с характерным запахом уксусной кислоты пробирки передают в аудиторию. Получение уксусной кислоты сухой перегонкой древесных опилок (см. стр. 43) № 3. ОПЫТЫ С МУРАВЬИНОЙ кислотой Окисление муравьиной кислоты хромовым ангидридом ЗНСООН+2СгО3 —> ЗСО2+Сг2О3-ЬЗН2О Реактивы и посуда Муравьиная кислота (техн.) . . 25 мл Стакан (100 мл).1 Хромовый ангидрид . . * . .Юг Выполнение опыта В стакан помещают хромовый ангидрид и приливают муравьиную кислоту. Через несколько минут начинается энергичная реакция, — муравьиная кислота закипает, по- являются белые пары; при этом реакционная смесь окра- шивается в темно-зеленый цвет вследствие образования окиси хрома. Окисление муравьиной кислоты марганцовокислым калием нсоон о ---------> СО24-Н2О KMnO44-H2SO4 2 Реактивы, посуда и приборы Муравьиная кислота (техн.) . 10 мл Круглодонная колба (250 мл) 1 Марганцовокислый калий Цилиндр (100 мл) ..... 1 (40°/о-ный раствор) . . . .100 мл Капельная воронка............1 Серная кислота (25°/о-ная) . 40 мл Газоотводная трубка Известковая вода............50 мл
Выполнение опыта В колбу наливают серную и муравьиную кислоты, за- крывают пробкой с двумя отверстиями, в одно вставляют капельную воронку, в другое — газоотводную трубку, реакционную смесь нагревают до кипения и приливают из капельной воронки раствор марганцовокислого калия. Образовавшийся углекислый газ пропускают в цилиндр с известковой водой. Обращают внимание на помутнение известковой воды вследствие образования углекислого кальция и на обесцвечивание раствора марганцовокислого калия. Реакция муравьиной кислоты с аммиачным раствором ....... ’ окиси серебра ✓ Реактивы и посуда Муравьиная кислота (техн,) 20 мл Колба (200 мл)............1 Азотнокислое серебро (2°/о-ный раствор) . . . . 50 жя Аммиак (2°/о-ный раствор) . 100 мл Выполнение опыта В колбу с раствором азотнокислого серебра осторожно приливают аммиак, чтобы образующийся вначале осадок полностью растворился; затем прибавляют муравьиную кислоту. Оразовавшаяся серебряная соль муравьиной кис- лоты при легком нагревании разлагается с выделением темно-серого осадка металлического серебра. Реакция муравьиной кислоты с окисью ртути 2НСООН -F HgO (HCOO)2Hg + НаО 2(HCOO)2Hg—>(HCOO)2Hg2 + нсоон + со2 (HCOO)2Hg2 —> НСООН + 2Hg + со2 Реактивы, посуда и приборы Муравьиная кислота (40°/о-ная) 40 мл Окись ртути ......... 4 г Колба (200 мл) ....... 1 Ступка с пестиком...1 Выполнение опыта В колбу с муравьиной кислотой всыпают порошок оки- си ртути. Реакционную смесь нагревают-на сетке до кипе- ния; сначала выделяется углекислый газ и выпадает объе- 239
мистый белый осадок закисной ртутной соли муравьиной кислоты; затем закисная соль восстанавливается до метал- лической ртути серого цвета. Разложение муравьиной кислоты серной кислотой нсоон со+н2о Реактивы, посуда и приборы Муравьиная кислота (техн.) 20л/л П регонная колба (100 мл) , . 1 Серная кислота (конц.) . . 12 мл Стакан (500 мл)...........1 Цилиндр с притертой пластин- кой (200 мл)............1 Капельная воронка ....... 1 Ванна стеклянная........ . 1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров Выполнение опыта Перегонную колбу с серной кислотой закрывают проб- кой с отверстием, в которое вставляют капельную ворон- ку. Отводную трубку колбы соединяют с резиновым шлан- гом, другой конец которого соединен со стеклянной труб- кой, согнутой под углом. К нагретой приблизительно до 100° серной кислоте приливают из капельной воронки му- равьиную кислоту. Образующуюся окись углерода, убедив- шись в полном вытеснении из прибора воздуха (стр. 34), собирают над водой в цилиндр (стр. 214) и демонстрируют ее горение (стр. 38). Чтобы прекратить реакцию, колбу охлаждают водой. (Окись углерода ядовита! Обращаться с осторожностью!) 4. ОПЫТЫ С УКСУСНОЙ^КИСЛОТОЙ Устойчивость уксусной кислоты к действию окислителей Реактивы а посуда Уксусная кислота ледяная х. ч........... 5 мл Марганцовокислый калий (1°/о-ный раствор) : . . 50 мл Серная кислота (5°/о-ная). 25 мл Цилиндр (100 мл)..........1 240
Выполнение опыта В цилиндр с 5 мл уксусной кислоты прибавляют сер- ную кислоту и раствор марганцовокислого калия. Об^сцве- - чивания раствора не наблюдается (отличие от муравьиной. кислоты). Примечание. До лекции уксусную кислоту надо пред- варительно испытать с раствором марганцовокислого калия. Если последний обесцвечивается, кислоту нужно перегнать над порошкообразным марганцовокислым калием. Кристаллизация уксусной кислоты Реактивы и посуда Уксусная кислота ледяная . . 100 мл Склянка (200 мл)..............1 Водяная баня..............1 Выполнение опыта В склянку наливают уксусную кислоту и помещают в баню со льдом. Наблюдают замерзание кислоты с обра- зованием крупных блестящих листочков. Горение паров уксусной кислоты Реактивы и посуда Уксусная кислота ледяная . .25 мл Круглодонная колба (100 мл) . Выполнение опыта В круглодонную колбу наливают уксусную кислоту и нагревают до кипения. Выделяющиеся пары кислоты зажи- гают, поднося горящую лучину. Пары горят слабосветя- щимся голубым пламенем. 5. ОПЫТЫ С СОЛЯМИ ВЫСШИХ ЖИРНЫХ кислот Получение нерастворимых солей кальция и свинца Реактивы и посуда Раствор мыла........ 100 мл Цилиндры с притертыми пла- Хлористый кальций стинками (100 мл).....2 (1О°/о-ный раствор) . . 10 мл Уксуснокислый свинец (10°/о-ный раствор) . . . 10 .мл В-152,—16 241
Выполнение опыта В цилиндры наливают по 50 мл мыльного раствора и в один прибавляют 10 мл хлористого кальция, в другой — 10 мл уксуснокислого свинца. Закрыв цилиндры пластин- ками, их энергично встряхивают. При этом образуются осадки нерастворимых солей высших жирных кислот. Эмульгирующая способность мыла Реактивы и посуда Мыло в стружках , . . . 2—3 г Цилиндр с притертой проб- Растительное масло . . . 2—3 мл кой (200 мл).............1 Фенолфталеин (1°/о-ный спиртовый раствор) Выполнение опыта В цилиндре растворяют мыло в небольшом количестве воды. С помощью фенолфталеина показывают, что жидкость имеет щелочную реакцию. Затем к мыльному раствору прибавляют растительное масло и сильно взбалтывают, при этом образуется устойчивая эмульсия масла в воде. Моющее (очистительное) действие мыла Реактивы и посуда Раствор мыла............100 мл Сажа, суспендированная в воде....................50 мл Бумага фильтровальная Цилиндры (100 мл)............2 Воронка стеклянная...........1 Выполнение опыта Воду с суспендированной сажей выливают на фильтр; после того как вода стечет, фильтр выворачивают так, чтобы внутренняя сторона его оказалась внешней, и снова кладут фильтр в воронку. Сначала на фильтр наливают во- ду, которая проходит прозрачной. Затем наливают мыль- ный раствор (поверхностно-активный раствор): он фильт- руется совершенно темным, на что обращают внимание аудитории. 242
6. ОПЫТЫ С ОЛЕИНОВОЙ кислотой Действие на олеиновую кислоту марганцовокислого калия Реактивы и посуда Олеиновая кислота .... 5 мл Цилиндр с притертой пробкой Марганцовокислый калий (100 мл) ........... 1 (1°/о-ный раствор) .... 75 мл Выполнение опыта А. В цилиндр с раствором марганцовокислого калия при- бавляют олеиновую кислоту и реакционную смесь энер- гично встряхивают, при этом наблюдается исчезновение окраски и появление пены вследствие образования калий- ного мыла и МпОг. Действие на олеиновую кислоту бромной воды Реактивы и посуда Олеиновая кислота .... 5 мл Бромная вода............75 мл Выполнение опыта В цилиндр с бромной водой прибавляют олеиновую ки- слоту и реакционную смесь энергично встряхивают; наблю- дается обесцвечивание раствора и образование твердой дибромстеариновой кислоты. Изомеризация олеиновой кислоты в элаидиновую Н-С-(СНа)7СН3 СН3(СН2)7-С-Н II ----------- II Н-С- (СН2)7СООН Н-С-(СНа),СООН Олеиновая кислота Элаидиновая кислота Реактивы и посуда Олеиновая кислота . . . . 25 мл Цилиндр с притертой проб- Азотная кислота (уд. вес 1,4) 10 мл кой (100 мл) -............ 1 Медная проволока .... 1—2 г 16* .. 243
ыполнение опыта В начале лекции в цилиндр помещают свернутую в ко- мок медную проволоку и наливают олеиновую и азотную кислоты. Реакционную смесь осторожно встряхивают и пе- риодически открывают пробку, выпуская образующиеся окислы азота. I Под влиянием окислов азота жидкая олеиновая кислота (чис-изомер) превращается в твердую (тпракс-изомер) эла- идиновую кислоту, и реакционная масса в цилиндре затвер- девает. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблица (стр. 245—257) -в» 1. Физические свойства предельных одноосновных карбо- новых кислот жирного ряда. 2. Номенклатура и изомерия предельных одноосновных кар- боновых кислот жирного ряда. 3. Синтезы на основе уксусной кислоты. 4. Предельные карбоновые кислоты, получающиеся при каталитическом окислении высших парафинов. 5. Примеры строения алифатических синтетических моющих средств. 6. Физические свойства стереоизомерных одноосновных непредельных карбоновых кислот. 7. Физические свойства эфиров стереоизомерных непредель- ных карбоновых кислот. 8. Схема оксосинтеза производных акриловой кислоты на основе ацетилена. 9. Акриловые и винилиденцианидовые смолы. 10. Синтезы на основе акрилонитрила. Коллекция Муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, изомас- ляная, валерьяновая, изовалерьяновая, пальмитиновая, стеариновая и др. кислоты. Натриевое и калиевое мыла. Синтетические моющие вещества. Поверхностно-активные вещества. Акриловая, кротоновая, изокротоновая кислоты; анге- ликовая и тиглиновая кислоты; олеиновая и элаидиновая кислоты. Полиакрилаты; изделия из полиакрилатов. 244
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРЕДЕЛЬНЫХ ОДНООСНОВЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ ЖИРНОГО РЯДА Кислота Формула Темпе- ратура плав- ления, °C Темпера- тура кипения, °C Плотность, О2° 4 Кон- станта диссо- циа- ции /С105 Муравьиная НСООН 8,25 100,5 1,2322 21,40 Уксусная СНзСООН 16,6 118,5 1,0490 1,76 Пропионовая СН3СН2СООН -—20,7 141,1 0,9916 1,34 Масляная СН3СН2СН2СООН -3,1 163,0 0,9587 1,52 Изомасляная (СН3)2СНСООН -47,0 154,4 0,9490 1,41 Валерьяновая СН3СН2СН2СН2СООН -34,5 186,0 0,9387 1,50 • Изовалерьяновая (СН3)2СНСН2СООН —37,6 176,6 0,9327 1,45 Капроновая СН3(СН2)4СООН —1,5 205,3 0,9220 1,38 Энантовая СН3(СНа)5СООН -10,5 223,0 0,9184 — Каприловая СН3(СН2)6СООН 16,2 237,5 0,9100 1.41 Пеларгоновая СН3(СН2),СООН 12,5 254,0 0,9070 1,10 Каприновая СН3(СН2)8СООН 31,4 268,4 0.885040’ — Пальмитиновая СН3(СН2)14СООН 62,6 271,5100 ММ 0,849’°° Маргариновая СН3(СН2)15СООН 60,8 2ууЮ0 мм 0,848’°° — Стеариновая СН3(СН2)16СООН 69,4 287^^ мм 0,848’°° Эйкозановая, (арахиновая) СН3(СН2)18СООН 75,4 2051 мм —1 Бегеновая СЩСН^СООН 80,0 ЗОО60 мм 245
НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ ОДНООСНОВНЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ ЖИРНОГО РЯДА Упрощенная структурная формула Название тривиальное рациональное женевское н-соон СНз-СООН СН3-СН2-СОО11 СН3-СН2—СН2—СООН СНз-СН-СООН I СНз СН3-СН3- СН2-СН2-СООН СН3-СН-СН2-СООН I СНз СН3-СН2-СН-СООН I СН3 СНз I СН3—с-соон I СНз Муравьиная Уксусная Пропионовая Масляная Изомасляная Валерьяновая Изовалерьяновая Уксусная Метилуксусная Этилуксусная Диметилуксусная Пропилуксусная Изопропилуксусная Метил эти л уксусная Триметилуксусная Метановая Этановая Пропановая Бутановая Метилпропановая Пентановая З-Метилбутановая 2-Метилбутановая Диметилпропановая СН3—СН3—СН2—СН3—СН3 СООН Капроновая СН3-СН- СН3—СН2—СООН Изокапроновая I СН3 СН3-СН3-СН-СН3- СООН - СНз СНз-СН2-СНа-СН-СООН - СНз СН3 СН3 I I сн3-сн-сн-соон - СНз СНз-СН3-С—СООН “ СНз СНз I СН3-С-СН,-СООН — I СНз СНз—СНЗК \CH-COOH - СН3—сн2 Бутилуксусная лераичяо-Изобутилук- сусная атор-Бутилуксусная Метилпропилуксусная Метилизопропилуксус- ная Диметилэтилуксусная /п/^/п-Изобутилуксусная Диэтилуксусная Гексановая 4-Метилпентановая 3-Метилпентан‘овая 2-Мет ил пен та новая 2,3- Диметилбутановая 2.2-Ди метилбутановая 3,3-Диметилбутановая 2-Этилбутановая 247
ко ф» QO СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ -С1’—> СН2С1—СООН -HCI Монохлоруксусная кислота +SOCI2 -----U СН3-СОС1 Хлористый ацетил +сн=сн 2 = СНОСОСНз Винилацетат Полимери- зация > • --СНз-СН-СНз-СН-. •. I I ОСОСНз ОСОСН3 Поливинилацетат СНз^СООН Уксусная кислота • ~СН2-СН-СН2~СН-. • сн2о —- СН2 Поливинилформаль СН,- СН-СН2-СН—. ОН он Поливиниловой спирт +СаН7СНО СН Поливинилбутираль CH3C00R —Н20 Сложные эфиры -СН2-СН-СН2-СН—• S S 600’ +СН3СООН --------------------------->СН2=СО--------------------* (СН3СО)аО Пиролиз--------------------Уксусный ангидрид +СН2ОНСНОНСНаОН ——------------> СН2ОСОСН3 СНОСОСНз I снаососн3 Триацетин (пластификатор)
ПРЕДЕЛЬНЫЕ КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ, ПОЛУЧАЮЩИЕСЯ ПРИ КАТАЛИТИЧЕСКОМ ОКИСЛЕНИИ ВЫСШИХ ПАРАФИНОВ (ПРИ 120° В ПРИСУТСТВИИ ПЕРМАНГАНАТА В КАЧЕСТВЕ КАТАЛИЗАТОРА) Название кислоты Формула Моле- куляр- ный вес Темпера- тура плав- ления, °C Темпера- тура кипе- ния, °C Каприновая СН3(СН2)8СООН 172 31,4 16015 мм Ундекановая СН3(СН2)9СООН 186 28,5 мм Лауриновая СН3(СН2)10СООН 200 43,9 17^15 мм Тридекановая СН3(СН2)иСООН 214 40,5 236^^ Миристиновая СН3(СН2)]2СООН 228 54,1 । ру15 мм Пентадекановая СН3(СН2)13СООН 242 58,0 1дг^13 ММ Пальмитиновая СН3(СН2)14СООН 256 62,6 21515 м* Гептадекановая СН3(СН3)15СООН 270 60,0 277 Ю0 мм Стеариновая СН3(СН2)1вСООН 284 69,3 23215 Нонадекановая СН3(СН2)17СООН 298 66,5 297^ Арахиновая (эйкозановая) СН3(СН2)18СООН 312 * 75,4 245'8 лм 4 Примечание: В графе «температура кипения» указано разряжение в мм pm. ст, которому соответствует температура кипения кислоты. 250
ПРИМЕРЫ СТРОЕНИЯ АЛИФАТИЧЕСКИХ СИНТЕТИЧЕСКИХ МОЮЩИХ СРЕДСТВ 1. Ионогенные—анионоактивные [CH3(CHa)lsOSO3]-Na+ Цетилсульфат [RSO3]~Na + Алкил сульфонат II. Ионогенные—катионоактивные [CH3(CH2)15NH3]+CI- Цетиламинохлорид [CH3(CH2)15N(C2HJ3]+CI- Цетилтриэтиламинохлорид III. Неионогенные R—ОСН2СН2О—[СН2СН2О]4- СН2СН2ОН Полиэфироспирт 251
ND ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА стереоизомерных одноосновных непредельных кислот Кислота С троение Температура плавления, °C Теплота горения, ккал, мол Константа диссоциации, /С.105 Изокротоновая н-с-сн3 Н-С—СООН 15,5 486 3,6 Кротоновая СНз-С-Н Н-С—СООН 72,0 478 2,0 Ангеликовая Н-С-СНз СН3—С—СООН 45,0 635 5,0 Тиглиновая СНз-С-Н сн3-с-соон 64,5 627 0,96 Олеиновая Н-С-(СН2)7СН3 Н- С—(СН2)7СООН 14,0 2682 — Элаидиновая СН3(СН2)7-С-Н Н-С-(СН2)7СООН 51,0 2664 । кислот Название Строение Температура кипения, Молекулярная рефракция, MR Плотность, D24° Показатель преломления, 20 ПР Этиловый эфир кротоновой кис- лоты * Ч Этиловый эфир изокротоновой кислоты Н—С—СООС2Н3 II СНз-С—Н Н-С-СООС2Н5 н—с—сн3 138,5 130,0 31,74 31,61 0,919 0,924 1,4250 1,4254 Этиловой эфир тиглиновой кис- лоты Этиловый эфир ангеликовой кис- лоты СН3—С—СООС2Н3 II сн3-с-н СНз-С-СООС2Н5 Н-С-СНз г г г 11 ММ О fJ , 49*1 36,19 36,13 0,924 0,917 1,4353 f 1,4308 Этиловый эфир а-хлоркротоновой кислоты Этиловый эфир а-хлоризокротоно- вой кислоты С1—С—СООС2Н5 II СНз-С—Н С1-С-СООС2Н5 II Н—с-сн3 1 мм 0gl2 мм 36,45 36,49 1,113 1,100 1 1,4532 1,4530 Этиловый эфир ^-хлоркротоновой кислоты Этиловый эфир р-хлоризокротоно- вой кислоты 1 Примечанием В графе «тем пера г температура кипения эфиров. Н-С-СООС2Н5 СН3-С-С1 Н-С-СООС2Н3 С1-Ь-СН3 ура кипения» указано разреж. gglO мм 50ю мм 1 _____ эние в мм р 36,91 37,03 т. ст., кот 1,101 1,086 1 орому сс 1,4595 1,4543 ютветствует
СХЕМА ОКСОСИНТЕЗА ПРОИЗВОДНЫХ АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ НА ОСНОВЕ АЦЕТИЛЕНА сн2 —сн-соон Акриловая кислота -RCO 4~RCH —------------> ch2=ch-coor Эфир акриловой кислоты СН==СН Ацетилен Катализатор +CO+RSH > ch2-ch-cosr Тиоэфир акриловой кислоты 4-CO+RNH2 t СН2—СН—CONHR N-Замещенные амиды акриловой кислоты 4-CCHRCOOH ----------—> сн2—сн—coocor Ангидрид акриловой кислоты 254
Винилиденцианид Поливинилиденцианид 255
ю СП СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ АКРИЛОНИТРИЛА CH^CH-CN Акрилонитрил нашившиввшанп +ci2 СН2С1—CHC1-CN а, ^-Дихлорпропионитрил +НС1 СН2С1—СН2—CN {З-Хлорпропионитрил + НОС1 СН2ОН-СНС1-CN а-Хлор-Р-оксипропиони- трил + Aik ОН Aik ОСН2—СН2—CN {З-Алкоксипропионитрил +NH3 CH2NH2-CH2-CN ₽-Аминопропионитрил NH2 + Aik NH2 Aik CH2-CH—CN £1-Алкил-а-аминопрогш- oнитрил 4- AlkSH oFF SH I Aik СН2-СН—CN P- Алкил -а-меркаптопро- пионитрил CN CN CN Полимеризация •———.---------— >---CH3-CH-CH2—CH-CH2-CH«------ Полиакрилонитрил Cl CN + СН2=СНС1 гн rH . ————— —> • • • —•~C«rl2—• C-rl—Crl2—Си— • • • Сополиме- ризация +CH2—СНОСОСНз -------------> CN ОСОСН3 I I ---сн,-сн-сн2- сн--- 4 СН2~СН- СН=СН2 — . ----—>• +с6н5-сн=сн2 . " —> CN I ---СН2—СН—СН2—СН=СН— сн2--- CN I ---СН2-СН-СН—сн2---- I с6н5
Двуосновные кислоты 1. ПОЛУЧЕНИЕ ЩАВЕЛЕВОЙ КИСЛОТЫ (СОЛИ) 2HCOONa__________> (COONa), + Н2 Реактивы и посуда Муравьинокислый натрий . . 20 г Хлористый кальций (конц. раствор)..............20 мл Уксусная кислота........10 мл Пробирка из тугоплавкого стекла (100 мл) ............1 Цилиндр с притертой плас- тинкой (200 мл).............1 Стеклянная ванна...........1 Цилиндр (100 мл)...........1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих pasMepoBj В ып’олнение опыта В пробирку из тугоплавкого стекла помещают му- равьинокислый натрий, закрывают пробирку пробкой с изогнутой стеклянной трубкой для отвода выделяющегося водорода. Пробирку нагревают на сильном окислительном пламени. По окончании выделения водорода остаток в; пробирке растворяют в воде и фильтруют в цилиндр с раствором хлористого кальция, подкисленным уксусной кислотой; тотчас выпадает осадок щавелевокислого каль- ция. Выделяющийся водород (проба на отсутствие воз- духа, стр. 34) можно собрать над водой в цилиндр и зажечь. 2. ОПЫТЫ СО ЩАВЕЛЕВОЙ КИСЛОТОЙ Получение комплексной соли хрома и натрия * [Cr (C2O4)2]Na Реактивы и посуда Щавелевая кислота......15 г Стакан (200 мл)..............1 Двухромовокислый натрий .Юг 258
Выполнение опыта В стакане тщательно перемешивают растертую в по- рошок щавелевую кислоту с двухромовокислым натрием. Вскоре начинается бурная реакция. Смесь разогревается, пенится, а затем сплавляется в окрашенную в фиолетовый цвет массу, затвердевающую при охлаждении. Получение комплексной соли железа и калия [Fe(C2O4)2]K2 Реактивы и посуда Щавелевокислый калий Стакан (200 мл)........ 1 (конц. раствор) .... 25 мл Сернокислое железо закис- ное (конц. раствор) . . 25 мл Выполнение опыта В стакане смешивают раствор щавелевокислого калия с сернокислым закисным железом; сначала появляется красное окрашивание, затем осаждаются желтые кристаллы комплексной соли состава [РеССгО^Кг-НаО. Окисление щавелевой кислоты 2КМпО4 + 3H2SO4 -> 2/VlnSO4 + K2SO4 +ЗН2О + 50; 5СООН—СООН + 50-----> ЮСО2 + 5Н2О Реактивы, посуда и приборы Щавелевая кислота (конц. Круглодонная широкогорлая раствор)..................50 мл колба (500 мл) . 1 Серная кислота (25%-ная) . 50 мл Капельная воронка. 1 Марганцовокислый ка- Цилиндр (200 мл)............. 1 лий (4°/о-ный раствор) . 250 мл Стеклянная ванна. 1 Баритовая вода..............50 мл Стеклянные трубки и резино- вые шланги соответствую- щих размеров Сборка прибора Круглодонную колбу закрывают пробкой с двумя от- верстиями; в одно вставляют капельную воронку, в дру- гое — газоотводную трубку. 17* 259
Выполнение опыта . В колбу вливают раствор щавелевой и серной кислот, нагревают на сетке и из капельной воронки приливают раствор марганцовокислого калия. Сразу же начинается энергичная реакция окисления с выделением углекислого газа, и раствор обесцвечивается. Газ собирают в цилиндр, в который затем приливают баритовую воду; выпадает осадок углекислого бария. Разложение щавелевой кислоты H,SO, СООН-СООН----> СО3 4- СО + Н2О Реактивы, посуда и приборы Щавелевая кислота ... 10 г Серная кислота...........32 мл Едкое кали (2О°/о-ный рас- твор) ....................60 м /I Перегонная к олба (200 мл} . 1 Промывные склянки Тищенко Газометр (3—5 л).......... 1 Стеклянные трубки и резино- вые шланги соответствую- щих размеров Выполнение опыта В колбу загружают щавелевую и серную кислоты и, закрыв колбу пробкой, нагревают реакционную смесь до кипения. Образующиеся газы пропускают через две про- мывные склянки с раствором щелочи для улавливания углекислого газа. Окись углерода собирают в газометр, предварительно убедившись в вытеснении воздуха из прибора (стр. 34). В начале опыта нагревание проводят энергично, а за- тем, когда щавелевая кислота растворится и выделение газообразных продуктов станет равномерным, замедляют нагревание. По окончании реакции сразу же разъединяют промыв- ные склянки и колбу. Демонстрируют горение окиси углерода (стр. с8). Примечание. Опыт лучше проводить в вытяжном шкафу, соблюдать меры предосторожности > (ни в коем случае не вдыхать окись углерода!). ... 260
з. ОПЫТЫ С МАЛОНОВОЙ КИСЛОТОЙ И МАЛОНОВЫМ ЭФИРОМ Получение нерастворимой бариевой соли малоновой кислоты Реактивы, посуда и приборы Натриевая соль малоновой кислоты (2О°/о-ный рас- твор) .......................100 мл Цилиндр (200 мл)............1 Капельная воронка..........1 Хлористый барий (конц. раствор) ........ 50 зм Этиловый спирт. .... мл Выполнение опыта В цилиндр наливают спирт, раствор натриевой соли малоновой кислоты и из капельной воронки раствор хлористого бария. Сразу выпадает студенистый осадок, превращающийся в . кристаллическую кашицеобразную массу. Декарбоксилирование малоновой кислоты СООН—СН2—СООН —> СН3-СООН+СО2 Реактивы, посуда и приборы Малоновая кислота .... 10 г Баритовая вода.........100 мл Колба круглодонная (100 мл) 1 Холодильник ............... 1 Цилиндр (100 мл} ...... 1 Пробирки .................. 3 Стеклянные трубки и резино- вые шланги соответствую- щих размеров Выполнение опыта В колбу с обратным холодильником (верхний конец холодильника закрыт пробкой с газоотводной трубкой) загружают малоновую кислоту и осторожно нагревают на сетке. Вскоре начинается выделение углекислого газа, и содержимое колбы начинает вспениваться. Газоотводную 261 -
трубку опускают в цилиндр с баритовой водой и демон- стрируют образование осадка углекислого бария. По окончании реакции жидкость из колбы переливают в пробирки и передают в аудиторию, чтобы по запаху определить образование уксусной кислоты. Действие натрия на малоновый эфир Реактивы а посуда Малоновый эфир...........10 мл Натрий (металл.) в керо- сине ....................0,5 г Пробирка (50 мл)...... 1 Выполнение опыта В пробирку наливают малоновый эфир и бросают не- сколько кусочков очищенного от корки и обтертого от керосина металлического натрия. При нагревании начи- нается энергичная реакция с выделением водорода. Сперва образующийся натриймалоновый эфир находится в рас- творе, а затем выпадает в виде белого осадка. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 263—264) 1. Физические свойства двуосновных карбоновых кислот. 2. Зависимость температуры плавления от числа атомов углерода в двуосновных карбоновых кислотах. 3. Сравнение физических свойств малеиновой и фума- ровой кислот. Коллекция Щавелевая, малоновая, янтарная, глутаровая, адипиновая, фумаровая, малеиновая и другие кислоты. 262 *
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДВУОСНОВНЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ с . ть вес со ю со о LO О CN О имос 100 оо со •* ю со со о o' сГ Темпера- тура плав- ления, °C UOCOCOUOOLOO^1^1^ о о сч со ю* о го аососооуоо^^^ 263
ЗАВИСИМОСТЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ ОТ ЧИСЛА АТОМОВ УГЛЕРОДА В ДВУОСНОВНЫХ КИСЛОТАХ Нечетное число атомов углерода НООС СООН сн2 Малоновая кислота (т. плавя. 130,3°) ! Четное число атомов углерода НООС СН2 ноос СН2 СООН Янтарная кислота (т. плавл. 182,8°) СН2 '' сн2 СН2 СН2 Глутаровая кислота (т. плавл. 97,5°) СН2 НООС /\ СООН СН2 СН СООН Адипиновая кислота (т. плавл. 153°) СРАВНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАЛЕИНОВОЙ И ФУМАРОВОЙ КИСЛОТ 7" i Кислота » Температура плавления, °C Растворимость в 100 мл воды при 25° Теплота сгора- ния, ккал, молъ Плотность, Г)24 Константа диссоциации Кг Кг . Малеиновая (^цс-эти- ^ендикарбоновая) Фумаровая (транс- этилендикарбоновая) 130,5 287 78,8 0.7 327 320 1,590 1,635 1,17-10—2 9,3-10-1 2,6-10“ 7 2,9-10—6
X Глава VIII ПРОИЗВОДНЫЕ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ Сложные эфиры 1. ПОЛУЧЕНИЕ УКСУСНОЭТИЛОВОГО ЭФИРА Получение уксусноэтилового эфира из этилового спирта и уксусной кислоты СНзСООН + СН3СН2ОН ЦСН3СООСН2СН3 + Н2О Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт...........45 мл Уксусная кислота (ледяная). 30 мл Хлористый натрий . 10 г Прибор для получения хлори- стого водорода (стр. 134) .. . 1 Перегонная колба (300 мл) ... 1 Холодильник . . . . ......... 1 Форштосс..................... 1 Цилиндр (100 мл)............. 1 Делительная воронка ...... 1 Пробирки .................... 3 Водяная баня ................ 1 Выполнение опыта До лекции в перегонную колбу вливают уксусную кислоту и этиловый спирт и пропускают при наружном охлаждении ледяной водой сухой газообразный хлористый водород (получение см. стр. 134) в течение 5—10 мин. 265
На лекции колбу с реакционной смесью нагревают на кипящей водяной бане и отгоняющийся уксусноэтиловый эфир собирают в цилиндр с насыщенным водным раствором хлористого натрия (10 г соли в 50 мл воды). Верхний эфирный слой отделяют в делительной ворон- ке и для ознакомления с запахом разливают в пробирки и передают в аудиторию. Получение уксусноэтилового эфира из этилового спирта, уксуснокислого натрия и серной кислоты 2CH3COONa + H2SO4--> 2СН3СООН + Na2SO4; СНзСООН + СН3СН2ОН — СН3СООСН2СН3 + Н2О Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт............40 мл Серная кислота (конц.) ... 65 мл Уксуснокислый натрий (безв., стр. 34).............. 50 г Хлористый натрий (насыщ. раствор) ...............50 мл Форштосс.................. 1 Перегонная колба (300 мл) . 1 Холодильник .............. 1 Капельная воронка ......... 1 Колба (200—250 мл) ..... 1 Пробирки .................. 3 Делительная воронка .... 1 Цилиндр" (100 мл) ........ 1 Выполнение опыта В колбу наливают спирт и при охлаждении ледяной водой прибавляют порциями серную кислоту. Полученную смесь переливают в капельную воронку, вставленную в горло перегонной колбы, в которую предварительно за- гружен , безводный уксуснокислый натрий. Перегонную колбу соединяют с холодильником; перед лекцией в нее из капельной воронки приливают охлажденную смесь спирта и кислоты. 1 На лекции реакционную смесь нагревают до кипения . и перегоняющийся эфир собирают в цилиндр с насыщенным раствором хлористого натрия. Верхний эфирный слой от- деляют при помощи делительной воронки, разливают в пробирки и передают в аудиторию для ознакомления с характерным эфирным запахом. 266
Влияние катализатора на скорость реакции образования уксусноэтилового эфира Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт........20 мл Пробирки (100 мл).......2 уксусная кислота (ледяная) . 20 мл Водяная баня.....1 Серная кислота (конц.) ... 3 мл . . Хлористый натрий (насыщ. . . раствор)............50 мл Выполнение опыта В две пробирки, закрепленные зажимами в штативе, вливают по 10 мл спирта и по 10 мл уксусной кислоты. В одну при встряхивании добавляют серную кислоту. Обе пробирки нагревают в течение 5 мин. на водяной бане при 70—80°. Затем пробирки с реакционной смесью охлаждают и прибавляют при встряхивании по 25 мл насыщенного раствора хлористого натрия. Отмечают карандашом для стекла количество отслоившегося эфира. Обращают внимание аудитории, что количество обра- зовавшегося эфира в пробирке, в которую была добавлена серная кислота, больше, чем во второй пробирке. 2. ПОЛУЧЕНИЕ УКСУСНОИЗОАМИЛОВОГО ЭФИРА (СН3)2СНСН2СН2ОН + СНзСООН —(СН3)2СНСН2СН2ОСОСН3 + Н2О Реактивы, посуда и приборы Изоамиловый спирт.......15 мл Перегонная колба (100 мл) . . 1 Уксусная кислота (ледяная) . 15 мл Холодильник..........1 Серная кислота (конц.) ... 10 мл Форштосс...............1 Цилиндр (100 мл).........1 Делительная воронка......1 Пробирки ............... 3 Термометр до 200°........1 Выполнение опыта За несколько часов до лекции в перегонную колбу, соединенную с холодильником, наливают изоамиловый спирт, уксусную и серную кислоты. В горло колбы встав- ляют на пробке термометр. На лекции реакционную смесь нагревают до кипения и отгоняющийся эфир собирают в цилиндр с водой. Затем содержимое цилиндра переливают в делительную воронку, 267
отделяют верхний эфирный слой, разливают его в пробирки и передают в аудиторию для ознакомления с запахом уксусноизоамилового эфира (грушевая эссенция). I 3. ОПЫТЫ СО СЛОЖНЫМИ ЭФИРАМИ I Растворимость уксусноэтилового эфира в воде Реактивы, посуда и приборы Уксусноэтиловый эфир . . . . 40 мл Пробирка (100 мл). 1 Водяная баня.......... 1. Термометр .............. Делительная воронка (200 мл) 1 Выполнение опыта Я Наливают в делительную воронку 40 мл уксусноэтило- вого эфира и 100 мл воды, смесь сильно взбалтывают, причем часть эфира растворяется в воде. Сливают часть нижнего водного слоя в пробирку и нагревают на водяной бане при 70—80°. Обращают внимание аудитории на помут- нение водного раствора, что указывает на лучшую раство- римость уксусноэтилового эфира в холодной воде. I Скорость гидролиза уксусноэтилового эфира Реактивы, посуда и приборы Уксусноэтиловый эфир ... 75 мл Пробирки (50 мл)......... 3 Серная кислота (20°/о-ная) . . 10 мл Водяная баня........ 1 Едкое кали или едкий натр Термометр............... 1 (конц. раствор)........10 мл Выполнение опыта В три пробирки, установленные в штативе, наливают по 25 мл эфира. В одну пробирку добавляют 10 мл воды, в другую 10 мл серной кислоты и в третью 10 мл щелочи. Во всех пробирках отмечают уровни эфира карандашом для стекла. Все три пробирки нагревают на водяной бане при 65 75° в течение 5—10 мин. Омыление в щелочной среде протекает быстрее, чем в кислой, поэтому объем эфира в пробирке со щелочью уменьшается быстрее, чем в про- бирке с кислотой. В чистой воде эфир практически не омыляется, на что обращают внимание аудитории. I 268
Получение полиметилметакрилата Уравнение реакции: СНз СНз СНз I I I /гСН2 = С—СООСНз—» - - с—сн2— с - сн2 - с--- СНз СООСНз СООСНз СООСНз Реактивы, посуда > Метиловый эфир метакриловой Пробирка .....................1 кислоты (метилметакрилат) . 20 г Баня водяная..................1 Перекись бензоила . » . . . . 0,2 г Выполнение опыта Пробирку с 20 г метилметакрилата и 0,2 г перекиси бензоила нагревают на кипящей водяной бане. Через 20— 30 мин. реакционная смесь настолько загустевает, что вскоре превращается в твердый бесцветный полимер. Галогенангидриды кислот ОПЫТЫ С ХЛОРИСТЫМ АЦЕТИЛОМ ♦ Взаимодействие хлористого ацетила с водой СН3СОС1+Н2О —> СН3СООН+НС1 Реактивы, посуда и приборы Хлористый ацетил .... 15 мл Стакан (250 мл)...................1 Капельная воронка (50 мл) . . . 1 > Термометр.....................1 Выполнение опыта * » Капельную воронку укрепляют в штативе; под воронку на кольце с асбестовой сеткой помещают стакан с 100 мл воды. Термометр укрепляют зажимом и опускают в стакан. Из капельной воронки быстро приливают хлористый ацетил. Сначала хлористый ацетил падает на дно стакана в виде тяжелых маслянистых капель, но вскоре начинается бурная 269
реакция гидролиза, протекающая с выделением тепла, и вода в стакане закипает. (Опыт рекомендуется прово- дить в вытяжном шкафу.) Взаимодействие хлористого ацетила со спиртом (ацетилирование) СН3СОС14-СН3СН3ОН —> СН3СООСН2СН3+НС1 у? Реактивы, посуда и приборы Хлористый ацетил ..... 20 мл Колба (200 мл)...............1 Этиловый спирт............20 мл Капельная воронка (50 мл). . 1 Едкое кали или едкий натр Делительная воронка (200 мл) . 1 (20°/с-ный раствор) .... 100 мл Пробирки.....................3 Водяная баня.................1 Выполнение опыта Под укрепленную в штативе капельную воронку ставят ! колбу со спиртом. Предварительно охладив колбу ледяной ' водой, быстро приливают по каплям из воронки при встря- хивании хлористый ацетил. По истечении 5 мин. приливают 50 мл воды и нейтрализуют реакционную смесь щелочью до слабощелочной реакции на лакмус. Содержимое колбы переливают в делительную воронку, отделяют нижний водный слой. Эфир разливают в пробирки и передают в аудиторию для ознакомления с характерным запахом уксусноэтилового эфира. . Я Взаимодействие хлористого ацетила с аминопроизводными (анилином) c6h5nh2+ch3coci —> C6H5NHCOCH3+HC1 Реактивы, посуда и приборы Хлористый ацетил.....10 мл Капельная воронка (50 мл) . . 1 Анилин ..............20 мл Пробирка (100 мЛ)......1 Водяная баня.........1 Выполнение опыта В укрепленную в штативе пробирку с анилином при- ливают из капельной воронки при охлаждении по каплям хлористый ацетил. Реакция протекает с разогреванием; внезапно содержимое пробирки затвердевает с образова- нием блестящих кристаллов ацетанилида. 270
Ангидриды кислот 1. ОПЫТЫ С УКСУСНЫМ АНГИДРИДОМ Взаимодействие уксусного ангидрида с водой (СН3СО)2О+Н2О —> 2СН3СООН Реактивы, посуда и приборы Уксусный ангидрид.....30 мл Цилиндр (200 мл)....... 1 Термометр ............ 1 Выполнение опыта В цилиндр наливают 100 мл воды, измеряют темпера- туру и приливают уксусный ангидрид. Реакция протекает менее энергично, чем с хлористым ацетилом, но при по- мешивании реакционной смеси термометром наблюдается повышение температуры на несколько градусов. Взаимодействие уксусного ангидрида со спиртом (ацетилирование) (СН3СО)2О+СН3СН2ОН —СН3СООСН2СНз+СН3СООН Реактивы, посуда и приборы Уксусный ангидрид..........20 мл Колба (200 мл) ........ 1 Этиловый спирт............ 30 мл Холодильник .................1 Едкое кали или едкий натр Делительная воронка .... 1 (2О°/о-ный раствор) .... 100 мл Пробирки . ..................3 Водяная баня................1 Выполнение опыта В колбу с обратным холодильником наливают спирт и уксусный ангидрид. Реакционную смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение нескольких минут. Затем прибавляют при охлаждении равный объем воды и нейтра- лизуют щелочью образовавшуюся уксусную кислоту до щелочной реакции на лакмус. Содержимое колбы перели- вают в делительную воронку, отделяют водный слой, а эфир разливают в пробирки и передают в аудиторию. 271
Взаимодействие уксусного ангидрида с аминами | (с анилином) I C6H8NH2+(СН3СО)2О —> C6H5NHCOCH3+СНзСООН 1 Реактивы и посуда Уксусный ангидрид....5 мл Пробирка (100 мл) ...... 1 Анилин...............5 мл Выполнениеопыта j В пробирку вливают 15—20 мл воды, прибавляют ани- лин и сильно взбалтывают; затем вливают уксусный ан- - гидрид и вновь энергично встряхивают. Смесь сильно 1 разогревается и превращается в сплошную «кашу» белых | кристаллов ацетанилида. | 2. ПРИМЕНЕНИЕ МАЛЕИНОВОГО АНГИДРИДА ДЛЯ ДИЕНОВОГО | СИНТЕЗА | Получение ангидрида цис-эндометилентетрагидрофталевой \ кислоты Реактивы, посуда и приборы Малеиновый ангидрид по- Колба (50 мл).............1 рошкообразный ...... 10 г Двурогий форштосс.........1 Бензол...................50 м г Холодильник...............1 Циклопентадиен ...........7 г Капельная воронка.........1 Баня водяная..............1 Выполнение опыта В колбу с обратным холодильником помещают суспен- ' зию малеинового ангидрида в бензоле и при охлаждении , приливают из капельной воронки при взбалтывании цикло- j пентадиен; при этом малеиновый ангидрид переходит в раствор. Через некоторое время начинает выделяться ангидрид эндометилентетрагидрофталевой кислоты. | УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Я • •« Таблицы (стр. 273—276). | 1. Физические и химические свойства растительных и животных жиров. 1 2. Физические свойства производных одноосновных карбоновых кислот. 3. Карбоновые кислоты, входящие в состав раститель- ' ных высыхающих и полувысыхающих масел. .1 Коллекция Хлористый и бромистый ацетилы; уксусный ангидрид; ацетамид. Уксусноэтиловый, уксуснобутиловый, уксусно- амиловый и другие сложные эфиры. Животные жиры, расти- тельные масла. Воска, стериды, фосфатиды. Акриловые смолы. Ингибиторные и вязкостные присадки. 272
СОт^сОГ'-ЮООООО’—I О QCQOQQScOOOCC'C г-> гч т-н т— т—«СОт—lOOOOOOb-b'-cSlTt' ОООСОООООООЬ^ЮСОООЮ Г-< Т—I г—I т—< г—I т—< Т—t Т-Ч Г-Ч Г—(О) ОО СЧ ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТИТЕЛЬНЫХ И ЖИВОТНЫХ ЖИРОВ Ю о О ОО ь- со" ОО Tf LO со оо со СО CNt^C’-^NCXr-нСОС'^ СОСЧСОСЧСОСЧт-н—< со со СЧ сосососососососососососо OOOx^cOOJTfTfT-Mr-iiOi-OCO Г-н сч со V—iCNOlr-iT-ii—I (М OI СО OCOCOCTiCT>COCOC7>C7iCOCOCO СО 1—< со оо НО О СЧ со СО ’О> со со о S X св X со св X о о В-152.—18 •273
•274 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОИЗВОДНЫХ ОДНООСНОВНЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ Название Формула Температура плавления, °C Температура кипения, ’с Плотность, D20 Муравьиноэтиловый эфир Сложные эфиры 0 Н-С-О-СН2-СН3 — 78,9 54,3 0,923 Уксусноэтиловый эфир о сн3—С—0—сн3—сн3 -83,4 77,2 0,901 Пропионовоэтиловый эфир 0 СН3-СН2-С-О- сн2-сн3 -73,9 99,1 0,888 Масляноэтиловый эфир 0 СН3-СН2—СН2 -С-О—сн2- сн3 -97,9 120,5 0,879 Валерьяновоэтиловый эфир 0 СН3-СН2-СН2-СН2—С-О-СН2-СН3 ’-91,2 145,5 0,877 Уксусный ангидрид Ангидриды ГН Сг13—С -73 140,0 1,073 /° СН3-С<£ 4 CH3—CH2— О Пропионовый ангидрид Масляный ангидрид Валерьяновый ангидрид -45 168,8 1,012 сн3-сн2—с сн3-сн2—сн2—с СН3-СН2-СН2-С СН3-СН2—СНа-СН2-С<^° СН3—СН2—СН2-СН2—С -75 -58,1 195,5 227,5 0,968 0,922 Галогенангидриды Фтористый ацетил СН3 Хлористый ацетил СН3—С—С1 Бромистый ацетил СН3—С—Вг / Йодистый ацетил СН3 -60 20,8 0,993 -112 55,0 1,105 -96,5 76 1,663 108 1,980
4 — -—„ КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РАСТИТЕЛЬНЫХ 1 ВЫСЫХАЮЩИХ И ПОЛУВЫСЫХАЮЩИХ МАСЕЛ Наименование масла Йодное число Темпе- ратура застыва- ния, °C Жирные кислоты, °/0 пальми- тиновая стеари- новая олеиновая * линолевая линоле- новая элеосте- ариновая — Кукурузное 117—130 18-20 7,5 3,5 46,3 42,0 Соевое 124 — 133 20-21 6,5 4,2 33,6 52,6 2,3 мкМ Тунговое 160—180 37-38 4,0 1,5 15,0 — —— 79,5 Льняное 170—185 19—21 5,0 3,5 5,0 61,5 25,0 —- Периловое 180-206 12-17 7,5 21,0 — 8,0 38,0 46,5 Хлопковое 103—111 2—4 2,0 33,0 43,5 — — Подсолнечное 127—136 — 9 9 39,0 47,2 —
€ Глава IX СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ 1. ПОЛУЧЕНИЕ ЭТИЛОВОГО ЭФИРА АЗОТИСТОЙ КИСЛОТЫ СН3СН2ОН + HONO —> CH3CH2ONO + Н2о Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт..........25 мл Азотистокислый натрий . . 25 г Соляная кислота (конц.) . . 25 мл Перегонная колба с высоко- припаянной отводной трубкой (300 мл) .... 1 Колба (100 мл)............ 1 Холодильник .............. 1 Форштосс.................. 1 Капельная воронка ........ 1 Цилиндр (100 мл).......... 1 Пробирки ................. 3 Водяная баня.............. 1 Сборка прибора Перегонную колбу плотно закрывают пробкой с отвер- стием, в которое вставлена капельная воронка. Отводную трубку колбы соединяют с холодильником. Выполнение опыта В перегонную колбу всыпают азотистокислый натрий, прибавляют спирт, 50 мл воды и смесь охлаждают ледяной водой. В другой колбе смешивают соляную кислоту с 30 мл воды и охлаждают ледяной водой. Охлажденный раствор соляной кислоты переливают в капельную воронку, из которой приливают при взбалтывании в колбу со спиртом 277
и азотистокислым натрием. Сразу же начинается реакция, и образующийся эфир отгоняется в приемник (цилиндр), охлаждаемый снаружи льдом. Для ознакомления с характерным запахом эфира его разливают в пробирки и передают в аудиторию. 2. ОПЫТЫ С ЭТИЛОВЫМ ЭФИРОМ АЗОТИСТОЙ кислоты Реактивы и посуда Этилнитрит.................25 мл Едкое кали или едкий натр (5°/о-ный раствор)........50 м i Фарфоровая чашка (50 мл). . 1 Цилиндр с притертой пробкой (100 мл) ............... 1 Пробирки ................. 3 Горение Наливают 5—10 мл эфира в фарфоровую чашку и под- носят горящую лучину; эфир воспламеняется и горит блед- ным желто-зеленым пламенем. Омыление В цилиндр наливают 15—20 мл эфира и 50 мл щелочи (обращают внимание на наличие двух слоев) и реакционную смесь сильно встряхивают; происходит омыление, и харак- терный запах эфира исчезает. Содержимое цилиндра раз- ливают в пробирки и передают в аудиторию. 3. ПОЛУЧЕНИЕ ЭТИЛОВОГО ЭФИРА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ (ЭТИЛСЕРНАЯ КИСЛОТА) СН3СН2ОН + HOSO3H —+ CH8CH2OSO3H + Н2О Реактивы, посуда и приборы Этиловый спирт ......... 20 мл Серная кислота (конц.). . 20 м Серная кислота (20°/о-ная) . 25 мл Соляная кислота (конц.) . 10 мл Углекислый барий .... 50 г Круглодонная колба (100 мл). 1 Капельная воронка (50— 100 мл) . . . •........ 1 Холодильник . . ......... 1 Двурогий форштосс........ 1 Колбы (100 мл)........... 2 Стакан (750—1000 мл) .... 1 Воронка Бюхнера.......... 1 Склянка для отсасывания . . 1 Водяная баня ........ 1 278
Сборка прибора Круглодонную колбу соединяют с двурогим форштоссом, в вертикальное отверстие которого вставляют на пробке капельную воронку, а в боковое — холодильник. Выполнение опыта В колбу вливают этиловый спирт и из воронки быстро по каплям приливают концентрированную серную кислоту (колбу энергично встряхивают). По окончании прибавления кислоты реакционную смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение 3—5 мин. Затем содержимое колбы выли- вают в стакан с 250 мл воды и всыпают небольшими пор- циями углекислый барий при постоянном помешивании. По окончании прибавления углекислого бария смесь нагревают на кипящей водяной бане до прекращения выделения угле- кислого газа. Горячий раствор фильтруют (при отсасывании) для отделения сернокислого бария и фильтрат разливают в две колбы. В первую колбу добавляют 2О°/о-ную серную кислоту; при этом выпадает осадок сернокислого бария. Это доказывает, что в растворе имеются ионы бария, образующиеся при диссоциации растворимой в воде бариевой соли этилсерной кислоты и совершенно отсутствуют ионы серной кислоты. Во вторую колбу добавляют концентрированную соляную кислоту и смесь нагревают на кипящей водяной бане. Раствор постепенно мутнеет и через несколько минут выпадает осадок сернокислого бария. Осадок этот обра- зуется вследствие гидролиза эфира и взаимодействия осво- бождающейся серной кислоты с имеющимися в растворе ионами бария. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 280—282) 1. Полифосфонитрилхлориды. 2. Фосфорсодержащие полиэфиры. 3. Механизм полимеризации аллиловых эфиров фосфино- вой кислоты. 4. Техническое применение высокомолекулярных фос- форорганических соединений. I 279
Коллекция Этилнитрит, амилнитрит, метилсульфат, этилсульфат и др. эфиры неорганических кислот. ПОЛИФОСФОНИТРИЛХЛОРИДЫ PC15+NH4C1 Схема синтеза: Тример: фосфонитрил- Тетрамер: фосфонитрил- хлорид хлорид С1 С1 С1 С1 1111 ---Р =N—Р= N—P=N-P~N------- Cl Cl Cl Cl „Неорганический каучук" ФОСФОРСОДЕРЖАЩИЕ ПОЛИЭФИРЫ Схема синтеза: nRPOCl2 Дихлорфосфино- вая кислота nHO—R1—ОН Двухатомный спирт —2лНС1 Полиэфир фосфиновой кислоты (R — алкил, диалкил, арил и др.; R' — алкилен и др.) 280
МЕХАНИЗМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ АЛЛИЛОВЫХ ЭФИРОВ ФОСФИНОВОЙ кислоты ,осн2- сн=сн2 п R—РО \осн2—сн=сн2 Диаллиловый эфир фосфино- вой кислоты I сн3 I ----СН—СН2—СН—СН2—СН—СН2--- сн2 сн2 I I сн=сн2 сн=сн2 Линейный полимер (растворимый в ацетоне, спиртах) СН2 I Перекись ___.1___, .________ бензоила, Г Полимеризация ---СН—СН2—СН—СН,—СН—СН,----- I I СН2 СН, I сн2 сн2 I I ---СН—СН2—СН—СН,—СН------- I сн2 I * Трехмерный полимер 281
ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ I. Покрытия, лаки, клей. Фосфорсодержащие полиэфиры обладают большой адгезией к дере- ву, металлам, стеклу, коже и т. д. (в сочетании с химической стойко- стью и огнестойкостью) и поэтому являются ценным сырьем для полу- чения лаков, покрытий и клеев. II. Пленки, волокна. Многие линейные фосфороргани- ческие полимеры могут быть исполь- зованы для получения огнестойких и химически стойких пленок и волокон. III. Добавки к смазочным маслам. Некоторые высокомолекулярные фосфорорганические полимеры при- меняются в качестве присадок, улуч- шающих свойства смазочных масел. IV. Органические стекла. Полимеры и сополимеры эфиров кислот фосфора обладают прозрач- ностью, термостабильностью, хими- ческой стойкостью и огнестойкостью.
Глава X АЗОТИСТЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ЖИРНОГО РЯДА Нитросоединения 1. ПОЛУЧЕНИЕ НИТРОМЕТАНА 2ClCH2COOH+Na2CO3 —> 2ClCH2COONa+COa+H2O ClCH2COONa+NaNO2 —+ NO2CH2COONa+NaC 1 NO2CH2COONa+H2O —* CH3NO2+NaHCO3 Реактивы, посуда и приборы Монохлоруксусная кислота 25 г Углекислый натрий (по- рошк.)............. 25 г Азотистокислый натрий (4О®/о-ный раствор) ... 75 г Перегонная колба (250 мл) , . 1 Холодильник .............. 1 Форштосс...................1 Термометр..................1 Цилиндр (100 мл)...........1 Стакан (250 мл)............1 Делительная воронка........1 Выполнение опыта В стакане растворяют монохлоруксусную кислоту в 50 мл воды и осторожно нейтрализуют углекислым натрием до щелочной реакции (проба с фенолфталеином), затем приливают раствор азотистокислого натрия. Реак- ционную смесь переливают в перегонную колбу, соеди- 283
ненную с холодильником. В горло колбы вставляют пробку с термометром, конец которого должен быть погружен в жидкость. Колбу нагревают до начала появления пу~ зырьков углекислого газа, после чего нагревание прекра- щают. Реакционная смесь буреет и температура быстро повышается до 100°. При этой температуре происходит разложение натриевой соли нитроуксусной кислоты и вместе с водой отгоняется нитрометан, который собирается на дне цилиндра-приемника в виде тяжелой маслянистой жид- кости. н При замедлении реакции продолжают наружное обо- гревание, доврдя температуру до 105°. Реакцию считают оконченной, когда отгоняется чистая вода. Маслянистую жидкость отделяют от воды в делительной воронке. Примечание. Нейтрализацию хлоруксусной кислоты и обработку ее азотистокислым натрием рекомендуется производить до лекции. Я 2. ПОЛУЧЕНИЕ 2-НИТРОПРОПАНА (CH3)2CHJ+AgNO2—>(CH3)2CHNO2+AgJ i Реактивы, посуда и приборы Азотистокислое серебро1 (безв., порошк.) . . . 15 г Йодистый изопропил . 5 мл Эфир (абс., стр. 36) . . 25 мл Круглодонная колба (100 мл) . 1 Перегонная колба (100 мЛ) . . 1 Холодильники .............. 2 Пробирка ..................1 Водяная баня.............1 Выполнение опыта В круглодонную колбу с обратным холодильником за? гружают азотистокислое серебро, абсолютный эфир и йодистый изопропил. Реакционную смесь слегка нагревают на водяной бане в течение нескольких минут, при этом образуется 2-нитропропан. Эфирный раствор 2-нитропро- пана сливают с осадка в маленькую перегонную колбу, соединенную с холодильником, и отгоняют эфир. В пере- гонной колбе остается тяжелая маслянистая жидкость — 2-нитропропан. 1 Азотистокислое серебро можно заменить смесью эквимолекуляр- ных количеств азотистокислого натрия и азотнокислого серебра. 284
3. ПОЛУЧЕНИЕ НИТРОЭТАНА CH3CH2J+AgNO2 —> CH3CHjNO2+AgJ Побочная реакция CH3CH2J+AgNO2—*CH,CH,ONO4-AgJ ' i Реактивы, посуда и приборы Йодистый этил........10 .ил Перегонная колба (100 мл) . . 1 Азотистокислое серебро Холодильник................1 (см. стр. 284)..... 15 г Форштосс...................1 Капельная воронка............1 1 Склянка для отсасывания . . . 1 Цилиндр (50—100 мл) .... 1 Выполнение опыта В перегонную колбу загружают азотистокислое сере- бро, горло колбы закрывают пробкой с отверстием, в ко- торое вставлена капельная воронка. Из последней в колбу осторожно приливают йодистый этил с такой скоростью, чтобы не было сильного кипения реакционной смеси. В этих условиях начинается отгонка нитроэтана, который собирают в цилиндр. По окончании приливания йодистого этила содержимое колбы нагревают, пока весь нитроэтан не перегонится. 4. ОПЫТЫ С НИТРОСОЕДИНЕНИЯМИ Кислый характер водного раствора нитрометана Реактивы и посуда Нитрометан......0,5—1 мл Цилиндр с притертой проб- Лакмусовая бумажка кой (100 мл).........1 (синяя) Выполнение опыта к В цилиндре смешивают нитрометан с 50 мл воды и энергично встряхивают. Проба на лакмусовую бумажку показывает кислую реакцию. 285
Восстановление нитросоединений CHsNO3+3Zn+6KOH—>CH3NHa+3Zn(OK)2+2H2O Реактивы и посуда Нитрометан............. 5 мл Цинк (гранул.) .... 1г Едкое кали (10°/о-ный раствор)...............20 мл В ы п о л н е Лакмусовая бумажка (красная) Пробирка (50 мл)............। В пробирку, укрепленную в штативе, помещают цинк, раствор едкого кали и нитрометан. При слабом нагрева- нии реакционной смеси появляется запах амина. Амин легко обнаружить, если к отверстию пробирки поднести влажную лакмусовую бумажку (посинение). ZNO СН3СН( СН3С XNO2 zNOH z +КОН —СН,С \NO2 Действие азотистой кислоты на первичные нитросоединения (образование нитроловой кислоты} /NO Ч ch3ch,no2+hono—+ сн3сн< +н2о 4no2 ^NOH \no2 zNOK +H2o \no2 1 СН3С Реактивы, посуда и приборы Нитроэтан (или нитро- Цилиндр (100 мл) . .... • 1 пропан)............ 3 мл Капельная воронка...............1 Этиловый спирт .... 5 мл Едкое кали (5°/о-ный спиртовый раствор) . 10 мл Азотистокислый натрий (порошк.)...........3 г Серная кислота (5°/о-ная) 30 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают нитроэтан и спиртовый раствор щелочи, затем прибавляют азотистокислый натрий и из ка- пельной воронки осторожно приливают серную кислоту. Появляется кроваво-красное окрашивание в результате образования калиевой соли нитроловой кислоты.
Действие азотистой кислоты на вторичные нитросоединения (образование псевдонитролов) /NO (CH3)aCHNO3+HONO--------> (СНа)аС< +Н.О XNO3 Реактивы и посуда 2-Нитропропан .... 3 мл Цилиндр (1С0 мл)...........1 Этиловый спирт .... 5 мл Капельная воронка..........1 Едкое кали (5°/о-ный спиртовый раствор) . 10 мл Азотистокислый натрий (порошк.)......... 3 г Серная кислота (5°/о-ная) 50 мл Этиловый эфир .... 40 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают нитропропан и спирт, затем при- бавляют едкое кали и азотистокислый натрий. При при- ливании из капельной воронки серной кислоты появляется голубовато-зеленое окрашивание. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 288—290) 1. Физические свойства нитросоединений жирного ряда. 2. Синтезы на основе нитрометана. 3. Синтезы на основе нитроэтана. Коллекция Нитрометан, нитроэтан и другие нитросоединения жир- ного ряда. 287
ьо 00 00 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИТРОСОЕДИНЕНИЙ ЖИРНОГО РЯДА Название Формула Температура плавления, °C $ Температура кипения, •с лотность, л20 £>4 Нитрометан Нитроэтан 1-Нитропропан 2-Нитропропан 1-Нитробутан 2-Нитробутан 1-Нитро-2-метил- пропан 2-Нитро-2-метил- пропан 1-Нитропентан 1-Нитрогексан 1-Нитро гептан СН3—NO3 ch3-ch2-no2 сн3—сн2—сн2—no2 СНз—СН—СН2 no2 СНз-СН3-СН2-СН3-МОг сн3-сн2-сн-сн3 1 NOa ch3-ch-ch2-no2 1 СНз СНз СН3—С—NOa 1 СНз CH3-(CH2)3-CH2-NO2 CH3-(CH2)4-CH2-NO3 CH3-(CH2)5-CH2-NO2 -28,5 -90 -108 -93 i « +24 г 101,2 114,8 " 131,6 116,5 152,9 139,6 137 * 126,5: 172 193 193 1.132250 1,С4724° : 1,00824° 1,0240° 0,988°’ 0,9877°. ' 0.948 0,949 0,948173 1 СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ НИТРОМЕТАНА Ich3-no2 Нитрометан +ЗСН2О +2СН2О (CH2OH)3C-NO 2 (CH2OH)2CHNO2— CH2OH-CH2-NO2— H-3RC00H (RCO0CH2)3C-NO2 +2RC00H (RCOOCH2)2CH N02 +RCOOH RCOOCH2-CH2-NO3 О) о X м со Я (CH2OH)3C-NH2 Триэтаноламин (CH2OH)2CH-NH2 ch2oh-ch2-nh2 Диэтаноламин Аминоэтанол । св Поверхностно-активные вещества 4 +NH3 — CH2C1NO2----- CHC12NO2 +н2 CH3NHOH со к Я св я я CC13NO2 +C2H501Ia CH3NHa Метиламин co Динитро- Тетраэт- NH=C(NH2)2 парафин оксиэтан я ч -f-NaOH Я я CH2=NOONa NH20H HON=CH NaOON=CH zCH2NQ2 (СН3)2С< xch2no2 о о ® о £ Cj X я Оксимы I О <D Я х Ф R-NH2 Амины
ст эинэнийэоэ Э0НЧЕИН09<1€>1 0ИН91Г о -яонвюэод к g сЗ ст : о=й § ►уч Um CD 5 Q со ст СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ НИТРОЭТАНА ст Г s I S ст 05 3 5 СО СТ СТ Енифвёвиоскин aoHfroaEHodu-BN =? S о» ст СО » со со ст СТ со ст ст ст ст ст ст СТ СО ст ст со со со я S о S сз CN О CQ S Е- Й Д <U СП 290
Амины 1. ПОЛУЧЕНИЕ МЕТИЛАМИНА Получение метиламина из амида уксусной кислоты CH3CONH2+CaOCla —> CH3NH2+CaCl2+CO2 Реактивы, посуда и приборы Амид уксусной кислоты . 10 г Круглодонная колба Хлорная известь........10 г (100—200 мл).............1 Гидрат окиси кальция ..Юг Цилиндр (100 мл) ...................1 Холодильник .............. 1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров Сборка аппаратуры Круглодонную колбу соединяют с обратным холодиль- ником, верхний конец которого закрыт резиновой пробкой с газоотводной трубкой; конец трубки опускают в ци- линдр с водой. Выполнение опыта В колбу загружают амид уксусной кислоты, смесь хлорной извести, гидрата окиси кальция и 20 мл воды. Содержимое колбы энергично взбалтывают и нагревают пламенем горелки; в результате реакции образуется газо* образный метиламин, который поглощается водой в ци- линдре. С полученным раствором можно проделать опыты, при- веденные на стр. 292. Получение метиламина из его хлористоводородной соли ch3nh2hci+koh—>CH3NH2+KC1+H2O Реактивы, посуда и приборы Метиламин хлористо- водородный ....» 15—20 г Едкое кали (50°/о-ный раствор)................75 мл Перегонная колба (100 мл) . 1 Капельная воронка ........ 1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров 19* 291
Выполнение опыта В перегонную колбу помещают хлористоводородную j соль метиламина и закрывают пробкой со вставленной в нее капельной воронкой. Отводную трубку колбы сое- -1 диняют с изогнутой под углом и оттянутой вверх сте-к клянной трубкой. Из капельной воронки прибавляют pa-1 створ едкого кали и смесь в колбе осторожно нагревают. 1 Происходит разложение хлористоводородной соли с обра- а зованием свободного метиламина, выделяющегося в виде I газа с характерным запахом аммиака. || 2. ОПЫТЫ С АМИНАМИ Я| Опыты с метиламином Я Реактивы и посуда Я Соляная кислота (конц) Пробирки (50 мл). ..... 3 Лакмусовая бумага (красная) Фенолфталеин (1°/о-ный спирто- вый раствор) Хлорное железо (5°/о-ный раствор) Сернокислая медь (Р/е-ный ра- створ) С метиламином можно проделать следующие опыты, I характеризующие его основные свойства. <« Если к отверстию газоотводной трубки прибора для Л получения метиламина (стр. 291) поднести влажную крас- ную лакмусовую бумажку — она синеет. При поднесении стеклянной палочки, смоченной концентрированной соля- Я ной кислотой, образуется белое облако хлористоводород- Я ной соли метиламина. При пропускании выделяющегося газа в пробирку с во- I дой образуется водный раствор метиламина, который раз- Я ливают в три пробирки. Я В одну пробирку прибавляют фенолфталеин — появ- ляется малиновое окрашивание; в другую прибавляют рас- твор хлорного железа, при этом образуется бурый осадок гидрата окиси железа; в третью пробирку прибавляют раствор сернокислой меди, — выпадает осадок гидрата окиси меди, растворяющийся в избытке раствора амина с образованием комплексного соединения синего цвета. 1 Если к отверстию газоотводной трубки поднести горя- j щую лучину, метиламин воспламеняется и горит бесцвет- ным пламенем. 292
Действие азотистой кислоты на первичные амины CH3CH2NH2+O—N— ОН —> CH3CH2OH+N2+H2O Реактивы, посуда и приборы Уксусная кислота ... 50 мл Этиламин хлористово- дородный ............. 5 г Азотистокислый натрий 4 г Серная кислота (конц,) 50 мл Цилиндр с притертой пла- стинкой (100 мл).........1 Перегонная колба (150—200 мл) 1 Капельная воронка с оттяну- той трузкой..............1 Промывная склянка Тищенко 1 Стеклянная ванна...........1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров Сборка аппаратуры В горло перегонной колбы вставляют на пробке ка- пельную воронку так, чтобы трубка ее доходила почти до дна колбы. Отводную трубку колбы с помощью рези- нового шланга соединяют с промывной склянкой, напол- ненной серной кислотой. Второе отверстие склянки сое- диняют с изогнутой газоотводной трубкой, служащей для собирания газа над водой в цилиндр. Выполнение опыта В колбу наливают уксусную кислоту и из капельной воронки приливают смесь концентрированных растворов хлористоводородного этиламина и азотистокислого натрия. Тотчас же начинается выделение азота; через 2—3 мин. газоотводную трубку подводят в цилиндр с водой и со- бирают азот. Поднося к отверстию цилиндра горящую лучинку, де- монстрируют негорючесть азота. Присутствие спирта в оставшемся после реакции растворе можно доказать йодоформенной реакцией (стр. 143). Действие азотистой кислоты на вторичные амины (C2H5)2NHHC1+HO—no----> (C2H5)2N-NO+H2O+HC1 Реактивы Диэтиламин хлористо- водородный .......... 10 г Азотистокислый натрий 10 г Соляная кислота (1О°/о-ная)..... 10 мл Этиловый эфир .... 50 мл и посуда Цилиндр (100 мл) ..... 1 Капельная воронка (50 мл) . 1 Стеклянная ванна...........1 Часовые стекла.............3 Делительная воронка(250 мл) 1 293
Выполнение опыта В цилиндр, поставленный в стеклянную ванну с горя- чей водой, загружают хлористоводородный диэтиламин и азотистокислый натрий и приливают из укрепленной в штативе капельной воронки (при энергичном перемеши- вании стеклянной палочкой) соляную кислоту. J В результате реакции нитрозирования образуется жел- товатая маслообразная жидкость — нитрозамин. Последний можно экстрагировать в делительной воронке эфиром, раз- j лить экстракт на часовые стекла и после испарения эфира стекла с маслообразной жидкостью передать в аудиторию для ознакомления с характерным запахом нитрозамина. Я УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ j Таблицы (стр. 295—298) 1. Физические свойства диаминов жирного ряда. 2. Номенклатура и физические свойства аминов жир- ного ряда. *.Д 3. Техническое применение алкилзамещенных этанола- ми нов. i Коллекция jfl Хлористоводородные соли метиламина и этиламина; этиламин, диэтиламин и триэтиламин. Я Этилендиамин, бутилендиамин, пентаметилендиамин, гексаметилендиамин, этаноламин и др.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИАМИНОВ ЖИРНОГО РЯДА
Формула Строение НОМЕНКЛАТУРА И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМИНОВ ЖИРНОГО РЯДА Название Темпера* тура Темпера- тура Плотность, плавления, кипения, D?0 рациональное женевское еС °C Первичные амины ch5n СНз-NH3 Метиламин Аминометан - 93,6 -6,3 [ 0,696 C2H,N ch3-ch2-nh2 Этиламин Аминоэтан — 83,2 16,6 (при т. кип 0,706 c3h9n CH3—CH2—CH2—NH3 Пропиламин 1-Аминопропан - 83,0 47,5 0,741 • СНз—СН—СН3 Изопропиламин 2-Аминопропан —101,2 33,5 0,691 / nh2 1 ch3-ch2-ch2-ch2-nh2 Бутиламин 1-Аминобутан - 50,5 77,8 0,764 СНз—СН2—СН—СНз в/гао/>-Бутиламин 2-Аминобутан —104,0 gc772 мм 0,724 nh2 • C4HnN < СНз-СН—CH2-NH2 Изобутиламин 1-Амино-2-метил- - 85,5 67,7 0,750 г СНз пропан СНз । СНз-С—nh2 трет*Бутиламин 2-Амино-2-метил- - 67,5 43,8 0,69818° СНз пропан Вторичные амины C3H,N СНз—NH—CH3 • Диметиламин Метиламинометан —92,2 6,9 j 0,685 (при т. кип. c3h9n СНз-NH—CH2—CH3 Метилэтиламин Метиламиноэтан — 34,0 СНз-NH—СН2—СН2-СН3 Метилпропиламин Метиламино- поопан 1 " 62,0 0,72017 C4HuN I CH3-CH2-NH-CH2 - СН3 Диэтиламин Этиламиноэтап —48,0 55,9 0,732 Третичные амины c3h9n CH3-N-CH3 СНз Триметиламин c4hun CH3-N—СН2—СНз 1 СН3 Диметилэтиламин c5h13n СН3—CH2~“N—“СНд—СНз СНз Метилдиэтиламин CeH15N СН3-CHS-N—СН3-СН3 СН2-СНз Триэтила мин Диметиламиноме- —117,3 2,8 0,671 тан Диметиламиноэтан — 37,9 —- Метилэтиламино- этан — — 65,0 Диэтиламиноэтан -114,8 89,4 O.72920’
са о X X ж о X X 3 X X 3 ш £ • со »=; X X < щ X X ш X ш X X ш о а ш X X Щ н Применение В синтезе инсектицидов, эмульга- торов В синтезе инсектицидов, эмульга- торов; сложные эфиры исполь- зуются как флотореагенты В синтезах противомалярийных средств; сложные эфиры исполь- зуются как эмульгаторы масел и восков Полупродукты для органических синтезов Формула СН2СН2ОН Г’Т-Г КТ^ Чсн2сн2он СН.-К >N-CH2CH2OH СН/ с2н5ч >n-ch2ch2oh С2н/ ИО5НЭсНЭ-Ы<С о \41Н8Э НО5НЭЕНЭЧ /НМ 'н^нэ'нэ7 Название / N-Метилдиэтаноламин N.N-Диметилэтаноламин я я 2 Ч О я СЗ СП Ч S <т> Я । еь N-Оксиэтилэтилендиамин N.N-Диоктилэтаноламин * 298
Нитрилы и изонитрилы 1. ПОЛУЧЕНИЕ НИТРИЛА УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ 3CH3CONH2 + Р2О5 ---->3CH3CN + 2Н3РО4 Реактивы, посуда и приборы Амид уксусной кислоты ... 50 г Перегонная колба (200 мл) . 1 Фосфорный ангидрид . . . . 30 г Холодильник............. 1 Форштосс ............... 1 Термометр............... 1 Цилиндр (100 мл)......... 1 Пробирки . ............. 3 Выполнение опыта- В колбу, соединенную с холодильником, помещают амид уксусной кислоты и фосфорный ангидрид.. Реакцион- ную смесь нагревают до кипения и образовавшийся нитрил собирают в цилиндр. Нитрил разливают в пробирки и передают в аудиторию для ознакомления с его запахом. Примечание. Вследствие неприятного запаха амида и нитрила опыт рекомендуется проводить в вытяжном шкафу в конце лекции. 2. ИЗОНИТРИЛЬНАЯ РЕАКЦИЯ . RNH2 + СНС13 + ЗКОН —> RNC + ЗКС1 + ЗН2О Реактивы, посуда и приборы Первичный амин (анилин и др.)..................3 мл Этиловый спирт..........20 мл Хлороформ............ . 15 мл Едкое кали (4О°/о-ный рас- твор) ................. 5 м г Колба (100—200 мл) .... 1 Холодильник ............. 1 Пробирки ................. 3 Водяная баня . . ........ 1 Выполнение опыта В колбе с обратным холодильником смешивают первич- ный амин, хлороформ, спирт и едкое кали. Реакционную смесь нагревают на водяной бане в вытяжном шкафу в течение нескольких минут; при этом появляется характер- ный непрятный запах изонитрила, для ознакомления с ко- 299
торым содержимое колбы разливают в пробирки и пере- дают в аудиторию. Примечание. Из-за неприятного запаха опыт рекомен- дуется проводить в вытяжном шкафу в конце лекции. По окончании опыта для разложения изонитрила колбу с реак- ционной смесью необходимо погрузить в поставленную в вытяжном шкафу ванну с разбавленной соляной кислотой. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблица (стр. 301—302) 1. Физические свойства нитрилов и изонитрилов. Коллекция Нитрил уксусной кислоты, метилизонитрил и др.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИТРИЛОВ И ИЗОНИТРИЛОВ 301

Глава XI КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ • 1. ОТКРЫТИЕ ХЛОРА В АЛКИЛХЛОРСИЛАНАХ (C2H8)3SiCl + Н2О —► (C2H8)3SiOH + НС1 НС1 + AgNO3 —> AgCl + HNO3 Реактивы, посуда и приборы Триэтилхлорсилан (или Цилиндр (100 мл) .... 1 другой алкилхлорсилан). 1 г Капельная воронка .... 1 Спирт этиловый (или мети- ловый) .............40 мл Азотнокислое серебро (0,5 в. раствор)....15 мл Выполнение опыта В цилиндре растворяют триэтилхлорсилан в спирте и к полученному раствору приливают при встряхивании из капельной воронки раствор азотнокислого серебра. При этом тотчас же выпадает осадок хлористого серебра. Примечание. Кремнийорганические соединения, в кото- рых галоген связан с углеродом, реагируют с раствором азотнокислого серебра очень медленно. 2. ОТКРЫТИЕ ГИДРОКСИЛЬНОЙ ГРУППЫ В СИЛАНОЛАХ Действие металлического натрия 2 ^SiOH + 2Na —> г^ЗЮЫа + Н2 I * » . Реактивы, посуда и приборы Силанол безводный .... 10 мл Колба (100 мл) ....... 1 Этиловый эфир (абс.; Холодильник шариковый . . 1 стр. 36)......... . 25 мл Натрий (металлич.) .... 1 г 303
ыполнение опыта В колбу с обратным холодильником наливают эфирный раствор силанола и через верхний конец холодильника бросают кусочки металлического натрия, тщательно очи- щенного от наружной корочки и обтертого от керосина. Наблюдается интенсивное выделение водорода с образова- нием белой аморфной массы—силанолята. Действие магниййодметила /SiOHd+ CH3MgJ —> -ySiOMgJ + СН4 Реактивы^посуда{и[приборы Силанол’'безводный . . . . 10 мл Магниййодметил (эфирный раствор; стр. Д 66). . . . 25 мл Колба (100 мл) 1 Холодильник............. . 1 Форштосс двурогий ..... 1 Капельная воронка........ 1 Цилиндр (100 мл)........ 1 Стеклянная ванна ........ 1 Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров Выполнение и о п ы т а В колбу, соединенную с помощью двурогого форштосса с обратным холодильником и капельной воронкой, загру- жают силанол; из капельной воронки приливают эфирный раствор магниййодметила, при этом выделяется метан. Последний с помощью вставленной в верхнее отверстие холодильника газоотводной трубки можно собрать над водой в цилиндр (стр. 213) и продемонстрировать горение (стр. 38). 3. ОТКРЫТИЕ АЛКОКСИГРУПП В АЛКИЛАЛКОКСИСИЛАНАХ /Si - ОС2Н5 + HJ —> ySi - ОН + C2H5J 2Н2О 2C2H5J + Hg(NO3)2--> 2С2Н5ОН + 2HNO3 + HgJ2 Реактивы, посуда и приборы Алкилэтоксисилан % . . . 3 мл Йодистоводородная кислота (уд. вес 1,7) ...... 20 мл Азотнокислая ртуть (конц. раствор, сильно подкис- ленный конц. азотной кислотой) г...........10 мл Пробирки (50 мл) . ГЛ * . • . 2 Термометр 1 Баня глицериновая ........ 1 304
Выполнение опыта 4 В пробирки, закрепленные в штативе и погруженные в глицериновую баню, наливают по 10 мл йодистоводо- родной кислоты. В одну из пробирок при размешивании прибавляют 3 мл алкилэтоксисилана, другая пробирка с йодистоводородной кислотой является контрольной. Про- бирки накрывают сверху фильтровальной бумагой, смочен- ной раствором азотнокислой ртути. Баню с пробирками медленно нагревают до 100—120°, при этом фильтроваль- ная бумага над пробиркой с алкилэтоксисиланом окраши- вается в красный цвет, а над пробиркой с йодистоводород- ной кислотой остается бесцветной. 4. КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ ЭФИРОВ'ОРТОКРЕЛ1НЕВОЙ кислоты Реакция с хлористым алюминием и кетоном Михлера Реактивы и посуда Этиловый эфир ортокрем- Пробирка (50 мл)....... 1 невой кислоты.......5 мл Хлористый алюминий (Сезв.).............1 г Кетон Михлера (конц. бен- зольный раствор).... 25 мл Выполнение опыта В пробирку наливают этиловый эфир ортокремневой кислоты и вносят хлористый алюминий. Реакционную смесь нагревают в течение 2—3 мин., после чего приливают раствор кетона Михлера; выпадает окрашенный осадок. Реакция с молибденовокислым аммонием (C2H5O)4Si + 4НОН —> Si£OH)4 4 4С2Н5ОН Si (ОН)4 + 12 (NH4)2 МоО4 H8[Si (Мо2О7)б] 4- 24NH3 4- ЮН2О Реактивы, посуда и приборы Этиловый эфир ортокрем- Колба (250 мл)........... 1 невой кислоты.........3 мл Баня водяная ........ 1 Метиловый спирт.........25 мл Уксусная кислота (1О°/о-ный раствор)..............30 мл Молибденовокислый аммо- ний (1О°/о-ный раствор) . 50 мл Сернистокислый натрий В-152.—20 305
Выполнение опыта В колбу наливают раствор этилового эфира ортокрем- невой кислоты в метиловом спирте, уксусную кислоту и раствор молибденовокислого аммония. Реакционную смесь нагревают в течение 5 мин. на водяной бане. Образуется желтый кремнемолибденовый комплекс; при прибавлении раствора сернистокислого натрия появляется синяя окрас- ка— молибденовая синь. 5. КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ ТЕТРААЛКИЛСИЛАНОВ Реакция с бромом (C2H6)4Si + Вг2 —> (C2H5)3SiC2H4Br + НВг (C2H6)3SiC2H4Br -f- Br2' ► (C2H8)3SlC2H3Br2 -j- НВг и т. д. Реактивы, посуда и приборы Тетраэтилсилан или др. те- траалкилсилан............10 мл Бром............... 5 мл Аммиак (конц. раствор) . . 5 мл Пробирка (50 мл).......... 1 Капельная воронка ........ 1 Стеклянная газоотводная трубка с резиновым шлан- гом Выполнение опыта Пробирку с тетраэтилсиланом закрывают пробкой с двумя отверстиями: в одно вставляют капельную воронку с бро- мом, в другое — трубку для отвода бромистого водорода. Бром приливают по каплям в слегка нагретую пробирку с тетраэтилсиланом. Оранжевая окраска, появляющаяся при добавлении брома, быстро исчезает, причем наблю- дается выделение бромистого водорода. Бромистый водо- род можно обнаружить при поднесении к отверстию газо- отводной трубки стеклянной палочки, смоченной концен- трированным раствором аммиака. Реакция с хлористым алюминием и анилиновым раствором кетона Михлера Реактивы и посуда Тетраэтилсилан.........10 мл Пробирка (50 мл)............. 1 Хлористый алюминий (безв.) 1 г Кетон Михлера (1°/о-ный раствор в анилине)... 15 мл 306
Выполнение опыта В пробирку наливают тетраэтилсилан и прибавляют хлористый алюминий. Реакционную смесь нагревают до кипения. В течение 15 мин. появляется желтое окрашива- ние; после охлаждения приливают анилиновый раствор кетона Михлера; через 3—4 мин. выпадает осадок красного цвета. 6. ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ ФИЛЬТРОВАЛЬНОЙ БУМАГИ, ОБРАБОТАННОЙ АЛКИЛТРИХЛОРСИЛАНОМ Реактивы и посуда Алкилтрихлорсилан . ... 10 мл Бумага фильтровальная Стакан (1л)......... 1 Воронка стеклянная .... 1 Выполнение опыта В сухой стакан наливают алкилтрихлорсилан и на не- сколько секунд помещают обычный фильтр; последний затем укладывают в укрепленную в штативе воронку и наливают в него воду. Обращают внимание аудитории на то, что фильтр становится совершенно несмачивающимся и не пропускающим воду. Аналогичным путем можно обработать мешочек из фильтровальной бумаги, влить в него воду и передать в аудиторию. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 308—310) 1. Физические свойства кремнийорганических соединений (табл. I—III). Коллекция Алкилсиланы, алкилхлорсиланы, силанолы, эфиры орто- кремневой кислоты, силиконы, силиконовые каучуки, сма- зочные масла и лаки на основе кремнийорганических сое- динений. 20* 307
со о с» Название ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Формула Температура плавления, еС Температура кипения, °C 1аол, / Плотность, ^20 ^4 Алкилсиланы Метилсилан —157 ~57,0 О,62О~57# СН3 Диметилсилан —150 0,680^2°в -20,0 Триметилсилан 9,0 Тетраметилсилан Диэтилсилан 53,0 0,683 Тетраэтилсилан 153,0 0,723 сн3 uYf. Щ, СН3/ ^сн3 СН3СН2. .] СН3Х СН3. УСН3 СН/ 'н сн3. ,сн3 СН3СН/ хн СН3СН2 СН2СН3 сн3сн2 СН2СН3 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Табл. II Название Формула Температура плавления, °C Температура кипения, вС Плотность, of Метилтрихлорсилан Алкилхлорсиланы СН3ч УС1 >Si< СИ ХС1 —77,8 65,7 Диметилдихлорсилан СН3ч /С1 >Si< СН/ ХС1 -76,1 70,0 1,0630°° Триметилхлорсилан . СН3ч /СНз СнХ^С! -57,7 57,3 0.854027’ • Этокситрихлорсилан Алкоксихлорсиланы ' CL ,С1 CH3CH2OZ ХС1 — 101,5 1,291 Диэтоксидихлорсилан СН3СН2О. • /С1 /SiC, CH3CH2OZ ХС1 " 111 136,0 1,444°’ Триэтоксихлорсилан СН3СН2О< /ОСН2СН3 СН3СН2О/ ХС1 156,0 1,048°’
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Название Формула Триметилсиланол Триэтилсиланол Трипропилсиланол Гексаметилсилоксан Гексаэтил силоксан Силанолы СНзч СН3—Si—ОН сн/ СН3СН2, СН3СН2—Si—он сн3сн/ сн3сн,сн2. СН3СН2СН2—Si—ОН СН3СН2СН/ Силоксаны СН3^ /СН3 СН3—Si—О—Si—СН3 СН3/ ХСН3 СН3СН2^ /СНгСНз СН3СН2—Si—О—Si—СН2СН3 СН3СН2/ ^CHsCHa Алкилалкоксисиланы Диметилдиэтоксисилан Метилтриэтоксисилан /ОСН2СН3 СНз7 ^ОСНзСНз ,ОСН2СН3 СНз-Si—ОСН2СН3 ^ОСНгСНз Эфиры ортокремневой кислоты СН3ОЧ /ОСНз СН3 Тетраметоксисилан Тетраэтоксисилан СН3О ОСНз СН3СН2О /ОСН2СНг Si/ Табл. Ill 100 0,811 207 100 111 151 . ° сз Е Q, 5 о 0,764 0,859°° 0,890 0,938 Плот- ность, ‘20 153,5 0,865 121 166,5 1,023 0,93317° 3 310
Глава XII УГЛЕВОДЫ (ОКСИАЛЬДЕГИДЫ И ОКСИКЕТОНЫ) Моносахариды 1. ОПЫТЫ С ПЕНТОЗАМИ Реакция на пентозы с уксуснокислым раствором анилина Реактивы и посуда Гуммиарабик или вишневый клей1.......................1г Соляная кислота (конц.) . . .25 мл Анилин . ...................1 мл Уксусная кислота (8°/о-ная) . 3 мл Колба (100 мл)..........1 Пробирка .............. 1 Цилиндр (100 мл)........1 Выполнение опыта В колбу помещают гуммиарабик или вишневый клей, наливают 25 мл соляной кислоты и 25 мл воды, смесь нагревают и кипятят в течение 5 мин.; при этом происхо- дит гидролиз полисахарида с образованием пентоз, кото- рые превращаются в фурфурол. Образовавшийся раствор переливают в цилиндр и прибавляют к нему приготовлен- ный в пробирке раствор анилина в уксусной кислоте. Тот- час появляется красное окрашивание вследствие образова- ния красителя из анилина и фурфурола. 1 Можно брать древесные (березовые) опилки (15 г). 311
Нафтольная реакция Реактивы, посуда и приборы Пентоза (насыщенный вод- ный раствор).............25 мл Пентоза (О,5°/о-ный рас- твор) .....................25 мл а-Нафтол (15°/о-ный спир- товый раствор).............25 мл g-Нафтол (сернокислый рас- твор) ......................25 мл Серная кислота (конц.) . . 10 мл Цилиндры............ .... 2 Капельные воронки ....... 2 Выполнение опыта В один цилиндр наливают серную кислоту и осторожно наслаивают раствор пентозы (чтобы жидкость не смешива* . лась), затем из капельной воронки прибавляют спиртовый раствор «-нафтола. В месте соприкосновения жидкостей появляется красно-фиолетовое кольцо. J В другой цилиндр наливают сернокислый раствор Р-наф- тола и из капельной воронки приливают О,5°/о-ный раствор пентозы. На границе соприкосновения обеих жидкостей образуется синее кольцо, при встряхивании окрашивается вся жидкость. 1 2. ОПЫТЫ С ГЛЮКОЗОЙ Получение глюкозата кальция Реактивы^ посуда и приборы Глюкоза (5О°/о-ный водный раствор) ................. 15 мл Известно» ое молоко ... 50 мл Углекислый газ ^из аппарата Киппа) Цилиндр (100 мл) . Капельная воронка Выполнение опыта В цилиндр наливают раствор глюкозы и из капельной воронки при встряхивании добавляют известковое молоко; известь растворяется, и образуется прозрачный раствор глюкозата кальция. Последний разлагается при действии угольной кислоты; при пропускании в раствор углекислого газа происходит выделение углекислого кальция. 312
Взаимодействие моноз со щелочами Реактивы и посуда Глюкоза (5О°/о-ный водный раствор).................... Рдкое кали (1О°/о-ный ра- створ) ..................... 20 мЛ 15 mi Колба (100 мл)..............1 Выполнение опыта В колбе смешивают раствор глюкозы со щелочью и нагревают до кипения. Реакционная смесь сперва желтеет, затем становится бурой. Взаимодействие моноз с аммиачным раствором окиси серебра (реакция серебряного зеркала) Реактивы, посуда и приборы Глюкоза (5°/о-ный водный раствор).............. . 25 мл Азотнокислое серебро (15°/о-ный раствор) . . 25 мл Аммиак (15‘/о-ный раствор) 25 мл Едкий натр (1Ои/о-ный ра- створ) ..................1—2 мл Колба (200 мл)..............1 Водяная баня................1 Выполнение опыта В колбе смешивают раствор азотнокислого серебра, аммиака и щелочи. К смеси приливают раствор глюкозы и нагревают на водяной бане; через несколько минут на стенках колбы осаждается металлическое серебро в виде зеркала. Окисление моноз реактивом Фелинга Реактивы, посуда и приборы Глюкоза (2°/о-ный водный раствор)...............25 мл Сегнетова соль............8 г Сернокислая медь . . .2г Едкий натр................3 г Склянки (100 мл) ....... 3 Колба .....................1 Водяная баня...............1 Выполнение опыта До лекции сернокислую медь растворяют в 25 мл воды и отдельно сегнетову соль — в 20 мл воды; к последней прибавляют раствор едкого натра в 7 мл воды. 313
На лекции смешивают в колбе равные объемы обои^ растворов, при этом образуется жидкость синего цвета! (реактив Фелинга). Затем в колбу вливают раствор глюкоj зы и смесь нагревают на водяной бане; постепенно синяя окраска раствора исчезает, и образуется осадок закиси- меди красного цвета. Окисление моноз солями меди в уксуснокислой среде Я Реактивы, посуда и приборы Глюкоза (5°/о-ный водный Колба (500 мл)...........ц раствор)...........20 мл Водяная баня.................1 j Уксуснокислая медь ... 3 г Уксусная кислота (4О°/о-ная) 5 мл Выполнениеопыта я До лекции в колбе растворяют уксуснокислую медь в| 400 мл воды, подкисленной уксусной кислотой. I На лекции в колбу вливают раствор глюкозы и смесь? нагревают на водяной бане при 60—70°; при этом выпадает? красный осадок закиси меди. я Окисление альдоз бромной водой 1 Вга+Н2О 7^ НВг+НОВг I СНаОН (СНОН)4СНО+НОВг —> СН2ОН (СНОН)4 СООН + НВг Реактивы, посуда и приборы Глюкоза (2°/о-ный водный Колба (100 мл) ........ 1 раствор)...........25 мл Водяная баня................1 Бромная вода (насыщ. раствор брома).....15 мл Хлорное железо (1°/о-ный раствор)............10 мл Выполнениеопыта В колбе смешивают раствор глюкозы с бромной водой и нагревают на кипящей водяной бане в течение 10 мин. при частом взбалтывании до полного обесцвечивания брома. Смесь охлаждают до комнатной температуры и добавляют несколько капель хлорного железа; появляется ярко-желтая окраска, характерная для железных солей а-оксикислот, что указывает на наличие в растворе глюконовой кислоты. 314
Окисление альдоз йодом Jj+2NaOH NaJ 4-NaJO d-H2O СН2ОН (CHOH)4CHO+NaJO —> СН2ОН (CHOH)4COOH+NaJ Реактивы, посуда и приборы Глюкоза (2°/о-ный водный ' Цилиндр (100 мл) 1 раствор)..................25 мл Капельная воронка.1 Йод . 1 г Йодистый калий...............3 г Едкий натр (3°/о-ный ра- створ) ................. 25 мл Серная кислота (2О°/о-ная) 25 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают раствор глюкозы и 5 мл раствора йода (1 г йода и 3 г йодистого калия в 50 мл воды). К по- лученной смеси из капельной воронки приливают раствор щелочи до обесцвечивания. Через 6—8 мин. приливают 5 мл серной кислоты, при этом не наблюдается появления окраски, т. е. свободный йод не выделяется (лишь в неко- торых случаях раствор окрашивается в слабо-желтый цвет). Это указывает на то, что образующийся при взаимодейст- вии йода со щелочью гипойодит натрия израсходовался на окисление глюкозы. Получение глюкозазона СН2ОН(СНОН)4СНО 4- 3NH2NHC6H5—> — CH2OH(CHOH)3C-CH=N-NHCcH5 4 CcH5NH2 4- NH342H2O n-nhc6h5 Реактивы, посуда и приборы Глюкоза...................5 г Фенилгидразин ........10 мл Уксусная кислота (50®/о-ная) 20 мл Колба (250 мл) ............1 Водяная баня................1 Выполнение опыта В колбе растворяют глюкозу в 100 мл воды и добав- ляют раствор фенилгидразина в уксусной кислоте. Реак- ционную смесь нагревают на водяной бане, через 10— 15 мин. выделяется желтый осадок глюкозазона. 315
Взаимодействие глюкозы с хлористым бензоилом СН2ОН-СН-(СНОН)3-СНОН + 5СвН5СОС1 —> ] 1____о______1 CH2(OCOCeH5)-CH-(CHOCOC6H5)3-CHOCOC6H5 + 5НС1 1 !______о--------1 1 Реактивы и посуда Глюкоза (1°/о-ный водный Колба (500 мл).........1 раствор)..........200 мл Хлористый бензоил ... 7 мл Едкий натр (10°/с-ный рас- твор) ......... 75 ды • • Выполнениеопыта 1 В колбу наливают раствор глюкозы и при встряхивании ' прибавляют хлористый бензоил, затем раствор щелочи. I По истечении 5—10 мин. исчезает запах хлористого бен- зоила и образуется осадок — пентабензоилглюкозид. 1 Примечание. Посуду после хлористого бензоила необхо- 1 димо залить щелочью, оставить постоять, затем вымыть в вытяжном шкафу. 1 3. ОПЫТЫ С ФРУКТОЗОЙ ] Реакция Селиванова на фруктозу I Реактивы, посуда и приборы Фруктоза (3°/о-ный водный Колбы (200 мл) ........ 2 раствор)..........25 мл Водяная баня.1 Глюкоза (2°/о-ный водный раствор)..........25 мл Резорцин ...........0,1 г Соляная кислота (конц.) . 100 мл Выполнение опыта До лекции растворяют резорцин в 100 мл соляной кис- лоты, разбавленной равным объемом воды (реактив Сели- ванова). На лекции наливают в одну колбу раствор фрук- тозы, а в другую — раствор глюкозы, затем прибавляют по 50 мл реактива Селиванова и нагревают несколько минут на кипящей водяной бане. Раствор, содержащий фруктозу, тотчас окрашивается в ярко-красный цвет, раствор, содержащий глюкозу, слегка желтеет. Это обусловлено тем, что при нагревании с соля- ной кислотой фруктоза (кетоза) превращается в оксиметил- 316
длупфур°л значительно быстрее, чем глюкоза (альдоза). Поэтому окраска, образующаяся в результате взаимодей- ствия оксиметилфурфурола с резорцином, в случае фрук- тозы появляется быстрее и более интенсивна. Реакция Панова на фруктозу Реактивы, посуда и приборы Фруктоза (2°/о-ный ра- Колба (100 л/л) ••«••• . .1 створ)...............5 мл Водяная баня................. 1 Этиловый спирт ..... 40 мл Серная кислота (конц.) . . 10 мл а-Нафол (5°/о-ный спирто- вый раствор).........1 мл Выполнение опыта В колбу наливают раствор фруктозы и приготовленную при охлаждении смесь серной кислоты и этилового спирта. Затем в колбу приливают 1 мл спиртового раствора «-наф- тола. При нагревании на кипящей водяной бане через 2—3 мин. появляется интенсивное фиолетовое окрашивание. Глюкоза в этих условиях не дает окрашивания. Качественные реакции на фруктозу с дифениламином и лг-динитробензолом Реактивы, посуда и приборы Фруктоза (2°/о-ный ра- Колбы (100 мл)............2 створ)..............50 мл Водяная баня . ...........1 Дифениламин...........2 г л/-Динитробензол (5°/о-ный спиртовый раствор) ... 25 мл Этиловый спирт (абс.; стр. 156) 10 м л Соляная кислота (конц.) . . 10 мл Едкий натр (5°/о-ный ра- створ) .............20 мл Выполнение опыта В одну колбу наливают 25 мл раствора фруктозы, спир- товый раствор дифениламина (2 г дифениламина в 10 мл спирта) и конц. соляную кислоту. Реакционную смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение 2—3 мин., после чего появляется интенсивное синее окрашивание. В другую колбу наливают 25 мл раствора фруктозы, спиртовый раствор ж-динитробензола и раствор щелочи. Реакционную смесь нагревают на водяной бане при 60°; через несколько минут появляется фиолетовое окраши- вание. 317
Дисахариды 1. ОПЫТЫ СО СВЕКЛОВИЧНЫМ, ИЛИ ТРОСТНИКОВЫМ, САХАРОМ Получение сахарата кальция Реактивы, посуда, приборы Свекловичный сахар Колба (200 мл) . ...........1 (2°/о-ный водный раствор) 50 мл Воронка Бюхнера.............1 Известковое молоко ... 50 мл Колба для отсасывания . . . . 1 Выполнение опыта Смешивают в колбе при энергичном взбалтывании ра- створ свекловичного (тростникового) сахара с известко- вым молоком и смесь фильтруют; полученный прозрачный раствор сахарата кальция кипятят, — при этом выпадает осадок трехкальциевого сахарата С12Н22Ои-ЗСаО-ЗН2О. По- следний при охлаждении вновь переходит в раствор. Качественные реакции на свекловичный сахар Ре активы, посуда и приборы Свекловичный сахар (1О°/о-ный Цилиндры (100 мл) .... 2 водный раствор) .... 100 мл Капельные воронки .... 2 Сернокислый кобальт (2°/о-ный раствор). ... 25 л/л Сернокислый никель (2°/о-ный раствор) . . .'. 25 мл Едкий натр (5°/о-ный рас- твор) ....................40 мл Выполнение опыта В два цилиндра наливают по 50 мл раствора сахара и по 20 мл щелочи. В один цилиндр из капельной воронки приливают раствор сернокислого кобальта. Появляется фиолетовое окрашивание; в другой — раствор сернокислого никеля. Появляется зеленое окрашивание. Инверсия (гидролиз) свекловичного сахара Реактивы и посуда Свекловичный, или тро- Стаканы (250 мл)......2 стниковый, сахар (2°/о’Ный водный раствор) 200 мл Соляная кислота (кони.) . 15 мл Реактив Фелинга (стр. 314) 200 мл Едкий натр (20°/о-ный ра- створ) . ............25 мл 318
Выполнение опыта В стаканы наливают по 100 мл раствора свекловичного сахара и в один стакан прибавляют 15 мл соляной кисло- ТЬ1 Жидкость в обоих стаканах нагревают и кипятят в течение 5—10 мин. Затем реакционную смесь с соляной кислотой нейтрализуют щелочью и добавляют реактив фелинга; появляется осадок закиси меди. В другом стака- не в котором свекловичный сахар не подвергался гидро- лизу, при приливании реактива Фелинга синий цвет не изме- няется и осадка закиси меди не образуется. 2. ОПЫТЫ С ВОССТАНАВЛИВАЮЩИМИ ДИСАХАРИДАМИ Взаимодействие с реактивом Фелинга нон2с---СН----о ,—о—. свои—снон НОНС\ /СН нс<^ СНОН—СНОН СНОН-СН2ОН НОН3С — СН----О |—О— СНОН--------снон НОНС\ /СН нс/ ^с/0 снон—снон снон— сн2он юн Реактивы и посуда Мальтоза или лактоза Колба коническая (250 мл) . , 1 (5°/о-ный водный раствор) 50 мл Реактив Фелинга (стр. 314) 50 мл Выполнение опыта В колбу вливают раствор мальтозы или лактозы и при- бавляют реактив Фелинга. Реакционную смесь нагревают до кипения,— при этом выпадает красный осадок закиси меди: • » > • Взаимодействие с аммиаком Реактивы, посуда и приборы Мальтоза или лактоза Колба (200 мл) . ... . . . 1 (5°/о-ный водный раствор) 50 мл Водяная баня ..........................1 Аммиак (1О°/о-ный раствор) 50 мл 319
Выполнение опыта В колбе смешивают раствор мальтозы или лактозы с аммиаком и реакционную смесь нагревают на водяной бане при 80—90° до появления красного окрашивания. Метиламиновая проба Реактивы, посуда и приборы Мальтоза или лактоза Колба (200 мл) ...... 1 (5°/о ный водный раствор) 50 мл Капельная воронка .... 1 Мешламин хлористоводо- родный (5°/о-ный водный раствор)..............10 мл Едкий натр (2О°/о-ный рас- твор) ................15 м л Выполнение опыта В колбе смешивают растворы сахара и хлористоводо- родной соли метиламина. Реакционную смесь кипятят в течение 5 мин., затем сильно подщелачивают, приливая из капельной воронки раствор едкого натра. Сперва появ- ляется желтое окрашивание, переходящее затем в ярко- красное. (При приливании щелочи колбу с реакционней смесью следует встряхивать). Полисахариды 1. ОПЫТЫ С КРАХМАЛОМ Реакция на крахмал с йодом Реактивы, посуда и приборы Йодистый калий (5°/о- ный раствор) .... 50 мл Крахмальный клейстер (1°/о-ный раствор)1 . . 50 л/л Картофельная мука . . 5 г Хлорное железо (2°/о-ный раствор) . . 2—3 мл ' Картофель.............1 шт. Йод (спиртовый раствор) 50 мл Картон белый.........1 кусок Пульверизатор ............ 1 Чашка фарфоровая...........1 Цилиндр (100 мл)...........1 Колба (200 мл) *...........1 Термометр..................1 1 Для приготовления крахмального клейстера растирают 1 г крах- мала с 3—5 мл воды и вливают в 100 мл кипящей воды. 320
Выполнение опыта В цилиндр наливают раствор йодистого калия, крах- мальный клейстер и раствор хлорного железа. Через несколь- ко минут смесь окрашивается в темно-синий цвет. Ее пере- ливают в колбу й нагревают до 70—80°; при этом темно- синяя окраска переходит в коричневую, а при охлаждении снова становится синей. Картофельную муку рассыпают на картоне и из пульве- ризатора опрыскивают спиртовым раствором йода; по- является синее окрашивание. Сырой картофель разрезают на две части и поверхность среза смачивают раствором йода; тотчас появляются темно- синие пятна. Гидролиз крахмала в солянокислой среде (СеН1сО5),г * (CeHio06)n—т (С6Н]0О5)х ♦ С^НззОи *С6Н12 Ое Крахмал Растворимый Декстрины Мальтоза Глюкоза крахмал Реактивы и посуда Крахмал...................5 г Колба круглодонная (1л).. 1 Соляная кислота (конц.) . 5 мл Колба круглодонная (250 мл) 1 Едкий натр (1О°/о-ный раствор)...............40 мл Реактив Фелинга (стр. 314) Выполнение опыта В колбу с 400 мл воды добавляют 4 г крахмала и 5 мл соляной кислоты. Реакционную смесь медленно нагревают, кипятят в течение 30 мин. и по охлаждении нейтрализуют раствором щелочи. При гидролизе образуется глюкоза, которая может быть обнаружена реактивом Фелинга. Параллельно нагревают 1 г крахмала с 100 мл воды и показывают, что полученный раствор не дает характерной реакции с реактивом Фелинга. Ступенчатый гидролиз крахмала Реактивы и посуда Крахмальный клейстер Цилиндры (100 мл) .... 4 (1°/0'Ный водный раствор)200 мл Колба (/50 мл) ....... 1 Серная кислота (1О°/о-ный раствор)................. 200 мл Раствор йода в йодистом калии (стр. 315) . . • . 20 л/л В-152.—21 321
Выполнение опыта В колбе смешивают 200 мл крахмального клейстера с 200 мл серной кислоты; 100 мл смеси отливают в цилиндр и прибавляют 5 мл раствора йода,— появляется синее окрашивание. Оставшуюся смесь кипятят в течение двух минут и берут вторую пробу; 100 мл раствора переливают в цилиндр с 5 мл раствора йода,— появляется фиолетовое окрашивание. Остаток смеси кипятят еще две минуты и берут третью пробу, т. е. 100 мл раствора отливают в цилиндр с 5 мл раствора йода, — появляется красно-бурое окрашивание. Последнюю порцию раствора в колбе кипя- тят еще две минуты и переливают в цилиндр с 5 мл рас- твора йода; окрашивания не появляется. ваты; 2. ОПЫТЫ С ЦЕЛЛЮЛОЗОЙ Растворение целлюлозы в медно-аммиачном реактиве (реактив Швейцера) Г /он1 С6Н7О2 Z-ОН 4-п [Си (NH3)m ] Медно-аммиачный комплекс п Целлюлоза > с6н7о2 \ О—Си (NH3k (ОН)2 он з J п Целлюлоза (вата) Реактив Швейцера1 Соляная кислота (9°/о- раствор) .......... Реактивы и посуда Цилиндры (200 и 300 мл) . . 100 мл ный . . 200 мл Выполнение В цилиндр с реактивом Швейцера помещают кусок при размешивании стеклянной палочкой вата постепенно растворяется, образуя вязкую жидкость. Последнюю тон- кой струей при । размешивании переливают в др. цилиндр с разбавленной соляной кислотой, при этом наблюдается обратное выделение целлюлозы в виде студенистого осадка. 1 Для приготовления реактива Швейцера (медно-аммиачный ком- плекс) 5°/о-ный раствор сернокислой меди обрабатывают избытком ще- лочи, образующийся осадок (гидрат окиси меди) отфильтровывают, про- мывают несколько раз водой и сразу же растворяют до насыщения в концентрированном растворе (25°/о-ном) аммиака. 322
Превращение целлюлозы в амилоид (растительный пергамент) Реактивы и посуда Серная кислота (7О°/о-ная) . 85 мл Аммиак (конц. раствор) . . 5 м i Раствор йода в йодистом калии (стр. 315) . . . . Ю мл Стеклянные ванночки.........2 Фильтровальная бумага Выполнение опыта В ванночку наливают 75 мл серной кислоты и погру- жают в нее одним концом полоску фильтровальной бума- ги. Через 15—20 сек. бумагу извлекают и несколько раз промывают в другой ванночке чистой водой, а затем водой с аммиаком. Бумаге дают высохнуть и обращают внимание аудитории на относительную прочность части фильтровальной бумаги, обработанной кислотой, по сравнению с необработанной частью. Бумагу затем опускают в раствор йода. При этом обработанная кислотой часть окрашивается йодом в сине- ватый цвет, что указывает на образование амилоида. Полный гидролиз целлюлозы Реактивы, посуда и приборы Целлюлоза (вата) Серная кислота (7О°/о-ная) 50 мл Едкий натр (5°/о-ный рас- твор) .................... 100 мл Сернокислая медь (5°/о-ный раствор)..................100 л/л Цилиндр с притертой пробкой (200 мл)................. 1 Колбы (500 и 100 мл) .... 3 Пробирки (50 мл).......... 2 Водяная баня . ........... 1 Выполнение опыта В цилиндре при энергичном встряхивании растворяют вату в 50 мл серной кислоты. Половину раствора перели- вают в колбу .со 150 мл воды; при этом выделяются не- растворимые в воде хлопья продуктов частичного гидролиза целлюлозы. Вторую половину раствора нагревают на водяной бане при 60—70° до появления светло-коричневой окраски, после чего охлаждают и также выливают в 125 мл воды; при этом выделение хлопьев не наблюдается, что указывает на полный гидролиз целлюлозы. 21* 323
Для доказательства образования продуктов гидролиза целлюлозы из каждой колбы наливают по 20 мл раствора в пробирки или цилиндры и демонстрируют характерные реакции на карбонильную группу (стр. 313). Получение нитроцеллюлозы [С6Н,О2 (ОН)3]„ 4- «HNO3 —> [CeH,O2 (ONO2) (ОН)2]„ + пН2О Мононитроцеллюлоза [CeH7O2 (ОН)3]„ + 2nHNO3 —> [С6Н,О2 (ONO2)2 (ОН)]„ + 2пН2О Динитроцеллюлоза [С6Н,О2 (ОН)з)„ + 3nHNO3 —> [С6Н,О2 (ONOS)3]„ + ЗлН2О Т ринитроце л люл оза Реактивы, посуда и приборы Вата гигроскопическая Цилиндры (100 и 200 мл) ... 5 (хлопковое волокно—цел- Тигельные щипцы..............2 люлоза)............ . 2—3 г Азотная кислота (конц.) . . 50 мл Серная кислота (конц.) . .100 мл Ацетон ...... . . 50 мл Уксусноэтиловый эфир . . 50 мл Выполнение опыта До лекции приготовляют нитрующую смесь, для чего в цилиндре на 200 мл смешивают 50 мл азотной и 100 мл серной кислоты. (Серная кислота — водоотнимающее сред- ство). - 3 На лекции в нитрующую смесь опускают 1 г ваты и оставляют стоять 20—30 мин., периодически перемешивая смесь стеклянной палочкой. Образовавшуюся нитроцеллю- лозу (коллоксилин) извлекают из раствора, тщательно про- мывают водой и сушат либо на воздухе, либо в сушиль- ном шкафу (водяном). На следующей лекции демонстрируют свойства нитроцел- люлозы. Кусок нитроцеллюлозы при помощи тигельных щипцов вносят в пламя горелки; при этом нитроцеллюлоза сильно вспыхивает. Параллельно проводят аналогичный опыт с обычной ватой (целлюлозой). 324
в два цилиндра наливают равные объемы ацетона, в два другие — равные объемы уксусноэтилового эфира. В ци- линдры с ацетоном, как и в цилиндры с эфиром, погру- жают по куску нитроцеллюлозы и параллельно по куску обычной ваты. Обращают внимание аудитории, что нитроцеллюлоза растворяется в органических растворителях, а обычная вата — нет. Получение ацетилцеллюлозы [СвН7О2 (ОН)3]„ + п(СН3СО)2О * [СвН7О2 (ОСОСНз) (ОН)2]„ 4-пСН3СООН Моноацетилцеллюлоза [С6Н7О2 (ОН)з]„+ 2п(СН3СО)2О—»-[С6Н7О2 (ОСОСН3)2 (ОН)]„+2/гСН3СООН Диацетилцеллюлоза [С6Н7О2 (ОН)з]„ + Зп(СН3СО)2О [С6Н,О2 (ОСОСН3)3]„ + ЗпСНзСООН Триацетилцеллюлоза Реактивы, посуда и приборы Вата гигроскопическая (хлопковое волокно—цел- люлоза) .................1 г Уксусная кислота (ледяная) 50 мл Уксусный ангидрид .... 50 мл Серная кислота (конц.) . . 1 мл Этиловый спирт..........10 мл Ацетон...................30 мл Коническая колба (500 мл) . 1 Стакан (1л).................1 Цилиндр (50 мл)............ 1 Воронка Бюхнера............ 1 Колба для отсасывания ... 1 Часовые стекла............. 3 Водяная баня............... I Выполнение опыта В колбу помещают кусок ваты, приливают ледяную Уксусную кислоту, уксусный ангидрид и серную кислоту. Реакционную смесь нагревают на водяной бане до полного растворения ваты, затем переливают в стакан с 500 мл воды, при этом выпадают хлопья ацетилцеллюлозы. Осадок отсасывают на воронке Бюхнера, промывают несколько раз водой, а затем спиртом. Ацетилцеллюлозу помещают в Цилиндр и растворяют в ацетоне, затем часть раствора выливают на часовые стекла; после испарения ацетона остается белая непрозрачная пленка. 325
3. ЦВЕТНЫЕ РЕАКЦИИ НА ЛИГНИН Реактивы, материалы и посуда Анилин....................1 мл Деревянная дощечка...........1 Соляная кислота (конц.) . 2 м i Колбы (100 мл)...............2 Флороглюцин (О,1°/о-ный Фильтровальная бумага раствор)...............50 мл Газетная бумага Выполнение опыта В одну колбу наливают анилин, 1 мл соляной кислоты и 40 мл воды, в другую — раствор флороглюцина и 1 мл соляной кислоты. Концы дощечки, полоски фильтровальной бумаги и по- лоски газетной бумаги смачивают раствором соляноки- слого анилина, а их противоположные концы — соляноки- слым раствором флороглюцина. ♦ На дощечке и газетной бумаге раствор солянокислого анилина дает ярко-желтое пятно, а раствор флороглюцина — вначале бесцветное, а за- тем красное пятно. 4. РЕАКЦИЯ НА АЛЬДЕГИДНУЮ ГРУППУ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ВОЛОКОН Реактивы и посуда Полоски вискозного и аце- татного щелка Серная кислота (конц.) . . 10 мл Сернокислая медь (5°/о-ный раствор).................50 мл Едкий натр (1О°/о-ный рас- твор) ....................100 мл Химические стаканы (100 мл)............... 4 Стеклянные палочки Выполнение опыта В стаканы с равными объемами серной кислоты поме- щают по 3—4 полоски вискозного и отдельно ацетатного шелка. При размешивании стеклянной палочкой приливают по 50 мл воды и нагревают 10 мин. После остывания к части раствора (10—15 мл) приливают 4—5 мл сернокис- лой меди и избыток 10°/о-ного раствора едкого натра до образования раствора светло-синего цвета. Затем стаканы с реакционной смесью нагревают в течение 5—6 мин., при этом выпадает осадок темно-серого цвета. 326
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 328—339) 1. Генетическая связь альдоз D-ряда с d-глицериновым альдегидом. 2. Генетическая связь альдоз Z-ряда с /-глицериновым аль- дегидом. 3. Схема образования озазона для эпимерных альдоз и соответствующей им кетозы. 4. Схема эпимерных превращений. 5. Схема спиртового брожения. 6. Схема динамического равновесия таутомерных форм глюкозы в водном растворе. 7. Сладость различных сахаров. 8. Виды брожения. 9. Дисахариды. 10. Полисахариды (амилоза и гликоген). 11. Полисахариды, (целлюлоза и хитин). 12. Химический состав древесины некоторых пород де- ревьев в %. 13. Химический состав древесины и хлопка сырца в °/о. 14. Значения молекулярных весов целлюлозных материа- лов. 15. Техническое применение целлюлозы (клетчатки). Модели Строение: a-Z?(—}-)- и р-£)(4-)-глюкозы, свекловичного (сахарозы), солодового (мальтозы) и молочного (лактозы) сахаров; целлобиозы, крахмала и целлюлозы. Коллекция Глицериновый альдегид, арабиноза, рибоза,' ксилоза; глюкоза, манноза, галактоза, гуло^а, фруктоза, сорбоза; крахмал, целлюлоза. Изд лия из целлюлозы и ее производных: бумага, цел- лулоид-, пироксилин, искусственная кожа, кинопленка, целлофан; искусственный шелк: вискозный, ацетатный, ни- тратный, медно-аммиачный и др. 327
о ND ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ АЛЬДОЗ Р-РЯДА С ^-ГЛИЦЕРИНОВЫМ АЛЬДЕГИДОМ сно сно сно сно н-с-он но-с-н н-с-он н-с-он СН2ОН D-Глюкоза но-с-н н-с-он но-с-н но-с-н н-с-он Н-С—ОН СНО НО-С-Н н-с-он н-с-он снаон D-Манноза н-с-он -он СН2ОН D-Арабиноза сно н-с-он н-с-он н-с-он н-с-он сн2он сн2он D-Аллоза D-Альтроза СНО Н—С—ОН н-с-он н-с-он сно сно сно сно СНО НО-С-Н н-с-он НО-С-Н но-с-н СН2ОН А-Глюкоза но-с-н но-с-н но-с-н Н-С—он сн2он D-Талоза СНО н-с-он но-с-н но-с-н н-с-он но-с-н н-с-он но-с-н н-с-он н-с-он Н-с-он но-с-н н-с-он СН2ОН D-Галактоза I сн2он сн2он D-Идоза D-Гулоза СНО но-с-н но—с—н Н-С-ОН но-с-н н-с-он н-с-он Н-с-он СНаОН D-Рибоза СН2ОН D-Ликсоза сно но-с-н > н-с-он СН2ОН D-Ксилоза СН2ОН D-Эритроза н-с-он ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ СНО СНО сно н-с-он СН2ОН D-Треоза Н-С-ОН но-с-н н-с-он но-с-н но-с-н но-с-н СН2ОН £-Манноза СНО н-с-он но-с-н но-с-н сн2он £-Арабиноза но-с-н но-с-н сн2он А-Аллоза сно но-с-н НО-С-Н СН2ОН £-Эритроза СНаОН d-Глицериновый альдегид ) АЛЬДОЗ L-РЯДА С /-ГЛИЦЕРИНОВЫМ АЛЬДЕГИДОМ сно сно сно СНО СНО н-с-он но-с-н но-с—н но-с-н сн2он £-Альтроза СНО но-с-н но-с—н но-с-н сн2он £-Рибоза н-с-он н-с-он н-с-он но-с-н СН2ОН А-Талоза СНО НО-С-Н СН2ОН но-с-н Н-С-ОН НО-С-Н Н-С-ОН НО-с— н но-с-н н-с-он но-с-н сн.он А-Галактоза СНО н-с-он н-с-он НО-С-Н сн2он £-Ликсоза Z-Глицериновый альдегид н-с-он н-с-он но-с-н но-с-н сно СН2ОН СН2ОН А-Идоза Н-С-ОН НО-С-Н СН2ОН А-Треоза СНО но-с-н н-с-он но-с-н СН2ОН А-Ксилоза
СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ ОЗАЗОНА ДЛЯ ЭПИМЕРНЫХ АЛЬДОЗ И СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ИМ КЕТОЗЫ н-с-он НО-С-Н но-с—н НО-С-Н н-с-он н-с-он н-с-он CH2OH D-Глюкоза СН2ОН D-Манноза СН—N—NHC6H5 СН—N—NHCeH5 Н-С—ОН но-с—н НО-С-Н НО-С-Н н-с-он Н-С-ОН СН2ОН СН2ОН Фенилгидразон D-глюкозы Фенилгидразон D-маннозы Фенилгидразон D-фруктозы ch=n-nhc6h5 C=N-NHC6H5 НО-С-Н < н-с-он н—с—он СН2ОН Озазон (глюкозазон) СН2ОН НО-С-Н Н-С-ОН н-с-он СН2ОН D-Фруктоза СН2ОН C=N-NHC6H НО-С-Н н-с-он н-с-он СН2ОН 330
СХЕМА ЭПИМЕРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ н—С*—ОН I но-с*—н I н—с*—он Н-С*—он СН3ОН D-Глюкоза НО-С*—Н I НО-С*—Н । н—С*—ОН Н—С*—он I СН,ОН D-Манноза СНОН “ СОН I НО-С*—н I Н—С*—он I н—с*—он I сн,он _ СН2ОН I с=о I но—с*—н н—с*—он Н-С*—он СН2ОН D-Фруктоза 331
СХЕМА СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ Глюкоза-фаденозинтрифосфат 6 Фосфат фруктозы 1-Фосфат глюкозы Н 1, 6-Дифосфат фруктозы СН2ОН *—>С==0 ~ СН2ОРО(ОН)а Фосфат диоксиацетона CH==(j —>СНОН I СН2ОРО(ОН)2 СН2ОН снон-----> I *— СН2ОРО(ОН)2 сн2он снон I ' СН2ОН +н8РО4 о? ОО 1 Фосфат Глицерин глицерина СООН СНОН 7"* I СН2ОРО(ОН)2 З-Фосфат З-Фосфат глицеринового глицериновой альдегида С=О I СНОН I СН2ОРС(ОН)2 З-Фосфат глицерино- вого альдегида кислоты СООН -Н2О СООН СНОРО(ОН)2 Z-^COPO(OH)2 I 2 +н20 11 снон сн2 2-Фосфат глицериновой кислоты 2-Фосфат пировино- градной кислоты Н\ О=С СНз Уксусный альдегид СООН I снон I СН2ОРО(ОН)5 З-Фосфат глицериновой кислоты -Н2РО< СООН , СОН +Н’РО‘ (к СООН I с=о I СН3 Пировиноградная кислота 4- СН2ОН СН, Этиловый спирт ,Н - СО2 / ——>С==О I СН3 Уксусный альдегид СХЕМА ДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ ТАУТОМЕРНЫХ ФОРМ ГЛЮКОЗЫ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ a-L^-1 уранила
СЛАДОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ САХАРОВ (по отношению к сахарозе) Сахароза..................100 Фруктоза..................173 Инвертированная сахароза . 130 Глюкоза................... 74 Ксилоза................... 40 Мальтоза.................. 32 Рамноза................ . 32 Галактоза ................ 32 Раффиноза................. 23 Лактоза •................. 14 I С6Н12О6 £)-Глюкоза Маслянокислое Лимоннокислое ВИДЫ БРОЖЕНИЯ Спиртовое -----------> СН3-СН2ОН Этиловый спирт Молочнокислое -----------> СН3 —СН—СООН I ОН Молочная кислота СН3-СН2—СН2-СООН Масляная кислота СНо---СОН-----СН2 I I I СООН СООН СООН Лимонная кислота ---^СН3-С-СНз+СН3-СН2-СН2-СН2ОН II О Ацетон Бутиловый спирт Ацетоно- бутиловое 334
ДИСАХАРИДЫ (свекловичный, или тростниковый, сахар) Лактоза (молочный сахар) Мальтоза (солодовый сахар) Целлобиоза
ПОЛИСАХАРИДЫ Амилоза (амилозная фракция крахмала^ Амилопектин, гликоген (амилопектиновая ^фракция крахмала) ПОЛИСАХАРИДЫ Целлюлоза
ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВ ДРЕВЕСИНЫ НЕКОТОРЫХ _____________ПОРОД ДЕРЕВЬЕВ В °/о_____ Порода дерева Целлюлоза и гемицел- люлозы Пенто- заны Лиг- нин Белковые веще- ства Жиры, смола и воск Зола Ель .... 57,84 11,39 28,29 0,60 2,30 0,77 Сосна . . 54,25 11,02 26,35 0,80 3,45 0,39 Бук .... 53,46 24,86 22,46 1,05 2,05 1,17 Береза . . 45,30 27,07 19,56 0,74 1,80 0.39 Осина . . . 47,11 23,75 18,24 0,63 0,63 0,32 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДРЕВЕСИНЫ И ХЛОПКА-СЫРЦА В °/о Древесина Древесина Хлопковый Составные части хвойных лиственных пух пород пород (сырец) Целлюлоза 42-43 38,5—43,5 90-91 Гексозаны • 11,8-12,3 17-20 2-3 (в остатках коробочек) Пентозаны 11-12 24-26 1,5-2,0 Лигнин 26,0—28,5 17—20 2-3 Пектиновые вещества . . . 1,1-1,2 1,6-1,8 2,0 Белковые вещества .... 0,7-0,8 0,6-1,0 1,5-2,0 Жиры, воска и смолы .... 1-2 1,8-2,5 0,5-1,0 Зола ... 0,3-0,5 0,3—0,5 0,5-1,0 ЗНАЧЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ВЕСОВ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ Материал Средний молекуляр- ный вес Степень поли- меризации (округленно) Хлопковая целлюлоза . 2 000 000 12 000 Льняная целлюлоза . . Регенерированная цел- 5 900 000 30000 - 90000 36 000 люлоза 200 -600 Сульфатная целлюлоза Вискозное волокно из 400 000 2 500 сульфитной целлЮ' лозы 75 000 460 Сульфитная целлюлоза . Вискозное волокно из 500 000 3100 сульфатной целлю- лозы 230 000 1400 Нитрат целлюлозы (для производства пласти- ческих масс) .... 125 000-150 000 5 0-600 338
ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ (клетчатки) Медно-аммиачное Ацетатное Вискозное 22* 339
Глава. XII1 оксикислоты Одноосновные оксикислоты 1. КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ ГЛИКОЛЕВОЙ КИСЛОТЫ Реактивы и посуда Гликолевая кислота...1г Пробирка (50 мл) ........ 1 2,7-Диоксинафталин...1г Серная кислота (конц.) . . . 20 мл t Выполнение опыта В пробирку помещают гликолевую кислоту, 2,7-диок- синафталин и серную кислоту. Реакционную смесь нагре- вают осторожно пламенем горелки; появляется фиолетово- красное окрашивание. Л 2. ОПЫТЫ С МОЛОЧНОЙ кислотой Разложение молочной кислоты разбавленной серной кислотой сн3снонсоон —> сн3сно + нсоон Реактивы, посуда и приборы Молочная кислота.........10 мл Колба перегонная (100 мл) . . . 1 Серная кислота (ЗО°/о-ная) . 30 мл Холодильник...................1 Форштосс......................1 Пробирки................\ . . . 2 Термометр.................• . . 1 340
Выполнение опыта В перегонную колбу, соединенную с холодильником, помещают молочную и серную кислоты. Реакционную смесь нагревают до кипения, при этом отгоняется вода, уксус- ный альдегид и муравьиная кислота. Присутствие в приемнике уксусного альдегида может быть продемонстрировано обычными реакциями на альде- гидную группу (стр. 211), муравьиной кислоты — реакцией с окисью ртути (стр. 239). Разложение молочной кислоты концентрированной серной кислотой СН3СН(ОН)СООН —> СНзСНО + н2о + со Реактивы, посуда и приборы Молочная кислота.........10 мл Серная кислота (конц.) . . 10 м i Сборка Перегонная колба (50 мл) . . . 1 Холодильник ............... 1 Форштосс ...................1 Пробирка с боковым отростком . 1 Цилиндр (100 мл)............1 Стеклянная ванна....... . . 1 Резиновые и стеклянные трубки соответствующих размеров прибора Перегонную колбу (рис. 44) соединяют с холодильником, к которому через форштосс присоединена пробирка с бо- ковым отростком. Рис. 44 341
Выполнение опыта В колбу наливают молочную и серную кислоты, затем реакционную смесь нагревают на сетке газовой горелкой до кипения. В результате разложения молочной кислоты выделяется окись углерода, которую можно собрать в ци- линдр (стр. 34-35) и поджечь (стр. 38) или же поджечь | непосредственно у бокового отростка пробирки, как по- казано на рисунке. я Получение солей молочной кислоты Реактивы, посуда и приборы Молочная кислота...............10 мл Цилиндры (100 мл). . 2 Сернокислый цинк (20°/с-ный раствор) . 35 мл Капельные воронки . . 2 Едкий натр (2О°/о-ный раствор).50 мл Фенол (1°/о-ный водный раствор) .... 50лм Хлорное железо (1°/о-ный раствор) . . . 10 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают 5 мл молочной кислоты и добав- ляют из капельной воронки раствор цинката натрия до выпадения в осадок труднорастворимой цинковой соли молочной кислоты (СзНбОзЬ Zn-3H2O (цинкат натрия по- лучают, прибавляя к 20%-ному раствору сернокислого цин- ка 20%-ный раствор едкого натра до растворения перво- начально выпавшего осадка гидрата окиси цинка). В другой цилиндр наливают 50 мл 1%-ного раствора фенола и из капельной воронки при взбалтывании добав- ляют несколько миллилитров 1%-ного раствора хлорного железа; появляется характерное темно-фиолетовое окра- шивание. При приливании нескольких миллилитров мо- . лочной кислоты окраска переходит в темно-желтую вслед- ствие образования молочнокислого окисного железа (СзНбОз)зВе. Многоосновные оксикислоты 1. опыты с Получение нераствор] Реактивы, Винная кислота (5°/о-ный водный раствор)............50 мл Кислый виннокислый натрий (5°/о- ный раствор)................50 мл Едкое кали (1О°/о-ный раствор)....................50 мл Аммиак (1О°/о-ный рас- твор) .....................50 мл Хлористый кальций (5°/о-ный раствор) .... 50 мл НОИ1КИСЛОТОИ < солей винной кислоты 'да и приборы Колба (100 мл)........... Цилиндр (100 мл)........ Капельная воронка ...... 342 А .
Выполнение опыта В колбу с раствором винной кислоты приливают при взбалтывании из капельной воронки раствор едкого кали; сразу же выпадает осадок кислой калиевой соли винной кислоты. При дальнейшем прибавлении раствора едкого кали этот осадок растворяется вследствие образования хорошо растворимой средней соли. В цилиндр с раствором кислого виннокислого натрия добавляют раствор аммиака до нейтральной реакции, за- тем раствор хлористого кальция; при этом выпадает в осадок труднорастворимая кальциевая соль винной кислоты. Качественные цветные реакции винной кислоты Реактивы и посуда Винная кислота.............4 г Сегнетова соль (5°/с-ный раствор)...................30 мл Сернокислое железо закис- ное (10°/о-ный раствор) . . 10 мл Перекись водорода (5°/о-ный раствор) . ..........10 мл Едкий натр (1О°/о-ный рас- твор) .....................50 мл Резорцин....................1г Сернокислая медь (5°/о-ный раствор).............30 мл Серная кислота (конц.). . . 10мл Цилиндры (100 мл)............2 Колба (50 мл)................} Капельная воронка ....... 1 Выполнение опыта Растворяют в цилиндре 2 г винной кислоты в 25 мл воды, прибавляют 20 мл раствора едкого натра, серноки- слого железа и перекиси водорода; появляется фиолето- вая окраска. В колбу загружают 2 г винной кислоты, резорцин и серную кислоту. Реакционную смесь осторожно нагревают на сетке; появляется темно-красное окрашивание. В цилиндр наливают раствор сегнетовой соли и раствор едкого натра до сильно щелочной реакции. К реакционной смеси добавляют из капельной воронки при взбалтывании раствор сернокислой меди,—появляется синее окрашива- ние. 343
2. ОПЫТЫ С ЛИМОННОЙ кислотой Получение нерастворимой кальциевой соли лимонной кислоты Реактивы, посуда и приборы Лимонная кислота (5°/о-ный водный раствор)................50 мл Аммиак (10°/о-ный раствор) . . 50 мл Хлористый кальций (5°/о-ный раствор).......................50 мл Лакмусовая бумажка Колба (200 мл) . . Капельная воронка Выполнение опыта А г ♦ В колбу с раствором лимонной кислоты''прибавляют из капельной воронки раствор аммиака (до нейтральной ре- акции на лакмус), затем раствор хлористого кальция. При нагревании выпадает осадок Разложение лимонной кислоты СНгСООН СНгСООН I H2SO4 | СОНСООН ——> С = О + со + н2о СН2СООН СНгСООН СНгСООН СНз I H2SO4 | С = о ------>С = О + 2СОг СНгСООН СНз Реактивы и посуда Лимонная кислота...........5 г Серная кислота (конц.) ... 12 мл Баритовая или известковая вода.....................50 мл Раствор йода в йодистом калии......................100 мл Едкое кали (5°/о-ный рас- твор) .....................50 мл Пробирка (50 мл)...........1 Цилиндры (100 мл)...........2 Стеклянные трубки и резиновые шланги соответствующих раз- меров 344
Выполнение опыта В пробирку с изогнутой газоотводной трубкой (закреп- ленную наклонно,, в лапке штатива) всыпают лимонную и вливают серную кислоты. Реакционную смесь осторожно нагревают; сразу же начинается разложение лимонной ки- слоты с образованием окиси углерода, которую можно обнаружить, поджигая горящей лучинкой у отверстия га- зоотводной трубки. Не прекращая нагревания смеси, газоотводную трубку погружают в цилиндр с баритовой или известковой водой; через некоторое время появляется муть, и в осадок выпа- дает углекислый барий или углекислый кальций, что ука- зывает на выделение углекислого газа. Затем газоотводную трубку погружают в цилиндр, содержащий раствор йода в йодистом калии, обесцвеченный прибавлением несколь- ких капель едкого кали; наблюдается выделение йодофор- ма (стр. 143), что указывает на образование при реакции ацетона. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 346—349) 1. Стереоизомерия’а-оксикислот. 2. Отношение оксикислот к нагреванию. 3. Вальденовское обращение яблочной кислоты. 4. Физические свойства винных кислот. 5. Влияние спиртовой группы и галогенов в окси- и га- логенокислотах на константу диссоциации. Рисунки (стр. 350—351) 1. Модели асимметрических молекул молочной кислоты. 2. Модели структуры молочной кислоты. 3. Модели структуры винной кислоты. Модели 1. Оптические изомеры молочной кислоты. 2. Оптические изомеры винных кислот. Коллекция Кислоты: гликолевая, молочная, оксимасляные (а, р, у), яблочная, винная, виноградная, мезовинная, хлоруксусная, трихлоруксусная, хлормасляные (а, ₽, т) и др. 345 к
ОТНОШЕНИЕ ОКСИКИСЛОТ К НАГРЕВАНИЮ О-ОКСИКИСЛОТЫ ' О СНз ОН НО СНз СНз СН СН СН -н2о СН СН -нао НС СН3 ОН НО Молочная кислота Н3С но он о СН3 О О Лактид молочной кислоты Р-Оксикислоты СНз-СН-СНз—СООН I ------> сн3-сн=сн-соон он ~н’° р-Оксимасляная кислота Кротоновая кислота Y-Оксикислоты СН2—СН2ОН СН2- СН2 он -нао СН2—С/ 7-Оксимасляная кислота S-Оксикислоты Лактон у-оксимаслянои кислоты > ,СН2-СН2ОН СНа .ОН ^сн2-с/ ,СН3- СНа сн2/ \ сн2~с/ а &-0ксивалериановая кислота Лактон S-оксивалериановои кислоты
ВАЛЬДЕНОВСКОЕ ОБРАЩЕНИЕ ЯБЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ СООН СООН но—с—н РС1б кон СН2-СООН /.-Яблочная кислота СН2-СООН D-Хлорянтарная кислота SOaCl3| |AgOH AgOH SO2C12 СООН С1-С-Н кон -------> РС1б СН2-СООН Z-Хлорянтарная кислота СООН Н-С-ОН СН2—СООН £>-Яблочная кислота ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВИННЫХ КИСЛОТ 1 Кислота Темпера- тура Удельное вращение Раствори- мость Константа диссоциации плавления, ° С водного 20°/о- ного раствора в 100 г воды /<г • 103 А2 • 105 £>-Винная .... Z-Винная .... Виноградная (ра- цемическая вин- ная) Мезовинная . . . 170 170 206 140 + 12’ —12° Неактивна То же 139,0 139,0 20,6 125,0 1,17 1,17 1,10 0,77 5,9 5,9 5,8 1,6 348
ВЛИЯНИЕ СПИРТОВОЙ ГРУППЫ И ГАЛОГЕНОВ В ОКСИ- И ГАЛОГЕНОКИСЛОТАХ НА КОНСТАНТУ ДИССОЦИАЦИИ Кислота Формула к • 10* Уксусная СНз-СООН 0,182 Оксиуксусная (гликолевая) СН2—СООН 1 он 152,0 Пропионовая СН3—СН2—СООН 0,134 а-Оксипропионовая (молочная) СН3-СН-СООН 1 он 155,0 ₽-Оксипропионовая СН2-СН2—СООН 1 ОН 31,1 Монохлоруксусная СН2С1-СООН 15,5 Дихлоруксусная СНС12-СООН 514 Трихлоруксусная СС13-СООН 12100 Монобромуксусная СН2Вг-СООН 13,8 Монойодуксусная CH2J - СООН 7,5 Масляная СН3-СН2-СН2-СООН 0,154 а-Хлормасляная СН3—СН2—СН—СООН 1 С1 13,9 р-Хлормасляная СН3-СН-СН2-СООН С1 0,89 7-Хлормасляная СН2-СН2-СН2-СООН 1 0,3 1 С1 349
350
МОДЕЛИ СТРУКТУРЫ молочной кислоты 351
Глава XIV АЛЬДЕГИДОКИСЛОТЫ, КЕТОНОКИСЛОТЫ И ИХ ЭФИР 1. КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ ГЛИОКСИЛОВОЙ КИСЛОТЫ Реактивы и посуда Глиоксиловая кислота . . 4 мл Пробирка (50 мл) ..... Пирогаллол (1°/о-ный рас- твор в конц. серной кис- лоте) ..............10 мл Серная кислота......10 мл Выполнение опыта В пробирку с глиоксиловой кислотой прибавляют рас- 1 твор пирогаллола в серной кислоте. Реакционную смесь осторожно нагревают; появляется темно-синее окрашива- ние, переходящее при прибавлении воды в карминово- красное. 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ С АММИАЧНЫМ РАСТВОРОМ ОКИСИ СЕРЕБРА СНзСОСООН-----> сн3сно+со2 2[Ag NH3)2]OH СН3СНО--------->СН3СООН 2Ag+4NH3+Н2о Реактивы, посуда и приборы Пировиноградная кислота . 5 г Колба (100 мл)...............1 Азотнокислое серебро ..2г Стакан (200 мл)..............1 Аммиак (конц. раствор) . . 25 мл Водяная баня.................1 352
Выполнение опыта В стакане растворяют азотнокислое серебро в 20 мл ы затем приливают аммиак до полного растворения Вровоначально выпавшего осадка. К полученному таким обоазом аммиачному раствору окиси серебра прибавляют пиоовиноградную кислоту. Реакционную смесь нагревают на водяной бане; при этом вследствие взаимодействия уксусного альдегида с окисью серебра образуется осадок серебра. 3. ОПЫТЫ С АЦЕТОУКСУСНЫМ ЭФИРОМ Кислотные свойства ацетоуксусного эфира NaOH СН3 - СО - СН2-СООС2Н5 , -»• СНз-CONa=CH-СООС2НБ HCI Ре активы, посуда и приборы Ацетоуксусный эфир ... 5 мл Цилиндр (100 мл)........................1 Едкий натр (2°/о-ный рас- Капельная воронка.............1 твор).................. 100 мл Соляная кислота (10°/о-ная) 50 мл Бумажка конго.............50 мл Выполнение опыта В цилиндр с ацетоуксусным эфиром приливают из ка- пельной воронки разбавленную щелочь, пока не получится прозрачный раствор. При прибавлении соляной кислоты до кислой реакции (на бумажку конго) вновь выделяется ацетоуксусный эфир в виде маслянистого слоя. Получение натриевого производного ацетоуксусного эфира Реактивы, посуда и приборы Ацетоуксусный эфир (све- жеперегнанный) .... 100 мл Натрий металл, (в кероси- не или лигроине) .... 1г Колба (500 мл)..............1 Холодильник ............... 1 Водяная баня................1 Банка (50 мл) ..............1 Фильтровальная бумага В-152.-23 353
Выполнение опыта В колбу с обратным холодильником вводят ацетоуксус- ный эфир и бросают через холодильник мелконарезанные пластинки натрия, очищенные от корочки и обтертые от керосина. После того как весь натрий прореагирует, колбу с реакционной смесью охлаждают в бане с ледяной водой; при этом выпадает в осадок натриевое производное ацето- уксусного эфира. Так как натрий иногда не успевает в те- чение лекции раствориться полностью, осаждение натрие- вого производного можно показать на следующей лекции. Взаимодействие ацетоуксусного эфира с хлорным I железом | Реактивы и посуда Я Ацетоуксусный эфир ... 2 мл Цилиндр (200 мл) .... 1 Этиловый спирт (5О°/о-ный раствор).........100 мл Хлорное железо (2°/о-ный раствор)..........10 мл Выполнение опыта | В цилиндре смешивают ацетоуксусный эфир со спиртом: и приливают раствор хлорного железа; появляется сине-1 фиолетовое окрашивание, характерное для енольной формы^ ацетоуксусного эфира. | Взаимодействие ацетоуксусного эфира 1 с уксуснокислой медью 1 Реактивы и посуда Ацетоуксусный эфир . . 10 мл Этиловый спирт .... 10 мл Уксуснокислая медь (на- сыщ. раствор).........10 мл Аммиак (конц. раствор) . 3—Ьмл Цилиндр с (50 мл) . притертой пробкой Выполнение опыта В цилиндре смешивают ацетоуксусный эфир, этиловый спирт и уксуснокислую медь. При энергичном взбалтыва- нии прибавляют несколько капель аммиака. Вскоре обра- зуется кристаллическая масса, окрашенная в светло-зеле- ный цвет,— медное производное ацетоуксусного эфира. 354
Кетонное расщепление ацетоуксусного эфира СН3-СО-СН2-СООС2Н8—°Дсн3-со-сн3+со2+с2н6он Реактивы, посуда и приборы Ацетоуксусный эфир . . . 10 мл Серная кислота (1О°/о-ная) 20 мл Баритовая вода ...... 30 мл Круглодонная колба (100мл) 1 Холодильник .............. 1 Промывная склянка Тищенко . 1 Стеклянные и резиновые труб- ки соответствующих размеров С„борка прибора Колбу соединяют с обратным холодильником, верхний конец которого закрывают пробкой с изогнутой вниз труб- кой; последнюю соединяют с промывной склянкой, в кото- рую налита баритовая вода. Выполнение опыта В колбу наливают ацетоуксусный эфир и серную кис- лоту. Реакционную смесь нагревают до кипения. При этом происходит разложение эфира с образованием ацетона и углекислого газа; последний с баритовой водой образует осадок углекислого бария. Образование ацетона можно продемонстрировать с по- мощью качественной реакции (стр. 217). Таутомерия ацетоуксусного эфира СН3-СО-СН2-СООС2Н5 СНз-СОН = СН-СООС2Н8 кето-форма енольная форма Реактивы, посуда и приборы Ацетоуксусный эфир ... 5 мл Цилиндр (200 мл).............1 Хлорное железо (2°/о-ный Капельные воронки........2 раствор)............25 мл Бромная вода..........25 мл Выполнение опыта В цилиндре растворяют ацетоуксусный эфир в 100 мл воды и приливают из капельной воронки несколько милли- литров раствора хлорного железа; через некоторое время 23* 355
появляется сине-фиолетовая окраска комплекс-енольной формы ацетоуксусного эфира. При прибавлении из второй капельной воронки бромной воды бром присоединяется к енольной форме, и раствор обесцвечивается. Через несколько секунд окраска появляется снова, так как равно- весие смещается и вновь появляется енольная форма при дальнейшем прибавлении бромной воды окраска исчезает. Примечание. Приливание бромной воды для лучшей наглядности рекомендуется повторить несколько раз. I Титрование енольной формы ацетоуксусного эфира Реактивы, посуда и приборы Ацетоуксусный эфир ... 5 мл ₽-Нафтол х. ч. (1ОО°/о-ный о спиртовый раствор) . . 30 мл Йодистый калий (5°/о-ный раствор)................30 мл Этиловый спирт .... -250 мл Тиосульфат натрия (0,1 н. раствор) . . . .150 мл Бром......................25 мл Капельные воронки .......... Бюксы (маленькие)............ Конич с кие колбы широкогор- лые (250 мл)................. Бкретки..................... Склянка с притертой пробкой (100 мл)................... Чашки фарфоровые............ Водяная баня ............... 3 2 1 2 1 Выполнение опыта До лекции берут три навески ацетоуксусного эфира (приблизительно по 1,5 г). Спиртовый раствор (3-нафтола, йодистый калий и спирт охлаждают в бане со льдом. Приготовляют спиртовый раствор брома, для чего j в склянку с притертой пробкой вливают 50 мл охлажден- I кого спирта и приливают из капельной воронки бром до | появления светло-красной окраски. I На лекции осторожно вносят бюкс с навеской ацето- уксусного эфира в коническую колбу, приливают 25 мл I охлажденного спирта и колбу встряхивают до растворения i эфира. К полученному раствору быстро прибавляют при 1 взбалтывании спиртовый раствор брома до появления светло-красной окраски (небольшой избыток не мешает), после чего приливают спиртовый раствор р-нафтола до полного обесцвечивания. Затем из капельной воронки при охлаждении прибавляют раствор йодистого калия так, чтобы появился бурый цвет йода, и титруют тиосульфатом до исчезновения окраски йода. 356
Примечание. Лекционному ассистенту поручают выпи- лить процентное содержание енольной формы. (Молекула квивалентна одной молекуле енольной формы). Опыт рекомендуется повторить 2—3 раза; продолжи- тельность титрования 2—3 мин. Среднее процентное содер- жание енольной формы 7%. 4. КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ ЛЕВУЛИНОВОЙ КИСЛОТЫ Реактивы, посуда и приборы Левулиновая кислота ... 5 г Нитропруссид натрия 2°/о-ный раствор..........50 мл Едкое кали (5°/о-ный рас- твор) .................. 50 мл Уксусная кислота (ледяная) 25 мг Цилиндр (100 мл) ....... 1 Капельная воронка ........ 1 -Выполнение опыта В цилиндре растворяют левулиновую кислоту в 50 мл щелочи и добавляют из капельной воронки раствор нитро- пруссида натрия; появляется красное окрашивание, пере- ходящее при прибавлении уксусной кислоты в малиново- красное. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 358—359) 1. Физические свойства альдегидо-и кетонокислот. 2. Таутомерия ацетоуксусного эфира и влияние раство- рителя на процентное содержание енольной формы. 3. Двойственная реакционная способность ацетоуксус- ного эфира. Коллекция Кислоты: глиоксиловая, пировиноградная, левулиновая; ацетоуксусный эфир. 357
Ji ТАУТОМЕРИЯ АЦЕТОУКСУСНОГО ЭФИРА И ВЛИЯНИЕ РАСТВОРИТЕЛЯ НА ПРОЦЕНТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ЕНОЛЬНОЙ ФОРМЫ сн3 сн3 1 1 с=о с—он 1 > II СН2 * СН 1 1 соос2н5 соос2н5 кето-форма енольная форма Растворитель Диэлек- трическая постоянная при 20 °C Содержа- ние еноль- ной формы, °/о Растворитель Диэлек- трическая постоянная при 20 °C Содержа- ние еноль- ной формы, °/о Вода Метиловый спирт (5О°/о- ный) . . . - Метиловый спирт (безв.) 81 33,7 0,4 1,5 6,9 Этиловый спирт . . . Амиловый спирт . . . Этиловый эфир Сероуглерод . Гексан .... 25,8 16 4,34 2,65 1,89 12,0 15,3 27,1 32,4 46,4 358
ДВОЙСТВЕННАЯ РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ацетоуксусного эфира СН3 СНз С=О~ZZ с-он I II СН2 СН I I СООС2Н5 СООС2Н5 Ацетоуксусный эфир + РС15 ------->СН3-С=СН-СООС2Н5 I С1 4-FeCl3 -------->СН3—С—СН—СООС2Н5 I О — Окрашенный енолят -J-Na -------->СН3—С—СН—СООС2Н5 I ONa ОН +HCN | ------>сн3—с—сн2—соос2н I CN & ОН +NaHSO3 | - -------^СН3-С-СН2-СООСоН5 I SO3Na + C6H5NH-NH2 ---------> СН3-С—СН2-СООС2Н5 I nnhc6h5 ±™°2—>СНз- С—CH=N—ОН Разб. р—р NaOH -------------->СН3-С-СНз Разб. р-р к-ты и
Глава XV АМИНОКИСЛОТЫ И БЕЛКОВЫЕ ВЕЩЕСТВА 1. ХАРАКТЕРНЫЕ РЕАКЦИИ'НА а-АМИНОКИСЛОТЫ Реактивы и посуда Глицин.............5 г Колбы (200 мл) ........ 2 Хлорное железо (1°/о-ный Пробирка (50 мл).....1 раствор).........10 мл Окись меди (порошк.)... 30 г Лакмусовая бумажка (ней- тральная) Выполнение опыта ' I В пробирке растворяют в воде небольшое количество глицина. С помощь.ю лакмусовой бумажки убеждаются в нейтральной реакции раствора, так как глицин отвечает строению биполярного иона H3N-CH2—СОО-. I В колбе растворяют при нагревании 1 г глицина в 100 мл воды, прибавляют раствор хлорного железа и слегка подогревают,— появляется красное окрашивание. В другой колбе растворяют 3 г глицина в 75 мл воды, прибавляют порошкообразную окись меди и нагревают до кипения; наблюдают образование темно-голубого рас- твора — внутренней комплексной соли следующего строе- ния: ch2-nh24 .о—-с~о О—с —---* о/ ^nh2- сн2 360
2. ВЫДЕЛЕНИЕ БЕЛКОВЫХ ВЕЩЕСТВ Осаждение белков Реактивы, посуда и приборы Яичный белок (1°/о-ный раствор)................. 300 мл Салициловая кислота . . 1г Цилиндры (200 мл) .... 3 Капельные воронки .... 3 Серная кислота (конц.) . 10 мл Уксусная кислота (конц.) 20 мл Железистосинеродистый калий (5°/о-ный раствор) 10 мл Пикриновая кислота (1°/о- ный спиртовый раствор) 10 мл Лимонная кислота (1°/о- ный раствор водный) . . 10 мл Выполнение опыта В три цилиндра наливают по 100 мл раствора яичного белка. В один из них прибавляют 50 мл сернокислого раствора салициловой кислоты (7 г салициловой кислоты, 10 мл серной кислоты и 35 мл воды). В другой цилиндр вливают 10 мл уксусной кислоты и из капельной воронки раствор железистосинеродистого калия. В третий цилиндр прибавляют равные объемы пикриновой и лимонной кислот (по 10 мл). При энергичном взбалтывании выпадают осадки денатурированного белка. Высаливание белков из растворов Реактивы и посуда Яичный белок (1°/о-ный раствор) ...... . 100 мл Сернокислый аммоний (4О°/о-ный раствор)... 20 мл Сернокислый аммоний (кристаллич.).............30 г Цилиндры (200 мл) ...... 2 Воронка Бюхнера.......... 1 Колба для отсасывания . . . . 1 Выполнение опыта В цилиндр наливают раствор яичного белка (альбумина) и 20 мл раствора сернокислого аммония; при взбалтывании появляется муть или хлопья белка. Осадок отфильтро- вывают, переливают фильтрат в цилиндр и добавляют кристаллический сернокислый аммоний до насыщения. При этом опять появляется муть или осадок высоленного белка. 361
Осаждение белков кислотами Реактивы, посуда и приборы Яичный белок (1°/о-ный Цилиндры (200 мл)............. раствор)............. 300 мл Капельные воронки...............3 Уксусная кислота (ледяная) 50 м i Азотная кислота (конц.) . 50 мл Едкий натр (конц. раствор) 50 мл Соляная кислота (конц.). 50 мл Выполнение опыта Наливают в цилиндры по 100 мл раствора яичного белка. В один цилиндр приливают из капельной воронки при встряхивании уксусную кислоту;’ при этом наблюдаётся выпадение белка в виде мути или хлопьев. При дальней- шем добавлении кислоты осадок снова растворяется. Если, к раствору прибавить из капельной воронки щелочь, то вновь выпадает оса ток, растворяющийся в избытке щелочи^ В другой цилиндр наливают азотную кислоту и из ка- пельной воронки осторожно приливают по стенкам раствор яичного белка; на границе жидкостей образуется белый осадок. В третий цилиндр наливают соляную кислоту и ана- логично наслаивают раствор белка; на границе появляется осадок. Если цилиндр с азотной кислотой взболтать, то количество осадка заметно увеличивается, тогда как в цилиндре с соляной кислотой осадок при взбалтывании растворяется. Свертывание белков при нагревании Реактивы и посуда Яичный ’белок (2с/о-ный раствор)........ 100 мл Сернокислый аммоний (15°/о-ный раствор) . . . 25 мл Уксусная кислота (80°/о-ная) 25 лы Колбы (100 и 200 мл).......3 Капельные воронки ......... 2 Выполнение опыта В колбу наливают раствор яичного белка и нагревают до кипения; через 1—2 мин. появляется муть и выпадают хлопья. Затем раствор, хорошо взболтав, охлаждают, разливают поровну в две колбы. В одну колбу добавляют из капельной воронки раствор сернокислого аммония, в другую — уксусную кислоту. Смеси снова нагревают до кипения,— при этом в обеих колбах количество свернув- шегося белка заметно увеличивается. 362
Осаждение белков фенолом и формалином Реактивы и посуда Личный белок (2°/о-ный Цилиндры (1С0 мл)........2 раствор)...........100 мл Формалин (30°/о-ный рас- твор) .............60 мл Фенол (насыщ. водный раствор).......... . 50 мл Выполнение опыта В два цилиндра наливают по 50 мл раствора яичного белка: в один добавляют равный объем формалина, в дру- гой— такой же объем раствора фенола. Реакционные смеси оставляют стоять на 15—20 мин.,— при этом появляется муть и через некоторое время выпадают хлопья* 3. ЦВЕТНЫЕ РЕАКЦИИ НА БЕЛОК Биуретовая реакция Реактивы и посуда Яичный белок (10°/о-ный Цилиндр (100 мл).........1 раствор)............50 мл Едкий натр (20°/о-ный рас- твор) .............50 мл Сернокислая медь (1°/о-ный раствор)............ 3 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают раствор яичного белка и щелочь, затем прибавляют раствор сернокислой меди, появляется фиолетовое или розовое окрашивание. Азотнортутная реакция Реактивы, посуда и приборы Яичный белок (10°/о-ный Колбы (100 мл)..............2 раствор)........... 20 мл Водяная баня......................I Ртуть металлическая ... 2 г Азотная кислота (конц.) . 4 мл Азотнокислый натрий ... 0,5 г Выполнение опыта До лекции растворяют ртуть в азотной кислоте (при нагревании на водяной. бане), прибавляют два объема воды и, если имеется осадок, его отфильтровывают. 363
На лекции к раствору добавляют азотистокислый нат- рий. Полученный реактив (реактив Милона) смешивают в колбе с равным объемом раствора белка. Реакционную смесь осторожно нагревают, не доводя до кипения; сперва выпадает характерный хлопьевидный осадок, собирающийся при нагревании в комки, окрашенные в кирпично-красный цвет. ’ j Примечание, Опыт хорошо удается с кусочком белого хлеба. Реакция характерна для белков, содержащих окси- арильные радикалы, например аминокислоту тирозин. Ксантопротеиновая реакция Реактивы, посуда и приборы Яичный белок (10°/о-ный Колба (100 мл)...........1 раствор) ...........20 мл Капельная воронка............1 Азотная кислота (конц.) . 20 мл Едкий натр (20°/о-ный рас- твор) ..............40 мл Выполнение опыта В колбу наливают раствор белка и азотную кислоту; появляется белый осадок или муть. Реакционную смесь нагревают до кипения в течение нескольких минут,— при этом появляется ярко-желтое окрашивание. Если прилить к раствору щелочь до явно щелочной реакции, то окраска становится ярко-оранжевой. Тирозиновая реакция Реактивы и посуда Яичный белок (5°/о-ный Колба (200 мл) , . . . V . . . 1 раствор)............50 мл Сернокислая ртуть (7°/о-ный раствор)............50 мл Серная кислота (10°/о-ная) 25 мл Азотистокислый натрий (1°/о-ный раствор) .... 10 мл Выполнение опыта В колбу наливают растворы яичного белка, сернокислой ртути и серной кислоты. Реакционную смесь слегка нагре- вают в течение нескольких минут. После охлаждения добавляют раствор азотистокислого натрия и снова нагре- вают; при этом появляется красное окрашивание. Примечание, Эта реакция характерна для белков, содер- жащих тирозин. 364
Триптофановая реакция л.Диметиламинобензальдегид (50/о-НЫЙ солянокислый Реактивы и посуда Колба (200 мл) • «........1 мл Белок (яичный и др.), со- держащий триптофан (2°/о-ный раствор) ... 50 мл Перекись водорода (1°/о- ный раствор).......... 10 мл Выполнение опыта В колбу наливают раствор п-диметиламинобензальДегида и раствор белка. Реакционную смесь осторожно нагревают до кипения,— при этом появляется фиолетовое окрашива- ние. Если к охлажденному раствору прибавить несколько миллилитров перекиси водорода, то фиолетовая окраска переходит в темно-синюю. Примечание. Избыток окислителя быстро обесцвечивает раствор. & > Проба на наличие в белках серы Реактивы и посуда Яичный белок (5°/о-ный рас- Цилиндр (100 мл)............1 твор)...................40 мл Сернокислый аммоний (на- сыщ. раствор)............40 мл Нитропруссид натрия (5°/о- ный раствор)..............Ь мл Аммиак ....................5 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают растворы яичного белка, серно- кислого аммония, нитропруссида натрия и аммиака. При взбалтывании реакционной смеси появляется пурпурное окрашивание (при наличии в белке аминокислот, содер- жащих серу). 365
Аргининовая проба • 1.4 ' * • т' » - • * . - г'1 Реактивы и посуда Яичный белок (2°/о-ный Цилиндр (100 мл) ... 1 раствор)........... 40 мл Едкий натр (5°/о-ный рас- твор) ..............15 мл а-Нафтол (1°/о-ный спир- товый раствор).... 2—3 мл Гипохлорит натрия (10°/о- ный раствор)......2—3 мл Выполнение опыта • В цилиндр наливают растворы яичного белка, щелочи, затем прибавляют раствор а-нафтола и такой же объем гипохлорита. Реакционную смесь энергично встряхивают,- при этом раствор окрашивается в ярко-красный цвет. j Примечание. Гипохлорит можно получить, пропуская на холоду (охлаждение льдом) газообразный хлор через 10%-ный раствор едкого натра. I а-Нафтольная проба Реактивы и посуда Яичный белок (2°/о-ный Цилиндр (100 мл).....1 раствор)........... 40 мл а-Нафтол (1°/о-ный спир- товый раствор).... 2—3 мл Серная кислота (конц.) . 40 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают спиртовый раствор а-нафтола, рас- твор белка и серную кислоту. При встряхивании образуется фиолетовое окрашивание. (Образование фиолетового кольца обусловливается присутствием в белках глюкозаминов.) 4. ДЕЙСТВИЕ МЕДНО-АММИАЧНОГО РАСТВОРА НА НАТУРАЛЬНЫЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА Реактивы и посуда Медно-аммиачный раствор Пробирки (50 мл).....4 (реактив Швейцера) . . 80 мл Стеклянные палочки. Волокна: вискозное, аце- татное, натурального шелка, натуральной шер- сти 366
Выполнение опыта В нумерованные пробирки с равными объемами медно- аммиачного раствора помещают волокна. Через несколько минут, при энергичном помешивании, волокна из вискозы и натурального шелка растворяются. Волокна из натураль- ной шерсти остаются без изменений. Примечание. Получение медно-аммиачного раствора (стр. 322). 5. ЦВЕТНЫЕ РЕАКЦИИ НА НАТУРАЛЬНЫЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА Реактивы и посуда Серная кислота (конц.). . 25 мл Пробирки (50 л/л).......5 Марганцовокислый калий (0,5°/о-ный раствор) ... 50 „ Двухромовокислый калий (О,5°/о-ный раствор) . . 50 „ Узкие полоски из белого вис- козного, ацетатного волокна и натурального шелка Выполнение опыта В пробирку с серной кислотой помещают несколько полосок из вискозного шелка. Через несколько минут по- лоски окрашиваются в красно-коричневый цвет. Несколько полосок вискозного и ацетатного волокон помещают в пробирки с раствором марганцовокислого калия. Через несколько минут вискозное волокно окраши- вается в темно-серый цвет, ацетатное — в черный цвет. Несколько полосок вискозного и натурального шелка помещают в пробирки с раствором двухромовокислого калия. Через несколько минут их извлекают, промывают водой и сушат. Натуральный шелк окрашивается в жел- тый цвет, вискозный остается без изменений. 6. ДЕЙСТВИЕ ЩЕЛОЧИ НА НАТУРАЛЬНЫЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА а) Действие 10%-ного раствора NaOH Реактивы и посуда Волокна: из вискозного и Пробирки (50 мл).........5 ацетатного шелка, кап- Баня водяная.............1 рона, лавсана, хлорина Едкий натр (1О°/о -ный раствор) .........150 мл 367
ыполнениеопыта В пять нумерованных пробирок с равными объемами раствора едкого натра помещают волокна. Через 10—15 мин. вискозное волокно сильно набухает и постепенно растворяется, ацетатное волокно (как сложный эфир) сна- чала омыляется, а затем растворяется. Капрон, лавсан, хлорин в растворе едкого натра на холоду не изменяются* при нагревании на кипящей водяной бане лавсан раст- воряется, капрон и хлорин остаются без изменений. б) Действие 3%-ного раствора NaOH Реактивы и посуда Узкие полоски из натурального Пробирки (50 мл).......... 5 шелка и натуральной шерсти, Баня водяная................1 хлопчатобумажной ткани, ис- кусственного шелка и капрона Едкий натр (3°/о-ный раст- вор) ....................50 мл Выполнение опыта с В нумерованные пробирки равными объемами раство- ра едкого натра помещают образцы (полоски) тканей из раз- ных волокон. Нагревают содержимое пробирок на кипящей водяной бане до растворения натурального шелка и на- туральной шерсти. Остальные образцы промывают горя- чей водой, затем холодной и высушивают. Обращают вни- мание, что полоски тканей из капрона, искусственного шелка и хлопка не претерпевают видимых изменений. 7. ДЕЙСТВИЕ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ КИСЛОТ НА НАТУРАЛЬНЫЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА Реактивы и посуда Азотная кислота (конц.) . 70 мл Пробирки (50 мл) Серная кислота (конц.) . . 70 „ Волокна из натурального шелка, натуральной шерсти, вискозно- го и ацетатного шелка, ка- прона или нейлона, лавсана, • хлорина 368 .........14
Выполнение опыта В семь нумерованных пробирок с равными объемами концентрированной азотной кислоты помещают соответ- ственно образцы волокон. Через 10—15 мин. натуральная шерсть и натуральный шелк сильно набухают и окраши- ваются в желтый цвет (ксантопротеиновая реакция). Все остальные волокна растворяются. При действии в анало- гичных условиях концентрированной серной кислотой капрон (или нейлон), вискозные и ацетатные волокна растворяются, натуральная шерсть и натуральный шелк разрушаются. Синтетические волокна — лавсан, хлорин — не изменя- ются от действия концентрированных кислот на холоду. При нагревании лавсан растворяется, хлорин остается без изменений. 8. ДЕЙСТВИЕ РАЗБАВЛЕННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ КИСЛОТ НА НАТУРАЛЬНЫЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА Реактивы и посуда Узкие полоски из натуральной шерсти, натурального шелка, вискозного, ацетатного, капро- нового, нейлонового волокон. Серная кислота (3°/о-ная). 120 мл Пробирки...................12 Баня водяная................1 Выполнение опыта В нумерованные парные пробирки с равными объемами серной кислоты помещают соответственно образцы (по- лоски) из натуральных, искусственных и синтетических волокон. Пробирки нагревают 15—20 мин. в бане с горя- чей водой. Затем вынимают полоски, отжимают их и по- ступают следующим образом: одну полоску из каждого волокна высушивают при комнатной температуре, дру- гую — при 105э в сушильном шкафу. При сравнении взятых образцов замечают: у вискозно- В-152.—24 369
го и ацетатного волокон наблюдается значительная потеря прочности при температуре 105°. Шерсть, натуральный шелк, нейлон и капрон прочности не теряют. Примечание. Прочность определяют практической пробой. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 371—389) 1. Число теоретически возможных изомеров полипептидов в зависимости от числа образующих их а-аминокислот. 2. Молекулярный вес некоторых белков, определенный при помощи ультрацентрифуги. 3. Аминокислотный состав некоторых белков (в %)• 4. Важнейшие аминокислоты, входящие в состав белков. 5. «Незаменимые» (витагенные) аминокислоты. 6. Физические свойства некоторых природных аминокис- лот, выделенных из белковых гидролизатов. 7. Редкие природные аминокислоты и аналоги аминокис- лот. 8. Синтез высокомолекулярных пептидов с молекулярным весом 100000—150000. 9. Схемы синтезов исходных материалов для полиамидов из ацетилена. 10. Схема синтеза полиамидных волокон. 11. Схемы кристаллических структур анида и нитрона. 12. Сравнительная характеристика некоторых волокон. 13. Физико-механические свойства природных и химиче- ских волокон. 14. Сравнительная характеристика волокна из полипропи- лена и анида (нейлона). Коллекция Глицин, аланин, серин, цистин, лейцин, изолейцин и другие аминокислоты. Полипептиды. Натуральный шелк и натуральная шерсть. Полиамидное волокно: анид, капрон, энант и изделия из полиамидного волокна. Нитрон и из- делия из нитрона. 370
ЧИСЛО ТЕОРЕТИЧЕСКИ ВОЗМОЖНЫХ ИЗОМЕРОВ ПОЛИПЕПТИДОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЧИСЛА ОБРАЗУЮЩИХ ИХ а-АМИНОКИСЛОТ Число аминокислот Число изомеров 5 6 7 8 9 10 15 17 19 20 .....................130 .....................720 .................... 5 040 ................\ .40320 .................. 362 880 ........ 3 628 800 ........ 1 307 674 368 000 ........ 355 687 428 096 000 . . . 121645100 480 832 000 . . 2 432 902 008176 640 000 МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ВЕС НЕКОТОРЫХ БЕЛКОВ, ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ПРИ ПОМОЩИ УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИ Название белка Молекулярный вес Рибонуклеаза.............................. Альбумин молока .......................... Миоглобин................................. Гордеин ................................... Глобулин молока . ......................... Пепсин .................................... Яичный альбумин............................ Гемоглобин человека ....................... Глобулин сыворотки ........................ Эдестин ................................... Уреаза..................................... Гемоцианин улитки ......................... Растительный вирус (карликовой кустистости). 12 700 17400 16 900 27 500 35 200 35 500 45 000 63 000 176 000 310 000 480 000 6 000 000 10 600 000 24* 371
АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ БЕЛКОВ (в ®/о) Название аминокислоты Белки яичный фиброин кератин гемо- казеин альбу- желатин mJKa шерсти глобин Глицин (гликоколь) Аланин • • 1,90 3,50 Серин и • 5,90 Цистин 0,34 Цистеин * Метионин 3,10 Валин • 7,20 Лейцин ...... • • 10,30 Изолейцин .... 7,60 Глутаминовая кислота . 22,00 Аспарагиновая кислота 7,20 Аргинин • • 4,00 Лизин • • 8,20 Гистидин • _ • 3,20 Тирозин • • 6,10 Триптофан .... • • 1,20 Пролин 11,60 Фенилаланин . . . » в • 5,50 Оксипролин .... • в «—• Оксилизин .... • • у ** Треонин • • 4,90 3,05 26,90 43,60 6,53 5,60 6,72 9,30 29,70 4,14 7,40 8,15 3,18 16,20 10,01 5,80 0,51 - — 0,45 11,88 1,35 — —- 0,56 5,20 0,90 ° 0,70 1,00 7,05 3,30 3,60 4,64 9,10 9,20 0,91 15,40 . 5,23 - 11,30 7,00 1,10 ~- 16,50 11,20 2,16 14,10 8,50 9,30 5,60 2,76 6,57 10,60 5,72 8,55 1,10 10,39 3,65 6,30 •7 4,60 0,68 2,76 8,51 2,35 0,73 0,36 1,05 8,71 3,68 1,00 12,80 4,65 3,03 1,20 — — 1,80 1,70 3,60 14,80 0,74 9,5 3,90 7,66 2,55 3,36 3,65 7,70 — 14,50 — — — — 1,20 — - 4,03 . 2,20 1,60 6,42 4,36 372
ВАЖНЕЙШИЕ АМИНОКИСЛОТЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ БЕЛКОВ Название Формула Нейтральные аминокислоты Гликоколь (глицин) СН2—СООН Аланин NH3 СН3—СН—СООН Серин nh2 НО—СН2—СН—СООН Цистеин nh2 HS—СН2—СН—СООН Цистин nh2 НООС—СН—СН2—S—S—СН2—СН—СООН Треонин nh2 nh2 СНз—СН-СН-СООН 1 1 он nh2 Валин СН3—СН—СН—СООН Метионин СНз NHa CH3-S-CH2-CH2—сн-соон Лейцин 1 nh2 СНз—СН—СН2—СН—СООН Норлейцин СНз nh2 СН3—СН2—СН2—СН2—СН— СООН Изолейцин nh2 СН3—СН2—СН—СН—СООН Фенилаланин = СНз NH2 Z ^>-СН2—СН—СООН = nh2 Тирозин НО—Z \—СН2—СН— СООН ~ nh2 373
Название Формула Дийодтирозин Дибромтирозин Триптофан Аспарагиновая кис- лота Глутаминовая кис- лота Оксиглутаминовая кислота Аргинин Лизин Орнитин Гистидин НО- НО- Вг Вг NH Продолжение -СН2-СН-СООН NH2 -СН2-СН-СООН NH2 -СН2-СН-СООН NH2 Кислые аминокислоты НООС—СН2—СН—СООН nh2 НООС—СН2—СН2—СН - СООН nh2 НООС—сн2- сн-сн-соон ОН NH2 Основные аминокислоты h2n-c—nh-ch2-ch2 —СН2—СН—СООН NH2 NH h2n—сн2—СН2-СН2—СН2- СН—СООН nh2 h2n- СН2—СН2—СН2—СН—СООН NH3 нс = с—сн2—сн-соон HN N NH2 СН 374
«НЕЗАМЕНИМЫЕ» (ВИТАГЕННЫЕ) АМИНОКИСЛОТЫ Название Формула Темпе- ратуар плавле- ния, вС Удельное вращение в воде, Валин СН3- -СН—СН-СООН 1 1 СНз NH2 315 +6,43 Лейцин V СН3- ф -СН—СН2—СН—СООН 1 1 СНз NH3 293 —10,35 Изолейцин СНз- - СН3—СН—СН—СООН 1 1 СНз NH2 280 + 11,3 Лизин СН2- 1 nh2 -(СНг)з—СН—СООН 1 NH3 — +14,5 Треонин • СН3- -СН—СН—СООН он nh2 — — Метионин СНз- -S-CH2-CH2—СН-СООН 1 nh2 283 -7,2 Фенилала- нин ^—СН2—СН-СООН мн2 283 -35,1 Гистидин нс— 1 HN =ЬС-СН2-СН-СООН 1 1 N NH2 \\\ 155 —39,7 Триптофан 1 1 С- СН2—СН—СООН II 1 СН NH3 \/ NH 298 -32,1 375
Продолжение Z-Серин 5,0е СООН НО-СН2-СН \н2 5,68_______4-15,1° (5н. HCI) 1-Цистин 0,01 СООН S—СН2—СН \н2 СООН S—СН3—СН \н2 5,02 -232° (5н. HCI) Z-Треонин НО СООН ^>СН~СН СНз \н3 20,5 Z-Метионин 3,4 Z-Аспаргин 2,5 СООН CH3-S—СН2-—СН2—СН \н3 5,74 +20,0° Z-Цистеин (очень легко растворим) СООН HS-CH2—СН XNH3 5,05 +13,0’ О СООН Ч / с-сн3-сн h2nZ Xnh3 4,38 +34,3° (3,4 н. HCI) Z-Глутамин 4,2 О СООН С—СН2—СН2—СН H3N NH2 4,4 +6,1 (Н2О) Z-Аспаргиновая кислота 0,5 СООН НООС~СН2-СН \н3 2,98 +25.4’ (5н. HCI) /-Глутаминовая кислота 0,9 СООН НООС-СН2~СН2~СН Xnh2 3,08 +31,8° (5н. HCI)
Продолжение /-Аргинин 15,0 h2n СООН с—nh—сн2—сн2—сн2—сн нт/ 'ч'мн2 10,76 +29,4° /-Лизин (очень легко растворим) СООН H2N--CH2-CH2-CH2- СН2-СН \н2 9,74 4-25,9° (5н. HCI) /-Гистидин /-Триптофан СООН Примечание. В каждой ячейке справа вверху указана растворимость а-аминокислоты в граммах на 100 г во- ды при 25°, в левом нижнем углу — величина pH насыщенного раствора, в правом нижнем удельное вращение [а] в ледяной уксусной кислоте (если не указан другой растворитель). 379
Продолжение у-Лмино- масляная кислота а-Амино- масляная кислота H2N-CH2-CH2—CH2~COOH СООН СН3-СН2-СН Xnh2 Содержание в бел- ках не подтвержде- но. Образуются де- карбоксилированием а- или 7-глутамино- вой кислоты а, 7-Диами- номасляная кислота СООН HaN—СН2—СН2—СН nh2 Входит в состав пеп- тидных антибиоти- ков Р-Аланин h2n—СН2-СН2—СООН * Составная часть пан- тотеновой кислоты а, е-Диами- нопимели- новая кис- лота СООН НООС у Хен- сна-с н2-сн3-сн HaN NH2 Выделены из белка дифтерийной бак- терии 7-Оксиглу- таминовая кислота НООС /СООН ^СН-СНи-СН НО Хн2 у-Окси-у- метилглу- таминовая кислота ОН СООН ''с—СН2—СН НООС СНз NHj - Содержатся во флоксах и льне у-Метилен- глутамино- вая кис- лота НООС СООН Х—сн2-сн н2с nh2 Т-Метил- глутамино- вая кис- лота НООС СООН СН—СН2-СН н3с Хн2 - 380
СИНТЕЗ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ПЕПТИДОВ С МОЛЕКУЛЯРНЫМ ВЕСОМ 100 000-150000 381
СХЕМЬЦСИНТЕЗОВ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОЛИАМИДОВ ИЗ АЦЕТИЛЕНА Табл. I Лк С +2СН2О СН2ОНС=ССН2ОН Бутиндиол- 1,4 СН2ОНСН=СНСН2ОН Бутендиол-1,4 2 СН2ОНСН2СН2СН2ОН Бутандиол-1,4 Н2С-СН2 сн2 Тетрагидрофуран СН2СН2СН2СН2СО 8-Валеролактон В NCCH2CH2CH2CH2COOH S-Нитрил капроновой кислоты 382
СХЕМЫ СИНТЕЗОВ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОЛИАМИДОВ ИЗ АЦЕТИЛЕНА Табл. II 383
СХЕМА СИНТЕЗА ПОЛИАМИДНЫХ ВОЛОКОН Синтез капрона СН3 СН2 О / \/ \ но || Н2С СНз СН,———» С СН2 СНз NH2 О=С---------NH НО СНз^СНз^СН^ Капролактам s-Аминокапроновая кислота О СН3 СН2 п С СНз СН2 NH2+n НзС'сНз^СНз /\ /\ /\/ I ' I --------- НО СН2 СНз СНз О=с----------------NH О О С СНз СН2 NH СНз СНз СН2 С СН2 СН2 NH ХСН2'ЧСН2Х'с'Н2ЧС/ \н2 ''сн2 'W''сн,'''сн2 'сьС о Капрон НООС СН2 СН2 СН2 СН2 СООН Адипиновая кислота Синтез анида (нейлона) 12N сн2 сн2 сн2 СН2 СН2 СН2 NH2 —> HOOC-(CH2)4~CO-NH~(CH2)6-NH Гексаметилендиамин АГ-соль и НООС—(С 2 СО—NH—(СН^—NH2 — _______ -Н,о О О 11 1 > С СН2 СН2 NH СН2 СН2 СН2 С СН3 СН2 NH сн2 сн2 сн2 СН2 СН2 С СН2 СН2 СНз NH \н2''сН2 'ЧС/ 'сН2 '''сн2 ^С^ \н О Й Анид (нейлон) Синтез полиэнантолактама (энанта) п СНз=СН2+СС14 ЛНИ1Иат£Р С1(СН2—СН2)„СС13 (где п = 2—5) С1(СН,—СН2)3СС13 Гидролиз __ С1(СН2—СН,)3СООН Аминолиз С1(СН,-СН2)3СООН ---------ч- H2N(CHj--CHs)jCOOH Поликонденсация п Н2М(СН2-СН2)3СООН----------------- Аминоэнантовая кислота —> HN СН2 СН2 СН2 NH СН2 СН, СН, / / СНз СН2 СН2 СО \н,'с^з ^СНз 'сб' Энант
Нитрон Примечание: точками у N, О и одиночных Н показаны водородные связи 386
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКОТОРЫХ ВОЛОКОН Название Прочность нити (разрывная длина 1 в кл) Гигроскопич- ность в % (при относи- тельной влажности воздуха—65°/0) сухой влажной Полиамидное волокно — анид (нейлон) 45—49,5 40,5—45 3,8-4,0 Полиамидное волокно —капрон. 45—49,5 40,5—45 3,8—4,0 Шелк натуральный 27—31,5 20-23 11 „ вискозный 14,5-45 7—20 12-13 м ацетатный 10,8—22,5 5,8-7,2 6-8 Хлопок • 27-36 24—32 6,0 * Шерсть 10,8—13,5 9,3—11,5 14,0 1 Разрывной длиной называется произведение абсолютной прочности волокна на его метрический номер (длина одного грамма волокна, выраженная в метрах). Разрывная длина выража- ется в километрах и рассчитывается по формуле , P-Nm 1000 ’ где L — разрывная длина; Р— максимальная нагрузка, которую выдерживает волокно до разрыва, выраженная в г; — метрический номер. 25* 387
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ И ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН Название волокна Плотность Гиросгкопич- ность при 65°/о-ной отно- сительной влажности воздуха, % Толщина, р. Разрывная длина, км Прочность на разрыв, кг! мм* Остаточная прочность во влажном состоянии, % Удлинение при разрыве, % Шерстяное 1,32 14,0 25—65 12-14 15-18 70,0 30-40 Натуральный шелк .... 1,37 12,0 10—25 25-30 32-40 70,0 22-25 Хлопковое 1,52 7,0 14—30 24-35 36-52 100,0 7-8 Вискозное . . . • .... 1,48 13,0 15-25 15-22 22-33 35,0 18—22 Медноаммиачное 1,48 13,0 10—25 13-14 20—22 55,0 16-20 Ацетатное 1,32 8,0 15-25 11 -13 15-17 60,0 22-30 Капроновое обычное . . . 1,13 5,0 10—30 40—50 46-57 90,0 20-25 Нейлоновое ....... 1,14 4,0 10—30 45—75 50—82 95,0 16- 0 Энант 1,10 3,5 10—20 45—75 50—82 95,0 16-20 Хлорин 1,47 0,0 30-40 16-18 23-26 100,0 15-20 Лавсан . 1,34 0,5 15—25 40—50 55-70 100,0 20-25 Нитрон 1,17 1,0 20—45 20-35 23-40 95,0 16-22 Куралон (винол) . . 1,21 4,5 30—50 20-50 25-60 85,0 15- 30 Саран (совиден) 1,70 0,0 Тефлон 2,30 0,0 50—200 15—20 35-45 100,0 13—15 Моплен (полипропилено- 0,96 0,0 20-50 80—100 75-95 100,0 18-20 вое) Стеклянное ....... 2,54 0,0 1—10 65-130 160-300 100,0 2—3
I' I ) I I I I 1 i Глава XVI I ПРОИЗВОДНЫЕ УГОЛЬНОЙ кислоты, ЦИАНА И ТИОЦИАНА I Е Производные угольной кислоты j 1. ОПЫТЫ С МОЧЕВИНОЙ I Взаимодействие мочевины с азотистой кислотой Я CO(NH2)2 2NaNO24-H8SO4—* ^N2 + СО2 + ЗН2О -.1 Реактивы и посуда | Мочевина.............. 5 г Цилиндр (100 мл) ...... 1 Азотистокислый натрий . . 2 мл I Серная кислота (разб.) ... 10 мл Выполнение опыта ! В цилиндре растворяют мочевину в 50 мл воды и вли- вают раствор азотистокислого натрия в 15 мл воды. Затем приливают серную кислоту. Тотчас же начинается сильное вспенивание вследствие образования азота и углекислого газа. । [ Взаимодействие мочевины с бромноватистокислым Ц натрием 1 CO(NH2)2+3NaOBr —> N2+CO2+ 2H2O-f-3NaBr Реактивы, посуда и приборы Мочевина...............5 г Цилиндр (100 мл) ..... • 1 Бромноватистокислый нат- Капельная воронка ...... 1 рий (насыщ. раствор) . 25 мл !’ 390
Выполнение опыта В цилиндре растворяют 5 г мочевины в 50 мл воды и приливают раствор бромноватистокислого натрия в 20 мл воды; тотчас же наблюдается выделение газообразного азота и углекислого газа. Взаимодействие мочевины с азотнокислой ртутью Реактивы, посуда и приборы Мочевина............. 3 г Цилиндр (100 мл)..1 Азотнокислая ртуть (окисная) 2 г Капельная воронка.1 Выполнение опыта В цилиндре с 30 мл воды растворяют мочевину и к вод- ному раствору приливают из капельной воронки раствор азотнокислой ртути, — при этом наблюдается обильное выделение белого нерастворимого осадка состава 2CO(NH2)2 • Hg(NO3)2 • HgO. Разложение мочевины при действии щелочи Реактивы и посуда Мочевина .................5 г Едкий натр (конц, раствор). 30 мл Соляная кислота.......... 2 мл Колба (200 мл) 1 Выполнение опыта В колбу вливают раствор мочевины в 50 мл воды и щелочь. Затем смесь нагревают до кипения; при этом выделяется аммиак, который можно обнаружить, если под- нести к горлу колбы стеклянную палочку, смоченную соля- ной кислотой (образование белого дыма). Биуретовая реакция 2CO(NH2)3 —NH, NHs C°\NH +Cu(OH), NH2—CO ' NaOH Биурет 391
Ре активы, посуда и приборы Мочевина....................2 г Едкий натр (10°/о-ный рас- твор) . ...........• . . 10 м л Сернокислая медь (2°/о-ный раствор)..................10 мл Цилиндр (100 мл)............ Капельная воронка . • . . । Пробирка.................’ | Выполнение опыта Пробирку с мочевиной осторожно нагревают на голом огне. Мочевина плавится, выделяя аммиак, затем вещество затвердевает. Тогда прекращают нагревание и после того как пробирка остынет, содержимое ее растворяют в воде. Водный раствор переливают в цилиндр, добавляют щелочь и при взбалтывании из капельной воронки приливают раствор сернокислой меди. Тотчас же появляется интен- сивное фиолетовое окрашивание вследствие образования внутренней комплексной соли. 2. ПОЛУЧЕНИЕ МОЧЕВИНО-ФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ nh2 I со NH3 CHjO nhch2oh -—> I co I nh2 nhch2oh I 2CH2O CO * nhch2oh nhch2oh n CO ------— —лН3О NH3 ---N-CH2—N—CH2—N—CH2----- I I I CO co co nh2 nh2 nh2 NHCH2O H -N—CH2—N—CH2—N—CH2- I ill n CO —co co co I -nHi0 I I I NHCH2OH --N—CHg—N—CHj—N-CH2- 392
Реактивы и посуда ^очевина Формалин ТВОР) . ...................10 г (4О°/о-ный рас- ....................15 мл Пробирка (50 мл)...........1 Выполнение опыта В пробирку помещают мочевину и приливают форма- лин. Реакционную смесь осторожно нагревают в течение нескольких минут, после чего замечается помутнение и образование твердой смолы белого цвета. Производные циана и тиоциана 1. ПОЛУЧЕНИЕ ЦИАНА Hg(CN)2 _> (CNb+ Hg * 4 Реактивы, посуда и приборы Цианистая ртуть.......25 г Газометр (5 л) с насыщенным раствором хлористого натрия . 1 Трубчатая электрическая печь . 1 Трубка из тугоплавкого стекла . 1 Термометр на 500° или термо- пара ..................1 Стеклянные трубки и резиновые шланги соответствующих раз- меров Выполнение опыта В трубку из тугоплавкого стекла, запаянную с одного конца, а с другого конца закрытую пробкой с газоотводной трубкой, загружают цианистую ртуть и нагревают в элек- трической печи до 500°; при этой температуре начинается выделение циана, который с помощью резинового шланга, соединенного с газоотводной трубкой, собирают в газометр. Примечание. Холодная, выступающая из печи часть трубки покрывается мелкими капельками ртути, а в том месте, где находилась цианистая ртуть, образуется черный налет парациана (полимер). Циан и цианистая ртуть ядовиты, поэтому необходимо соблюдать осторожность и проводить опыт в вытяжном шкафу. Эти опыты выполняются (в случае необходимости) только по указанию руководителя кафедры. 393
2. ОПЫТЫ С ЦИАНОМ Горение циана Реактивы и посуда Циан (в газометре) Стеклянные трубки и резиновые шланги соответствующих раз- меров Выполнение опыта Газометр соединяют с газоотводной оттянутой вверх трубкой; к отверстию трубки подносят горящую лучину и открывают кран. Циан горит зеленовато-голубым пламенем. Примечание. Циан ядовит, поэтому необходимо соблю- дать осторожность и опыт проводить в вытяжном шкафу. Взаимодействие циана с пикриновой кислотой Реактивы и посуда Циан (в газометре) Пикриновая кислота ... 2 г Едкий натр (разбавленный раствор) . ..............60 мл Цил! ндры (100 мл) . . .... 2 Колба (100 мл). ........... 1 Стеклянные трубки и резино- вые шланги соответствующих размеров Выполнение опыта В колбу наливают щелочь и растворяют в ней пикри- новую кислоту; раствор разливают в два цилиндра. В один пропускают из газометра циан; последний со щелочью образует цианистый и циановокислый натрий, раствор окрашивается в темно-красный цвет, так как цианистый натрий с пикриновой кислотой дает изопурпуровую кислоту. Обращают внимание аудитории на различие образовавшейся окраски и окраски пикриновой кислоты во втором цилиндре. 3. ПОЛУЧЕНИЕ ЦИАНОВОКИСЛОГО КАЛИЯ KCN+PbO —> KOCN-f-Pb Реактивы, посуда и приборы Цианистый калий ..... 10 г Тигель фарфоровый (большой). 1 Окись свинца.......40 w Ти1ельные щипцы.......1 Чашка железная........1 Выполнение опыта В фарфоровом тигле расплавляют на голом огне циани- стый калий. В расплавленную массу вносят (при размеши- вании стеклянной палочкой) небольшими порциями окись свинца, затем выливают содержимое тигля в железную 394-
ча1пку. Вскоре расплавленный свинец застывает и покры- вается коркой циановокислого калия. Примечание. Цианистый калий очень ядовит. Опыт обя- зательно проводить в вытяжном шкафу. 4. ПОЛУЧЕНИЕ РОДАНИСТОЙ РТУТИ («Фараоновы змеи») Hg(NO3)2 + 2KSCN---> 2KNO3+Hg(SCN)2 Реактивы, посуда и приборы Азотнокислая ртуть .... 22 г роданистый калий .... 13 г Коллодий.................10 .мл Колба коническая (200 мл) . . 1 Воронка Бюхнера..............1 Колба для отсасывания . . . . 1 Фарфоровая пластинка . . . . 1 Выполнение опыта За день до лекции в колбе растворяют азотнокислую ртуть и добавляют конц. раствор роданистого калия. Вы- падает обильный осадок роданистой ртути, который филь- труют, промывают водой, сушат и смешивают с коллодием. Из вязкой массы готовят колбаски длиной в несколько сантиметров и несколько миллиметров толщиной. Колбаску сушат на воздухе и заворачивают в тонкую папиросную бумагу. На лекции колбаски помещают в отверстие пробки и зажигают, образуется «фараонова змея» из роданистой ртути, 5. РАЗЛОЖЕНИЕ ГРЕМУЧЕЙ РТУТИ ОТ УДАРА Реактивы и материалы 'ремучая ртуть (перекри- Рельса 15 - 20 см длины . . . 1 сталлизованная) .... 0,5 г Молоток с длинной рукояткой . 1 Выполнение опыта На рельсу кладут гремучую ртуть и ударяют молот- ком,— происходит взрыв. Опыт проводят в вытяжном шкафу. Если гремучей ртути в лаборатории нет, ее можно при- готовить за несколько дней до лекции. Для этого 4 г ртути помещают в литровый стакан \ растворяют в 40 мл концен- трированной азотной кислоты и приливают 25 мл теплого этилового спирта; тотчас же начинается обильное выделе- ние газа и появляется сильный запах уксусного альдегида. 1 Стакан устанавливают на дощечке, положенной на кольцо штатива, и прикрепляют проволокой к штативу так, чтобы он не упал. 395
Как только реакция замедляется, приливают понемногу из 1 капельной воронки еще 25 мл спирта (если вовремя не прибавить спирт, то реакция протекает бурно и наступает разложение). По окончании прибавления спирта реакцион- • ную смесь выливают в стакан с 200 мл воды; при этом гремучая ртуть выпадает в виде серого осадка. После перекристаллизации из воды получается белый кристалли- ческий осадок; его фильтруют и сушат на воздухе между листами фильтровальной бумаги. Гремучая ртуть может сохраняться в закрытой склянке продолжительное время. Получение гремучей ртути проводят в вытяжном шкафу, в котором не должно быть пламени (во избежание воспла- менения выделяющихся газов). 1 УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ | Коллекция | Мочевина; карбаминовокислый аммоний, эфиры карба- миновой кислоты; барбитуровая кислота, гуанидин. ч Цианамид, кальцийцианамид, эфиры изоциановой кисло- ты, циануровая и изоциануровая кислоты, эфиры тиоциа- новой и изотиоциановой кислот.
Часть вторая КАРБОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Алициклические соединения ГЛАВА XVII ЦИКЛОПАРАФИНЫ (ПОЛИМЕТИЛЕНОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ) И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 398—403) 1. Строение некоторых парафиновых и циклопарафиновых детергентов (моющих присадок). 2. Сравнение физических свойств углеводородов жирного ряда с нормальной цепью и циклопарафинов с тем же числом атомов углерода в кольце. 3. Физические свойства циклопарафинов (полиметиленовых углеводородов). 4. Деформация валентных углов и теплота горения цикло- парафинов. 5. Стереоизомерия циклокарбоновых двухосновных кислот. 6. Строение природных каротиноидов. Рисунки (стр. 404—405) 1. Пространственное расположение атомов углерода в про- пане, бутане и пентане. 2. Структурные модели циклогексана. 3. Структурные модели циклопропандикарбоновых кислот. 397
I 0,745 0,779 0,811 0,831 12 0,822 Число атомов углерода температура кипения, °C температура кипения, °C температура кипения, °C O.83260’ Полиметиленовые углеводороды с„н2п плотность, -20 плотность, 20 £>4 плотность, ^20 D4 Предельные углеводороды СРАВНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УГЛЕВОДБРОДОВ АТОМО^УГ ЛЕРОДА В КОЛЬЦЕ ЦЕПЬЮ И ЦИКЛОПАРАФИНОВ С ТЕМ ЖЕ ЧИСЛОМ АТОМОВ у ___________ Этиленовые углеводороды С„н2« в —42,1 —0,5 36,1 68,7 98,5 125,7 216,2 16 287,1 0.582-44 0,602 0,626 0,660 0,684 0,703 0,749 0,774 —47,7 0,514 -6,3 0,595 12,6 0,681 (при т. кип.) 0,704°’ 30,1 63,5 93,6 121,3 213,4 274,0 0,640 0,673 0,697 0,715 v. * 0,758 0,781 80,7 118,5 150,7 11818 у q20 ММ
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦИКЛОПАРАФИНОВ 1 (ПОЛИМЕТИЛЕНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ) 1 Название Формула Температура плавления, СС Температура кипения, еС Плотность, 5 4° Циклопропан Цикл о бутан Циклопентан нас-—сн2 ХСН2 Н2С—сн2 Н2С—сн3 н2с—сн2 1 1 Н2С сн2 \нз —127,6 -90,2 -93,2 -32,8 * +12,6 49,3 0,681 (при т. кип.) 0,704°° 0,745 Циклогексан Циклогептан 1 1 Циклооктан сна н2с Хсна 1 1 НаС сна \н2 сна Н2С >СН2 1 1 Н2С сн2 н^с-сн2 Н2С-СНа н2с Хсн2 1 1 Н2С сн2 Н2С-СН2 +6,5 -8,1 • +14,8 80,7 118,5 150,7 1 1 0,779 0,811 0,836 • I1 400
ДЕФОРМАЦИЯ ВАЛЕНТНЫХ УГЛОВ И ТЕПЛОТА ГОРЕНИЯ ЦИКЛОПАРАФИНОВ Название Формула Теоретиче- ский угол между направле- ниями валентных связей Теоретиче- ское отклонение каждой валентной свя зи Фактиче- ское отклонение каждой валентной Связи Теплота горения в пере- счете на одну группу СН9, ккал Этилен Н2С=СН2 0е 54’44' 54’44' 170,0 Циклопропан сн2 Н2с-—СНа 60е 24’44' 24’44' 166,3 Циклобутан Н2С-СН3 1 1 Н2С-СН2 90 е* 9’44' • 9’44' 158,7 (жидк.) Циклопентан н3с—сн2 1 1 Н2С сн3 . сн3 108е 0°44' 0’44' 158,7 Циклогексан сн2 Н2С сн2 1 1 Н3С сн2 \н3 120е —5’16' 0* 157,4 Циклогептан • ♦ сн2 Н2С 'сНз Н2С сн2 н^с-сн2 128°34' —9’33' 0е 158,3 Предельные углеводороды СлН2«+2 109’28' О’ 0е 158,0 В-152.—26 401
СТЕРЕОИЗОМЕРИЯ ЦИКЛОКАРБОНОВЫХ ДВУХОСНОВНЫХ КИСЛОТ 1, 2-Циклопропандикарбоновые кислоты СООН СООН н Н I н СООН ,3 ^wc-форма Т. плавл. 139° К = 4,0-10_4 Раствор, в 100 г Н2О 112 г /прлнс-форма Т. плавл. 175° /С = 2,1-10~4 Раствор, в 100 г Н2О J- -|27° — । ол л 19,1 г 1,4-Циклогександикарбоновые кислоты ^яс-форма Т. плавл. 168е К = 3,0-10~в (при 100’) Растворяется в Н2О /ирдяс-форма Т. плавл. 310е Х = 2,5-1(Гв (при 100’) Плохо растворяется в Н2О
СТРОЕНИЕ ПРИРОДНЫХ КАРОТИНОИДОВ Т-Каротин
Пентан 404
СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ ЦИКЛОГЕКСАНА СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ ЦИКЛОПРОПАНДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ 1 цис - II транс - 405
Глава XVIII ТЕРПЕНЫ (ЭФИРНЫЕ МАСЛА) И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ 1. ПЕРЕГОНКА ЭФИРНЫХ МАСЕЛ С ВОДЯНЫМ ПАРОМ (получение скипидара) Реактивы, посуда и приборы Живица или скипидар . 30—40 г (или сухая мята) . . . 300 „ Установка для перегонки с во- дяным паром (стр. 23) . , . 1 Делительная воронка (200—300 мл)............. 1 Цилиндр (100 мл)...........1 Пробирки ................. 3 Выполнение опыта В колбу для перегонки с водяным паром (500 мл) по- мещают живицу или скипидар (или листья сухой мяты). До лекции парообразователь нагревают до кипения, а на лекции проводят перегонку с водяным паром. В прием- нике цилиндре собираются два слоя: нижний — водный, верхний — скипидар. С помощью делительной воронки скипидар отделяют, разливают в пробирки и передают в аудиторию для ознакомления с характерным запахом скипидара. Примечание. В перегонной колбе при перегонке жи- вицы остается канифоль. 406
2. ОПЫТЫ .СО СКИПИДАРОМ Летучесть эфирных масел На лекции одну полоску фильтровальной бумаги сма- нивают растительным маслом (подсолнечным), другую — очищенным скипидаром. При осторожном нагревании на часовом стекле или в сушильном шкафу пятно от скипидара быстро исчезает, тогда как пятно от подсолнечного масла остается на бу- маге. Взаимодействие скипидара с бромной водой Реактивы и посуда Бромная вода (насыщ.) . . 100 мл Скипидар . . ............ 5 мл Цилиндр с притертой пробкой (200 мл) . ................. Выполнение опыта В цилиндр наливают скипидар и бромную воду; при встряхивании бром обесцвечивается, что указывает на на- личие кратных связей. Взаимодействие скипидара с марганцовокислым калием Реактивы и посуда Марганцовокислый ка- Цилиндр с притертой пробкой лий (1°/о-ный раствор) . 100 мл (200 мл).....................1 Скипидар................ 5 мл Серная кислота (конц.) . . 1 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают скипидар и слегка подкисленный раствор марганцовокислого калия; при встряхивании рас- твор обесцвечивается. 407
Образование перекисных соединений в скипидаре под действием воздуха Реактивы и посуда Скипидар . .............10 мл Йодистый калий (1°/о-ный раствор)................80 мл Крахмал (1°/о-ный рас- твор) ..................2—3 мл Цилиндр с притертой пробкой (100 мл)....................1 Выполнение опыта В цилиндр наливают скипидар, растворы йодистого калия и крахмала. Реакционную смесь энергично взбалты- вают, при этом выделяется свободный йод, и раствор си- неет, что указывает на образование в скипидаре пере- кисей. Действие на скипидар хлористого нитрозила Реактивы, посуда и приборы Скипидар свежепере- гнанный.................. 5 мл Спирт (96°/о-ный) ... 25 мл Соляная кислота (конц.) 5 мл Азотистокислый натрий (50°/о-ный раствор) . . 10 мл Цилиндр (100 мл) ...... 1 Капельная воронка (50 мл) . . 1 Стакан (500 мл) ....... 1 Батарейный стакан или водя- ная баня...............1 Выполнение опыта Наливают в цилиндр скипидар, спирт и соляную кис- лоту. Реакционную смесь охлаждают ледяной водой и приливают из капельной воронки раствор азотистокислого натрия. При разбавлении реакционной смеси водой выпадает осадок нитрозохлорида, что указывает на наличие в ски- пидаре непредельных соединений. 408
Действие на скипидар эфиров азотистой кислоты Реактивы, посуда и приборы Скипидар свежепере- гнанный..............5 мл Этилнитрит (или амил- нитрит).............10 мл Уксусная кислота (ледя- ная) ...............20 мл Соляная кислота (конц.) . 6 м i Этиловый спирт .... 5—10 мл Выполнен Капельная воронка (50 мл) . . 1 Термометр................1 Цилиндр (100 мл)............1 Батарейный стакан (1л)... 1 / е опыта В цилиндре смешивают скипидар, этилнитрит и 12 мл ледяной уксусной кислоты. Цилиндр помещают в батарей- ный стакан с охладительной смесью. Когда температура достигнет — 5, -10е, приливают из капельной воронки смесь из 6 мл уксусной и 6 мл соляной кислот. При этом реакционная масса постепенно мутнеет от выделяющихся кристаллов нитрозохлорида; для более полного выделения кристаллов прибавляют спирт. СНз I с-он СНз СНз 3. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕРПИНЕОЛА ИЗ ТЕРПИНГИДРАТА Реактивы, посуда и приборы Терпингидрат..........20 г Фосфорная кислота (уд. вес 1,12)............40 мл Круглодонная колба (100-200 мл)............ 1 Холодильник ....... 1 Делительная воронка (100 мл) 1 Пробирки................. 3 409
Выполнение опыта В колбу с обратным холодильником помещают терпин- гидрат и фосфорную кислоту. Реакционную смесь нагре- вают и кипятят в течение 10—15 мин., при этом образую, щийся терпинеол всплывает на поверхность в виде масла. С помощью делительной воронки отделяют масля- нистый слой, разливают в пробирки и передают в аудито- рию для ознакомления с запахом терпинеола, напоминаю- щим запах сирени. 9 Примечание. При отсутствии фосфорной кислоты ее можно заменить безводным кислым сернокислым калием. 4. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕРПИНОЛЕНА ИЗ ТЕРПИНГИДРАТА 9 Реактивы, посуда и приборы Терпингидрат......... 20 г Круглодонная колба (200 мл). 1 Серная кислота (ЗОо/о-ная) 100 мл Шариковый холодильник . . 1 Делительная воронка (200 мл) 1 Пробирки .................. 3 Выполнение опыта В колбу с обратным холодильником помещают терпин- гидрат и серную кислоту. Реакционную смесь нагревают и кипятят в течение нескольких минут; образующийся углеводород всплывает на поверхность. С помощью дели- тельной воронки отделяют маслянистый слой, разливают в пробирки и передают в аудиторию для ознакомления с запахом терпинолена. 410
Примечание. Демонстрировать рекомендуется одновре- менно пробирки с терпинеолом и терпиноленом. Если в процессе нагревания расслоения не происходит, можно сделать эфирную вытяжку, эфирный раствор раз- лить на часовые стекла, которые после испарения эфира можно передать в аудиторию. 5. КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА ТЕРПИНОЛЕН И СИЛЬВЕСТРЕН Реактивы и посуда Сильвестрен........10 мл Цилиндры с притер- Терпинолен (или дру- тыми пробками (100 мл) ... 2 гие терпены) .... 10 мл Уксусный ангидрид . . 40 мл Серная кислота (конц.)... 5 мл Выполнение опыта Наливают в цилиндры по 20 мл уксусного ангидрида, затем в один цилиндр — сильвестрен, в другой — терпино- лен. Реакционные смеси, добавив к ним по 2 мл серной кислоты, сильно взбалтывают; при этом раствор, содер- жащий сильвестрен, окрашивается в темно-синий цвет, а раствор, содержащий терпинолен,— в желто-красный. 6. ОПЫТ С КАМФОРОЙ Летучесть камфоры Реактивы, посуда и приборы Камфора ......... 10 г Часовое стекло..........1 Эпидиаскоп..........1 Выполнение опыта На большое часовое стекло, в которое налита вода, бросают маленькие кусочки камфоры. Так как камфора очень летуча и упругость ее паров на разных поверх- ностях кристаллов неодинакова, кристаллы вращаются в воде. Это можно продемонстрировать, поместив часовое стекло в эпидиаскоп. 411
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 413—422) 1. Изомерия ментенов. -я 2. Физические свойства алифатических эфирных масел. 3. Терпены с открытой цепью. | 4. Моноциклические терпены (ментадиены). ’Я 5. Бициклические терпены (табл. I). 1 6. Бициклические терпены (табл. II), I 7. Бициклические терпены (табл. III). 8. Трициклические терпены. 9. Политерпены (сесквитерпены). я 10. Схема получения камфоры из «-пинена. Модели Терпинеол, ментанол, ментан, лимонен, терпинолен, карен, я-и р-пинен, камфен, камфора. Коллекция ж к ( . . , Я Терпингидрат, терпинеол, ментанол, ментанон, скипидар, терпинен, сильвестрен, фелландрен, карен, пинен, камфен, сабинен, борнеол, камфора, пулегон, фенхон, борнилаце- тат, линалоол, гераниол, нерол, цитронеллол, цитраль, цитронеллаль, псевдоионон, а- и р-ионон, сесквитерпены, природные смолы, канифоль, гарпиус, шеллак и др.
ИЗОМЕРИЯ МЕНТЕНОВ СН, I С /Ч Н2С СН I I Н2С сн2 с н I СН сн, сн, Д1-Ментен СН3 I СН сн3 (5н /l\ Н2Сб 2СНл, нгс3 ’ Зсн, сн есн 10/ \9 сн3 сн, Ментан СН3 I СН Н2С СН vjI * ^сн сн СНз^СНз Д2-Ментен СН2 н2с сн2 I I н2с сн2 ''сн I сн СН^СНз Д1(7)-Ментен Д’-Ментен Д<(8)-Ментен С сн, сн2 дв(9)-Ментен 413
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛИФАТИЧЕСКИХ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ Название Формула • Температура кипения, °C Плотность, D15e Показатель преломления, л20* D [«Id Линалоол ОН 1 * сн3-с=сн-сн2-сн2-с-сн=сн2 СН3 с он 1 * СН2=С—СН2—СН2—СН2—С—СН=СН2 1 1 СНз СНз Р-форма з-форма 198-199 0,8700 1,4668 -20,7е; +19,18’ Гераниол (цис- изомер) СНз—с=сн -сн2—сн2-с-сн3 1 II СНз Н-С-СН3ОН СН2=С-СН2-СН2-СН;-С-СН3 СНз Н-С—СН2ОН Р-форма з-форма * 229—230 0,8830 1,476-1,479 1 Нерол (транс- изомер) СН3-С=СН-СН2-СН2-С-СИ3 сн3 носн2-с—н сн2=с—сн2—сн2-сн2-с—сн3 1 II СНз носн2-с-н Р-форма з-форма 225-226 0,8813 Цитронел- лол Родинол __ J СН3—С=СН—СН2—СН2—СН—СН2—СН2ОН Н>орма СНз СН’ СН2=С—СН2—СН2—СН2—СН—СН2—СН2ОН а-форма СНз СНз 118-119,5 0,8604 1,4574 I +1,52’ i Цитронел- лаль Родиналь СН3-С=СН-СН2-СН - сн -сно СНз СНз сн2=с—сн2—сн2—сн2—<?н—сно СНз СНз Р-форма а-форма 203 -204 0,855 1,448 +12,3* Цитраль-з или гераниаль (цис-изомер СНз- С=СН—СН2-СН2-*С—СНз СН3 Н-С-СНО СН2=С-СН2-СН2-СН2-С—СНз сн3 Н-С-СНО Р-форма а-форма 117-118 i O.889820’ 1,4891 Цитраль-р или нераль (транс- изомер) ( СНз— С=СН—СНа—СН2 - С—СНз СНз ОНС-С-Н СН2=С—сн2—сн2—СН2—С—сн3 сн3 ОНС - С-Н Р-формг а-форм 1 117—118 а 0,8888 1,4895 —
Табл. ТЕРПЕНЫ С ОТКРЫТОЙ ЦЕПЬЮ С10Н16 (три двойные связи) СН3-С=СН-СН2—СН2-С сн=сн; БИЦИКЛИЧЕСКИЕ ТЕРПЕНЫ (2 цикла, 1 двойная связь) Группа пинана СН З-Пинен . и а-Пинен Производные пинена, содержащие Миртенол Миртеналь карбинольную или карбонильную группы
4^ s .
ПОЛИТЕРПЕНЫ (СЕСКВИТЕРПЕНЫ) Моноциклические сесквитерпены (I цикл, 3 двойные связи) СНз I СН СН2 н/нс СН Н.С НС С-СНз X ч/ сн сн СН3 СНз Бизаболей СН3 СН3 Цингиберен СНз- ! С сн2 ^\/\ НС НС сн Н3С НС С-СНз \н СН2 сн СНз СНз Кадинен Бициклические сесквитерпены (2 цикла, 2 двойные связи) СНз СН3 Изоцингиберен I СН сн2 н2с нс^^сн НС НС С—сн3 р-Селинен Трициклические сесквитерпены и их производные (3 цикла, 1 двойная связь) сн3 а-Санта лен Копаен 420
Продолжение СН3 СООН Абиетиновая кислота Левопимаровая кислота 421
СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ КАМФОРЫ ИЗ «-ПИНЕНА а-Пинен Хлористый борнил Изоборнилформиат Изоборнеол 422
Ароматические соединения Глава XIX АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ 1. ПОЛУЧЕНИЕ БЕНЗОЛА Перегонка каменноугольной смолы Реактивы, посуда и приборы Каменноугольная смола Стеклянная или медная кругло- 300—500 мл донная колба (750—-1000 мл) 1 Дефлегматор (колонка, напол- ненная бусами или стеклян- ными трубочками; длина 50— 75 см).................. 1 Холодильник ............. 1 Термометр на 360°......... 1 Форштосс ................ 1 Цилиндры (50 мл) ...... 4 Сборка прибора Медную или стеклянную круглодонную колбу 1 закры- вают корковой пробкой, в отверстие которой вставляют дефлегматор 2 с термометром 3. Дефлегматор соединяют с холодильником 4 (рис. 45). К холодильнику прикреплен форштосс 5, под которым ставят цилиндр 6. Выполнение опыта Наливают в колбу смолу так, чтобы она занимала не более 0,3 объема. Смола обычно содержит воду и поэтому кипит толчками. Для перегонки в колбу опускают капил- 423
ляры, нагревают сильным пламенем через сетку или на колбонагревателе. Погон собирают в цилиндры, снабжен- ные этикетками. Отбирают следующие фракции: I I фракция до *100° (преимущественно бензол) I П „ 100—170° (толуол, ксилол) 1 III . 170—230° (среднее масло) J IV „ 230—270° (тяжелое масло) Рис. 45. Из третьей и четвертой фракции при охлаждении вы- падают кристаллические вещества: нафталин, антрацен и др. углеводороды. Примечание. Нагревание колбы рекомендуется начинать перед лекцией и на лекции демонстрировать уже начав- шуюся разгонку. Воду в холодильнике следует выключить, когда начнется перегонка веществ с т. кип. 150°. 424
Получение бензола из ацетилена по способу Н. Д. Зелинского 3CH = CH->C6HG Реактивы, посуда и приборы Ацетилен (из газометра или баллона).............Зи мл Активированный уголь (березовый или липо- вый) ................ 200 г Сулема (насыщенный, под- кисленный соляной ки- слотой раствор) .... 30 мл Азотнокислая медь (30°/о- ный раствор).........30 мл Углекислый калий (30°/о- ный раствор).......... 30 мл Склянки Тищенко.............3 Колонки для твердых по- глотителей ...............2 Электрическая трубчатая печь с реостатом (нагрев до 600— 700°).....................1 Термопара...................1 Кварцевая трубка (длиною 80 см и диаметром 20—25 мм) ... 1 Холодильник змеевиковый . . . 1 Пробирка с боковым отрост- ком (50 мл)...............1 Водяная баня................1 Газовые часы................1 Сборка прибора Кварцевую трубку 6 (рис. 46) заполняют неплотно на ‘7з активированным углем (по возможности крупными ку- сочками с горошинку). Один конец трубки закрывают проб- кой с газоотводной трубкой, соединенной с системой для очистки ацетилена. Рис. 46. Последняя состоит из трех (/, 2, 3) последовательно соединенных промывных склянок (из которых первая на- полнена подкисленным раствором сулемы, вторая—рас- твором азотнокислой меди, третья — концентрированным 425
раствором углекислого калия и двух (4, 5) поглотительных колонок — одной с твердым едким кали, а второй — с гра- нулированным хлористым кальцием. Другой конец реакционной трубки соединяют с верти- кально поставленным змеевиковым холодильником 7 и при- емником 8—пробиркой с боковым отростком. Последний соединяют с резиновым шлангом для отвода газа в вытяж- ной шкаф. Примечание. Если ацетилен берут из баллона, то пер- вую промывную склянку заполняют водой, вторую — рас- твором бисульфита для удаления ацетона. Выполнение опыта До начала лекции пускают медленный ток ацетилена до полного вытеснения из прибора воздуха (стр. 34), после чего нагревают электрическую печь до 600—650° (при отсутствии термопары необходимо предварительно про- градуировать реостат). Через нагретую трубку ацетилен пропускают со ско- ростью, в среднем, 20—22 л/час (при отсутствии газовых часов необходимо предварительно проградуировать газо- метр). В результате полимеризации ацетилена в приемник со- бирается жидкий конденсат. В течение одного часа обра- зуются 15—20 мл бензола. Примечание. К опыту рекомендуется приступить в на- чале лекции и образование бензола демонстрировать после перерыва. 2. ОПЫТЫ С БЕНЗОЛОМ Кристаллизация бензола Реактивы и посуда Бензол х. ч........20 мл Пробирка (50 мл).........1 Лед Водяная баня..........1 Выполнение опыта Бензол наливают в пробирку и охлаждают тающим льдом. При встряхивании он затвердевает в кристалличе- скую массу при температуре +5,6°. 426
Горение бензола Реактивы и посуда Бензол ......................10 мл Чашка фарфоровая (50 мл) » . 1 Выполнение опыта Бензол наливают в чашку и поджигают с помощью горящей лучины. Он воспламеняется и горит сильно коп- тящим пламенем. Примечание. Опыт рекомендуется проводить в вытяж- ном шкафу. 3. СОПОСТАВЛЕНИЕ СВОЙСТВ АРОМАТИЧЕСКИХ И АЛИЦИКЛИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ Опыт с хлористым алюминием Реактивы и посуда Хлороформ (сухой) ... 20 мл Пробирки (50 мл)........2 Хлористый алюминий (безв.).......... 5—10 г Бензол сухой ..... 5 мл Циклогексан....... 5 мл Выполнение опыта В пробирки наливают по 10 мл хлороформа; в одну пробирку прибавляют бензол, в другую — циклогексан. За- тем добавляют небольшими порциями при энергичном взбалтывании хлористый алюминий. Обращают внимание аудитории на то, что в пробирке с бензолом реакционная смесь окрашивается в оранжево- красный цвет, тогда как в пробирке с циклогексаном она остается бесцветной (иногда окрашивается в слабо-желтый цвет). Опыт с дымящей серной кислотой Реактивы и посуда Бензол...................10 мл Циклогексан..............10 мл Серная кислота дымящая . 40 мл Цилиндры с притертыми проб- ками (50 мл) ........ 2 427
Выполнение опыта В цилиндры разливают по 20 мл дымящей серной ки- слоты; в один цилиндр вливают бензол, в другой — цикло- гексан.Реакционные смеси энергично взбалтывают в течение нескольких минут. При этом только бензол растворяется в серной кислоте (обратить внимание аудитории). Отношение бензола к брому (к галогенам) Реактивы и посуда Бензол х. ч..............15 мл Скипидар или любой жид- кий непредельный угле- водород ................. 5 мл Бромная вода (насыщ.) . 300 мл Цилиндры с притертыми проб- ками (250 мл)..............2 Выполнение опыта В цилиндры наливают по 150 мл бромной воды. В один цилиндр прибавляют скипидар, в другой — бензол. Оба цилиндра энергично встряхивают; при этом в цилиндре со скипидаром происходит обесцвечивание бромной воды. В другом цилиндре бром растворяется в бензоле, но не обесцвечивается. Отношение бензола к окислителям (марганцовокислому калию) Реактивы и посуда Бензол х. ч.......... 5 мл Цилиндры с притертыми проб- Скипидар или любой жид- ками (250 мл) • • ....2 кий непредельный уг- леводород ......... 5 мл Марганцовокислый калий (2°/о-ный раствор) . . . 400 мл Выполнение опыта В цилиндры наливают по 200 мл раствора марганцово- кислого калия. В один цилиндр прибавляют скипидар, в другой — бензол. Оба цилиндра энергично встряхивают. Обесцвечивание раствора происходит только в цилиндре со скипидаром. В цилиндре с бензолом фиолетовый цвет раствора не изменяется. 428
4. БРОМИРОВАНИЕ БЕНЗОЛА В ПРИСУТСТВИИ КАТАЛИЗАТОРА С6Н6 -|- Вг2 —* СеНбВг —НВг J2 Реактивы и посуда Бром.............3—5 мл Пробирка с газоотводной труб- Бензол...........< 10 мл кой (50—100 мл) . ............1 Аммиак (1О°/о-ный рас- Цилиндр (100 мл) ........1 твор)............. 50 мл Йод кристаллический Выполнение опыта В пробирку, в которую заранее налит бром, на лекции вливают бензол и бросают кристаллик йода. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой, конец кото- рой опускают в цилиндр с раствором аммиака так, чтобы трубка не касалась жидкости. Реакционную смесь слегка встряхивают; происходит обильное выделение бромистого водорода, который, реагируя с аммиаком, образует белый дым бромистого аммония. 5. РЕАКЦИЯ НА БЕНЗОЛ В ОТЛИЧИЕ ОТ ТОЛУОЛА (с аммиачным раствором цианистого никеля) Реактивы и Бензол • • • ......... 5 мл Толуол................ 5 мг Сернокислый никель ..Юг Цианистый калий х. ч. . 5 г Аммиак (конц. раствор) . 40 мл Уксусная кислота (5О°/о- ный раствор).........100 мл Лед посуда Стеклянная вата Колбы (250—500 мл)...........2 Воронка стеклянная..........1 Стакан (200 мл) . . 1 Цилиндры с притертыми проб- ками (100 мл\.............2 Водяная баня................1 Выполнение опыта Заранее готовят аммиачный раствор цианистого никеля: сернокислый никель растворяют в 40 мл воды, затем сме- шивают с цианистым калием (растворенным в 20 мл воды) и раствором аммиака. Смесь оставляют стоять при 0° на 0,5 часа. Затем ее фильтруют в стакан через стеклянную вату и к фильтрату добавляют уксусную кислоту до по- явления мути. Полученный аммиачный раствор цианистого никеля разливают поровну в цилиндры, в один добавляют бензол, в другой — толуол. Реакционные смеси встряхивают, при 429
этом в цилиндре с бензолом выделяется голубоватый оса- док |Ni(CN)2-NH3-C6He] Толуол этой реакции не дает. Примечание. Вместо толуола можно взять ксилол. Из- за ядовитости циана опыт проводить в вытяжном шкафу. 6. ОПЫТЫ С ТОЛУОЛОМ Отношение толуола к марганцовокислому калию С6Н5СН3 СеШСООН + Н2О КМпО4 + H2SO4 * Реактивы и посуда Толуол...........5—10 мл Колба (100 мл)...........1 Марганцовокислый ка- лий (2—5°/о-ный рас- твор) ........ 50 мл Серная кислота (конц.) 2—3 мл Выполнение опыта В колбу наливают толуол и раствор марганцовокислого калия, подкисленный серной кислотой. Реакционную смесь взбалтывают и осторожно нагревают на сетке,— при этом фиолетовая окраска марганцовокислого калия исчезает, на что обращают внимание аудитории. Бромирование толуола на свету СбНвСНз + Вг2 СбН5СН2Вг + НВг Реактивы, посуда и приборы Толуол................ 25 мл Бром...................3—5 мл Бумага черная Узкая пробирка длиною 400 мм с внутренним диаметром 10 мм ............ 1 Электрическая лампа1 (на 200— 300 вт) ........... 1 Выполнение опыта До лекции в пробирку, закрепленную в штативе, нали- вают толуол и бром. На лекции верхнюю половину стол- бика реакционной смеси обертывают черной бумагой, а нижнюю освещают электрической лампой на расстоянии 1 Очень удобна фотолампа с матовым стеклом на 500 вт. 430
нескольких сантиметров. Через несколько минут прекра- щают освещение и черную бумагу убирают. Обращают внимание аудитории, что там, где жидкость подвергалась действию световых лучей, произошло обесцвечивание брома, тогда как в верхней части пробирки окраска сохра- нилась. 7. ОПЫТЫ СО СТИРОЛОМ (РЕАКЦИИ НА ДВОЙНУЮ СВЯЗЬ) Обесцвечивание бромной воды Аналогично опыту с этиленом (стр. 69). Обесцвечивание марганцовокислого калия Аналогично опыту с этиленом (стр. 71). 8. ОПЫТЫ С ФЕНИЛАЦЕТИЛЕНОМ Получение фенилацетиленида серебра Аналогично опыту с ацетиленом (стр. 115). Получение фенилацетиленида меди Аналогично опыту с ацетиленом (стр. 115). Примечание. С аммиачным раствором закиси меди по- лучается медное производное, окрашенное в желто-зеленый цвет вместо красного для ацетиленида меди. 9. ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИСТИРОЛА Уравнение реакции: с6н5 с6н5 с6н5 ’ I I иС6Н5СН= сн2 —>--СН2 -СН-СН2-СН-СН2-СН----- Реактивы, посуда Стирол................20 г Пробирка (150.25 мм) .... 1 Перекись бензоила....0,2 г * Выполнение опыта В начале лекции в пробирку помещают 20 г стирола и 0,2 г перекиси бензоила, нагревают на кипящей водяной бане в течение часа. В результате реакции полимеризации образуется очень вязкий стекловидный полимер — полисти- рол. 431
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 433—452) 1. Зависимость выхода продуктов перегонки каменно- угольной смолы от условия перегонки (в %)• 2. Зависимость выхода смолы при полукоксовании от марки угля. 3. Выход и свойства различных фракций каменно- угольной смолы. 4. Ароматические углеводороды, получаемые из ка- менноугольной смолы. 5. Азотсодержащие гетероциклические соединения, получаемые из каменноугольной смолы. 6. Кислородсодержащие ароматические соединения, получаемые из каменноугольной смолы. 7. Дипольные моменты однозамещенных производных бензола. 8. Дипольные моменты двухзамещенных производных бензола. 9. Физические свойства углеводородов бензольного ряда. 10. Каталитический синтез алкилароматических углеводо- родов. 11. Ориентирующее влияние заместителей в бензоль- ном кольце. 12. Ориентирующее действие некоторых заместителей. 13. Количественное соотношение изомеров, образую- щихся при введении второго заместителя в одно- замещенное производное бензола. 14. Схема реакции сульфирования бензола и его произ- водных. 15. Синтезы на основе толуола. 16. Техническое применение бензола. 17. Техническое применение гомологов бензола. 18. Главнейшие синтезы на основе бензола. Рисунки (стр. 453) 1. Расположение атомов углерода в графите и в алмазе. 2. Структура бензола. Модели Модель бензола. 432
Коллекция Образцы каменного угля; каменноугольная смола; легкое, среднее, тяжелое и антраценовое масла; пек. Бензол, толуол, ксилол (о-,/п-,л-); этилбензол, изопро- пилбензол, фенилацетилен, инден, нафталин, дифенил, аценафтен, флуорен, антрацен, фенантрен, пирен, хризен. Стирол, полистирол. Изделия из полистирола. Фенил- ацетилен. ЗАВИСИМОСТЬ ВЫХОДА ПРОДУКТОВ ПЕРЕГОНКИ КАМЕННОУГОЛЬНОЙ СМОЛЫ ОТ УСЛОВИЙ ПЕРЕГОНКИ (В ®/о) ЗАВИСИМОСТЬ ВЫХО- ДА СМОЛЫ ПРИ ПОЛУКОКСОВАНИИ ОТ МАРКИ УГЛЯ 1 Л Перегонка 1 Ч QJ * О L- Компоненты Первонача. ный состав дегтя с водяным паром 0J S >> >> сЗ К и при нор- мальном давлении Уголь Выход безв ной смолы (в пересче' на сухой уголь), °/0 Нерастворимые 1,8 Тощий (сухой) 1,5 3,5 в бензине . . 8,6 3,2 1,7 Жирный . . . Фенолы .... 9,5 1,3 2,3 6,4 Газовый . . . 8,0 Карбоновые кис- 5,6 7,9 27,0 7,3 20,9 Газовый пла- лоты 5,8 Парафин .... 19,6 31,9 менный . . 12,0 Нейтральные 29,0 масла .... 53,7 39,4 43,3 50,9 Кеннельский Кокс 1 q 7,9 7,9 7,8 ВЫХОД И СВОЙСТВА РАЗЛИЧНЫХ ФРАКЦИЙ КАМЕННОУГОЛЬНОЙ СМОЛЫ Фракции Температура отгонки, ®С Выход, 6/0 Плотность, D Легкое масло Среднее масло .... Тяжелое масло .... Антраценовое масло . Каменноугольный пек до 170 170-230 230—270 270-360 В остатке 0,5-5,0 3,46-12,2 9,93—27,0 4,0—24,8 50,5-71,8 0,88—0,98 0,98—1,04 1,04-1,06 1,06—1,10 В-152.—28 433
АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ИЗ КАМЕННОУГОЛЬНОЙ СМОЛЫ СН3 СН3 СН3 I СНз Смесь о, м и л-ксилолов СН3 I Нафталин а-Метилнафталин р-Метилнафталин Дифенил Аценафтен Флуорен Фенантрен Антрацен 434
АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ИЗ КАМЕННОУГОЛЬНОЙ СМОЛЫ Хинолин Изохинолин Хинальдин Индол Акридин Карбазол КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ИЗ КАМЕННОУГОЛЬНОЙ СМОЛЫ ОН он он он Смесь о~, м-, п-, крезолов ОН ОН ОН ОН Смесь ксиленолов (диметилфенолов) ОН а-Нафтол ₽-Нафтол 28* 435
ДИПОЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ ОДНОЗАМЕЩЕННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОЛА Соединения с группами, притягивающими электроны Соединения с группами, отталкиваю- щими электроны формула дипольный момент, р- N(CH3)2 1,58 <C_^“NHa 1,48 n 1 о I 1,40 —OCOCH3 1,52 <_>-оснз 1,16 \_^-снз 0,37 \-соон 1,00 436
ДИПОЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ ДВУЗАМЕЩЕННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОЛА Формула Найдено, Р- Вычислено, Р* Два одинаковых заместителя -С1 2,30 С1 С1 -С1 1,55 1,55 С1— -С1 -NO2 6,0 6,8 О 0 no2 -no2 3,70 3,95 NO2 -no2 0,32 О 437
Продолжение Два различных заместителя с равнонаправленным моментом Два различных заместителя с противоположно направленным моментом - 438
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕВОДОРОДОВ БЕНЗОЛЬНОГО РЯДА Название Формула Темпера- тура плавления, вС Темпера- тура кипения, °C Плотность, Бен зол Толуол о-Ксилол ж-Ксилол я-Ксилол Этилбензол Пропил- бензол Стирол Фенилаце- тилен X , о со L , X X X 11 . ГС ГС СО со , ГС II X X X X X X X X III _ _i г j Y_ Y__ 7 . К - £ 5 о 4-5,6 -94,9 -25,2 —47,9 4-13,3 -95,0 -99,5 -31,0 -43,0 80,1 110,6 144,4 139,1 138,4 136,2 159,2 146,0 142,0 0,879 0,867 0,880 0,864 0,861 0,867 0,862 0,903 0,930 439
КАТАЛИТИЧЕСКИМ СИНТЕЗ АЛКИЛАРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ + СН3СН=СН2 СН(СН3)2 Изопропил- бензол О Бензол СН3СНС2Н5 катализатор H3POrBF3 + СН3СН2СН-СН2 в/тгор-Бутил- бензол (94°/о) (CH3)2CC2HS +(СН3)2СНСН—СН2 пгрет-Изоамил- бензол (64°/о) СН3СНС2Н5 А М I СН3СНС2Н5 n-emop-Дибутил- бензол (6°/о) (CH3)2CC2HS I /\ I I (СН3)2СС2Н5 п-/пр^-Диизо- амилбензол 440
Продолжение КАТАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АЛКИЛАРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ СН(СН3)2 СН(СН3)2 .=сн2 /^-СН(СН3Ь о-Диизопропилбензол (2О°/о) +сн3сн=сн СН(СН3)а /7-Диизопропил- бензол _ (8О°/о) 2 СН(СН3)2 —СН(СН3)2 —СН(СН3)2 СН(СН3)2 сим л<-Триизопропилбензол (15°/о) СН(СН3)2 не сим м- Триизопропил- бензол (85о/о) 441
ОРИЕНТИРУЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ В БЕНЗОЛЬНОМ КОЛЬЦЕ Заместители 1-го рода, направляющие новый заместитель пре- имущественно в орто- и пара-положения —ОН —СН3 —СН2С1 -nh2 . -с6н5 -ch2nh2 ZCH3 - NQ —F — CH2-CN ^СНз —NH-C—CH3 —Cl — CH2—COOH —O—CH3 —0-C-CH3 о —Br -J —CH=CH—COOH —C==C—COOH —N=N— Заместители 2-го рода, направляющие новыйТзаместитель преимущественно в мета-положение -N02 -SO2OH —СООН —С—СООН -СС13 Ориентирующая сила заместителей Для орто- и лара-ориентирующих NH2 > ОН > J > Вг > Cl > F > СН3 Для лг^/лл-ориентирующих - СООН > - SO3H > - N02 > - N(CH3)3 > - NH3 442
ОРИЕНТИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ НЕКОТОРЫХ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ Имеющийся заместитель Положение, занимаемое вступающим заместителем С! Вг J SO8H no2 С1 4 (2) (3) 4 (2) (3) 4 4 4 (2) Вг 4 (2) (3) 4 (2) (3) 4 4 (2) J 4 4 4 4 4 (2) ОН 4 (2) 4 (2) 4(2) 4 (2) 2 (4) SO3H 3 — 3 (4) 3 (2) (4) no2 3 3 — 3 (2) (4) 4 (3) (2) nh2 4 (2) 4 4 4 (2) 2 (4) (3) СНз 4 (2) 4 (2) 4(2) 4 (2) (3) 3 (2) (4) СООН 3 3 3 3 (4) CN — — — 3 NO 4 4 ( — 4 КОЛИЧЕСТВЕННОЕ СООТНОШЕНИЕ ИЗОМЕРОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ВВЕДЕНИИ ВТОРОГО ЗАМЕСТИТЕЛЯ В ОДНОЗАМЕЩЕННОЕ ПРОИЗВОДНОЕ БЕНЗОЛА Имеющийся заместитель Соотношение изомеров, образующихся при нитровании (в %) Имеющийся заместитель Соотношение изомеров, образующихся при нитровании (в %) мета орто пара мета орто пара ОН 0 55,0 45,0 CH2NO2 48,0 ——— ———< J 0 41,1 58,7 COCH3 55,0 45,0 0 Вг 0 37,6 62,4 СС13 64,0 7,0 29,0 С1 0 30,1 69,9 СООС2Н5 68,4 28,3 3,3 F 0,2 12,4 87,4 SO3H 72,0 21,0 7,0 NHCOCH3 2,0 19.0 79,0 сно 79,0 — •— СН3 3,1 56,0 40,9 СООН 80,3 18,5 1,2 СН2С1 12,0 41,0 47,0 CN 81,0 7 CH2CH2NO2 13,0 35,0 52,0 no2 93,2 6,4 0,4 [NH3]+ еЗ,0 5,0 62,0 [N(CH3)J+ 100,0 0 0 СНС12 34,0 23,0 43,0 443
СХЕМА РЕАКЦИИ СУЛЬФИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ +H2SO4+SO3 Бензол Бензолсульфо- кислота SO3H Бензол-л/-дисульфо- кислота СН СН3 СНз +H2SO4 Толуол SO3H Толуол-л-сульфо- кислота СН3 + Н25О4+5Оз SO3H Толуол-2, 4-дисульфо- кислота Толуол-о-сульфо- кислота С1 I 4-H2SO4+SO.i Хлорбензол „ SO3H SO3H Хлорбензол-/?- ...... Хлорбензол^,4-ди- сульфокислота........сульфокислота NO2 Нитро- бензол 4- H2SO4+SO3 NO2 Нитробензол- ж-сульфокислота СНо NO2 л-Нитротолуол +H,SO4+SO3 СН3 I <4-SO3H V I no2 л-Нитротолуол- о-сульфокислота t
<2, 6-Динитрото- N02 2, 4-Динитро- NO2 , п-Нитро- луол толуол Нитрование СНз —no2 NO2 2, 4,6-Тринитро- толуол СНз -NH2 NH2 3, 4-Диамино- толуол Восстанов- ление СНз -NH2 NH2 2, 4-Диамино- толуол Восстанов- ление ч---------- СНз z—NOa NH2 З-Нитро-4-то- луидин Восста- Т.ОЛУ°^ новление СН3 NH2 п-Толуидин Нитрование СН3 -NO2 nh2 2-Нитро-4- то- луидин 446
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ТОЛУОЛА Табл. II СН3 СНз СН3 Толуол Нитрование no2 ^-Нитро- толуол Сульфирование Восстанов- ление -NO2 ^-Нитротолуол Окисление СНз СНз СООН —NH2 -NO2 NO2 4-Нитротолуол- 2-сульфокислота 0-Толуидин о-Нитробензой- ная кислота Нитро- вание 3 СНз СН3 —NH 2 -nh2 ~NH2 NO2 4-Нитро-2-то- луидин 6-Нитро-2-толу- идин 5-Нитро-2-то- л у идин 447
ОО шаю и ..iniii—i’ СНк ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БЕНЗОЛА -f- СН2—сн2 А1С13 С6Н5СН2СН3 Этилбензол -н2 С6Н5СН=СН2 Стирол Синтетические каучуки Пластические массы НС СН НС СН SCHZ Бензол Хлорирование гидролиз СбН5ОН Фенол Фенол-формальдегидные смолы Сульфирование щелочное плавление Каталитическое окисление + СН3СН=СН2 Хлорирование С6Н5ОН Фенол СбН5ОН Фенол С6Н5СН(СНз)2 Кумол Окисление СеН6С16 Гексахлоран СеН5С1 Хлорбензол •> Синтетические полиамидные волокна Пластификаторы \ Поверхностно-активные вещества Фенол Ацетон В-152. Каталитическое окисление СН----СО > Полиэфиры (армиро- ванные стеклопластики) Нитрование Алкилирование Алкилирование с тетрамером пропилена СН----COZ Малеиновый ангидрид > Эпоксидные смолы CGH5—NO2 Нитрование „ ,мп Нитробензол .и-Динитробензол 61 C6H5Ci2H25 Додецилбен- зол Сульфирование Алкил бензол сульфонаты (моющие средства)
ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ГОМОЛОГОВ БЕНЗОЛА Окисление > СвН5-СНО Бензойный альдегид Окисление » С6Н5-СООН Бензойная кислота * Красители * Душистые вещества * Консервирующее средство * Синтетические смолы С6НВ~СН3 Толуол Нитрование C6H5(NO2)3 Тринитро- толуол * Взрывчатые вещества С6Н4(СН3)2 Ксилолы С6Н5—С2Н5 Этилбензол Хлорсульфирование+ ~-------------------Сахарин, хлорамин Т 4-аммиак+окисление —* Растворитель о-Ксилол Окисление л/Жсилол Окисление п-Ксилол Окисление Дегидрирование Окисление > С6Н4(СООН)2 Фталевая кислота С6Н4(СООН)2 Изофталевая кислота > С6Н4(СООН)3 Терефталевая кислота >С6Н5-СН=СН2 Стирол >С6Н5—СО-СНз Ацетофенон нсно ———> Синтетические смолы ———> Пластификаторы -------> Красители --------* Синтетические смолы --------* Пластификаторы * —-------> Полиэфирные волокна -——> Синтетические волокна (терилен, или лавсан) Бутадиен-1, 3 сополимери- зация Полимериза- ция Синтетический каучук (буна S) Пластические массы Синтетические лаки I
Бензол главнейшие синтезы на основе бензола Нитрование Thno3+h2so; Сульфировани "^980/0 H2SO4 Галогенирование AICI3 2 -NO2 Нитробензол —SO3H Бензолсульфо- кислота —С1 Хлорбензол -сн3 Толуол Алкилирование каталитическое Этилбензол 4- RCH=CH2 Алкилбензол -R Алкилбензол Окисление каталитическое Фенол СН—СО СН----СО/ Малеиновый ангидрид Оксиалкилирование снТ^сЩ З-Фенилэтанол 452
РАСПОЛОЖЕНИЕ АТОМОВ УГЛЕРОДА В ГРАФИТЕ И В АЛМАЗЕ Графит Длмаз СТРУКТУРА^БЕНЗОЛА 453
Глаза XX ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ БЕНЗОЛЬНОГО РЯДА 1. УСТОЙЧИВОСТЬ ГАЛОГЕНА В БЕНЗОЛЬНОМ КОЛЬЦЕ Реактивы, посуда и приборы Хлорбензол х. ч.; (свеже- перегнанный).................25 мл Едкое кали (1О°/о-ный спиртовый раствор)..................50 мл Азотнокислое серебро (1°/о-ный раствор)............- . . 10 мл Азотная кислота (конц.) ... 20 мл Бумажка конго Колба (200 м г) ....... 1 Цилиндры (50—100 мл) ... 2 Делительная воронка .... 1 Водяная баня............ 1 Термометр............ . 1 Выполнение опыта В колбу наливают хлорбензол и спиртовый раствор едкого кали. Реакционную смесь нагревают несколько минут на водяной бане при 70—80°, после чего разбавляют 100 мл воды. Хлорбензол выделяется в виде маслянистой жидкости без изменения. Его отделяют от водного слоя при помощи делительной воронки. Водный слой, отделенный от хлорбензола, в цилиндре подкисляют азотной кислотой до кислой реакции на конго и прибавляют раствор азотнокислого серебра. При этом не получается никакого осадка или помутнения, что сви- детельствует о том, что хлорбензол в обычных условиях не гидролизуется. 454
2. ПОДВИЖНОСТЬ ГАЛОГЕНА В БОКОВОЙ ЦЕПИ • « Опыт с хлористым бензилом СвНбСН2С1 4- Н2О + AgNOa CeH5CH2OH + AgCI + HNO, Реактивы и посуда Хлористый бензил1 . . 5—10 мл Цилиндры с притертыми проб- Хлорбензол х. ч.1 ... 5—10 мл ками (50 мл)....... . . 2 Азотнокислое серебро (2°/о-ный спиртовый рас- твор) ........«... 50 мл Выполнение опыта • Наливают в цилиндры по 25 мл спиртового раствора азотнокислого серебра; в один цилиндр прибавляют хлор- бензол, в другой — хлористый бензил. При энергичном взбалтывании только в цилиндре с хлористым бензилом по- является осадок хлористого серебра. Примечание. Остатки хлористого бензила (слезоточив) и посуду, в которой он находился, обрабатывают раство- ром щелочи. Опыт с хлористым бензилиденом CeHsCHCh 4- 2КОН СбНбСНО + 2КС1 + Н2О Реактивы, посуда и приборы Хлористый бензилиден .... 15 мл Пробирки (50 мл)............. 3 Едкое кали (1О°/о-ный спиртовый — Водяная баня................. 1 раствор) . . . «... 30 мл Термометр........................ 1 Выполнение опыта В три пробирки наливают по 5 мл хлористого бензили- дена и по 10 мл спиртового раствора едкого кали; про- бирки нагревают на водяной бане при 70—80° в течение 5 мин. В результате гидролиза образуется бензойный альдегид с характерным запахом горького миндаля. Для ознакомле- ния с запахом пробирки передают в аудиторию. 1 Проверить на отсутствие ионов хлора. 455
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 457—460) .1. Физические свойства галогенопроизводвых бензоль- ного ряда. 2. Синтезы на основе хлоропроизводных бензола (имею- щие практическое применение). 3. Схема хлорирования бензола и его производных. Коллекция Фторбензол, хлорбензол, бромбензол, йодбензол; хлор- толуолы, хлористый бензил; бромистый бензил, йодистый бензил; дихлорбензолы, дибромбензолы, хлористый бензи- лиден; бензотрихлорид.
I . ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОЛЬНОГО РЯДА Темпера- Темпера-. Плот- Название Формула тура плавления, тура кипения, ность, £>20 ° С ° С Фторбензол q- —39,2 85,2 1,0236 Хлорбензол А~с| -45,2 132,0 1,1060 Бромбензол w —30,6 156,2 1,4950 Йодбензол -31,4 188,7 1,6197 Ч/ о-Хлортолуол С1 — 36,5 159,2 1,0820 Ч/-СНз л/-Хлортолуол СН3-|^\-С1 -47,8 161,6 1,0720 \/ п-Хлортолуол Л-С1 +17,0 162,0 1,0700 сн* - V о-Бромтолуол —28,1 181,8 1,4220 L JI—СНз лг-Бромтолуол СН3-/^-Вг -39.8 183,7 1,4170s50 п-Бромтолуол gr 1 II DI +26,7 185,0 1,3900 СН -J • СНз 1 Хлористый бензил СН2С1 -39,0 179,4 1,0990 Бромистый бензил ? |j—СН2Вг \/ — 199,0 1,4380220 Йодистый бензил /\-CH3J +24,0 — 1,7330’5* 457
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ХЛОРОПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОЛА (имеющие практическое применение) +NaOH р. t Cl о-Дихлор- бензол С1 Cl п-Дихлор- бензол С1 о Хлорбензол +hno8 H9SO4 +HNO3 H2SO4 Cl no2 3,4-Дихлорни- трсбензол Cl -no2 Cl 2,5-Дихлорни- тробензол 4-HNO3 H2SO4 +HNOn о H2SO4 Cl V о-Нитрохлорбензол л-Нитрохлорбензол С1 NH2 3,4-Дихлор- анилин Cl )-NH2 Cl 2,5-Дихлор- анилин ОН 4-NaOH --------> 2 Cl 4-NaOH 4-HNCL О Cl 1,2,4.5-Тетрахлор- бензол 2,4,5-Трихлор- фенол С1 2-Нитро- 4-хлорфенол С1 > Cl Cl -no2 2,4,5-Трихлор- 6-нитрофенол 458
Продол нее пае СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ХЛОРОПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОЛА (имеющие практическое применение) ОН ОН +NdOH -no2 2 ------> —NH оНитрофенол NH2 о-Аминофенол NH? (2-Нитрохлор- бензол 4-NH о --------> 2 ------у —-NH2 2 о-Нитроанилин ОСН3 о-Фенилендиамин ОСН3 4-CH3ONa --------> -nh2 о-Нитроанизол ОН о-Анизидин ОН 4-NaOH ------>. +На no2 i -Нитрофенол NHa NH2 л-Аминофенол NH2 л-Нитрохлор- бензол +NH3 ----- +CH3ONa -------> NO2 л-Нитроанилин ОСНз nh2 л-Фенилендиамин ОСН3 NH2 л-Анизидин NO2 п-Нитроанизол Cl Cl 2,4,5-Трихлор- 6-аминофенол (хлоранол) 459
460
Глава XXI НИТРОСОЕДИНЕНИЯ И ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ ИХ ВОССТАНОВЛЕНИЯ Нитросоединения 1. ПОЛУЧЕНИЕ НИТРОБЕНЗОЛА СвНе + HNOa-fj^-—СвНбКОаН-НгО Реактивы посуда и приборы Бензол.................20 мл Азотная кислота (уд. вес 1,4—1.5) .........20 мл Серная кислота (уд. вес 1,84)................... 40 мл Углекислый натрий (1О°/о-ный раствор) . . . 25 мл Хлористый кальций (прока- ленный) .................5-Юг Колба (300—500 мл).........1 Стакан (300 — 500 мл).......1 Колбочка (50 мл) ...... 1 Пробирки ................. 3 Капельная воронка ........ 1 Делительная воронка.........1 Водяные бани.......... . • . . 2 Термометр..................1 Выполнение опыта В колбу наливают серную кислоту и постепенно при взбалтывании прибавляют азотную кислоту. Полученную нитрующую смесь охлаждают в бане с ледяной водой и при постоянном взбалтывании постепенно приливают из капельной воронки бензол. После приливания всего количества бензола реакцион- ную смесь нагревают в течение 5—10 мин, на предвари- тельно нагретой до 70—80° водяной бане. Затем содержи- 461
мое колбы выливают в стакан с ледяной водой; нитрующая смесь растворяется в воде, а нитробензол в виде желто- ватой маслянистой жидкости собирается на дне стакана. С помощью делительной воронки нитробензол отделяют, промывают раствором углекислого натрия, а затем опять водой, переливают в колбочку и сушат хлористым каль- цием несколько минут при нагревании на кипящей водя- ной бане. Для ознакомления с запахом нитробензола его разли- вают в пробирки и передают в аудиторию. 2. ПОЛУЧЕНИЕ .м-ДИНИТРОБЕНЗОЛА C6H6NO2 + HNO3-^ * Af-CeHi (NO2)2-}-H2O Реактивы, посуда и приборы Нитробензол................10 мл Азотная кислота (уд. вес 1,5). 15 мл Серная кислота (уд. вес 1,84) .20 м г Капельная воронка...........1 Колба (200 мл)..............1 Стакан (500 мл).............1 Водяная баня .............. 1 Выполнение опыта К предварительно приготовленной теплой нитрующей смеси (стр. 461) приливают из капельной воронки при энергичном взбалтывании нитробензол. По окончании при- ливания реакционную смесь нагревают на кипящей водя- ной бане (нагретой заранее) в течение 5 — 10 мин. Затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и выливают в стакан с 200 мл холодной воды. Af-Динитро- бензол выделяется в виде тяжелой маслянистой жидкости, которая быстро закристаллизовывается. В водном слое при непродолжительном стоянии появ- ляются желтоватые кристаллы лт-динитробензола в виде игл. 3. ПОЛУЧЕНИЕ НИТРОЗОБЕНЗОЛА „ CeH6NH2——->CeH8NO4-H2O Реактивы посуда и приборы Надсернокислый калий (пер- сульфат калия). . . . 18 г Серная кислота (конц.) . . 15 мл Углекислый натрий ... 50 г Анилин................... 3 мл Батарейный стакан (500 мл) . . . 1 Капельная воронка.............1 Фарфоровая ступка с пестиком ч . 1 462
Выполнение опыта До лекции калиевую соль надсерной кислоты тщательно растирают в ступке с серной кислотой. Смесь переносят в батарейный стакан со 100 г истолченного льда и ней- трализуют углекислым натрием. На лекции в нейтральный раствор вливают раствор 3 мл анилина в 100 мл воды; через 10—15 мин. нитрозобензол выделяется в виде желтых хлопьев. 4. ОПЫТЫ С НИТРОБЕНЗОЛОМ Кристаллизация Реактивы, посуда и приборы Нитробензол х. ч. 10 мл Пробирки Водяная баня Выполнение опыта Наливают в две пробирки по 5 мл нитробензола и по- мещают в баню с охладительной смесью; через несколько минут нитробензол закристаллизовывается (т. плавл. Отличие нитробензола от «-нитротолуола при действии щелочи Реактивы и посуда Нитробензол х. ч........10 мл «-Нитротолуол...........10 мл Петролейный эфир . . . .50 мл Едкое кали (порошк.) ... 6 г Цилиндры с притертыми проб- ками (50 мл) ........; Выполнение опыта В один цилиндр наливают нитробензол, в другой — нитротолуол. В оба цилиндра вливают по 25 мл петролей- ного эфира. Затем при энергичном взбалтывании в цилиндры всыпают по 3 г порошкообразного едкого кали. При этом наблюдается появление желто-коричневого окрашивания только в цилиндре с «-нитротолуолом. 463
5. РЕАКЦИЯ лс-ДИНИТРОБЕНЗОЛА С АЦЕТОНОМ Реактивы, посуда и приборы лг-Динитробензол . . . ОД—0,2 г Капельная воронка 1 Ацетон . . ......... 30 мл Цилиндр (100 мл)....... 1 Едкое кали (ОД н. раствор) 100 мл Выполнение опыта Растворяют 0,1 г м-динитробензола в ацетоне и при встряхивании прибавляют из капельной воронки раствор адкого кали; появляется фиолетово-красное окрашивание. 6. ПОЛУЧЕНИЕ АЦИФОРМЫ ФЕНИЛНИТРОМЕТАНА C6H5CH2NO2 СбНьСН = NOONa CeHsCH = NOONa —С6Н8СН = NOOH -> CeH6CH2NO2 Ациформа Реактивы и посуда Фенилнитрометан ............. 15 мл Едкий натр (5°/о-ный раствор) 50 мл Соляная кислота (5°/о-ная) . . 60 мл Этиловый спирт................30 мл Хлорное железо (5°/о-ный рас- твор) .....................20 мл Бумажка конго Колба (200 мл).............1 Воронка с пробиркой для отса- сывания .................1 Капельная воронка ...... 1 Пористая фарфоровая пластинка 1 Пробирки ................. 2 Цилиндры (50 мл)...........2 Водяная баня...............1 Выполнение опыта В колбе растворяют 10 мл фенилнитрометана в 50 мл едкого натра при нагревании на кипящей водяной бане; раствор охлаждают ледяной водой и приливают из капель- ной воронки соляную кислоту до кислой реакции на бу- мажку конго. При этом выпадает белый осадок ациформы фенилнитрометана. Образующийся осадок быстро отфильтровывают и сушат несколько минут на пористой пластинке; затем его пере- носят в цилиндр и растворяют в спирте. При прибавлении к спиртовому раствору хлорного железа появляется темно- красное окрашивание. 464
Параллельно проводят опыт с жидким фенилнитроме- таном (нейтральная форма); при прибавлении к его спирто- вому раствору хлорного железа окрашивания не наблю- дается. Примечание. Ациформа фенилнитрометана при хранении или при медленном фильтровании переходит в маслообраз- ную нейтральную форму. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 466—470) 1. Физические свойства нитросоединений ароматиче- ского ряда. 2. Схема нитрования бензола и толуола. 3. Схема реакции восстановления нитробензола в кислой и щелочной среде. 4. Схема реакции восстановления нитропроизводных ароматического ряда. 5. Синтезы на основе динитрохлорбензола (имеющие практическое значение). Коллекция Нитробензол; динитробензолы; смлси-тринитробензол, нитротолуолы, тринитротолуол; нитрохлорбензолы; 2,4-ди- нитрохлорбензол. Фенилнитрометан. Нитрозобензол, фенилгидроксиламин, азоксибензол, азо- бензол, гидразобензол, гидразотолуол. В-152.—30
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИТРОСОЕДИНЕНИИ АРОМАТИЧЕСКОГО РЯДА СХЕМА НИТРОВАНИЯ БЕНЗОЛА И ТОЛУОЛА Нитрование бензола Нитробензол 1, З-Динитробензол 1,3,5-Тринитробензол Нитрование толуола СН3 СН 2-Нитротолуол 2,6-Динитротолуол СНз Толуол СН3 NO2 4-Нитротолуол 2,4-Динитротолуол 2,4,6-Тринитротолуол (тротил) СНз I no2
Нитробензол СХЕМА РЕАКЦИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НИТРОБЕНЗОЛА В КИСЛОЙ И В ЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ Нитрозобензол Фенилгидроксиламин Анилин Щелочная среда Нитрозобензол 4-н —NH-—ОН Фенилгидроксиламин Азоксибензол Фенилгидроксиламин Азобензол Гидразобензол w .к I I
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ДИНИТРОХЛОРБЕНЗОЛА (ИМЕЮЩИЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ) SO3Na +Na2SO3 С1 I no2 I no2 2,4-Динитро- хлорбензол NO2 2,4-Ди нитробен- золсульфокислота NH2 +NH3 2 NO2 2,4-Динитроанилин ОСНз ОСНз +CH3ONa /4s_.No/+HNO3 NO2 2, 4-Динитро- анизол ОН no2 2,4,6-Три- нй!роанизол ОН 4-NaOH Z\_no2 +HNO3 o2N—ZS— NO2 no2 2,4-Динитро- фенол NO2 2, 4,6-Тринитро- фенол (пикриновая кислота) +H2S ОН NO2 Пикраминовая кислота no2 2-Амино-4-нитро- фенол 470
Промежуточные продукты восстановления нитробензола 1. ПОЛУЧЕНИЕ ФЕНИЛГИДРОКСИЛАМИНА C6H5NO,-----—------>C6H5NHOH + н,о Zn-|-CaHEOH Реактивы, посуда и приборы Нитробензол ........... 5 мл Этиловый спирт.........100 мл Хлористый аммоний ... 5г Цинковая пыль . . . . 5 г Колба (250 мл)..............1 Холодильник ............... 1 Колба для отсасывания . . . . 1 Воронка Бюхнера.............1 Водяная баня................1 Выполнение опыта В колбу с обратным холодильником наливают спирто- вый раствор нитробензола, всыпают хлористый аммоний и цинковую пыль. Реакционную смесь нагревают на водяной бане до кипения, затем оставляют стоять на несколько минут,— при этом нитробензол восстанавливается до фенил- гидроксиламина. Смесь фильтруют и в спиртовом растворе качественно открывают фенилгидроксиламин по реакции с аммиачным раствором окиси серебра и с реактивом Фелинга (см. ниже). 2. ОПЫТЫ С ФЕНИЛГИДРОКСИЛАМИНОМ Восстановительные свойства фенилгидроксиламина Реактивы и посуда Фенилгидроксиламин (свежеприготовленный, стр 472)................. 5 г Этиловый спирт...........50 мл Аммиачный раствор окиси серебра (стр. 115) . . . 50 мл Реакхив Фелинга (стр.313). 50 мл Колба (200 мл).............1 Цилиндры с притертыми проб- ками (100 мл)..............2 Выполнение опыта В цилиндры наливают по 25 мл спиртового раствора фенилгидроксиламина (можно использовать раствор от предыдущего опыта), затем в один добавляют аммиачный раствор окиси серебра, в другой — свежеприготовленный реактив Фелинга; при взбалтывании в первом цилиндре выпадает серебро, во втором — красный осадок закиси меди. 471
Окисление фенилгидроксиламина в нитрозобензол C6H6NHOH -------2---->c6h5no + нао NflgCljOyf- HgSOa Реактивы, посуда и приборы Фенилгидроксиламин (све- Круглодонная колба (2 л) . . . 1 ^неприготовленный)1 . . 15 г Колба (250 ли)..............1 Серная кислота (конц.) . . 60 ли Холодильник ................1 Этиловый эфир..........100 мл Форштосс.........................1 Двухромовокислый натрий 15мл' Делительная воронка.........1 Парообразователь...........1 Стеклянные трубки и резиновые шланги соответствующих раз- меров Сборка аппаратуры Круглодонную колбу соединяют с трубками, парообра- зователем и холодильником, как для перегонки с водяным паром (стр. 23). Выполнение опыта До лекции в колбу вливают 300 мл воды и концентри- рованную серную кислоту; после охлаждения ледяной водой добавляют фенилгидроксиламин. На лекции в колбу вливают 600 мл ледяной воды и при энергичном встряхивании добавляют раствор двухро- мовокислого натрия в 250 мл воды. Образуются желтые хлопья нитрозобензола. Затем колбу соединяют с заранее нагретым до кипения парообразователем и начинают пере- гонку с водяным паром. Колба наполняется зелеными па- рами нитрозобензола, а на стенках трубки холодильника осаждается белая кристаллическая масса димера нитрозо- бензола. Если закрыть воду в холодильнике, димер рас- плавляется и стекает в приемник. По окончании перегонки погон переливают в делитель- ную воронку, добавляют эфир и получают при встряхи- вании эфирный раствор нитрозобензола, окрашенный в зе- леный цвет. 1 Препаративное приготовление фенилгидроксиламина см. Л. Г а т- терман и Г. Виланд. Практические работы по органической хи- мии Госхимиздат, 1948; стр. 214; Л. М. Куль'берг. Синтезы органи- ческих реактивов, Госхимиздат, 1947, стр. 81. 472
3. ПОЛУЧЕНИЕ АЗОБЕНЗОЛА Из нитрозобензола и анилина c6h5no + h2nc6h5 —> C6H5~N—N~C6H5 + Н2О Реактивы, посуда и приборы Анилин...................5 мл Колба (200 мл)........ Нитрозобензол............5 г Шариковый холодильник Уксусная кислота , .... 15 мл Водяная баня ...... Этиловый спирт.........50 мл . 1; . 1 . 1 Выполнение опыта В колбу с обратным холодильником вносят растворы анилина в уксусной кислоте и нитрозобензола в спирте. Реакционную смесь нагревают в течение 10 мин. на кипящей водяной бане; при этом раствор постепенно окра- шивается в темно-оранжевый цвет. Затем к реакционной смеси при охлаждении приливают воду (около 10 мл)\ выпадает осадок азобензола в виде оранжево-красных листочков. Из гидразобензола 2HNO. CeH6NH-NHC6H5 CeH5—N=N— C6H5 + NO4-2H2O Z In a IN п Реактивы, посуда и приборы Гидразобензол............ 3 г Этиловый эфир...........100 мл Азотистокислый натрий (4°/о-ный раствор) ... 70 мл Соляная кислота (конц.) . 8 мл Углекислый натрий (5°/о- ный раствор).........50 мл Двугорлая круглодонная кол- ба (500 мл}..............1- Шариковый холодильник . . . 1 Капельная воронка ......... 1 Делительная воронка ..... 1 Часовые стекла..............3 Мешалка.....................1 Электромотор с реостатом . . . 1 Сборка аппаратyjp ы В вертикальное горло двугорлой колбы вставляют на пробке холодильник, через который пропускают механи- ческую мешалку; в боковое горло вставляют капельную воронку. 473
ыполнение опыта В колбу вносят эфирный раствор гидразобензола и рас- твор азотистокислого натрия. Из капельной воронки (при механическом размешивании) приливают соляную кислоту. По мере окисления гидразобензола эфирный раствор окрашивается в красный цвет от образующегося азобен- зола, на что обращают внимание аудитории. Примечание. Во время перерыва можно отделить эфир* ный слой от водного, промыть раствором углекислого натрия и разлить на большие часовые стекла: по испаре- нии эфира остаются кристаллы, окрашенные в красный цвет. Часовые стекла передать в аудиторию. 4. ДЕЙСТВИЕ БРОМА НА АЗОБЕНЗОЛ CeH5-N=N-CeH5 4- Вг2 —* С6Н6-NBr — NBr-С6Н5 Реактивы и посуда Азобензол . ........... 3 г Хлороформ.............. 75 мл Бром...................3—5 мл Капельная воронка (50 мл) . . 1 Цилиндр с притертой пробкой (100 мл) .......... 1 Стеклянная ванна .... 1 Выполнение опыта В цилиндр с азобензолом наливают 50 мл хлороформа и растворяют в нем азобензол. Затем приливают из ка- пельной воронки при охлаждении раствор брома в 25 мл хлороформа. Происходит обесцвечивание. 5. ПОЛУЧЕНИЕ ГИДРАЗОБЕНЗОЛА И БЕНЗИДИНОВАЯ ПЕРЕГРУППИРОВКА 2CeH5NO2-----“-----у CeH5N=NC6H54-4H2O Zn-|-NaOH Азобензол C6H5N—NCeH5------“----> C6H6NH—NHCeH5 Zn-|-NaOH Гидразобензол CeHsNH —NHCeH6-----> H2NC6H4-C6H4NH2 H2SO4 Бензидин Реактивы, посуда и приборы Нитробензол ................ 5 мл Колба (250 мл).................1 Едкое кали (20°/о-ный Термометр................... . 1 спиртовый раствор) . . 50 мл Водяная баня ..................1 Цинковая пыль..........50 г Цилиндр........................1 Серная кислота (10°/о-ная) 150 мл 474
Выполнение опыта В колбу наливают нитробензол и спиртовый раствор едкого кали. Реакционную смесь нагревают на водяной бане при 50—60° и прибавляют небольшими порциями цинковую пыль; при этом нитробензол сперва восстанавли- вается до азобензола и жидкость окрашивается в красный цвет. При дальнейшем прибавлении цинковой пыли окраска исчезает вследствие образования гидразобензола. При выливании содержимого колбы в цилиндр с серной кислотой происходит изомеризация и выпадает нераство- римый в воде сернокислый бензидин. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 476). Схема бензидиновой и семидиновой перегруппировки гидразосоединений. Коллекция Нитрозобензол, фенилгидроксиламин, азоксибензол, азо- кситолуол, азобензол, гидразобензол, гидразотолуол; бен- зидин, о-толидин, дианизидин и др.
СХЕМА БЕНЗИДИНОВОМ И СЕМИДИНОВОИ ПЕРЕГРУППИРОВКИ ГИДР Бензидиновая перегруппировка л-Метилгидразобензол л-Метил-л' -аминодифенил 476
Глава XXII ОДНОАТОМНЫЕ И МНОГОАТОМНЫЕ ФЕНОЛЫ Одноатомные фенолы 1. опыты с ФЕНОЛОМ Взаимодействие фенола со щелочью С6Н5ОН j NaOH —> CeH6ONa+H2O 2CeH6ONa+H2SO4 —* 2C6H5OH-|-Na2SO4 Реактивы, посуда и приборы Фенол (крист.) .... 6 г Цилиндры (100 мл) '.........2 Едкий натр или едкое Капельная воронка..........1 кали (5°/о-ный раствор) 100 мл Резиновые шланги и стёклян- Серная кислота (2О°/о-ная) 50 мл ные трубки соответствую- Углекислый газ (из ап- щих размеров. парата Киппа). В ып олнение (опыт а В цилиндр всыпают 3 г фенола и понемногу при встря- хивании приливают раствор едкого натра так, чтобы фе- нол растворился. Затем полученный раствор фенолята подкисляют, приливая из капельной воронки серную кис- лоту. Наблюдается помутнение раствора и выделение фе- нола в виде тяжелых маслянистых капель. В другом ци- линдре также получают раствор фенолята и выделяют фенол, пропуская углекислый газ. 477
Примечание. Параллельно рекомендуется демонстриро- вать отношение спиртов к раствору едкого натра. I Взаимодействие фенола с углекислым и двууглекислым натрием Реактивы, посуда и приборы Фенол (крист.)....... 4 г Цилиндры с притертыми Углекислый натрий (5°/в-ный пробками (100 мл) . . , 2 раствор)...........50 мл Двууглекислый натрий (7°/о-ный раствор).... 75 мл Выполнение опыта В цилиндры помещают по 2 г кристаллического фенола; в один цилиндр прибавляют раствор углекислого натрия, в другой — раствор двууглекислого натрия. Реакционные смеси энергично взбалтывают. Полное растворение в ре- зультате образования фенолята наблюдается только в ци- линдре с раствором углекислого натрия. Действие на фенол хлорного железа 6С6Н5ОН+РеС13 6Н+4 ЗСГ+[Ре(ОС6Н5)в]-------- Реактивы и посуда Фенол (5°/о-ный водный Цилиндры (100 мл) .... 4 раствор) 50 Хлорное железо (1°/о-ный мл Пипетка 1 раствор) 10 мл Этиловый спирт 20 мл Соляная кислота (5°/о-ная) 10 Едкий натр (5°/о-ный рас- мл твор) .10 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают водный раствор фенола и из пи- петки прибавляют свежеприготовленный раствор хлорного железа. Тотчас же появляется интенсивное фиолетовое окрашивание вследствие образования сильно диссоцииро- ванного комплексного фенолята трехвалентного железа. Окрашенный раствор разливают поровну в три ци- линдра. В один добавляют 20 мл спирта, в другой — 10 мл соляной кислоты и в третий —10 мл едкого натра. Во всех трех цилиндрах вследствие уменьшения степени диссоциации фенолята окраска раствора исчезает. 478
Индофенольная реакция Реактивы и посуда Фенол (5°/о-ный водный раствор)......................50 мл Хлорная известь (5°/о-ный раствор).....................5 мл Цилиндр (100 мл)..........1 Пипетка........•..........1 Выполнение опыта В цилиндр наливают водный раствор фенола, а из пи- петки прибавляют хлорную известь; тотчас же появляется синее окрашивание. Взаимодействие фенола с азотистой кислотой СбН5ОН + HONO-----> ONC6H4OH 4- Н2О 2С6НбОН + ONC6H4OH----> (C6H5O)2NC6H4OH + Н2О Реактивы и посуда Фенол (5°/о-ный водный Цилиндр с притертой проб- раствор).............50 мл кой (100 мл).................1 Серная кислота (конц.) . .10 мл Азотистокислый калий или натрий................1г Выполнение опыта В цилиндр помещают азотистокислый калий, вливают раствор фенола и серную кислоту. Реакционную смесь энергично встряхивают; появляется коричневое окраши- вание, постепенно переходящее в синее. Взаимодействие фенола с п-нитроанилином Реактивы и посуда Фенол (О,5°/о-ный водный Цилиндр (100 мл) .... 1 раствор).............50 мл Едкий натр или едкое кали (5°/о-ный раствор) ... 10 мл и-Нитроанилин...........1г Соляная кислота (5°/о-ная) 15 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают растворы фенола и едкого натра, затем прибавляют охлажденный раствор п-нитроанилина в соляной кислоте; появляется красное окрашивание. 479-
Действие брома на фенол Реактивы, посуда и приборы Фенол (5°/о-ный водный Цилиндр (200 мл)...... j раствор)......... 50 мл Капельная воронка.......... Бромная вода (насыщ.) 100 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают раствор фенола и из капельной воронки при встряхивании прибавляют бромную воду. Сначала образуется муть, переходящая постепенно в бе- лый или слегка желтоватый осадок трибромфенола. Действие марганцовокислого калия на фенол Реактивы, посуда и приборы Фенол (5°/о-ный водный раствор)............... 50 мл Углекислый натрий (5°/о-ный раствор) . 30 мл Марганцовокислый ка- лий (1°/о-ный раствор) 100 мл Цилиндр (200 мл) ... 1 Капельная воронка . . 1 Выполнение опыта В цилиндр наливают растворы фенола и углекислого! натрия. При энергичном взбалтывании прибавляют из ка- пельной воронки марганцовокислый калий. Наблюдается обесцвечивание раствора в результате реакции окисления. Взаимодействие фенола с хлористым бензоилом C6H5OH + ClCOC6H5+NaOH---> C6H5OCOC6H5+NaCl+H2O Реактивы и посуда Фенол (крист.) .....5 г Колба (200 мл)............1 Едкий натр или едкое кали (4О°/о-ный раствор) . . .20 мл Хлористый бензоил . . . . 5 м i I Выполнениеопыта . 1 В колбе растворяют фенол в 50 мл воды, прибавляют 1 хлористый бензоил и раствор едкого натра. Реакционную смесь осторожно нагревают при постоянном встряхивании до исчезновения запаха хлористого бензоила (реакция I 480
смеси должна быть щелочной; в случае необходимости — добавляют раствор едкого натра). Затем реакционную смесь разбавляют 50 мл воды и охлаждают под краном. Наблюдается выделение фенилового эфира бензойной кис- лоты в виде масла, застывающего в бесцветные кристаллы. Конденсациясфенола ^формалином Реактивы, посуде&и?приборы Фенол (крист.) .... 10 г Пробирки (50 мл) . ... . 2 Формалин (30—4О°/о-ный) 20 мл Водяная баня ........ 1 Аммиак (конц.).....1—2 мл Соляная-кислота (конц.) 0,5—1 мл Выполнение опыта В пробирки наливают по 10 мл формалина и всыпают по 5 г фенола. В одну пробирку в качестве катализатора добавляют аммиак, в другую — соляную кислоту. Смеси нагревают на кипящей водяной бане при энергичном встряхивании. Через 5—10-минут образуются смолообраз- ные продукты конденсации, застывающие при охлаждении. 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ХЛОРНОГО ЖЕЛЕЗА С ГОМОЛОГАМИ ФЕНОЛА Реактивы, посуда и приборы о-Крезол (О,5®/о-ный вод- Цилиндры (200 мл) .... 3 ный раствор) .... 100 мл Капельная воронка .... 1 .w-Крезол (О,5°/о-ный вод- ный раствор) .... 100 мл n-Коезол (О,5°/о-ный вод- ный раствор) .... 100 мл Хлорное железо (О,5°/о-ный раствор).............50 мл Выполнение опыта К растворам крезолов, налитым в цилиндры, из капель- ной воронки прибавляют при взбалтывании по несколько миллилитров раствора хлорного железа. В первом ци- линдре раствор окрашивается сперва в интенсивно фио- летовый цвет, быстро переходящий в грязно-желтый; во втором цилиндре появляется красно-фиолетовое окраши- вание, а в третьем — темно-синее. В-152.—31 481
X ДЕЙСТВИЕ ЩЕЛОЧИ НА о- И л-НИТРОФЕНОЛ Реактивы, посуда и приборы й-Нитрофенол.......... 1 г л-Нитрофенол.......... 1г Едкий натр или едкое кали (5°/о-ный раствор) 100 мл Соляная кислота (1О°/о-ная) . . • ... 100 мл Цилиндры с притертыми проб- ками (200 мл)..............2 Капельная воронка ........ 1 Выполнение опыта В цилиндры наливают 50 мл воды, затем в один ци- линдр всыпают о-нитрофенол, а в другой — л-нитрофенол 4 и в каждый из них приливают из капельной воронки при взбалтывании по 40—50 мг едкого натра. о-Нитрофенол переходит в ациформу, окрашенную в красно-оранжевый цвет, а л-нитрофенол — в ациформу, окрашенную в ли- монно-желтый цвет. При подкислении минеральной кисло- той наблюдается обратный переход окраски. 4. ОПЫТЫ С ПИКРИНОВОЙ кислотой Отношение пикриновой кислоты и ее солей к нагреванию Реактивы, посуда и приборы Пикриновая кислота ... 2 г Этиловый спирт...........25 мл Едкое кали (5О°/о-ный рас- твор) . • .............20 мл Железная чашка - или пла- стинка ..................1 Колба или пробирка для от- сасывания ............... 1 Воронка Бюхнера............1 482
Выполнение опыта Предварительно приготовляют пикрат, для чего I г пикриновой кислоты растворяют в 20 мл спирта и к спир- товому раствору прибавляют концентрированный р створ едкого кали. Выпадает осадок пикрата калия, окрашенный в желто-оранжевый цвет. Его отфильтровывают и сушат на воздухе. На лекции 0,5—1 г пикриновой кислоты помещают на железную пластинку и вносят в окислительное пламя го- релки. Пикриновая кислота горит иногда со вспышкой, но без взрыва. Если же внести в пламя железную пла- стинку со щепоткой пикрата (или лучше железную чашку со щепоткой пикрата поместить на кольцо штатива и под- нести горелку), то пикрат через некоторое время взры- вает. Примечание. Хранение пикрата, приготовленного перед лекцией, не безопасно, так как в сухом виде он взрывает при ударе. Нельзя хранить пикрат в склянке с притертой пробкой. Готовить следует в небольших количествах. Образование комплексных соединений пикриновой кислоты Реактивы и посуда Пикриновая кислота ... 2 г Нафталин.................2 г а-Нафтол.................2 г Этиловый спирт.........80 мл Цилиндры с притертыми пробками (50 мл) .... 2 Пробирки (50 мл) ..... & Выполнение опыта Предварительно приготовляют концентрированные спир- товые растворы нафталина, а-нафтола и пикриновой кис- лоты (к 2 г вещества приливают по 15—25 мл спирта). В один цилиндр наливают спиртовый раствор нафта- лина, в другой — а-нафтола. При добавлении на холоду равных объемов спиртового раствора пикриновой кислоты и после взбалтывания выпадают окрашенные осадки: пикрат нафталина желтого цвета и пикрат а-нафтола оранжевого цвета. Крашение пикриновой кислотой Реактивы, материалы, посуда и приборы Пикриновая кислота ... 1г Стакан (200 мл)..................... Моток натурального шелка Водяная баня . -......... 1 или шерсти............ 1 31* 83
Выполнение опыта В стакане растворяют пикриновую кислоту в 100 мл воды и опускают в раствор моток шелка или шерсти. Ста- кан нагревают 5—10 мин. на кипящей водяной бане, затем сливают жидкость и несколько раз промывают моток во- дой. Шелк или шерсть окрашивается в ярко-желтый цвет. Диссоциация пикриновой кислоты в воде Реактивы и посуда Пикриновая кислота . . 1—2 г Цилиндр (200 мл)....... 1 Лигроин или бензин . . 50 мл Выполнение опыта Растворяют пикриновую кислоту в лигроине или бен- зине,— получается бесцветный раствор. При добавлении воды и взбалтывании появляется окраска вследствие диссо- циации пикриновой кислоты в водном растворе на ионы. Восстановление пикриновой кислоты он он OaN—/%-NO2---------—-----> O2N—/^-NH2-f-2H2O II I CeHuOe+Na,CO, И I I I no2 no2 Пикраминовая кислота Реактивы и посуда Пикриновая кислота ... 1 г Колба (100 мл)............. 1 Глюкоза................2 г Углекислый натрий (100/о-ный раствор) ... 40 мл Серная кислота (1О°/о-ная) 40 мл Выполнение опыта В колбу всыпают глюкозу и пикриновую кислоту и на- ливают раствор углекислого натрия, реакционную смесь нагревают до кипения в течение нескольких минут. При этом в результате восстановления одной нитрогруппы и образования пикраминовой кислоты оранжевый раствор пикрата постепенно приобретает кроваво-красную окраску. При подкислении охлажденного раствора пикраминовой кислоты красное окрашивание переходит в оранжево- желтое. 484
485
Реактивы, посуда и приборы Фенол......................20 г Формалин (40°/о-ный) ... 25 мл Уксусная кислота (ледяная) 50 мл Коническая колба (150 мл) . 1 Прибор для получения хло- ристого водорода ......... 1 Выполнение опыта В колбу помещают 50 мл уксусной кислоты, 25 мл формалина и 20 г фенола. Колбу с реакционной смесью обертывают полотенцем и пропускают струю сухого хло- ристого водорода. Через 5—6 мин. содержимое в колбе превращается в твердую массу ярко-розового цвета. Примечание. Часто после 5-минутного пропускания хлористого водорода происходит столь сильное разогре- вание, что реакция завершается взрывом с выбросом части реакционной массы. Опыт рекомендуется проводить в вытяжном шкафу. б) В щелочной среде УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ (СМ. СТр. 487) Реактивы, посуда и приборы Фенол......................25г Формалин (4О°/о-ный рас- твор) ..................50 мл Едкий натр (4О°/о-ный рас- твор) .....................5 мл Коническая колба (250 лгл) . 1 Шариковый холодильник . . 1 Пробирка ................ 1 Выполнение опыта В начале лекции в колбу, снабженную обратным холо- дильником, помещают 25 г фенола, 50 мл формалина и 5 мл едкого натра, реакционную смесь осторожно нагревают на сетке до кипения. В процессе кипения масса окраши- вается в красный цвет, постепенно загустевая. Примерно через час вязкую густую массу переливают в пробирку. После охлаждения образуется белый непрозрачный твер- дый полимер-бакелит. Примечание. При сильном нагревании реакционной смеси происходит спекание и колба иногда растрески- вается. 486
УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ Резит 487
6. ПОЛУЧЕНИЕ СМОЛЫ ИЗ ФЕНОЛА И УРОТРОПИНА Реактивы и посуда Фенол.................15 г Уротропин............. 5 г Ацетон............... 20 jo Стакан (100 мл)............1 Пробирка (50 мл) ...... 1 Часовые стекла.......... . . 3 Металлическая пластинка . . . 3 Выполнение опыта В пробирку помещают фенол, уротропин и нагревают в течение 2 мин. на электрической плитке или горелке до образования вязкой желтоватой смолы. Смолу выливают на часовые стекла, после остывания образуется прозрачный светло-желтый полимер. Часть полученной смолы раство- ряют в ацетоне и раствором покрывают металлические пластинки. После испарения ацетона поверхность пластинки покрывается блестящим тонким слоем лака. Двухатомные и многоатомные фенолы 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДВУХАТОМНЫХ ФЕНОЛОВ С ХЛОРНЫМ ЖЕЛЕЗОМ Реактивы, посуда и приборы Пирокатехин (1°/о-ный вод- н- й раствор) .............50 ло Резорцин (1°/о-ный водный раствор).............. . 50 мл Гидрохинон (1°/о-ный вод- ный раствор) ..... 50 мл Гваякол (|°/о-ный водный рас вор)..................50 м i Хлорное железо (1°/о-ный раствор)..................50 мл Уксуснокислый натрий (5°/о-ный раствор) . . . . 25 мл Цилиндры (100 мл).........4 Капельная воронка ....... 1 Выполнение опыта В три цилиндра последовательно наливают водные рас- творы двухатомных фенолов, а в четвертый—раствор гваякола. Из капельной воронки приливают по 5—10 мл хлорного железа. При этом раствор пирокатехина окраши- вается в изумрудно-зеленый цвет, переходящий в темно- красный при прибавлении раствора уксуснокислого натрия или раствора едкого натра; раствор резорцина окрашива- ется в темно-фиолетовый, гидрохинона — в темно-красный, гваякола —в зеленый цвета.
2. ОПЫТЫ С ПИРОКАТЕХИНОМ Качественные реакции на пирокатехин Реактивы и посуда Пирокатехин (5°/о-ный вод- Цилиндры (50 мл).......... 4 ный раствор)..........80 мл Баритовая вода.........15 мл Бромноватистокислый нат- рий (насыщ. раствор) . . 15 мл Раствор йода в йодистом калии...................15 мл Аммиачный раствор фос- форномолибденовокис- лого аммония (5°/о-ный раствор)..............15 мл Выполнение опыта Наливают в четыре цилиндра по 20 мл раствора пи- рокатехина; в один цилиндр прибавляют баритовую воду — выпадает осадок с перламутровым блеском состава СбН4О2Ва-3,5Н2О; во второй цилиндр — раствор йода в йодистом калии — образуется зеленое окрашивание; в тре- тий — раствор бромноватистокислого натрия —-темно-корич- невое окрашивание; в четвертый — аммиачный раствор фосфорномолибденовокислого аммония — синее окрашива- ние. Восстановительные свойства пирокатехина Реактивы и посуда Пирокатехин (5°/о-ный вод- Цилиндр....................1 ный раствор)..........50 мл Аммиачный раствор окиси серебра (стр. 115) . . . . 25 мл Выполнение опыта В цилиндр с раствором пирокатехина приливают аммиач- ный раствор окиси серебра — выпадает осадок металли- ческого серебра. I 489
3. ОПЫТЫ С РЕЗОРЦИНОМ Качественные реакции на резорцин Реактивы и посуда Резорцин (1°/о-ный вод- Цилиндры (100 мл) .... 2 ный раствор)...........50 мл Резорцин (1°/о-ный эфирный раствор) .............50 мл Сернокислый кадмий (5°/о- ный аммиачный раствор) 10 мл Азотистокислый калий в 25°/о-ной с.ерной кислоте (6°/о-ный раствор) . . . . 10 мл Выполнение опыта К водному раствору резорцина прибавляют сернокислый раствор азотистокислого калия — появляется синее окра- шивание. К эфирному раствору резорцина прибавляют аммиачный раствор сернокислого кадмия — раствор окрашивается в синий цвет. I Г Восстановительные свойства резорцина Реактивы и посуда Резорцин (5°/о-ный водный раствор) .... • . . . 50 мл Аммиачный раствор окиси серебра (стр. 115). . . .25 мл Реактив Фелинга (стр. 313) . 25 мл Пробирки (100 мл).........2 Водяная баня..............1 Выполнение опыта В пробирки наливают по 25 мл раствора резорцина, в одну добавляют аммиачный раствор окиси серебра, а в другую — реактив Фелинга. При нагревании пробирок с реакционными смесями на кипящей водяной бане проис- ходит образование осадков закиси меди и свободного серебра (частично в виде зеркала). 490
4. ОПЫТЫ С ГИДРОХИНОНОМ Качественные реакции на гидрохинон Реактивы и посуда Гидрохинон (Р/о-ный вод- Цилиндры (100 мл) ...... 2 ный раствор)........150 мл Колба (200 мл) ........ 1 Бромноватистокислый нат- рий (насыщ. раствор). . 10 м/i Аммиак (5°/о-ный раствор) . 10 мл Сульфомолибденовая кис- лота 1.................50 мл Выполнение опыта К 50 мл раствора гидрохинона в цилиндре прибавляют аммиачный раствор бромноватистокислого натрия (5 мл раствора аммиака и 10 мл раствора бромноватистокислого натрия) — появляется коричнево-красное окрашивание. При кипячении в колбе 50 мл раствора гидрохинона с сульфомолибденовой кислотой появляется синее окраши- вание. В цилиндр с 50 мл раствора гидрохинона прибавляют несколько миллилитров аммиака; сначала появляется жел- тое окрашивание, затем коричневое и, наконец, темно-бу- рое. Восстановительные свойства гидрохинона Реактивы, посуда и приборы Гидрохинон (1°/о-ный вод- Пробирки (100 мл) ...... 2 ный раствор)......100 мл Водяная баня..........1 Аммиачный раствор окиси серебра (стр. 115). . . . 25 мл Реактив Фелинга (стр. 313) . 25 мл Выполнение опыта В пробирки наливают по 50 мл раствора гидрохинона; в одну добавляют аммиачный раствор окиси серебра, в другую—реактив Фелинга. При взбалтывании реакцион- ной смеси в первой пробирке выделяется осадок серебра. Во второй пробирке при нагревании на кипящей водяной бане синяя окраска реактива переходит в зеленую, а затем выделяется осадок закиси меди. 1 Сульфомолибденовая кислота получается при смешении 40 мл 15°/о-ного раствора молибденовокислого аммония с 10 мл конц. серной кислоты. 491
5. ОПЫТЫ С ПИРОГАЛЛОЛОМ Окисление пирогаллола кислородом воздуха Реактивы и посуда Пирогаллол .................2 г Едкий натр или едкое кали (10°/о-ный раствор) . . . 20 мл Пробирки (50 мл).......... Стеклянная трубка соответ ствующего размера Выполнение В пробирку всыпают пирогаллол и наливают раствор '! едкого натра; пробирку плотно закрывают пробкой с от-1 верстием, в которую вставлена изогнутая стеклянная труб-^ ка; противоположный конец этой трубки опускают до дна| в другую пробирку, содержащую 25 мл воды. 1 При встряхивании пробирки с реакционной смесью I раствор чернеет и вследствие поглощения кислорода воз-! духа в пробирке создается разрежение и происходит заса- сывание воды в отводную трубку. Окисление пирогаллола кислородом Реактивы и посуда 5 г Пирогаллол............. Едкое кали (5О°/о-ный раствор)............... Кислород (в газометре, стр. 34).............. 30 5-10 мл Стеклянная трубка (запаянная с одного конца, длиной 60 см и вместимостью 150 мл) . . Стеклянный кран............ Кристаллизатор или стеклянная ванна ..................... Стеклянные и резиновые трубки соответствующих размеров. л 1 опыта Стеклянную трубку, запаянную с одного конца, плотно закрывают резиновой пробкой с отверстием, через которое проходит узкая стеклянная трубка с краном, соединенным с изогнутой трубкой. В трубку вливают раствор пирогал- лола* в 10 мл воды и раствор едкого кали. Узкая трубка должна почти достигать поверхности реакционной смеси. Соединив конец изогнутой трубки с газометром, откры- вают кран и, приподняв резиновую пробку, пропускают кислород до полного вытеснения воздуха. Затем вставляют пробку, закрывают кран и сильно встряхивают трубку для 492
полного поглощения кислорода пирогаллолом. Нижний ко- нец изогнутой трубки наполняют водой, погружают в кри- сталлизатор с водой и открывают кран при наклонном положении реакционной трубки; при этом вода быстро поднимается в трубку и целиком заполняет ее. Цветные качественные реакции на пирогаллол Реактивы и посуда Пирогаллол..................2 г Раствор йода в йодистом калии (1°/о-ный раствор, стр. 315)...................10 мл Едкий натр (5°/о-ный рас- твор) .......................5 мл Формалин (30°/о-ный рас- твор) .....................20 мл Соляная кислота (конц.) . 10 мл Цилиндр с притертой пробкой (100 мл)....................1 Колба (100 мл)..............1 Выполнение опыта В цилиндр с 40 мл воды всыпают 1 г пирогаллола, на- ливают раствор йода в йодистом калии и раствор едкого натра. При встряхивании реакционной смеси появляется синее окрашивание. В колбу с формалином всыпают 1 г пирогаллола и на- ливают *конц. соляную кислоту. При слабом нагревании появляется рубиново-красное окрашивание, переходящее при кипячении в темно-красное. * Цветные реакции пирогаллола с солями железа Реактивы и посуда Пирогаллол...........1г Цилиндр (200 мл).............1 Сернокислое закисное же- лезо (2°/о-ный раствор) . 25 мл Хлорное железо (2°/о-ный раствор).............25 мл Выполнение опыта Растворяют пирогаллол в 100 мл воды и приливают смесь растворов сернокислого и хлорного железа—появ- ляется темно-синее окрашивание. 493
с одним хлорным железом раствор пирогаллола окра* шивается в красный цвет. Восстановительные свойства пирогаллола I Реактивы, посуда и приборы •Пирогаллол...........1г Цилиндр (200 мл).......1 Аммиачный раствор окиси Капельная воронка......1 серебра (стр. 115) . . . . 50 мл Выполнение опыта • я Растворяют в цилиндре пирогаллол в 100 мл воды и приливают из капельной воронки аммиачный раствор окиси серебра; тотчас же выпадает металлическое серебро. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 495— 503) 1. Физические свойства одноатомных и многоатомных фенолов. . | 2. Физические свойства нитро- и аминофенолов. 3. Физические свойства галогенопроизводных фенола. 4. Схема синтеза фенол-формальдегидных смол. 5. Схема синтеза ароматических эпоксидных смол. 6. Ионообменные смолы. Коллекция Фенол, крезолы, резорцин, пирокатехин, гидрохинон, гваякол, нитрофенолы, пикриновая кислота, пирогаллол, флороглюцин, оксигидрохинон, динитрофенолы, аминофе- нолы, хлорфенолы, бромфенолы, трибромфенол. - Бакелит и изделия из бакелита. Эпоксидные смолы. Ионнообменные смолы.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОДНОАТОМНЫХ И МНОГОАТОМНЫХ ФЕНОЛОВ Название Формула Темпера- тура плавления, °C Температура кипения, “С Плотность, D2° 4 - f^\-OH Фенол 1 II 42,3 182,1 1,07125“ - о-Крезол 1 —CPU 30,8 190,9 1,048 3 л/-Крезол СНз-^рОН 11,9 202,2 1,034 м-Крезол АгОН 34,8 202,1 1,035 СНзА/ As-OH Пирокатехин 105,0 240,0 1,371 \/-он (ТВ.) Резорцин но-^\-он 110,7 276,5 1,285 • (ТВ.) Гидрохинон Агон 170,5 286,2 1,358 Н0А/ (ТВ.) он Пирогаллол НО—i'll—он 133,0 309,0 1,453 \/ (ТВ.) он 1 Оксигидрохинон \ 11-он 140,5 — — HO-V Флороглюцин но -Х^-он 218,0 Возгоняется — 1 он 495

I I CH2OH CH2OH Ди-и триметилольные производные фенола Стадия А — образование полимера линейного строения сн2он он « он он СН2ОН Избыток формальдегида основной или кислый катализатор -сн2- он СН2ОН Стадия В — образование СН2ОН он СН он Смола бакелит А — (полимер линейного строения, плавок, растворим в спирте и некоторых др. органических раство- рителях) полимера двухмерного строения СН2ОН он ОН 12 -сн2- и он он СН, сн2 сн2 он Смола бакелит В в спирте и 1 он он II J-CH2OH Y дн . I он ГН ОН СН2ОН ™ £°gМ gS° размягчается1 при° на^реД
* дам синтеза смол А. Получение дифенилолпропана СН3 СН3 НО— —4s_ОН _Шелочняя—» НО- ___/ среда СНз СНз 4 4' -Диоксидифенилдиметилметан ’ (дифенилпропан-диан) В. КОНИ.™»» ,П»хл.,ргидр««а с дафеноо-Р»»»™ СНз Щелочная среда (n + 2)СН3-СН-СН2С1 + (п+ 1)НО- СНз Эпихлоргидрин СНз сн2 — Н—СН2 СНз СНз —О— сн-сн2 СНз СН -СН2- он -> п
ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ КАТИОНИТЫ 1. Полисульфостирол, сшитый л-дивинилбензолом (сильный катионит) ^\-SO3H SO3H |^\-SO3H Ч/ Ч/ Ч/ I I I ---СН2-СН — СН2 — СН - СН2—СН—СН2—СН- А V I ---сн2—сн — сн2 —сн-сн2—сн-сн2—сн---- 2. Полиметилакриловая кислота, сшитая г.-дивинилбензолом (слабый катионит) СООН СООН СООН I I I ---СН2-С - СН2—С—СН2_СН—СН2—С--- СНз сн3 СНз • I 11 СН3 СН3 СН3 I III ---С—СН2- СН2-С-СН2--СН—С—СН2--- СООН СООН СООН 3. Сополимер акриловой кислоты с у-винилпиридином СООН СООН СООН . - -_СН2-СН—СН2—СН-СН2-СН—СН2—СН—СН2—СН—СН2-СН— • • N N N 502
Продолжение 4. Резорцин-формальдегидная смола, содержащая группы фосфорной кислоты (средний катионит) ОРО3Н2 он ОРО3Н2 -ОРО3Н2 АНИОНИТЫ 7-Поливинил-М-бутилпиридиний бромид, сшитый л-дивинил- бензолом (сильный анионит) 503
Глава XXIII АМИНЫ АРОМАТИЧЕСКОГО РЯДА 1. ПОЛУЧЕНИЕ АНИЛИНА C6H5NO24-3Sn+7HCl----> C6H5NH2.HCl+3SnCl2+2H2O Реактивы, посуда и приборы Нитробензол................5 мл Колба плоскодонная (500 мл) . 1 Олово (гранул.) - . . . . 18 г Водяная баня.............1 Соляная кислота (конц.) . 35 мл Холодильник ..................1 Едкий натр (25°/о-ный рас- Форштосс . . .......1 твор) .................100 мл Колба круглодонная (500 мл) . 1 Лакмусовая бумажка (красная) Цилиндры (100 мл).............2 Парообразователь . . . 1 Капельная воронка.............1 Стеклянные Т|убки и резино- вые шланги соответствующих размеров Выполнение опыта В плоскодонную колбу помещают олово и нитробен- зол, затем из капельной воронки приливают соляную кис- лоту при энергичном взбалтывании и охлаждении. Н тро- бензол восстанавливается в анилин, и через 10—15 мин. исчезает его миндальный запах. По окончании восстанов- ления реакционную смесь переливают в ьругло донную колбу, прибавляют из капельной воронки раствор едкого натра для нейтрализации избытка кислоты и разложения солянокислого анилина. Затем колбу включают в систему для перегонки с водяным паром (см. рис. 3 стр. 24) и от- гоняют анилин, который перегоняется вместе с водой и оседает на дно приемника желтоватыми каплями. 504
2. ОПЫТЫ С АНИЛИНОМ Реакция анилина в водном растворе Реактивы и посуда Анилин................5 мл Цилиндры с притертыми проб- Фенолфталеин (1<7о-ный спир- ками (100 мл)....... . 2 товый раствор) ... . Лакмус нейтральный (1°/о- ный спиртовый раствор) . t Выполнение опыта В цилиндры наливают по 2 мл анилина и 100 мл воды; смесь энергично взбалтывают и после растворения анилина в один цилиндр прибавляют раствор фенолфталеина, в дру- гой — раствор лакмуса. Окраска индикаторов не изменя- ется. Воспламенение паров анилина Реактивы и посуда Анилин................5 мл Пробирка (25 л/л).........1 Выполнение опыта Наливают анилин в пробирку и нагревают осторожно до кипения. К пробирке подносят горящую лучину, при этом пары анилина воспламеняются и горят коптящим пламенем. Примечание. Рекомендуется параллельно проводить опыт с парами нитробензола, — они не горят. Горение анилина необходимо проводить в вытяжном шкафу. Получение солей анилина CeH5NH2+HCl —+ C6H5NHrHCl 2CeH6NH2+H2SO4 —>• 2C6H5NH2.H2SO4 Реактивы, посуда и приборы Анилин.....................10 мл Соляная кислота (конц.) . 10 мл Серная кислота (5О°/о-ная). 10 мл . . . 2 Пробирки (50 л/л) Водяная баня 505
Выполнение опыта Наливают в пробирки по 5 мл анилина; в одну добав- ляют соляную кислоту, в другую — серную. В обеих про- бирках протекают энергичнье реакции солеобразования с выделением тепла; при охлаждении ледяной водой выпада- ют кристаллические осадки соответствующих солей, при- чем сернокислый анилин выпадает быстрее, чем соляно- кислый. Взаимодействие анилина с хлорной известью Реактивы и посуда Анилин (2°/о-ный раствор) . 200 мл Цилиндр (250—300 мл) . . . . 1 Хлорная известь (рас- твор)1 ...........25 мл Выполнениеопыта В цилиндр наливают раствор анилина и хлорной извести; появляется фиолетовое окрашивание. Реакция анилина с бромом —NH3 + ЗВг3 Вг _1 --* Вг—NH3 + ЗНВг =( Вг Реактивы, посуда и приборы Анилин................... 5 мл Бромная вода (насыщ.) . 100 мл Цилиндр (200 мл)...........I Капельная воронка..........1 Выполнение опыта В цилиндр наливают 100 мл воды, затем анилин и смесь сильно встряхивают. К полученной эмульсии при- ливают из капельной воронки бромную воду до образова- ния белого и слегка желтоватого осадка триброманилина. 1 Для получения раствора хлорной извести взбалтывают 2—5 г хлор- ной извести с 10—20-кратным количеством воды и фильтруют. 506
Изонитрильная реакция анилина C6H5NH2 + СНС13 + ЗКОН —> C6H5NC + ЗКС1 + ЗН2О Реактивы, посуда и приборы Анилин....................5 мл Этиловый спирт...........50 мл Хлороформ................10 мл Едкое кали (ЗО°/о-ный рас- твор) ..................25 мл Колба (200 мл)........... 1 Пробирки ...... 3 Капельная воронка..........1 Выполнение опыта В колбе смешивают анилин со спиртом и быстро при- ливают при встряхивании раствор едкого кали, а затем хлороформ. Реакционную смесь слабо нагревают до ки- пения,— появляется характерный неприятный запах изо- нитрила. Для ознакомления с запахом содержимое колбы разли- вают в пробирки и передают в аудиторию. Примечание. Опыт необходимо проводить в вытяжном шкафу и перед концом лекции. Взаимодействие анилина с формальдегидом 1 c6h5nh3 4- СН2О * c6h5n — сна + нао Реактивы и посуда Формалин ЗО°/о-ный .... 20 мл Цилиндр (100 мл)..................1 Анилин солянокислый (конц. раствор)...............20 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают формалин и раствор солянокислого анилина. Реакционную смесь тщательно взбалтывают,— при этом образуется б.лый осадок — основание Шиффа. Ацетилирование анилина (см. стр. 270) 507
3. ОПЫТЫ С ВТОРИЧНЫМ АРОМАТИЧЕСКИМ АМИНОМ Получение и гидролиз соли дифениламина (C6H5)2NH+ НС1—Z2(C6H5)2NH-HC1 Реактивы, посуда и приборы Дифениламин ..... 1г Цилиндр (200 мл) . ... . . 1 Этиловый спирт . . . 20—30 мл Колба (50—100 „)...........1 Соляная кислота (конц.). 10 мл Капельная воронка..........1 Выполнение опыта Дифениламин растворяют в спирте, раствор переливают в цилиндр и добавляют воду до появления мути. При при- ливании из капельной воронки соляной кислоты дифенил- амин растворяется вследствие образования растворимой соли. При разбавлении водой снова выделяется дифенил- амин в виде мути, так как его солянокислая соль легко гидролизуется. Взаимодействие дифениламина с азотной кислотой Реактивы, посуда и приборы Дифениламин............ 1г Цилиндр (200 ул)..................1 Серная кислота (конц.) . 100 л/л Капельная воронка...........1 Азотная кислота (0,1 н. раствор)..............25 мл Выполнение опыта Дифениламин растворяют в конц. серной кислоте и к раствору приливают из капельной воронки азотную кис- лоту; жидкость окрашивается в темно-синий цвет. При выливании в воду синяя окраска вновь исчезает. Нитрозирование дифениламина (CeH5)2NH (ceH5)aNNO + Н2О гм a in иа-г п ъ I Реактивы, посуда и приборы Дифениламин.......... 5 г Цилиндр (100 мл)........... 1 Этиловый спирт • . . . 30—50 мл Капельная воронка.......... 1 Соляная кислота (конц.) 10 мл Водяная баня............... 1 Азотистокислый натрий 3 г 508
Выполнение опыта Дифениламин растворяют в 30 мл спирта и полученный раствор охлаждают в бане с ледяной водой. К охлажден- ному раствору приливают соляную кислоту, а затем из капельной воронки концентрированный раствор азотисто- кислого натрия. При добавлении последнего реакционная смесь окрашивается в темно-зеленый цвет и постепенно выделяется тяжелое масло — нитрозамин, которое при встряхивании и охлаждении застывает. Примечание. Если при охлаждении спиртового раствора дифениламина выпадают кристаллы, то, добавляя спирт, их переводят снова в раствор. Реакцию нитрозирования лучше вести при температуре не выше 0°. 4. ОПЫТЫ С ТРЕТИЧНЫМ ЖИРНОАРОМАТИЧЕСКИМ АМИНОМ Нитрозирование диметиланилина -N(CH3)2 __“ON-°—ON—Z S—N(CH3)2-HC1 , NajCOf_H. NaNO24-HCl \/ ON— -N(CH3)2 Реактивы, посуда и приборы Диметиланилин..........12 мл Соляная кислота (конц.) . 40 мл Азотистокислый натрий . 7 г Углекислый натрий (конц. раствор)..............150 мл Лед Батарейный стакан (500 мл) . . 1 Капельная воронка..........1 Электромотор с мешалкой . . 1 Термометр........... . . . 1 Стакан (200 мл).............1 Выполнение опыта В батарейный стакан, снабженный механической ме- шалкой, капельной воронкой и термометром (рис. 40, стр. 210), помещают диметиланилин, соляную кислоту и 100 г мелкораздробленного льда. При энергичном размешивании приливают из капельной воронки раствор азотистокислого натрия (7 г в 40 мл воды). Реакционная смесь тотчас же окрашивается в темно-оранжевый цвет; по мере прилива- ния нитрита выпадает осадок солянокислой соли п-нитро- зодиметиланилина. По окончании реакции часть реакцион- ной смеси переливают в стакан, а к оставшейся части из капельной воронки приливают при размешивании раствор 509
углекислого натрия до щелочной реакции; при этом содер- жимое стакана окрашивается в зеленый цвет и постепенно выпадает зеленый осадок л-нитрозодимётиланилина. Реакция Либермана на л-нитрозодиметиланилин Реактивы и посуда л-Нитрозодиметилани- лин.....................0,5—1 г Фенол...................... 5 г Едкий натр (1°/о-ный раствор)............ 20 мл Серная кислота (конц.). 1—2 мл В ы п о л н е Пробирка (50 мл).......I Стакан (500 мл) ....... 1 Пипетка................1 и е опыта В пробирке с помощью стеклянной палочки размеши- вают смесь л-нитрозодиметиланилина и фенола; затем из пипетки прибавляют несколько капель серной кислоты. Реакционную смесь слабо нагревают до появления темно- бурого или сине-зеленого окрашивания, затем горячий рас- твор выливают в стакан с 250 мл воды. При прибавлении из капельной воронки едкого натра до щелочной реакции образуется темно-синее окрашивание. 5. ОПЫТЫ С НИТРОПРОИЗВОДНЫМИ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ Сравнение основных свойств о-, м- и л-нитроанилинов Реактивы и посуда о-Нитроанилин х. ч. ... 3 г Стаканы (1—2 л)..............3 jW-Нитроанилин х. ч. . . . 3 г Пробирки (50 мл).............3 л-Нитроанилин х. ч. ... 3 г Стеклянные палочки...........3 Серная кислота (конц.) . . 60 мл Выполнение опыта В три пробирки помещают по 3 г нитроанилинов, при- ливают по 20 мл серной кислоты и помешивают стеклян- ными палочками. Образующиеся бесцветные растворы вли- вают в стаканы, содержащие по 1 л воды; при этом 0-нитроанилин в основном выпадает в виде желтого осадка (вследствие гидролиза его сернокислой соли); Л£-нитроани- лин остается бесцветным в растворе. л-Нитроанилин так- же остается в растворе, но окрашивается в желтый цвет. 510
Этот опыт показывает, что из трех изомерных нитроани- линов основные свойства под влиянием нитрогруппы сла- бее всего выражены у о-изомера; они несколько сильнее у ж-изомера и сильнее всего у п-изомера. Сравнение основных свойств м- и л-нитродиметиланилинов Реактивы, посуда я приборы .и-Нитродиметиланилин . 3 г Цилиндры (500 мл)........... я-Нитродиметиланилин . 3 г Капельные воронки . . . . . Серная кислота (юнц.) . 30 мл Едкий натр (ЗО°/о-ный рас- твор) ............... 100 мл Выполнение опыта В два цилиндра наливают по 15 мл серной кислоты; в один цилиндр всыпают при встряхивании ж-нитродиме- тиланилин, в другой n-нитродиметиланилин; в каждый ци- линдр добавляют по 250 мл воды. После полного раство- рения в цилиндры приливают из капельных воронок 30%-ный раствор едкого натра (с одинаковой скоростью!). Сначала появляется желтый осадок о-изомера (как менее сильного основания), позже начинает выпадать окрашен- ный в красный цвет осадок n-изомера (более сильного ос- нования). Кислотные свойства гекса нитродифениламина 511
Реактивы, посуда и приборы Гексанитродифениламин . 5 г Цилиндр (200 мл)............1 Аммиак (конц. раствор) . 100 мл Капельная воронка ...... 1 Выполнение опыта В цилиндр помещают гексанитродифениламин и из ка- пельной воронки при энергичном помешивании стеклянной палочкой приливают аммиак. Гексанитродифениламин рас- творяется в аммиаке с образованием аммонийной соли, что указывает на кислотные свойства вторичной амино- группы, обусловленные влиянием большого числа электро- отрицательных нитрогрупп. 6. ПОЛУЧЕНИЕ АНИЛИНО-ФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ Реактивы и посуда Анилин.......................20 мл Формалин (4О°/о-ный рас- твор) .......................18 мл Уксусная кислота (8О°/о-ная).2О мл Стакан (100 мл) • 1 Часовые стекла • ••••... 3 Фарфоровая чашка ...... 1 Выполнение опыта В стакан наливают анилин, формалин и 5 мл уксусной кислоты. Через 1—2 мин. при комнатной температуре по- лучается белая аморфная масса, которую промывают не- сколько раз водой и просушивают в листах фильтроваль- ной бумаги. После того помещают в фарфоровую чашку, приливают 15 мл уксусной кислоты и нагревают 3—4 мин. до образования густой желтой смолы. Полученную смолу выливают на часовые стекла, она быстро застывает в жел- тую стекловидную массу. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 514—518) 1. Физические свойства аминов ароматического ряда. 2. Схема сульфирования и нитрования анилина и его произ водных. 512
3. Физические свойства галогено- и нитропроизводных ани- лина. 4. Влияние полярности заместителей на основность произ- водных анилина. 5. Схема образования анилино-формальдегидной смолы. Коллекция Анилин; толуидины; метиланилин и диметиланилин; ди- фениламин и трифениламин; фенилендиамины; хлор-, бром- и йоданилины; дибром- и триброманилин; нитроанилины; ацетанилид, бензанилид. Бензиламин. Анилино-формальдегидные смолы. В-152.—33
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВ/ АМИНОВ АРОМАТИЧЕСКОГО РЯДА Название Формула Темпера- тура плавления» eC Темпера- тура кипения, ‘С l Плотность, $ Конс- танта диссо- циации К • ю10 Анилин О -nh2 6,1 184,4 1,022 4,6 о-Толуидин 1 \/ —NH3 -CH3 -16,4 200,3 0,999 3,4 м- Толуидин нзС-/\ —NH3 —31,2 203,4 0,989 5,0 л-Толуидин н.с-0 —NH3 +43,7 200,5 0,96150° 11,3 — о-Фенилендиамин п X/ 1 1 3 3 to bo 102,0 257 — 3,3 л/-Фенилендиамин h2n-^^ —NH3 62,8 284 —- 3,3 л-Фенилендиамин а h2n-L i —NH3 139,7 267 — j Метиланилин 0 NHCH3 -57,0 196,2 0,989 2,5 Диметиланилин О” <(CH3)3 +2.4 194,1 0,956 2,4 NH Дифениламин Oz Y) A 53,5 301,9 1,160 (тв.) — Трифениламин 1 II 127,0 365 1 — X/ 514
33* 515
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГАЛОГЕНО- АНИЛИНА И НИТРОПРОИЗВОДНЫХ i 4 Название Формула Темпера- тура плавления, °C Темпера- тура , кипения, °C Константа диссоциа- ци и, К . 1012 о-Хлоранилин ^\-nh2 ЧАс1 —3,5 207 0,9 л/-Хлоранилин •* л-Х лора нилин 'i Cl-^\-NH2 Z\-nh2 ri 1 II с \/ -10,2 +72,5 230,5 232,3 40,0 150 о-Броманилин nh2 11 " Br 32,0 229 л/-Броманилин Br-^jj-NH, 17,5 251 38 « п-Броманилин j^\-NH2 Bt-V 66,4 — 104 о-Йоданилин NH3 k/J 60,0 — л/-Йоданилин п-Йоданилин СЧ СЧ 1 1 33,0 62,8 — о-Нитроанилин л-Нитроанилин Anh2 —no2 OaN-^^-NHa 71,5 114,6 285 (разл.) 0,035 4,000 я-Нитроанилин °‘N-V 147,8 " ' 1,240 516
ВЛИЯНИЕ ПОЛЯРНОСТИ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ НА ОСНОВНОСТЬ ПРОИЗВОДНЫХ АНИЛИНА Название Формула 25 ^och. “ IO10 nh2 Анилин 4,60 л/“Нитроанилин л-Нитроанилин NH NH2 0,04 0,01 NO, nh2 jz-Броманилин 0,38 nh2 л-Броманилин 1,04 л-Хлоранилин л-Метиланилин Br nh2 1> Cl nh2 5 1,50 11,30 ch3 » 517
СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ АНИЛИНО-ФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ
Глава XXIV ДИАЗОСОЕДИНЕНИЯ И АЗОКРАСИТЕЛИ 4 Диазосоединения 1. ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРИСТОГО ФЕНИЛДИАЗОНИЯ CeHsNH3+ НС1->CeH5NH2. HCt C6H5NH2-HCt+NaNO2+HCl---> [CeH6N3] Cl + NaCl + 2H3O Реактивы, посуда и приборы Анилин............10 мл Батарейный стакан (0,5—1 л) 1 Соляная кислота (конц.) 25 мл Капельная воронка.......... 1 Азотистокислый натрий Мешалка .... ..... 1 о (нитрит натрия) • . . 8 г Электромотор с реостатом . . 1 Йодкрахмальная бумажка Термометр.................. 1 Лед В батарейный стакан вставляют термометр, укреплен- ный в зажиме, мешалку, соединенную с электромотором? и капельную воронку с изогнутой трубкой (см. рис. 37, стр. 186). Выполнение опыта i В стакан помешают анилин, 150 г мелкораздробленного льда и соляную кислоту. При размешивании1 реакционной 1 Можно обойтись и без механической мешалки, производя разме-* шивание от руки стеклянной палочкой. 519
смеси приливают из капельной воронки раствор азотисто- кислого натрия в 20 мл воды. После приливания половины объема азотистокислого натрия каплю реакционной смеси наносят стеклянной па- лочкой на йодкрахмальную бумажку. Если на последней не появляется темное пятно, продолжают приливание нит- рита. Посинение или побурение йодкрахмальной бумажки указывает на наличие в смеси свободной азотистой кис- лоты. Диазотирование прекращают, когда в реакционной смеси появляется избыток азотистой кислоты (по пятну на йодкрахмальной бумажке), не исчезающий в течение 3—5 мин. при размешивании смеси. Температура реакции диазотирования не должна пре- вышать -}-5о. В результате получается совершенно прозрачный рас- твор хлористого фенилдиазония. С этим раствором можно (сохраняя его на льду) производить опыты, описанные ниже. Приготовление йод крахмальной бумажки. 1 г сухого крахмала взбалтывают с 5 мл воды, дают смеси отстояться в течение 1—2 мин., затем сливают воду и повторяют эту операцию еще 2—3 раза. После промывки крахмал взмучивают в небольшом количестве воды и вливают в 50 мл кипящей воды отчего получается прозрачный крахмальный клейстер. Последний разбавляют 200 мл кипящей воды и к охлажден- ному раствору прибавляют при взбалтывании 0,5 г йодистого калия. Полученным раствором пропитывают фильтровальную бумагу, сушат ее 41 нарезают полосками, которые хранят в закрытой банке. 2. ПОЛУЧЕНИЕ ТВЕРДОЙ СОЛИ ФЕНИЛДИАЗОНИЯ Реактивы, посуда и приборы Анилин хлористоводород- ный ...................5 г Этиловый спирт (абс.; стр 156) . . . . . 30 мл Соляная кислота (спирто- вый раствор 1:1)... 1 мл Этилнитрит (или амилнит- рит) ... ....... 5л/д Этиловый эфир.........25 мл Этиловый спирт........10 мл Лед Батарейный стакан (250 мл) . 1 Капельная воронка ......... 1 Баня ................. . . . 1 Склянка для отсасывания . . 1 Воронка Бюхнера.............1 Металлическая пластинка 1 Термометр...................1 520
Выполнение опыта / В батарейном стакане растворяют хлористоводородный анилин в абсолютном спирте и к раствору прибавляют спиртовый раствор соляной кислоты. Охлаждая смесь в бане со льдом, из капельной воронки приливают этилнит- рит (или амилнитрит) при помешивании стеклянной па- лочкой. По окончании приливания реакционную смесь оставляют стоять на 5—10 мин.,— при этом соль диазония почти полностью выпадает в осадок. После фильтрования осадок промывают на фильтре сперва смесью из 10 мл спирта и 10 мл эфира, затем чистым эфиром. 0,5—1 г соли фенилдиазония сушат между листами фильтровальной бумаги и демонстрируют ее взрыв, для чего к сухой соли, помещенной на металлическую пластинку, подносят раскаленный конец проволоки. Примечание. Соль диазония нельзя сохранять в сухом виде (взрывает). Ее обычно хранят в склянке под эфиром; смоченный эфиром препарат во избежание взрыва нельзя трогать шпателем или другими твердыми предметами. 3. ПОЛУЧЕНИЕ аятя-ДИАЗОСОЕДИНЕНИЯ Реактивы, посуда и приборы л-Нитроанилин х. ч. . . 5 г Соляная кислота (18°/о-ная) 30 мл Азотистокислый натрий . 4 г Едкий натр (8°/о-ный рас- твор) .................100 мл Хлористый натрий .... 25 г Лед Батарейные стаканы (300 мл) . 2 Стакан химический (200 мл) . 1 Капельная воронка. ..... 1 Термометр...................1 Колба (100 мл)........J . . 1 Водяная баня...............1 Выполнение опыта В колбе растворяют при нагревании на кипящей водя- ной бане n-нитроанилин в соляной кислоте и раствор пе- реливают в батарейный стакан с 40 г льда. Реакционную смесь подвергают диазотированию раствором азотисто- кислого натрия в 10 мл воды при помешивании стеклян- ной палочкой. Полученный раствор соли п-нитрофенилдиа- !зония переливают, при энергичном размешивании, в хими- ческий стакан с нагретым до 50° раствором едкого натра. После насыщения раствора хлористым натрием и охлаж- дения выпадает в виде золотисто-желтых листочков анти- диазотат /г-нитроанилина. 521
4. РЕАКЦИИ ДИ<30С0ЕДИНЕНИЙ, ПРОТЕКАЮЩИЕ С ВЫДЕЛЕНИЕМ АЗОТА Получение фенола [C6H6Na]Cl + н2о нагрев~- > с6нбон + n2 +НС1 Реактивы и посуда Раствор соли фенилдиазония ' Круглодовная колба (250 мл). Ванна стеклянная илй кристал- лизатор .............................................. Цилиндр (100—200 мл) .... Водяная баня....... . Пробирки (25—50 мл) .... Стеклянные трубки соответст- вующих размеров Выполнение опыта Раствор соли фенилдиазония (стр. 519) переливают в круглодонную колбу и подвергают нагреванию на водяной бане при 50 —60°. В результате реакции разложения вы- деляется азот и образуется фенол. Выделяющийся азот можно собрать в цилиндр; для этого колбу закрывают пробкой с изогнутой газоотводной трубкой, конец которой подводят под наполненный водой и опрокинутый в ванну с водой цилиндр (стр. 213). Де- монстрируют, что собранный газ не горюч и не поддер- живает горения. я Для ознакомления с запахом фенола жидкость из кол- Я бы разливают в пробирки и передают в аудиторию. Фе- Я нол можно обнаружить по реакции с хлорным железом, к бромом и др. (стр. 478, 480). Я Получение хлорбензола (реакция Зандмейера) [C6H6N2] Cl —----> CgH5Cl + n2 Реактивы, посуда и приборы Солянокислый раствор соли фе- Колба круглодонная нилдиазония (300—500 мл) ••••••. 1 Полухлористая медь Холодильник................1 Форштосс...................1 Парообразователь ......... 1 Цилиндр (100 мл)...........1 Водяная баня...............1 Стеклянные трубки соответст- вующих размеров 522
Выполнение опыта Раствор соли фенилдиазония (стр. 519) переливают в круглодонную колбу, в которую загружают полухлористу!о медь. Реакционную смесь нагревают на кипящей водяной бане,— при этом выделяется азот и образуется хлорбен- зол. После прекращения выделения азота жидкость пере- гоняют с водяным паром, для чего колбу с реакционной смесью с помощью пробки со специально согнутыми труб- ками соединяют с холодильником и с парообразователем (рис. 3, стр. 24); перегоняющийся с водяным паром хлор- бензол собирают в цилиндр. Обращают внимание аудитории, что хлорбензол нахо- дится в нижнем слое. Примечание. Вместо полухлористой меди в качестве катализатора можно применять пасту из тонкого медного порошка, полученную действием цинковой пыли на раз- бавленный раствор сернокислой меди. 5. РЕАКЦИИ ДИАЗОСОЕДИНЕНИЙ, ПРОТЕКАЮЩИЕ БЕЗ ВЫДЕЛЕНИЯ АЗОТА Реакции азосочетания Ar—Nr=N— ОН > Ar—N—N— -ЮН ОН ОН 523
Реактивы и посуда Раствор соли фенилдиазония Фенол ......... 1г Р-Нафтол..............1г Едкий натр или едкое кали (4°/о-ный раствор) . . . 50 мл Цилиндры (100 мл) . . . » В цилиндры наливают по 25 мл раствора едкого натра: в одном цилиндре растворяют 1 г фенола, в другом 1 г I ^-нафтола. В каждый цилиндр приливают равные объемы Я раствора хлористого фенилдиазония (стр. 519). В резуль- Я тате реакции азосочетания образуются азокрасители оран- Ж жевого цвета. > Взаимодействие хлористого фенилдиазония с анилином (получение диазоаминобензола) —N—N-HN- Реактивы, посуда и приборы Анилин................... 5 мл Соляная кислота (конц.) . 6 мл Азотистокислый натрий , 2 г уксуснокислый натрий . . 18 г Йодкрахмальная бумажка (стр. 520) Электромотор с реостатом . . . Батарейный стакан (0,5 л) . . Капельная воронка ........ Мешалка................... Термометр ................ Колба (100 мл)............ 1 1 1 1 1 Выполнение опыта Обычным методом диазотируют анилин (стр. 519), толь- ко для реакции берут половинное количество азотистокис- лого натрия. К полученной реакционной смеси приливают раствор уксуснокислого натрия (18 г в 50 мл воды),—при 524 I
этом выпадает в осадок диазоаминобензол, окрашенный в желтый цвет. Перегруппировка диазоаминобензола в п-аминоазобензол — N=N—HN— Реактивы и посуда Диазоаминобензол .... 2 г Пробирка (50 мл)............1 Анилин.................5 мл Анилин хлористоводород- ный ...................1г Соляная кислота (10°/о-ная) 25 мл Хлористый натрий .... 5 г Выполнение опыта В пробирку загружают диазоаминобензол, анилин и хло- ристоводородный анилин; смесь нагревают в течение 10 — 15 мин., затем приливают соляную кислоту для связы- вания анилина. При прибавлении к реакционной смеси хлористого натрия в осадок выпадает п-аминоазобензол, окрашенный в коричнево-желтый цвет. 6. ОПЫТЫ с с ин- и ая/шг-ДИАЗОСОЕДИНрНИЯМИ Реактивы и посуда яя/тш-Диазосоединение и-нитроанилина (стр. 521).............. 2 г R-кислота (3,6-дисульфо- кислота р-нафтола) . . 2 г Склянка для отсасывания . . . 1 Воронка Бюхнера............1 Колбы (200 мл).............2 Цилиндры (200 мл)..........2 Углекислый натрий (5°/о-ный раствор) . . .100 мл Соляная кислота (5°/о-ная) 10 мл Выполнение опыта В колбе растворяют 3,6-дисульфокислоту ^-нафтола в 100 мл воды. В другой колбе растворяют анти-диазотат в таком количестве воды, чтобы образовался прозрачный 525
раствор (окрашенный в золотисто-желтый цвет), и к рас- твору добавляют несколько миллилитров раствора угле- кислого натрия. По половине обоих растворов смешивают в цилиндре; изменения окраски не наблюдается, так как ан/п«-диазотат в реакцию азосочетания не вступает. Вторую половину раствора ак/ии-диазотата подкисляют несколькими милли- литрами соляной кислоты и через 2—3 мин. приливают 50 мл 3,6-дисульфокислоты р-нафтола, затем подщелачи- вают раствором углекислого натрия; при этом вследствие перехода ан/пи-диазотата в син-соединение, способное к азосочетанию, образуется азокраситель, окрашенный в красный цвет. Азокрасители и крашение 1. ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОТНЫХ МОНОАЗОКРАСИТЕЛЕЙГ ОН Кислотный оранжевый ОН NH2 Кислотный прочный фуксиновый Б ОН SO3Na SO3Na Пунцовый Г 526
Реактивы, посуда и приборы Сульфаниловая кислота 15 г Анилин................ 9 г Едкий натр (8°/о-ный раствор). 115 мл Азотистокислый натрий (8°/о-ный раствор) , . 75 мл Углекислый натрий (на- сыщ. раствор).... 100 мл Соляная кислота (1О°/о-ный раствор) . . 40 мл р-Нафтол (8°/о-ный рас- твор) ..................25 мл Н-кислота (3,6-дисульфокис- лота 1,8-аминонафтола) ж 2 г R-кислота (3,6-дисульфокис- лота р-нафтола).......... 2 г Батарейный стакан (0,5 л) . 1 Капельная воронка .... 1 Колбы (100 мл).......... 3 Цилиндры (209 мл) .... 3 Водяная баня............ 1 Термометр............... 1 Выполнение опыта Предварительно растворяют в колбе при нагревании сульфаниловую кислоту (или анилин) в 40 мл едкого натра. ч Полученную натриевую соль сульфаниловой кис- лоты переливают в батарейный стакан и диазотируют, быстро прибавляя из капельной воронки при охлаждении льдом и размешивании раствор азотистокислого натрия, а затем соляную кислоту. Температура реакционной смеси не должна. превышать 3—5°. Для проведения азосочетания в три цилиндра наливают по 25 мл раствора едкого натра, затем в один цилиндр вливают раствор р-нафтола, в другом растворяют Н кислоту и в третьем — R-кислоту. К полученным растворам азо- составляющих приливают при размешивании равные объе- мы охлажденного диазораствора. Выпадают азокрасители, окрашенные в оранжевый, красный или пунцовый цвет. 2. ПОЛУЧЕНИЕ МЕТИЛОВОГО ОРАНЖЕВОГО (ГЕЛИАНТИНА) Реактивы, посуда и приборы Сульфаниловая кислота ..5г Диметиланилин...........3 мл Азотистокислый натрий ..2г Соляная кислота (конц.) . 3 мл Лед Стакан (200 мл).............1 Капельная воронка ... . . - 1 Водяная баня................1
Выполнение опыта В стакане размешивают 5 г сульфаниловой кислоты в 25 мл воды и к водной суспензии добавляют диметил- анилин. Затем при охлаждении и размешивании приливают из капельной воронки раствор азотистокислого натрия в 10 мл воды; выпадает натриевая соль гелиантина. 3. ПОЛУЧЕНИЕ ПРЯМОГО (СУБСТАНТИВНОГО) ДИСАЗОКРАСИТЕЛЯ КОНГО КРАСНОГО Реактивы, посуда и Приборы Бензидин.................. 5 г Соляная кислота (конц.) . 20 мл Соляная кислота (2°/о-ная) 200 мл Азотистокислый натрий (8°/о-ный раствор) ... 40 мл Нафтионовая кислота . . 12 г Углекислый натрий (5°/о-ный раствор) . . . 200 мл Едкий натр (10°/о-ный раствор) ...............20 мл Моток хлопчатобумажной пряжи ........ 1 Лед Круглодонная колба (200 мл) . 1 Батарейный стакан (0,5 л) . . 1 Капельная воронка..........1 Стаканы (0,5 и 1 л)........4 Водяная баня...............1 Термометр...................1 528
Выполнение опыта До начала лекции приготовляют диазораствор, для чего производят диазотирование бензидина. Для этого в круг- лодонную колбу вливают концентрированную соляную кислоту и растворяют в ней при нагревании бензидин. Полученный раствор выливают при размешивании в ба- тарейный стакан с 50 мл воды (при этом часть соляно- кислого бензидина выпадает в осадок); когда раствор ох- ладится до 10—15°, приливают быстро при размешивании из капельной воронки раствор азотистокислого натрия. Образуется бесцветный прозрачный раствор бпс-диазоди- фенила (если бензидин был химически чистым). Отдельно в стакане растворяют нафтионовую кислоту в растворе едкого натра (азосоставляющая). На лекции к раствору натриевой соли нафтионовой кис- лоты приливают медленно при размешивании бис-диазо- соединение бензидина; для завершения реакции азосоче- тания прибавляют также при размешивании 100 мл рас- твора углекислого натрия до щелочной реакции (появление красного цвета). Рекомендуется 5-минутное нагревание на водяной бане. Полученный краситель прямо (субстантивно) окраши- вает хлопчатобумажную пряжу. Опыт крашения можно демонстрировать следующим образом: в щелочной раствор красителя опускают моток хлопчатобумажной пряжи и нагревают до кипения, пери- одически переворачивая моток стеклянной палочкой. Че- рез 3—5 мин. моток извлекают из стакана, промывают и разрезают на две части: одну часть погружают в ста- кан с разбавленной минеральной кислотой, при этом появ- ляется синяя окраска. При погружении пряжи, окрашен- ной в синий цвет, в стакан с раствором углекислого на- трия вновь появляется красная окраска. 4. ПОЛУЧЕНИЕ АЗОПИГМЕНТА ОН Пигмент красный Ж В-152,—34 529
Реактивы, посуда и приборы и-Нитроанилин............3 г Соляная кислота (конц.) . 6 мл Азотистокислый натрий . 2 г ₽-Нафтол ..............3 г Едкий натр (5°/о-ный рас- твор) .................100 мл Лед Батарейный стакан (0,5 л) . . Цилиндр (200 мл) ...... Колба (200 мл)............ Водяная баня ............. Термометр ................ До лекции приготовляют диазосоединение. В колбу наливают 100 мл воды, прибавляют n-нитроанилин и соля- ную кислоту и смесь нагревают до полного растворения л-нитроанилина. Полученный раствор охлаждают, пере- ливают в батарейный стакан с 100 г мелкоистолченного льда и быстро прибавляют при энергичном размешивании порошкообразный азотистокислый натрий. По истечении 30—40 мин. реакция диазотирования заканчивается и обра- зуется прозрачный или лишь слегка мутный раствор хлористого п-нитрофенилдиазония. На лекции в цилиндр вливают раствор едкого натра, растворяют в нем р-нафтол, затем прибавляют раствор хлористого n-нитрофенилдиазония; выпадает азокраситель в виде объемистого осадка, окрашенного в красный и нерастворимого в щелочи. Необходимо, чтобы раствор и после прибавления л-нитрофенилдиазония оставался щелочным, т. е. не дует вливать избытка диазораствора. 'Я цвет соли сле- 5. КРАШЕНИЕ ШЕРСТИ КИСЛОТНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ Реактивы, материалы и посуда Красители, полученные из сульфаниловой кислоты, Н-кислоты и R-кислоты (стр. 527)................. Серная кислота (5°/о-ная) . 100 мл Мотки шерсти . Стаканы (250 мл) г Для демонстрации крашения растворы полученных азо- красителей (стр. 527) переливают в стаканы, разбавляют равным объемом воды и подкисляют серной кислотой до кислой реакции. В каждый стакан опускают по одному мотку шерсти и нагревают до кипения, часто перевора- 530 1
чивая шерсть стеклянной палочкой. После пятиминутного кипячения шерсть вынимают, промывают и отжимают. Окрашенные мотки демонстрируют перед аудиторией. Примечание. Чтобы шерсть лучше смачивалась, мотки предварительно кладут на сутки в воду. Реактивы, материалы, посуда и приборы Различные кислотные азо- красители 1..............по 1 г Шерстяная пряжа или ткань 10 г Серная кислота (1О°/о-ная) . 50 мл Мыло.......................10 г Углекислый натрий ..... 2 г Стаканы....................3 Ванна..................". . 1 Термометр..................1 Выполнение опыта До лекции пряжу (или ткань) подготавливают для крашения; для этого ее погружают в ванну, содержащую 300 мл воды, в которой растворены мыло и углекислый натрий, и нагревают в течение 30 мин. при 60°. Пери- одически шерсть переворачивают стеклянной палочкой, затем промывают несколько раз водой. Для демонстрирования на лекции крашения в три стакана загружают по 1 г красителя, по 50 мл воды и по 5 мл серной кислоты, нагревают до кипения и в кипящие растворы вносят по 1—2 г пряжи. По истечении 3—5 мин. пряжу извлекают, промывают, отжимают и развешивают на видном месте. • Влияние минеральной кислоты при крашении Реактивы, материалы и посуда м, м'-Дисульфоазобензол Стаканы (250 мл) ....... 2 (калиевая соль)2...........4 г Шерстяная ткань или пряжа 4 г ' Серная кислота (1О°/о-ная) . 1 См. Химические товары (справочник), ч. 1, стр 337. Госхимиздат, 1953. 2 Опыт можно провести и с некоторыми другими кислотными азокра- сителями. 34* * 531
Выполнение опыта В два стакана наливают по 150 мл воды, всыпают по 2 г красителя; в один стакан добавляют 5 мл серной кислоты и нагревают до кипения. В кипящие растворы погружают по 2 г пряжи; через 10—15 мин. ее извлекают, промывают, отжимают и вывешивают на видном месте. Обращают внимание аудитории, что пряжа в стакане, не содержащем кислоты, почти не окрасилась, в отличие от пряжи, подвергающейся крашению в присутствии ми- неральной кислоты. —Л* 6. ЛЕДЯНОЕ КРАШЕНИЕ (ПО ^-НАФТОЛУ) ОН Пигмент красный Ж Реактивы, материалы, посуда и приборы ₽-Нафтол..................5 г Едкий натр (2°/б-ный рас- твор) ..................100 мл Ализариновое масло 1. . 10 г и-Нитроанилин.............3 г о-Дианизидин (или его хло- ристоводородная соль) . 7 г а-Нафтиламин..............1г Азотистокислый натрий (8°/о-ный раствор). . . 130 мл Соляная кислота (конц.). 50 мл Уксуснокислый натрий . . 60 г Аммиак (конц. раствор). .5 мл Хлопчатобумажная ткань . 0,25 м Стакан (1л).................1 Батарейные стаканы (0,5 л) , . 3 Колбы (200 мл)............3 Термометр.................1 Водяная ванна ............ 1 Капельные воронки ......... 3 Стеклянная палочка ...... 1 1 Сульфированное касторовое масло применяется в ситцепечатании. 532
Выполнение опыта До лекции подготовляют ткань для крашения (нафто- ловый плюс); для этого ее разрезают на несколько полос и опускают в ванну с раствором ^-нафтола в едком натре, к которому прибавлен раствор ализаринового масла (10 г масла в 90 мл воды с добавкой 1—2 мл аммиака до пол- ного просветления раствора). Через несколько минут извлекают ткань и тщательно отжимают от избытка рас- твора. Отжатые полоски развешивают на стеклянных палочках и сушат в темном помещении при комнатной температуре. Их сохраняют в темноте в закрытой банке; при продолжительном хранении нафтоловый плюс начи- нает буреть и становится негодным для крашения. Заранее приготавливают несколько диазорастворов. Получение хлористого п-нитрофенилдиазония см. стр. 521, 526. Получение хлористого а-нафтилдиазония. В колбе растворяют а-нафтиламин при нагревании с соляной кислотой (15 мл конц. кислоты в 50 мл воды) и полученный раствор выливают в батарейный стакан с 200 мл воды. Затем из капельной воронки при охлаждении приливают 50 мл раствора азотистокислого натрия. Получение тетразодианизидина. В колбе растворяют дианизидин в 15 мл конц. соляной кислоты и раствор выливают в батарейный стакан с 150 мл воды. Из капельной воронки приливают при охлаж- дении (3—5’) и размешивании 25 мл раствора азотистокислого натрия. Диазорастворы, полученные из n-нитроанилина, а-нафти- ламина и о-дианизидина, нейтрализуют насыщенным рас- твором уксуснокислого натрия и в нейтральные растворы опускают полоски хлопчатобумажной ткани, пропитанной р-нафтолом. Диазораствор из n-нитроанилина окрашивает ткань в красный цвет, из а-нафтиламина — в цвет бордо, из диани- зидина — в синий цвет. 7. ДЕСТРУКТИВНОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ АЗОКРАСИТЕЛЯ 533
Восстановление хлористым оловом Реактивы, посуда и приборы Кислотный оранжевый1 Термометр.............'. . . 1 (Оранж АТ2Б) .... 5 г Капельная воронка...........1 Хлористое олово .... 20 г Стаканы (0,5 и 1 л.)........2 Соляная кислота .... 12 мл /Выполнение опыта Растворяют в стакане заранее приготовленный краси- тель Оранж АТ2Б в 500 мл воды1 при нагревании до 80° и при этой температуре приливают (порциями) из капель- ной воронки солянокислый раствор хлористого олова (растворяют 20 г хлористого олова в 200 мл воды и 12 мл соляной кислоты). Через 10—15 мин. раствор обесцвечи- вается и осаждаются бесцветные блестящие кристаллы хлористоводородной соли 1-амино-2-нафтола. J • 4 р • Восстановление гидросульфитом натрия Реактивы и посуда Кислотный оранжевый1 Стакан (1л).......... 1 (Оранж АТ2Б) .... 5 г ' Гидросульфит натрия (по- рош к.) ..........50 г Выполнение опыта В стакане растворяют краситель в 500 мл воды и к кипящему раствору при размешивании присыпают неболь- шими порциями гидросульфит натрия (Na2S2Or2H2O) до полного обесцвечивания раствора. 8. ИНДИКАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ АЗОКРАСИТЕЛЕЙ Реактивы I п-Аминоазобензол . . . . 0,1 г Метиловый оранжевый . . 0,1 г Конго красный............0,1 г Соляная кислота (1°/о-ная) 50 мл Едкий натр (1°/о-ный рас- твор) . •...............50 мл и посуда Стаканы (0,5 л).........• . 3 Цилиндры (200 мл)..........6 Пипетки (5 мл).............2 1 Можно взять для опыта раствор этого красителя, полученный сочетанием диазосоединения сульфаниловой кислоты с р-нафтолом (стр. 527). V , 534
Выполнение опыта * В трех стаканах с 200 мл воды растворяют. последо- вательно n-аминоазобензол (анилиновый желтый), метило- вый оранжевый и конго красный. Каждый раствор разли- вают по 100 мл в два цилиндра. В один цилиндр прибав- ляют 5 мл кислоты, в другой 5 мл едкого натра. п-Аминоазобензол и метиловый оранжевый в кислом растворе окрашиваются в красный цвет, в щелочном— в желтый. Желтый цвет щелочного раствора метилового оранже- вого изменяется в красный цвет при подкислении. Область перехода цвета лежит при значении pH 3,1 —4,4. Конго красный в кислой среде имеет синюю окраску, a fe щелочной — красную. Область изменения цвета лежит при значении pH 3,0 — 5,2. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 536—541) 1. Относительные константы скорости диазотирования ароматических аминов. 2. Изомерия диазосоединений. 3. Схема превращений диазосоединений. 4. Реакции диазосоединений, протекающие с выделе- нием азота. 5. Реакции диазосоединений, протекающие без выде- ления азота. 6. Группы, обусловливающие окраску красящих веществ. • * + Модели Геометрические изомеры диазосоединений. Коллекция Фенилгидразин, дифенилгидразин, тетрафенилгидразин. Диазоаминобензол. Набор азокрасителей: «-аминоазобензол, и-оксиазо- Хэензол, гелиантин, хризоидин, конго красный и др. 535
/ ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ ДИАЗОТИРОВАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ (при 5° в солянокислой среде; константа скорости диазотирования анилина принята за единицу) Название Формула Анилин о-Толуидин ^/-Толуидин л-Толуидин о-Аминофе- нол л/-Аминофе- нол л-Аминофе- нол СН NH2 -NH2 -nh2 СНз НО- СН3- -NH2 -nh2 -nh2 -nh2 1,000 1,176 0,998 1,128 0,962 0,519 Константа скорости 0,621 _____ Название Формула Константа скорости о-Аминобензойная кислота л/-Аминобензойная кислота л-Аминобензойная кислота соон соон HOOC-<Q~^—NH3 6,497 2,930 7,656 о-Нитроанилин л-Нитроанилин л-Нитроанилин Ао2 С—^~NH2 no2 O2N—nh2 1,734 4,142 13,856 / Метаниловая кис- лота Сульфаниловая кислота ^>-nh2 SO3H H°3s-^ NH^ 3,653 6,607. ИЗОМЕРИЯ ДИАЗОСОЕДИНЕНИЙ КОН (конц.) Ar-N >Ar—N~N—ОНТ кон [Ar-N=N]X-----> Соль диазония [Ar-№=N]OH - Гидрат диазония KO—N слн-Диазотат НС1 нл *Ar—NH—NO2 Нитроарилид >Аг—N=N-OH * Ar—N—NO КОН (разб.) Ar—N ОН Нитрозоарил- гидроксиламин N-ОК Н* анти-Диазе тгт Ar-N нх Ar—NJ HO-N гля-Диазогидрат Соль диазония NJ
538 СХЕМА ПРЕВРАЩЕНИЙ ДИАЗОСОЕДИНЕНИЙ R-N +HCI R—N СГ + НС1 R-N-H НО—N сия-Диазо- гидрат (Мгновенно) N (Медленно) +NaOH NaO-N сия-Диазотат (неустой- чив) НО— Н3СО— Cl- Соль диазо- ния > R-N ОН~ R—N Нитрозамин Основание диазо- ния N-OH Ляяш-Диа- зотат + СНзСООН при 0° Нагревание с избытком КОН N-OK ая/яя-Диа- зотат (устойчив) +КОН РЕАКЦИИ ДИАЗОСОЕДИНЕНИЙ, ПРОТЕКАЮЩИЕ С ВЫДЕЛЕНИЕМ АЗОТА +Cu2Cl2-NaNO2 Фенол Анизол Бензол Хлорбензол Вг- Бромбензол Йодбензол NC- Бензонитрил 4-сн.он 4-сн СН2ОН Ц------------- SnCl2+NaOH 4-Cu2C12 -|-Си2Вг2 —---------------- +KJ +Cu2(CN)a Дифенил Си —N=N Cl Хлористый фенилдиазо- ний +NH3 HgCl2 • Си Дифенилртуть — NOg +ks*cs-oc2h5 ---—-----——> Нитробензол 2Г15 Этиловый эфир тиофенола 4-CuSCN -S-CN Фенилроданит 4-Na3SbO3 4-Na„AsO., О о 4-Cu-Hg-cij 4-KCNO ...... —> —S O3Na2 Фенилстибинат натрия —AsO3Na3 Фениларсенит натрия -HgCl Ртутьхлорфенил -OCN ФенилцианатЗ
РЕАКЦИИ ДИАЗОСОЕДИНЕНИЙ. ПРОТЕКАЮЩИЕ БЕЗ ВЫДЕЛЕНИЯ АЗОТА -l-SnCl24-HCl Na3S2O3 4-NaNQ о -NH-NH2-HC1 Хлористоводородный фенилгидразин -N3 Фенилазид —NsN Cl -N=N-NH— 2 -----------> +C6H6N(CH3)2 Диазоаминобензол +CeH6OH л-Диметиламиноазобензол л-Оксиазобензол 540
ГРУППЫ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИЕ ОКРАСКУ КРАСЯЩИХ ВЕЩЕСТВ Хромофорные группы —N=N— азо- тиокарбонильная —N—О -N—N— нитрозо- азокси- перекрещенные сопряженные связи нитро- —CH=N— азометиновая п-хиноидная структура и карбонильная этиленовая дикето- о-хиноидная структура Ауксохромные группы —ОН фенольный гидроксил —NH2 ароматическая аминогруппа СНз замещенная ароматическая СН аминогруппа > —SH тиофенольная группа —N Влияние ауксохромов на цвет азокрасителя N—N— —ОН Темно-желтый —N—N——NH2 Желтовато-красный СНз O2N——N—N— Темно-красный СН3 541
Глава XXV АРОМАТИЧЕСКИЕ АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ. ХИНОНЫ Ароматические альдегиды и кетоны 1. ОПЫТЫ С БЕНЗОЙНЫМ АЛЬДЕГИДОМ Окисление кислородом воздуха (аутоксидация) Реактивы и посуда Бензойный альдегид . . 5—10 мл Часовые стекла...3 Выполнение опыта За 10—15 мин. до конца первого часа лекции разливают бензойный альдегид на три часовых стекла. Через 15—30 мин. начинается выделение кристаллов бензойной кислоты. К концу лекции все стекло покрывается кристаллами. Окисление перекисью натрия Реактивы и посуда Бензойный альдегид . . 5—10 мл Шпатель..........1 Перекись натрия (по- Чашка фарфоровая или часо- рошк.).......... 5 г вое стекло......... 1 Выполнение опыта В чашку наливают бензойный альдегид и с помощью шпателя всыпают щепотку перекиси натрия; альдегид воспламеняется и горит коптящим пламенем. 542
Окисление аммиачным раствором окиси серебра Реактивы, посуда и приборы Бензойный альдегид . 1—2 мл Колба (200 мл)................1 Азотнокислое серебро Стакан (2 л)..................1 (1°/о-ный раствор) . . 100 мл Пробирка . ..................1 Аммиак (5°/о-ный раствор) 25 мл Термометр.....................1 Едкий натр (5°/о-ный раствор)........... . 10 мл Выполнение опыта В пробирку наливают бензойный альдегид и раствор едкого натра и смесь сильно встряхивают. Отдельно в колбе смешивают растворы азотнокислого серебра и аммиака и к полученному раствору прибавляют щелочной раствор бен- зойного альдегида из пробирки. Колбу с реакционной смесью опускают в стакан с горячей водой (40э); сразу же на стенках колбы появляется серебряное зеркало. Примечание. Для получения ровного зеркала колбу необходимо предварительно тщательно промыть раство- ром щелочи (обезжирить). Получение бисульфитного производного бензальдегида /ОН C6H5CHO+NaHSO3 —> С6Н5СН<( XSO3Na Реактивы и посуда Бензойный альдегид . . 3—5 мл Бисульфит натрия (конц. раствор, стр. 217) . . 20 мл Цилиндр с притертой пробкой (50 мл)..................... Выполнение опыта В цилиндре смешивают бензойный альдегид и раствор бисульфита. При энергичном встряхивании реакционной смеси образуется кашицеобразный осадок бисульфитного соединения. Взаимодействие бензальдегида со щелочью (реакция Канниццаро) 2С6Н5СН=:О--> с6н5сн2он+с6н5соок кон Реактивы Бензойный альдегид ... 10 мл Едкое кали (10°/с-ный спир- товый раствор).........50 мл и посуда Цилиндр с притертой пробкой (100 мл)...................I 543
Выполнение опыта В цилиндр наливают бензойный альдегид и спиртовый раствор едкого кали. При энергичном встряхивании реак- ционная смесь разогревается, и выделяется кристаллический осадок калиевой соли бензойной кислоты. Получение фенилгидразона бензальдегида CeH5CH=O+H2NNHC6H5 —> C6HsCH=NNHCeH5+HaO Реактивы а посуда Фенилгипразин хлористо- Цилиндр с притертой пробкой водородный.........2 г (100 мл) .......... 1 Уксуснокислый натрий • . 3 г Бензойный альдегид ... 2 мл Выполнение опыта В цилиндр всыпают хлористоводородный фенилгидразин, уксуснокислый натрий, приливают 30 мл воды, встряхи- вают, затем прибавляют бензойный альдегид и опять встря- хивают. Через несколько минут выделяется осадок фенил- гидразона. Получение бензальанилина (основание Шиффа) CsH5CH=O+H2NCeH5 — CeHBCH=NC6H5+H3O Реактивы и посуда Бензойный альдегид ... 10 мл Цилиндр с притертой пробкой Анилин.............9 мл (50—100 мл) ........ 1 Этиловый спирт.....30 мл Выполнение опыта В цилиндре смешивают при взбалтывании анилин и бен- зойный альдегид, реакционная смесь разогревается и мут- неет. По охлаждении и прибавлении спирта выделяется осадок бензальанилина. Примечание. При проведении реакции необходимо соб- людать осторожность, так как иногда реакция протекает столь энергично, что происходит бурное вскипание реак- ционной смеси. 544
Получение семикарбазона бензальдегида C6H5CH=O+H2NNHCONH2 —» CeH8CH=NNHCONH2+H2O Реактивы и посуда Бензойный альдегид ... 5 мл Семикарбазид хлористо- водородный ..............6 г Уксуснокислый натрий . . 8 г Цилиндр с притертой пробкой (200 мл) .......... Выполнение опыта В цилиндре смешивают бензойный альдегид с хлористо- водородным семикарбазидом, растворенным в 40 мл воды, и 8 г уксуснокислого натрия в 40 мл воды. Реакционную смесь сильно взбалтывают; при этом выпадает семикарбазон в виде белого творожистого осадка. 2. РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ АРОМАТИЧЕСКИХ АЛЬДЕГИДОВ Получение дибензальацетона >- СН=О+СН3-С-СНз —2Н2О —сн—СН—С-СН=СН- Реактивы, посуда и приборы Бензойный альдегид ; . . 15 мл Этиловый спирт...........75 мл Ацетон ...................5 мл Едкий натр (109/с-ный рас- твор) ............ .... 8 мл Колба (200 мл)........ 1 Холодильник .......... 1 Водяная баня...........1 Выполнение опыта В колбе с обратным холодильником смешивают бензой- ный альдегид, этиловый спирт, ацетон и раствор едкого натра. Реакционную смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение нескольких минут; при этом раствор окра- шивается в желтый цвет. После охлаждения под краном выпадает желтый кристаллический осадок дибензальацетона. в-152.—35 545
h» . *. Получение ж-нитробензальацетофенона Q-CH=o+CH,-c-/^ Q-CH=CH-C- I О I о NO2 NO2 Реактивы и посуда jw-Нитробензойный альдегид 3 г Цилиндр (100 мл).....1 Ацетофенон.........2—3 г Этиловый спирт.....60 мл Едкий натр (конц. раствор). 1—2 мл пи Выполнение опыта В цилиндре растворяют в спирте при взбалтывании ацетофенон и лг-нитробензойный альдегид. К раствору при- бавляют несколько капель конц. раствора едкого натра,— наблюдается появление желтого окрашивания. При затравке или при трении стеклянной палочкой о стенку цилиндра \ выпадает осадок .и-нитробензальацетофенона. 3. ОПЫТЫ С САЛИЦИЛОВЫМ И АНИСОВЫМ АЛЬДЕГИДАМИ Взаимодействие салицилового альдегида с хлорным железом Ц ' ’’si Реактивы и посуда Салициловый альдегид . . 5 мл Цилиндр (100 мл) ...... 1 Хлорное железо (1°/0-ный раствор)..........5 мл Выполнение опыта В цилиндре с 50 мл воды растворяют при взбалтывании салициловый альдегид. При прибавлении хлорного железа появляется интенсивное фиолетовое окрашивание. Взаимодействие салицилового альдегида с серной кислотой Реактивы и посуда Салициловый альдегид . . Цилиндр (100 мл)......1 (1°/0-ный спиртовый рас- твор) ............25 мл Амиловый спирт.....25 мл Серная кислота (конц.) . 50 мл 545
Выполнение опыта В цилиндре смешивают при взбалтывании спиртовый раствор салицилового альдегида, амилового спирта и серной кислоты,—появляется красное окрашивание. Взаимодействие анисового альдегида с хлорным железом Реактивы и посуда Анисовый альдегид .... 1 мл Цилиндр (100—200 мл). ... \ Хлорное железо (1°/0-ный раствор)...........5 мл Выполнение опыта В цилиндр с 100 мл воды, растворяют анисовый альде- гид и прибавляют раствор хлорного железа,—появляется темно-коричневое окрашивание. Хиноны 1. ПОЛУЧЕНИЕ я-БЕНЗОХИНОНА Реактивы, посуда и приборы Гидрохинон...............5 г Серная кислота (конц.) . . 10 мл Двухромовокислый натрий 14 г Стакан (250 мл).............1 Капельная воронка...........1 Водяная баня ...............1 Склянка для отсасывания . . . 1 Воронка Бюхнера.............1 Выполнение опыта До лекции растворяют гидрохинон в 100 мл воды, на- гретой до 50°, затем раствор охлаждают до 20°, медленно приливают к нему при взбалтывании из капельной воронки серную кислоту и снова охлаждают до комнатной темпе- ратуры. 35* 547
На лекции к раствору гидрохинона в серной кислоте добавляют при охлаждении и размешивании раствор дву- хромовокислого натрия в 10 мл воды при температуре не выше 30°. Реакционная смесь сперва приобретает темную окраску (образование хингидрона, стр. 549), а затем желто- зеленую. Для выделения кристаллов ^-бензохинона реак- ционную смесь охлаждают до 10°, выпавшие желтые кри- сталлы отсасывают и промывают небольшим количеством воды. 2. ОПЫТЫ с П-БЕНЗОХИНОНОМ * Взаимодействие с йодистым калием Реактивы и посуда л-Бензохинон............0,5 г Соляная кислота (конц.) 50 мл Этиловый спирт...........60 мл Йодистый калий (10%-ный раствор)...............50 мл Колба (200 мл)............1 Цилиндр (200 мл)..........1 Выполнение опыта В цилиндре растворяют хинон в 10 мл спирта; отдельно в колбе смешивают соляную кислоту с 50 мл этилового спирта и с раствором йодистого калия. Смесь тотчас же приливают к спиртовому раствору хинона; сразу появляется буро-коричневое окрашивание вследствие окисления хино- ном йодистоводородной кислоты и выделения свободного йода. Реакция с сернокислым закисным железом и роданистым аммонием Реактивы и посуда л-Бензохинон ........2 г Цилиндр (100 мл)...........1 Сернокислое закисное же- лезо (5°/о-ный раствор) . 25 мл Серная кислота.......5 мл Роданистый аммоний (5°/о-ный раствор) ... 25 мл Выполнение опыта В цилиндре смешивают раствор сернокислого закисного железа, подкисленный серной кислотой, и раствор родани- 548
стого аммония; при прибавлении хинона появляется красное окрашивание вследствие окисления хиноном двухвалентного железа в трехвалентное. Получение хингидрона Реактивы и посуда Цилиндр (100 мл) л-Бензохинон (насыщ. вод- ный раствор)..........25 мл Гидрохинон (насыщ. вод- ный раствор)..........25 мл Выполнение опыта В цилиндре смешивают водный раствор хинона с раство- ром гидрохинона и реакционную смесь энергично взбал- тывают; при этом выделяются кристаллы хингидрона, окрашенные в темно-зеленый цвет. 3. ПОЛУЧЕНИЕ ТЕТРАОКСИХИНОНА ОН о НО. A /ОН НО. JI /ОН \/\/ оа_______. \/\/ ЗСНО-СНО • --» .11 I Na,CO,^ II II НО/ у Х ОН но/ Y 'ОН он о Реактивы и посуда Глиоксаль................. 5 г Бисульфит натрия .... 20 г Углекислый натрий (насыщ. раствор)................10 мл Колба (200 мл)..............1 Капельная воронка ......... 1 Водная баня.................1 Выполнение опыта В колбе с 50 мл воды растворяют при нагревании глиоксаль и бисульфит натрия. Затем при нагревании на водяной бане при частом взбалтывании приливают из капель- 549
I ной воронки раствор углекислого натрия; при этом сперва появляется желтое окрашивание, затем коричневое и, наконец, черное. Через некоторое время выпадает кристал- лический осадок, окрашенный в темно-синий цвет,—дву- натриевое производное тетраоксихинона. Примечание. Если осадок отфильтровать, растворить в 200 мл воды и к горячему раствору прибавить хло- ристый барий, то выпадает бариевое производное, окра- шенное в темно-красный цвет. Если раствор глиоксаля и бисульфита натрия смешать не с углекислым натрием, а с раствором едкого натра и нагреть, то постепенно выпадает натриевая соль родизоно- вой кислоты, окрашенная в темно-фиолетовый цвет: но ЗСНО-СНО NaOH УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 551—552) 1. Физические свойства ароматических альдегидов. 2. Геометрическая изомерия оксимов (схема перегруп- пировки Бекмана). Модели Геометрические изомеры оксимов. Коллекция Бензойный альдегид; о-, м-, и л-толуиловые альдегиды; о-, м- и л-хлорбензойные альдегиды; о-, м- и л-аминобен- зойные альдегиды; о-, м- и л-оксибензойные альдегиды; сафрол, изосафрол, ванилин, ацетофенон, бензофенон, бен- зальацетон, дибензальацетон; о- и л-бензохиноны; ж-нитро- бензальацетофенон, бензоин и др. 550
ФИЗИЧЕСКИ! СВОЙСТВА АРОМАТИЧЕСКИХ АЛЬДЕГИДОВ Темпера- Температура Плот- Альдегид Формула тура плавления, °C кипения, °C с Бензойный 1 *Х _Г II с / ГС о -26,0 178,1 1,0980 оТолуиловый /О 'Н -СНз 197,0 1,0375 ^/-Толуиловый СН3-| J fl %/ 1 о я о 199,0 1,0200 л-Толуиловый / СН3-! \/ г 1 А я о 204,0 1,0194 о-Нитробензой- ный X ч/ /О -с^ 'Н —NOa 40.9(a) 37,9 (^) 156,015 164,020л,Л —— л/-Нитробензой- ный O3N-< X ~С\ ^Н 58,0 л-Нитробензой- ный o2n— г 1 А я с 106,5 1 о-Оксибензой- ный -cZ '-ОН Z0 —10,0 197,0 1,1169 л/-Оксибензой- ный HO-f \/ ^н X 106,0 240,0 л-Оксибензой- ный но- 1 Гс\н 116,0 Возгоняется 1,1290 551
ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ИЗОМЕРИЯ ОКСИМОВ (схема перегруппировки Бекмана) Альдоксим N—-ОН «/«-Бензальдоксим (т. плавл. 35°) HCI (сухой газ) Эфир . Облучение Бензол НО—N а«яш-Бензальдоксим (т. плавл. 128°) Кетоксим - ОСН3 N-OH а«лш-л-Метоксибензофеноноксим (т. плавл. 117°) «/«-л-Метоксибензофеноноксим (т. плавл. 147°> I +РС15 I 94 ир +РС16 эфир Анилид анисовой кислоты (т. плавл. 171 ) л-Метоксианилид бензойной кислоты (т. плавл. 156*) Анисовая кислота Анилин Бензойная кислота л-Метоксианилин nh2 552
Глава XXVI АРОМАТИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ 1. ПОЛУЧЕНИЕ БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ Mg со2 нао C6H6Br C6H5MgBr C6H5COOMgBr —> С6Н5СООН 4- MgBrOH Реактивы, посуда и приборы Магний (стружки) ...... 2,5 г Этиловый эфир (абс.; стр. 36) 50 мл Этиловый эфир техниче- ский ......................100 мл Бромбензол (свежеперегнан- ный)..........................11 мл Едкий натр (5°/о-ный раствор) 50 л л Соляная кислота (18^/о-ная) . 10 мл Серная кислота (конц.) ... 60 мл Йод (крист.) Углекислый газ (из аппа- рата Киппа) Бумажка конго Лед Капельная воронка ........ 1 Промывные склянки...........2 Круглодонная ьолба (500 мл) . 1 Холодильник ......... 1 Двурогий форштосс..........1 Хлоркальциевые трубки .... 2 Делительная воронка ...... 1 Стакан (500 мл) ...........1 Водяная баня...............1 Резиновые или стеклянные трубки соответствующих размеров Сборка прибора Круглодонную колбу плотно закрывают пробкой, в ко- торую вставлен двурогий форштосс. В вертикальный отросток форштосса вставляют на пробке капельную во- ронку, в боковой — обратный холодильник, противополож- ный конец которого соединен с хлоркальциевой трубкой. 553
Выполнение опыта В колбу загружают магний и 30 мл абсолютного эфира. Затем из капельной воронки приливают в течение 15 мин. раствор бромбензола в 20 мл абс. эфира. Если реакция после приливания 10—15 мл раствора не начинается, реко- мендуется бросить в реакционную смесь кристаллик йода и слегка подогреть колбу на теплой водяной бане. По окончании приливания бромбензола и прекращении кипения эфира колбу нагревают 15 мин. на водяной бане, затем охлаждают ледяной водой и закрывают пробкой, через которую проходят две изогнутые стеклянные трубки: одна длинная, доходящая до дна колбы, другая короткая, со- единенная с хлоркальциевой трубкой. Через длинную трубку в реакционную смесь пропускают в течение 0,5 часа ток сухого углекислого газа, который предварительно про- ходит через две промывные склянки с конц. серной кис- лотой. По окончании пропускания углекислого газа для разло- жения магнийорганического комплекса из капельной во- ронки приливают при охлаждении соляную кислоту до кислой реакции на конго. Реакционную смесь переливают в делительную Воронку и отделяют нижний водный слой. К эфирной вытяжке прибавляют раствор едкого натра и встряхивают; образующаяся соль бензойной кислоты переходит в водный слой, который сливают в стакан С 200 мл воды. Для выделения свободной кислоты прили- вают из капельной воронки при размешивании соляную кислоту до кислой реакции на конго; при этом выпадает бензойная кислота в виде белкх листочков. 2. ОПЫТЫ С БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТОЙ Возгонка («зимний сад») Реактивы и посуда Бензойная кислота .... 2—3 г Стакан (200 мл). . ...............1 Веточки елки или соло- Часовое стекло..............1 МИНКИ Выполнение опыта В стакан всыпают бензойную кислоту, бросают несколь- ко веточек и закрывают часовым стеклом. Стакан ставят на сетку и нагревают пламенем горелки. Через несколько минут веточки покрываются иглами возгоняющейся бен- зойной кислоты. 554
Получение бензойнокислого окисного железа ЗСвНьСООЫа + FeCl3 (С6Н5СОО)зРе + 3NaCl Реактивы и посуда Бензойнокислый натрий (5°/о-ный раствор) . .100 мл Хлорное железо (5°/о-ный раствор).................100 мл Цилиндр (200 мл)...........1 Капельная воронка ........ 1 Выполнение опыта В цилиндр с раствором бензойнокислого натрия при- ливают из капельной воронки при размешивании раствор хлорного железа. Тотчас же образуется бензойнокислое окисное железо в виде объемистого бурого осадка. Получение бензойноэтилового эфира СбН5СООН+ С2Н5ОН ---СвНьСООСгНь + ЖО Реактивы, посуда и приборы Бензойная кислота .... 6 г Этиловый спирт..........60 мл Серная кислота (конц.) . . 5 мл Круглодонные колбы (100 мл) . 2 Холодильники ........ 2 Цилиндры (100 мл) ...... 2 Водяная баня ......... 1 Выполнение опыта В колбы вносят по 30 мл спирта и 3 г бензойной кис- лоты. В одну колбу добавляют при встряхивании конц. серную кислоту. Обе колбы соединяют с обратными хо- лодильниками и нагревают на водяной бане в течение 10—15 мин.; затем реакционные смеси выливают в цилиндры с 50 мл воды. Обращают внимание аудитории, что только в цилиндре со смесью, в которую была добавлена серная кислота, на поверхности водного раствора всплывает слой эфира. 555
Окисление бензойной кислоты перекисью водорода CeHsCOOH ^->о-НОСбН4СООН Реактивы и посуда Бензойная кислота (насыщ. Колба (200 мл) 1 раствор)...............100 мл Перекись водорода (3°/о-ный раствор) . . . 10 мл Хлорное железо (3°/о-ный раствор) ... 10 мл Выполнение опыта В колбе смешивают растворы бензойной кислоты, пере- киси водорода и хлорного железа. Реакционную смесь нагревают до кипения. Образующаяся при окислении бензойной кислоты сали- циловая кислота дает фиолетовое окрашивание с хлорным железом (см. ниже). 3. ОПЫТЫ С САЛИЦИЛОВОЙ кислотой Реакция с хлорным железом Реактивы Салициловая кислота (насыщ. раствор) . . . 100 мл Хлорное железо (3°/о-ный раствор) ... 10 мл и посуда Цилиндр (100—200 мл) . . . . 1 Капельная воронка . >/ . . . . 1 Выполнение опыта В цилиндр наливают раствор салициловой кислоты и прибавляют из капельной воронки хлорное железо. По- является фиолетовое окрашивание. Получение труднорастворимой кальциевой соли Реактивы и посуда Салициловая кислота . . 1г Колба (500—750 мл) ...... 1 Гидрат окиси кальция (на- сыщ. раствор)........ 250 мл 556
Выполнение опыта В колбу наливают прозрачный насыщенный раствор гидрата окиси кальция, всыпают салициловую кислоту и реакционную смесь нагревают. Через несколько минут начинают появляться мелкие кристаллы вследствие обра- зования труднорастворимой основной соли кальция. Примечание. Рекомендуется параллельно проводить опыты с м- и «-оксибензойными кислотами, которые при действии гидрата окиси кальция не образуют нераствори- мых солей. 4. СОПОСТАВЛЕНИЕ СВОЙСТВ БЕНЗОЙНОЙ И САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТ Сравнение степени ионизации Реактивы и посуда Г Бензойная кислота........2 г Салициловая кислота .... 2 г Двууглекислый натрий . . .Юг Уксуснокислый натрий . . .Юг Муравьинокислый натрий ..Юг Цилиндры с притертыми проб- ками (100 мл) ....... 8 Выполнение опыта Приготовляют растворы названных солей в 50 мл воды. После энергичного встряхивания только двууглекислый натрий частично остается в осадке. Раствор каждой соли разливают поровну в два цилиндра; в один прибавляют 0,5 г бензойной кислоты, в другой — 0,5 г салициловой кислоты. (Кристаллические бензойную и салициловую кислоты рекомендуется предварительно растереть.) Затем все цилиндры закрывают пробками, энергично встряхивают и отмечают растворение кислот. Обращают внимание аудитории, что салициловая кислота растворяется в растворах всех солей, т. е. как более силь- ная вытесняет из солей угольную, уксусную и муравьиную кислоты. Бензойная же кислота растворяется лишь в рас- творах двууглекислого натрия и уксуснокислого натрия, т. е. как более слабая кислота не вытесняет из соли му- равьиную кислоту. Параллельно демонстрируют нерастворимость тех же количеств бензойной и салициловой кислот в 50 мл чистой воды. 557
Взаимодействие бензойной и салициловой кислот с бромом Реактивы, посуда и приборы Бензойная кислота (насыщ. раствор)................100 мл Салициловая кислота (насыщ. раствор) . . . . 100 мл Бромная вода (насыщ. рас- твор) .................100 мл Цилиндры (200 мл).........2 Капельные воронки.........2 Выполнение опыта В цилиндры наливают по 100 мл раствора бензойной и салициловой кислот, затем прибавляют из капельных воронок (примерно с одинаковой скоростью) при размеши- вании бромную воду. Бензойная кислота не бромируется, поэтому ее раствор не обесцвечивает бромную воду; салициловая же кислота бромируется и ее раствор обесцвечивает бромную воду. Действие окислителей на бензойную и салициловую кислоты Реактивы, посуда и приборы Бензойная кислота (насыщ. раствор)..............100 мл Салициловая кислота (насыщ. раствор).... 100 мл Марганцовокислый калий (1°/о-ный раствор) . . . 100 мл Углекислый натрий (5°/о-ный раствор) ... 15 мл Цилиндры (200 мл).........2 Капельные воронки • . • ... 2 Выполнение опыта В цилиндры с раствором бензойной и салициловой кис- лот прибавляют по 5 мл раствора углекислого натрия. Из капельных воронок в каждый цилиндр приливают с одинаковой скоростью раствор марганцовокислого калия до появления окраски. В цилиндре с бензойной кислотой окраска появляется почти сразу. Салициловая же кислота обесцвечивает значительный объем раствора марганцово- кислого калия. 558
5. ОПЫТЫ С ГАЛЛОВОЙ КИСЛОТОЙ И С ТАННИНОМ Восстановительные свойства Реактивы и посуда Галловая кислота.....1г Колбы (200 мл)............2 Таннин...............1г Цилиндры (100 мл).........6 Аммиачный раствор окиси серебра (стр. 115). . . .50 мл Хлорное железо (1°/о-ный раствор)...........50 мл Сернокислое железо закис- ное (3°/о-ный раствор) . . 50 мл Едкий натр (5°/о-ный рас- твор) ...............10 мл Выполнение опыта Приготовляют насыщенные водные растворы галловой кислоты и таннина и каждый разливают поровну в три цилиндра. В одну пару цилиндров прибавляют по 25 мл аммиач- ного раствора окиси серебра. При энергичном встряхива- нии образуется осадок металлического серебра. В другие два цилиндра с галловой кислотой и таннином прибавляют по 25 мл раствора хлорного железа; сразу появляется темно-синее .окрашивание. В последние два цилиндра прибавляют по 25 мл рас- твора закисного сернокислого железа; при этом раствор галловой кислоты сразу окрашивается в темно-фиолетовый цвет, а раствор таннина лишь после стояния — в сине-чер- ный цвет» Разложение галловой кислоты но/ но/ Реактивы и посуда Галловая кислота........5 г / Пробирка из тугоплавкого Баритовая вода (насыщ. стекла (50 мл)........... 1 раствор)..............25 мл Цилиндр ..........................1 Газоотводная трубка ..... 1 559
Выполнение опыта Пробирку с галловой кислотой закрывают пробкой с газоотводной трубкой и нагревают. При 250—300° кислота разлагается с выделением углекислого газа. Образующийся углекислый газ с баритовой водой дает осадок углекислого бария. Реакция на таннин с двойной щавелевокислой солью титана и калия Реактивы и посуда Таннин (насыщ. водный Цилиндр (200 мл)....... 1 раствор).........100 мл Двойная щавелевокислая соль титана и калия (5°/о-ный раствор) .... 50 мл Выполнение опыта Сливают раствор таннина с раствором калиевотитано- вой соли щавелевой кислоты, — появляется желто-оранже- вое окрашивание. 6. ОПЫТЫ С КОРИЧНОЙ кислотой ' (см. Качественные реакции на двойную связь, стр. 69—71) 7. ОПЫТЫ С ХЛОРАНГИДРИДОМ И АМИДОМ БЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ Гидролиз хлористого бензоила Реактивы, посуда и приборы Хлористый бензоил .... 5 мл Капельная воронка.........1 Едкий натр (5°/о-ный рас- Колба (200 мл)..........1 твор)..............50 мл Стакан (500 мл) , ..........1 Выполнение опыта В колбу с 100 мл воды вливают хлористый бензоил и нагревают несколько минут до слабого кипения. Масля- нистый слой хлористого бензоила полностью растворяется вследствие гидролиза. 560
При охлаждении колбы выпадает кристаллический осадок бензойной кислоты. Если добавить из капельной воронки раствор едкого натра, осадок полностью растворяется. Примечание. Опыты лучше проводить в вытяжном шкафу из-за резкого раздражающего запаха хлористого бензоила. Взаимодействие хлористого бензоила со спиртом и фенолом (реакция Шоттен-Баумана) СвНвСОС! 4- С2НБОН С6НБСООС2НБ 4- NaCl 4- н2о СвНбСОС! 4- NaOCeHs--> С6НБСООС6НБ 4- NaCl Реактивы, посуда и приборы Хлористый бензоил .... 10 мл Этиловый спирт.......20 мл Фенол.....................5 г Едкий натр (2О°/о-ный рас- твор) ...................30 мл Капельные воронки..........2 Пробирки (50 мл)...........4 Выполнение опыта В пробирке смешивают 5 мл хлористого бензоила с 10 мл спирта и из капельной воронки при энергичном взбалтывании приливают 15 мл щелочи. Реакционная смесь разогревается и на поверхности всплывает слой бензойно- этилового эфира. В другую пробирку с 5 г фенола приливают 15 мл воды и 15 мл едкого натра, закрывают пробкой и встряхивают до получения однородного раствора. К последнему прили- вают из капельной воронки при встряхивании хлористый бензоил. Реакционная смесь сильно разогревается и по- степенно наблюдается выделение кристаллического осадка фенилового эфира бензойной кислоты. Получение амида бензойной кислоты СеНбСОС! + 2NH3 -> CeHsCONIb + NH<C1 Реактивы, посуда и приборы Хлористый бензоил . . . . 10 мл Цилиндр (100 мл).............1 Аммиак (конц. раствор) . . 25 мл Водяная баня.................1 В-152.—36 561
Выполнение опыта В цилиндр с 20 мл раствора аммиака приливают из ка- пельной воронки при встряхивании и охлаждении хлористый бензоил. При этом происходит сильное разогревание. Если по окончании реакции еще ощущается запах хлористого бензоила, прибавляют еще несколько миллилитров аммиака и по 25 мл воды. Через 2—3 мин. выпадает в осадок амид бензойной кислоты. Гидролиз амида бензойной кислоты C6HbCONH2 + Н2О CeHsCOOH + NHS СвНбСООН + NaOH —> CeHBCOONa -f- Н2О Реактивы и посуда Амид бензойной кислоты . 3 г Колба (100 мл)..............1 Едкий натр (З’/о-ный рас- Цилиндр (100 мл)..........1 твор)..............50 мл Соляная кислота (конц.) . 20 мл Выполнение опыта В колбе смешивают амид со щелочью и нагревают до кипения; вследствие гидролиза образуется натриевая соль, переходящая в раствор. Содержимое колбы охлаждают и переливают в цилиндр. При подкислении соляной кисло- той выпадает бензойная кислота. 8. ПОЛУЧЕНИЕ ГЛИЦЕРИНОФТАЛЕВОГО ПОЛИЭФИРА (глифталевой смолы) Реактивы и посуда Фталевый ангидрид . . . . 15 г Колба (100 мл)......1 Глицерин...........10 мл Холодильник.........1 Ступка с пестиком.....-1 Выполнение опыта В колбу с воздушным холодильником помещают тонко растертый фталевый ангидрид и глицерин. Реакционную смесь нагревают 15-20 мин., обращая внимание, что на стекле колбы образуется твердая смола бледно-желтого цвета. 562
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 564—580) 1. Физические свойства ароматических карбоновых кислот. 2. Физические свойства производных бензойной кис- лоты. 3. Физические свойства жирно-ароматических кислот. 4. Константы диссоциации ароматических кислот. 5. Глифталевые смолы. 6. Константы диссоциации замещенных бензойных кис- лот. 7. Свойства пленок из различных природных и синтети- ческих полимеров. 8. Физические свойства ароматических оксикислот. 9. Схема получения привитых- и блокполимеров. 10. Классификация моющих и ингибиторных присадок по их свойствам. 11. Строение важнейших ароматических детергентов (моющих присадок). 12. Строение некоторых ароматических синтетических ингибиторных присадок. 13. Сводная таблица основных типов синтетических смол и главные области их применения: I) полимеризационные смолы; II) конденсационные смолы. Коллекция Бензойная кислота; толуиловые кислоты; хлорбензойные кислоты; нитробензойные кислоты; антраниловая кислота; м- и n-аминобензойные кислоты. Этиловый эфир бензойной кислоты, бензойный ангидрид, фталевый ангидрид, хлористый бензоил, перекись бензоила, бензамид, бензанилид. Фенилуксусная кислота, коричная кислота, фенилпро- пиоловая кислота. Фталевая, изофталевая и терефталевая кислоты. Тримеллитовая, тримезиновая, гемимеллитовая и мелли- товая кислоты. Салициловая кислота, аспирин, салол; м- и п-оксибен- зойные кислоты, анисовая кислота, галловая кислота. Глифталевые смолы. Ионообменные смолы. Моющие и ингибиторные присадки. 36* 563
•ч 564
5и5йчёские свой» Название Метиловый эфир бензойной кислоты Этиловый эфир бен- зойной кислоты Фениловый эфир бензойной кислоты Бензиловый эфир бензойной кислоты СТВА ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗ( Формула \эсн3 — z° X—:Хэс,н5 /""У А° СХосн2—Ч ЭЙНОЙ К1 Температу- ра плавле- ния, °C —12,5 -34,2 +71 21 1СЛОТЫ Температу- ра кипения vc 199,6 212,9 315 324 Бензойный ангидрид Хлористый бензоил А А А 1 1 1 г> о о /А А\/А о о о о о к—* 42 —0,6 360 197,8 Надбензойная кислота Перекись бензоила X/ \/ \А А А А А А А ) юн э э э 43 108 Разла- гается 1 Разла- гается Бензамид Бензанилид Бензоилгидразин (бензгидразид) ' Z— /° A—A ^NH, /^А ^NH—Ч <х°" ^NHNH а 128 163 116,5 У 290 (с разл.) 11 565
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИРНО-АРОМАТИЧЕСКИХ КИСЛОТ 566
КОНСТАНТЫ ДИССОЦИАЦИИ АРОМАТИЧЕСКИХ КИСЛОТ Ки слота Формула • 10е L. и» I Яэ • юБ Бензойная / ^-СООН 6,0 — г у Фталевая < ч /\-СООН IJ-COOH 122,0 6,05 -— Изофталевая СООН 53,0 3,50 — СООН Терефталевая НООС- j Ч—СООН у 15,0 —. • СООН 1 Гемимеллитовая J 'Ч—СООН 160,0 6,30 0,130 ^^Д-соон • СООН Тримезиновая А 75,0 13,00 0,020 НООС- J-COOH СООН Тримеллитовая 4 /^-СООН 300,0 14,00 0,630 у 1 1 1 1 СООН 567
ГЛИФТАЛЕВЫЕ СМОЛЫ Глифталевая смола СН2—ОН СН2-ОН СН2—ОН он О—СН2— СН2— ОН - ПоликонДенсация с О-СН2-СН2-О-С C-.O-CH2-CH2-oJ СН2-ОН I сн-он. СН2-ОН I сн-он С-О~СН2-СН2-О--- (линейный полимер) соон СН-ОН СООН Поликон- денсация СООН Глифталевая смола (сетчатый полимер) С'
11 КОНСТАНТЫ ДИССОЦИАЦИИ ЗАМЕЩЕННЫХ БЕНЗОЙНЫХ КИСЛОТ СООН (№М0*) Заместитель X Положение сн3 F С1 Вт J он no2 осн3 Орто- 1,235 5,41 11,40 14,0 13,70 10,5 67,1 0,806 Мета- 0,535 1,365 1,48 1,54 1.41 0,83 3,21 0,817 Пара- 0,424 । 0,722 1,05 1,07 ** 0,29 3,76 0,338 Название пленок СВОЙСТВА пленок из различных природных И СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ Физико-механи- ческие показатели териленовая (лавсано- вая) а цетил цел- люлозная полиэтиле- новая тефлоновая Прочность на раз- рыв, кг/см2 . . . 1650 623 169 141 Удлинение, °/о . . . 70 20 700 200 Модуль упругости, кг/см2 35000 24600 1340 4200 Устойчивость к двойным переги- бам (число циклов) 15000 300 26000 - - - Устойчивость к удару, кг/см . . 90 10 15 МММ Гигроскопичность (при 100°/о отно- сительной влаж- ности) 0,3 6 0,005 0 Усадка при 150°, °/о 1 — МММ 0 570
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРОМАТИЧЕСКИХ ОКСИКИСЛОТ 571
СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ ПРИВИТЫХ И БЛОК-ПОЛИМЕРОВ сн2-сн-------- +R--------->—сн3-с-... + р * * - сн2—с 5 СН3 СН2 I С—ММА- СН2—С— ММА- СНа С—ММА—ММА—ММА— + ММА- где ММА- есть СН2=С-СООС,Н, | о СНз (Мономер) ---ВВВВ—О—С —О-АААА
СП КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСАДОК ПО ИХ СВОЙСТВАМ Название Свойство I. Моющие присадки—детергенты III. Вязкостные присадки (улучшающие вязкостно-температурные свойства масел) II. Антиокислительные и антикоррозийные присадки-ингибиторы Полимеры эфиров метакриловой кислоты (с мол. весом 10000—25000) Полимеры изобутилена Полимеры алкилстиролов 1. Нефтяные или синтетические сульфонаты — каль- циевые или бариевые соли с нейтральной или щелочной реакцией 2. Феноляты — бариевые или кальциевые производ- ные алкилированных фенолов или алкилирован- ных фенолсульфидов Диалкилдитиофосфаты Терпены, обработанные PaS5 Осерненные олефины или терпены Производные аминов и диаминов Производные сульфидов фенола
Продолжение сил/л/-Диамилфенолсульфид бария сшмг-Диоктилфенолдисульфид бария б) Основные соли СН3(СН2)7СН~СН(СН2)7С—О—СаОН А А W Основная кальциевая соль 9,10-дифенилстеарата о О-СаОН II Jx сн3(сн2)всн2-о - с—/ А А Основная кальциевая соль октилсалицилата Aik— —SO2—О—ВаОН Основная бариевая соль 2,6-алкилнафталинсульфокислоты 576
Продолжение Основная алюминиевая соль л/,лг-дицетилдифенолята Основная алюминиевая соль симм-дицетилдифенолсульфида В-152.— 37 577
СТРОЕНИЕ НЕКОТОРЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ СИНТЕТИЧЕСКИХ ИНГИБИТОРНЫХ ПРИСАДОК Дибензилсульфид п,п' -Диксилилдисульфид 2,2'-Диокси-3,3' Д5'-тетрабутилдифенилсульфид (сульфиды алкилфенолов) ОН ОН 2,2'-Диокси-4,4'-диамилдифенилдисульфид -СООС2Н —ОН 3,3'-Дикарбэтокси-4,4'-диоксидифенилсульфид 5
СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ОСНОВНЫХ ТИПОВ СИНТЕТИЧЕСКИХ СМОЛ И ГЛАВНЫЕ ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ I. Полимеризационные смолы Названия смол Применение Поливиниловые а) Химически стойкие лаки и краски б) Лаки для покрытия и пропитки тканей Перхлорвиниловые (хлорированные поливи- нилхлоридные) а) Лаки и краски для металла, дерева б) Химически стойкие лаки и краски Сополимеры винил- хлорида и винилацетата а) Химически стойкие футеровки Поливинилбутираль- ные а) Изоляционные лаки б) Лаки для водо- и газонепроницаемых тканей в) Клеи Поливинилацетатные а) Составы для склейки тканей, бумаги б) Краски для кожи Полиакриловые и по- лиметакриловые а) Люминесцентные краски б) Водостойкие лаки для металла, кожи и бумаги в) Лаки для покрытия тканей Полистирольные а) Электроизоляционные лаки б) Люминесцентные лаки Сополимеры винил- хлорида и винилиден- хлорида а) Химически стойкие лаки t Кумаронинденовые а) Полиграфические краски 6) Химически стойкие лаки и краски в) Лаки для получения паро- и водоне-; проницаемой бумаги Полиэтиленовые и по- литетрафторэтиленовые а) Химически стойкие покрытия б) Электроизоляционные покрытия 37* 579
Продолжение II. Конденсационные смолы Названия смол Полиэфирные ^модифицированные 1. Глицерофталатные Модифицированные 2. Глифталевые, пента- фталевые Применение а) Спиртовые лаки б) Акварельные краски в) Пластификаторы и добавки для лаков из эфиров целлюлозы а) Лаки и краски для покрытия древе- сины, металла б) Полиграфические краски в) Декоративные краски для тканей Фенольно-формальде- гидные ^модифицированные 1. Новолачные и резоль- ные Модифицированные 2. Новолачные и ре- зольные • а) Электроизоляционные лаки б) Химически стойкие лаки а) Лаки и краски для покрытия дерева, металла б) Электроизоляционные лаки в) Химически стойкие лаки и краски г) Лаки и краски для пищевой тары д) Лаки и краски для покрытия подвод- ных частей судов Мочевино-формаль- дегидные и меламино- формальдегидные ^модифицированные Модифицированные а) Пропиточные составы для бумаги б) Отделочные составы для тканей а) Лаки и краски для покрытий приборов б) Нежелтеющие белые эмалевые краски Циклогексановые а) Светлые атмосфероустойчивые лаки б) Белые эмалевые краски в) Химически стойкие лаки Кремнийорганические а) Теплостойкие лаки и краски б) Электроизоляционные лаки в) Химически стойкие лаки Ионообменные смолы Для очистки сахарных, гидролизных, фармацевтических растворов, для извле- чения ценных металлов, для водоочист- ки и т. д. 580
Глава XXVII МНОГОКОЛЬЧАТЫЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ Дифенил- и трифенилметан и их производные 1. ОПЫТЫ С ПРОИЗВОДНЫМИ ДИФЕНИЛМЕТАНА Восстановление п, и'-тетраметилдиаминодифениленкетона (кетон Михлера) н2 [(CH3)2NC6HJ3CO-” [(CH3)2NC6H4]2CHOH Реактивы, посуда и приборы Кетон Михлера............1г Этиловый спирт...........50 мл Натрий (амальгама)1. ..1г Уксусная кислота (ледяная) 10 мл Едкий натр (2О°/о-ный рас- твор) ...................50 мл Колба (200 мл).............1 Капельная воронка ........ 1 1 Приготовление амальгамы натрия. В фарфоровую чашку поме- щают 2 г очищенного от корки металлического натрия и наливают столько парафинового масла, чтобы над натрием образовался слой тол- щиной в 1 см. Чашку ставят на горячую плитку и расплавляют натрий. К нему через капельную воронку, при постоянном встряхивании, добав- ляют 65 г ртути, сперва медленно, а затем быстрее, с таким расчетом, чтобы время прибавления всего количества не превышало трех минут. Затем большую часть парафина декантируют. Во время охлаждения амальгаму растирают тяжелым пестиком до начала затвердевания. После охлаждения ее промывают бензином, сушат и сохраняют в банке с при- тертой пробкой. 581
Выполнение опыта За день до лекции в колбе растворяют на холоду ке-Й тон Михлера в спирте, добавляют несколько капель воды! и бросают амальгаму натрия. Кетон восстанавливается! в тетраметилдиаминобензгидрол. '1 На лекции к раствору п, л'-тетраметилдиаминодифи-1 нилкетона прибавляют уксусную кислоту. При этом появ-1 ляется синее окрашивание, исчезающее при приливании! раствора едкого натра. Получение дифенилметанового красителя — аурамина (CH3)2NCeH4\ )С=О—> (CH3)2NC6H4 / +ин,с1+гпсь Г(Сн3)2М-<^ Ч,_сн_/ \_^(СНз)1 С|~ -н3о L X ............./ X--/ J Реактивы, посуда и приборы Кетон Михлера .... 2 г Хлористый аммоний . . 2 г Хлористый цинк (безв.)1 2 г Таннин (О,5°/о-ный рас- твор) ................. 500 мл Рвотный камень (О,5°/о- ный раствор) .... 300 мл Мыло (О,2°/о-ный рас- твор) ..................250 мл Углекислый натрий . . 5 г Хлопчатобумажная пряжа Пробирки ............ 2 Стакан (500 мл} ...» 1 Термометр............ 1 Выполнение опыта В пробирку, загружают хорошо растертую в ступке смесь кетона Михлера, хлористого аммония и безводного хлористого цинка. Реакционную смесь в пробирке пере- мешивают и нагревают осторожно на голом огне до об- разования плава, затем горячую пробирку опускают в ста- 1 Кристаллический хлористый цинк ZnCl2*l,5H2O помещают в фар- форовую чашку и нагревают при 300—350°; при этом испаряется вода и образуется прозрачная жидкая масса. Ее разливают каплями на фар- форовую плитку и по охлаждении образующиеся «лепешки» растирают в теплой ступке. Хранить рекомендуется в плотно закрытой банке или в эксикаторе над пятиокисью фосфора. 582
кан с водой. Пробирка растрескивается, и плав раство- ряется в воде. Водным раствором красителя окрашивают таннированную пряжу. Дифенилметановые (так же, как и трифенилметановые) основные красители не имеют сродства к растительным волокнам и требуют поэтому перед крашением предвари- тельной их обработки кислыми протравами, например таннино-сурьмяной. При этом на волокне образуется сурь- мяное соединение с таннином, имеющее кислые свойства и сродство к основным красителям. При крашении обра- зуется сложный нерастворимый комплекс красителя с окси- группами протрав и сурьмой. Одновременное применение таннина и рвотного камня необходимо потому, что один таннин хотя и поглощается волокном, но не закрепляется на нем, его закрепляет обработка рвотным камнем. Приготовление таннированной пряжи. В стакан с рас- твором углекислого натрия помещают 10 г хлопчатобу- мажной .ткани и кипятят 5 мин. Затем пряжу погружают в стакан с раствором таннина, нагревают при температуре 90—100° в течение 15 мин. и оставляют на 2—3 часа при комнатной температуре. Затем пряжу извлекают, отжи- мают и погружают на 10 — 15 мин. в ванну с раствором рвотного камня (при температуре 30°); наконец, извлекают пряжу, промывают и обрабатывают в течение 15 мин. при 50° раствором мыла. После такой обработки вторично промывают водой, отжимают и сушат на воздухе. 2. ОПЫТЫ С ТРИФЕНИЛКАРБИНОЛОМ Получение соли трифенилкарбинола с хлорной кислотой Реактивы и посуда Трифенилкарбинол .... 1г Пробирка (50 мл) ...... 1 Хлорная кислота (60—70°/о- Водяная баня.................1 ный раствор)1...........10 мл 1 В 100 мл колбу помещают 10 г хлорнокислого аммония, прибав- ляют 12 мл воды и 12 мл конц. азотной кислоты. Реакционную смесь нагревают до кипения. К кипящему раствору приливают из капельной воронки 3 мл конц. соляной кислоты, разбавленной 10 мл воды (во время прибавления жидкость должна энергично кипеть). По окончании прибавления соляной кислоты реакционную смесь нагревают в течение часа. Затем переливают в фарфоровую чашку и быстро нагревают до появления тяжелых белых паров хлорной кислоты (приготовление хлор- ной кислоты проводить в вытяжном шкафу!). 583
Выполнение опыта В пробирку с 10 мл раствора хлорной кислоты всы- пают трифенилкарбинол; при растирании смеси стеклянной палочкой вещество окрашивается в желто-оранжевый цвет; при нагревании на кипящей водяной бане окраска стано- вится коричневой. Получение солей трифенилкарбинола и трифенилхлорметана с серной кислотой Реактивы и посуда Трифенилкарбинол . . 1г Пробирки . .............2 Трифенилхлорметан . . 2 г Стакан (500 мл)..........1 Серная кислота (конц.) 20 мл Выполнение опыта В пробирку с 10 мл серной кислоты всыпают трифе- нилкарбинол. При размешивании стеклянной палочкой об- разуется раствор, окрашенный в золотисто-желтый цвет. Окраска исчезает при выливании содержимого пробирки в стакан с водой. В другую пробирку с 10 мл серной кислоты прибав- ляют 1 г трифенилхлорметана; образуется соль, окрашен- ная в темно-желтый цвет. При выливании в воду окраска исчезает. Трифенилметановые красители 1. Получение / Трифенилметановые или триарилметановые красители подразделяются на три группы: ауриновые, розанилиновые, ксантеновые. 584
КРАСИТЕЛИ ГРУППЫ АУРИНА Получение фенолфталеина Фенолфталеин бесцветный Натриевая соль фенолфта- леина красного цвета Реактивы Фенол.........../. . 4 г Фталевый ангидрид . . 2 г Серная кислота (конц.) 0,5 мл Едкий натр (5°/о-ный раствор)................20 мл Соляная кислота (5°/о-ная) 40 мл и посуда Пробирка (25 мл)...........1 Стакан (250 мл)............1 Выполнение опыта - 5 * । В* пробирке смешивают фенол, фталевый ангидрид и серную кислоту. Пробирку с реакционной смесью осто- рожно нагревают на голом огне в течение нескольких минут. Затем часть плава выливают в стакан с 200 мл горячей воды. При прибавлении к водному раствору ед- 585
кого натра появляется темно-красное окрашивание. Если к темно-красному раствору прилить соляную кислоту до кислой реакции, то окраска исчезает, область перехода окраски лежит в пределах [pH 8,2—10,0. Получение аурина он Лейкооснование аурина Аурин Реактивы, посуда и приборы Фенол................... 6 г Щавелевая кислота . . 2 г Серная кислота (конц.) 15 мл Едкое кали (5О°/о-ный раствор)..............100 мл Пробирка (50 мл}..........1 Цилиндр (500 мЛ).......... 1 Капельная воронка ....... 1 Выполнение опыта В пробирку загружают фенол, щавелевую и серную кислоты; реакционную смесь, осторожно нагревают,—при этом появляется красное окрашивание. В процессе реак- ции щавелевая кислота разлагается на углекислый газ и муравьиную кислоту. Последняя, вступая в реакцию кон- денсации с фенолом, образует аурин — соединение крас- ного цвета. При растворении в воде дает желтое окра- 586
шивание. Смесь выливают в цилиндр с 250 мл воды и к образовавшемуся желтому раствору приливают из ка- пельной воронки раствор едкого кали до щелочной реак- ции,— образуется калиевая соль аурина красного цвета. 2. ОПЫТЫ С ТРИФЕНИЛМЕТАНОВЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ Действие минеральной кислоты на трифенилметановые красители Реактивы, посуда и приборы Фуксин................. 2 г Кристаллический фио- летовый ............... 2 г Соляная кислота (конц.) 100 мл Цилиндры (300 мл)........4 Колбы (500 мл)............2 Стаканы (1Л)..............2 Капельная воронка ....... 1 Выполнение опыта Растворяют фуксин в 200 мл теплой воды и разливают в два цилиндра по 100 мл. В один цилиндр прибавляют соляную кислоту, — появляется желтое или оранжевое окрашивание, его сопоставляют с окраской фуксина во втором цилиндре. Аналогичный опыт проводят с кристаллическим фиоле- товым; растворяют краситель в 200 мл теплой воды, раз- ливают в два цилиндра и в один прибавляют соляную кислоту; появляется сперва зеленое, а затем грязно-жел- тое окрашивание. Если солянокислые растворы фуксина и кристалличе- ского фиолетового перелить в стаканы и разбавить водой, то наблюдаются обратные переходы и растворы краси- телей приобретают первоначальные окраски. Получение карбинольного основания фуксина 587
Реактивы, посуда и приборы Фуксин (солянокислый Колба (1л)............ . . . 1 розанилин)........... 1г Цилиндр (250 мл)..............1 Едкий натр (5°/о-ный Капельные воронки . .... 2 раствор)..............100 мл Соляная кислота (5°/о-ная)............. 100 мл Выполнение опыта В колбу с концентрированным раствором красителя прибавляют раствор едкого натра. Реакционную смесь нагревают до кипения; при этом раствор обесцвечивается и выпадают белые или розоватые хлопья карбинольного основания. Часть раствора вместе с суспендированным осадком наливают в цилиндр и приливают из капельной воронки столько кислоты, чтобы снова появилось красно-фиолето- вое окрашивание. Примечание, Этот опыт можно осуществить с кристал- лическим фиолетовым или с малахитовым зеленым. В по- следнем случае реакция протекает при комнатной темпе- ратуре. Восстановление фуксина (в аминопроизводное трифенилметана) NH3 “ NH2 Реактивы, посуда и приборы Фуксин (солянокислый розанилин)........... 1г Соляная кислота (конц.) 15 мл Цинковая пыль .... 10 г Колба (250 мл).............1 Капельная воронка ..... 1 Водяная баня..............1 Шпатель...................1 588
Выполнение опыта В колбе нагревают водный раствор фуксина с конц. соляной кислотой (соляной кислоты берется такое коли- чество, чтобы окраска была оранжевой). При нагревании на кипящей водяной бане с помощью шпателя вносят не- большими порциями цинковую пыль. Каждую последую- щую порцию вносят после прекращения бурного выделе- ния водорода. Через 5—10 мин. (в результате образования лейкосоединения) раствор обесцвечивается. Окисление лейкосоединения фуксина Реактивы, посуда и проборы Водный раствор лейко- соединения фуксина Хлорное железо (3°/о- ный раствор) .... 50 мл Аммиак (конц. раствор) 30 мл Уксуснокислый натрий 10 г Цилиндр (200 мл)..........1 Капельная воронка.........1 Склянка для отсасывания . . 1 Воронка Бюхнера...........1 Выполнение опыта Полученный в предыдущем опыте раствор лейкосое- динения фильтруют, фильтрат переливают в цилиндр и прибавляют из капельной воронки раствор хлорного желе- за до появления желтой окраски. После приливания насы- щенного раствора уксуснокислого натрия появляется крас- ное окрашивание; это указывает на то, что произошло окисление лейкосоединения. Примечание. Часто окраска фуксина маскируется бурой окраской уксуснокислого железа, поэтому рекомендуется осторожным прибавлением из капельной воронки аммиака полностью осадить гидрат окиси железа; в растворе пос- ле отстаивания появляется характерная окраска фуксина. Если к реакционной смеси прилить избыток аммиака, то наряду с гидратом окиси железа выпадает в осадок бес- цветное карбинольное основание. В последнем случае необходимо прибавить несколько капель разбавленной соля- ной кислоты. 589
3. ОТНОШЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТРИФЕНИЛМЕТАНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ К ХЛОПКУ И ШЕРСТИ Реактивы, посуда и приборы Фуксин................. 1 г Шерстяная пряжа . . € 5 г Хлопчатобумажная пряжа 15 г Хл< пчатобумажная пряжа таннированная .... 10 г Углекислый натрий (2°/о-ный раствор) . . . 250 мл Стаканы (500, 1000 мл) .... 4 Колба (1000 мл)...........1 Цилиндр (250—300 мл) . . . 1 Ванна.................... . 1 Термометры...............3 Выполнение опыта В колбе растворяют краситель в 750 мл воды при 80° и раствор разливают в три стакана по 250 мл. В один стакан опускают шерстяную пряжу, в другой — хлопчатобумажную пряжу, в третий —таннированную (про- травленную) хлопчатобумажную пряжу. Все три стакана нагревают в течение 5—10 мин. при 50°, затем пряжу извлекают, тщательно промывают горячей водой, отжи- мают и вывешивают на видном месте. 4. КРАШЕНИЕ ФУКСИНОМ Реактивы и посуда Фуксин.................. 1 г Аммиак (конц. раствор) . . 15 мл Натуральная шелковая пряжа или шерсть . . 5 г Колба высокогорлая (750 мл) . 1 Выполнение опыта До лекции растворяют краситель в колбе с 300—400 мл воды и приливают при нагревании раствор аммиака; через несколько минут раствор окрашивается в светло-красный цветка по охлаждении обесцвечивается. На лекции в раствор опускают шелковую пряжу и за- крывают колбу пробкой. Через несколько минут пряжа окрашивается. 590
5. КРАШЕНИЕ ЩЕЛОЧНЫМ ГОЛУБЫМ (голубого цвета) (бесцветный) Реактивы и посуда Щелочной голубой Колба (1000 мл)...........1 (Na-соль моносульфо- Цилиндр (100 мл)..........1 кислоты трифенилрозани- Стаканы (200, 1000 мл). ... 2 лина)......... 1 г Серная кислота (1,0 н. рас- твор) ............100 мл Углекислый натрий .... 3 г Шерстяная пряжа .... 5 г Выполнение опыта В колбе растворяют при нагревании краситель и угле- кислый натрий в 700—800 мл воды, затем раствор пере- ливают в стакан, опускают в него пряжу и кипятят в те- 591
чение 30 минут. По охлаждении пряжу тщательно промьь 1 вают водой; обращают внимание аудитории на то, что | моток остается бесцветным. Затем моток погружают в ! разбавленный раствор серной кислоты и пряжа окраши- | вается в характерный голубой цвет. 3 Примечание. Чтобы предохранить краситель от окисле- | ния кислородом воздуха, колбу лучше закрыть пробкой. . Обращают внимание аудитории на то, что фуксин суб- стантивно окрашивает шерстяную пряжу и не окрашивает хлопчатобумажную. Таннированная хлопчатобумажная пря- жа окрашивается фуксином. Свободные радикалы 1. ПОЛУЧЕНИЕ ТРИФЕНИЛМЕТИЛА 2(CeHs)3CCl + Zn-> 2 (C6H,)3C-+ZnCl2 Трифенилхлорметан х. Бензол х. ч. (безв.) . Цинковая пыль х. ч. . Реактивы и посуда ч. . . 3 г Цилиндр с притертой пробкой . 60 мл (100 мл).............. . . . 1 . 8—10 г ыполнение опыта В цилиндре растворяют на холоду трифенилхлорметан | в бензоле, затем всыпают цинковую пыль и энергично | взбалтывают. Через 5—10 мин. бензольный раствор окра- 1 шивается в желтый цвет, постепенно переходящий в оран- жевый вследствие образования трифенилметила. 2. ОПЫТЫ С ТРИФЕНИЛМЕТИЛОМ Образование перекиси трифенилметила 2 (CjH5)3C*~—- (С6Н5)3С—О—О—С(С6 Н5)3; (С6Н5)3С-С(СвН5)3^ 2 (СвН6)3С- Реактивы Трифенилметил (бензольный и посуда Цилиндр с притертой пробкой (100 мл) .................1 Часовые стекла.............3 раствор)................25 мл Бензол....................25 мл 592 lju
Выполнение опыта 25 мл бензольного раствора трифенилметила (см. пре- удущий опыт) разбавляют в цилиндре равным объемом бензола и сильно встряхивают. При этом трифенилметил окисляется кислородом воздуха, образуя перекись, и рас- твор обесцвечивается. Так как бензольный раствор трифе- нилметила представляет равновесную смесь последнего с гексафенилэтаном, через несколько минут снова появ- ляется желтое окрашивание в результате диссоциации гексафенилэтана. Вследствие соприкосновения раствора с воздухом при встряхивании окраска вновь исчезает и т. д. При выливании бензольного раствора на часовые стекла после испарения бензола остаются бесцветные кристаллы перекиси трифенилметила. Примечание. Опыт лучше удается с разбавленными растворами трифенилметила. Взаимодействие трифенилметила с йодом 2 (СвН6)3С- -|- Ja-* 2 (C,H5)3CJ Реактивы, посуда и приборы Трифенилметил (бензоль- Цилиндр (100 мл)........1 ный раствор).......20 мл Капельная воронка.......1 Йод (разбавл. спиртовый раствор).............50 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают бензольный раствор трифенилме- тила (стр. 593) и прибавляют из капельной воронки спир- товый раствор йода; раствор обесцвечивается вследствие образования трифенилйодметана. 3. ПОЛУЧЕНИЕ ДИФЕНИЛАЗОТА (C6H5)3N-N (C6HS)3 —> 2(CeH6)2N • Реактивы и посуда Тетрафенилгидразин ... 2 г Пробирка (50 мл).............1 Ксилол х. ч. (безв.) ... 25 мл Выполнение опыта В пробирке растворяют тетрафенилгидразин в ксилоле и нагревают осторожно до кипения,— появляется зеленое окрашивание, характерное для свободного радикала — ди- фенилазота. в-152,—38 593
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 594—598) 1. Влияние растворителя на степень диссоциации гексафе- нилэтана. I 2. Влияние заместителей на диссоциацию пара-производ- ных гексафенилэтана. 3. Диссоциация полиарилэтанов в бензольном растворе. 4. Схема превращений трифенилметановых красителей. 5. Некоторые трифенилметановые основные красители группы розанилина. 6. Некоторые трифенилметановые основные красители груп- пы аурина и ксантеновой группы. Коллекция Дифенилметан; дифенилкарбинол; бензофенон. Дибен- зил, стильбен, бензоин, бензил. Трифенилметан; трифенилкарбинол; трифенилхлорметан. Красители: аурамин; фуксин; малахитовый зеленый; кристаллический фиолетовый; аурин; розоловая кислота; фенолфталеин; флуоресцеин; эозин; родамины и др. ВЛИЯНИЕ РАСТВОРИТЕЛЯ НА СТЕПЕНЬ ДИССОЦИАЦИИ ГЕКСАФЕНИЛЭТАНА Растворитель Константа диссоциации, №° . Теплота диссоциации, ккал'молъ Бензол ... Бромбензол Бензойноэтиловый эфир Диоксан . Бромистый этилен Хлороформ . Сероуглерод .... 4,10 3,70 1,67 2,50 3,90 6,90 19,20 11,3 11,5 12,0 11,6 11,4 10,5 11,0 ВЛИЯНИЕ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ НА СТЕПЕНЬ ДИССОЦИАЦИИ (в °/о) ПАРА-ПРОИЗВОДНЫХ ГЕКСАФЕНИЛЭТАНА (в 0,1 м. бензольном растворе при 25°) (AlkC6H4)3 С—С(А1кС6Н4)3 Алкил Н С2Н6 н-С3Н7 изо-С3Н7 я-С4Н9 W3O-C4H9 77г/?£7П-С4Н9 Степень диссо- циации, 2,8 17 21 26 23 27 43 594
ДИССОЦИАЦИЯ ПОЛИАРИЛЭТАНОВ В БЕНЗОЛЬНОМ РАСТВОРЕ 38* 595
СХЕМА ПРЕВРАЩЕНИЙ ТРИФЕНИЛМЕТАНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ Краситель парафуксин1 596
НЕКОТОРЫЕ ТРИФЕНИЛМЕТАНОВЫЕ ОСНОВНЫЕ КРАСИТЕЛИ ГРУППЫ РОЗАНИЛИНА 1N Г12 Фуксин Малахитовый зеленый N сн3/Хсн3 Кристаллический фиолетовый 597
НЕКОТОРЫЕ ТРИФЕНИЛ- МЕТАНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ ГРУППЫ АУРИНА \Z\ С А V НЕКОТОРЫЕ ТРИФЕНИЛМЕТАНОВЫ КРАСИТЕЛИ КСАНТЕНОВОЙ ГРУПП! (C2H5)3N N(C2H5)2 он Аурин I ОН сг -соон Родамин С (C2H5)2N N (С2Н5)2 I I сг СН3 С СНз Розоловая кислота Фенолфталеин —СООС2Н5 Родамин Ж 598
Глава XXVIII АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ С КОНДЕНСИРОВАННЫМИ КОЛЬЦАМИ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ НАФТАЛИН И ЕГО ПРОИЗВОДНЫЕ 1. ОПЫТЫ С НАФТАЛИНОМ Возгонка Реактивы и посуда Нафталин........3—5 г Стакан (1л)............1 Веточки или соломинки Часовое стекло......I Выполнение опыта В стакан помещают нафталин и веточки или соломин- ки, закрывают часовым стеклом и осторожно нагревают до плавления; при этом нафталин возгоняется, покрывая веточки красивыми блестящими пластинками. Получение пикрата нафталина Реактивы и посуда Нафталин . • ..2г Пикриновая кислота ... 2 г Этиловый спирт.......50 мл Цилиндры (50 мл).....2 Цилиндр с притертой пробкой (100 мл) .......... 1 599 S
Выполнение опыта Приготовляют раствор нафталина в 25 мл спирта 'Я раствор пикриновой кислоты также в 25 мл спирта. Оба? раствора смешивают в цилиндре с притертой пробкой и тщательно взбалтывают; выпадают игольчатые, окрашен-- ные в желтый цвет кристаллы молекулярного соединения нафталина с пикриновой кислотой состава 1 CioH8-CeH2(N02)3 ОН I 2. ОПЫТЫ С а-НАФТИЛАМИНОМ I Взаимодействие с хлорным железом I Реактивы, посуда и приборы а-Нафтиламин хлори- Цилиндр (100 мл) . . . ь . . 1 стоводородный ... 2 г Капельная воронка......1 Хлорное железо (2О°/о- ный раствор) .... 50 мл Выполнение опыта В цилиндре растворяют на холоду хлористоводородный нафтиламин в 50 мл воды и к раствору приливают из ка- пельной воронки раствор хлорного железа. Сперва реак- ционная смесь окрашивается в синий цвет, а при даль- нейшем прибавлении хлорного железа выпадает синий осадок. Примечание. ^-Нафтиламин такой реакции с хлорным железом не дает. Взаимодействие с азотистой кислотой Реактивы, посуда и приборы а-Нафтиламин.........3 г Цилиндр (200 мл)...........1 Этиловый спирт Капельная воронка ........ 1 (5О°/о-ный)...........50 мл Уксусная кислота (ле- дяная) ................ 5 мл Азотистокислый натрий (25°/о-ный раствор) . 5 мл Соляная кислота (5°/о- ная) ...................50 мл 600
Выполнение опыта В цилиндре растворяют а-нафтиламин в водном спирте. К раствору прибавляют уксусную кислоту и приливают 0з капельной воронки раствор азотистокислого натрия, реакционная смесь окрашивается в светло-красный цвет; при прибавлении соляной кислоты окраска переходит п темно-красный цвет. Примечание. р-Нафтиламин не дает такой окраски. 3. ОПЫТЫ С НАФТОЛАМИ Взаимодействие с хлорным железом Реактивы, посуда и приборы а-Нафтол .......... 2 г Стаканы (100 мл)........2 р-Нафтол ....... 2 г Капельные воронки.......2 Этиловый спирт (5О°/о- ный)................40 мл Хлорное железо (3°/о- ный раствор) .... 50 мл Выполнение опыта В одном стакане растворяют при нагревании в 20 мл спирта а-нафтол, в другом — в том же количестве спирта растворяют р-нафтол. К кипящим растворам прибавляют раствор хлорного железа. В стакане с а-нафтолом появляется фиолетовое окра- шивание, а с ^-нафтолом — темно-зеленое. Взаимодействие а-нафтола с хлорной известью Реактивы, посуда и приборы --Нафтол.............2—3 г Цилиндр (100 мл) .............1 Этиловый спирт Капельная воронка............1 (5О°/о-ный) .... 75 мл Хлорная известь (раствор, cip. 506) 50 мл Выполнение опыта В цилиндре растворяют а-нафтол в водном спирте и к раствору приливают из капельной воронки хлорную из- весть. Сперва появляется зеленое окрашивание, а затем синее. Примечание. р-Нафтол в этих условиях дает слабо- желтое окрашивание. 601
Получение пикрата а-нафтола Реактивы и посуда а-Нафтол.............. 2 г Пикриновая кислота . . 2 г Этиловый спирт .... 30 мл Цилиндр (100 мл) ...... 1 Пробирки (50 мл).........2 Выполнение опыта В одной пробирке растворяют а-нафтол в 10 мл спирта, I в другой в том же количестве спирта пикриновую кис- ‘ лоту. Растворы переливают в цилиндр; при помешивании | стеклянной палочкой выпадают игольчатые кристаллы, | окрашенные в оранжево-красный цвет. Я Примечание. Пикрат p-нафтола образуется в аналогич- | ных условиях, но выпадает не сразу. Качественная реакция на ^-нафтол Реактивы и посуда ₽-Нафтол............. 2 г Стакан (100 мл) 1 w Едкий натр (1О°/о-ный раствор) ...... 50 мл Хлороформ.............10 мл Выполнение опыта В стакане растворяют Р-нафтол в растворе едкого 1 натра, добавляют хлороформ и реакционную смесь энер- 1 гично взбалтывают; при этом раствор сперва окрашивается 1 в синий цвет, затем в зеленый и, наконец, в коричневый. Окисление нафтолов марганцовокислым калием Реактивы, посуда и приборы а- или р-Нафтол .... 2 г Этиловый спирт (5О°/о- ный) ................25 мл Углекислый натрий (5°/о- иый раствор) .... 25 мл Марганцовокислый ка- лий (1°/о-ный раствор) 100 мл 602 Цилиндр (200 мл).........1 Капельная воронка .... - 1 ।
Выполнение опыта В цилиндре растворяют а- или p-нафтол в разбавлен- ном спирте, прибавляют раствор углекислого натрия, а за- тем из капельной воронки раствор марганцовокислого калия; при энергичном встряхивании марганцовокислый калий обесцвечивается вследствие окисления нафтола. Применение нафтоловых производных (стр. 526) Действие щелочи на 1-нитрозо-2-нафтол Реактивы и посуда 1-Нитрозо-2-нафтол ..2г • Цилиндр (200 мл)........1 Едкий натр (1О°/о-ный раствор)..........50 мл Выполнение опыта Взбалтывают 1-нитрозо-2-нафтол в растворе едкого натра; при этом первоначально коричневое вещество, почти .не растворяясь, приобретает зеленую окраску. Примечание. Зеленая окраска характерна для соли, поэтому при подкислении 1-нитрозо-2-нафтол снова приоб- ретает коричневую окраску. Протравное крашение 1-нитрозо-2-нафтолом Реактивы и посуда 1-Нитрозо-2-нафтол . . 1г Сернокислое закисное железо (5°/о-ный рас- твор) ................ 30 мл Щавелевая кислота (2°/о-ный раствор) . . 10 мл Этиловый спирт .... 5—10 мл Шерсть (моток).... 5—10 г Чашка фарфоровая.........1 Цилиндр (200 мл).........1 Выполнение опыта До лекции протравливают шерсть; для этого моток по- гружают в чашку с 100 мл воды, затем приливают рас- творы сернокислого закисного железа и щавелевой кис- лоты. Чашку, нагревают и раствор кипятят при энергичном перемешивании в течение 10 мин.; затем протравленную пряжу тщательно промывают водой. При протравливании 603
на шерсти сначала осаждается гидрат закиси железа окисляющийся на воздухе в гидрат окиси железа. На лекции 1-нитрозо-2-нафтол смачивают спиртом, за- тем суспендируют в воде и окрашивают им протравлен- ную шерсть. На шерсти образуется лак ярко-зеленого цвета — нафтоловый зеленый. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 605—618) 1. Физические свойства однозамещенных производных нафталина. 2. Схема реакции каталитического гидрирования наф- талина. 3. Образование геометрических изомеров декалина при гидрировании нафталина. 4. Физические свойства нафталина и продуктов его гидрирования. 5. Ориентирующее влияние некоторых заместителей 1-го рода в нафталиновом ряду. 6. Ориентирующее влияние некоторых заместителей 2-го рода в нафталиновом ряду. 7. Схема сульфирования нафталина. 8. Схема нитрования нафталина и его производных. 9. Схема получения некоторых производных нафталина. 10. Схема сульфирования р-нафтола. 11. Влияние заместителей (X) в положении 2 на окис- лительно-восстановительный потенциал 1,4-нафтохинона. 12. Схема сульфирования нафтиламинов. « > Модели Нафталин. Коллекция Нафталин; а- и р-метилнафталины; тетралин; декалин; «-нитронафталин; 1,5- и 1,8-динитронафталины; а- и р-бром- нафталины; а- и p-хлорнафталины; а- и р-нафталинсульфо- кислоты; а- и р-нафтолы; а- и р-нафтойные кислоты; а- и Р-нафтиламины; 1,4- и 2,6-нафтионовые кислоты и другие. Нафтохиноны. 604
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОДНОЗАМЕЩЕННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ НАФТАЛИНА Название Формула Температура плавления, °C Темпе- ратура кипения, °C Константа диссоциации, а-Нафталинсульфо- кислота (ди1ид- рат) so3H со Г 88(водн.)1 [124 } ((безводн.) j — -—— р-Нафталинсульфо- кислота (моно- гидрат) ^Y^-s°3h 83 (водн.) -1 1 а-Хлорнафталин CI аа —17,0 259,3 1 - ₽-Хлорнафталин A/V- 56,7 266 — а-Нафтиламин • nh2 00 50,0 301 1.10-10-10 ₽-Нафтиламин АА* 113,0 306 2,10-10~10 а-Нафтол ОН 00 96,0 284 I.IO.IO-8 р-Нафтол АА- 122,0 294 — а-Нафтойная кислота СООН 00 160,0 * - 20-10“ 5 Р-Нафтойная кислота ^^/^-СООН 185,0 1 6,8.10“6 605
СХЕМА РЕАКЦИИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ГИДРИРОВАНИЯ НАФТАЛИНА + 4,5 ккал 4-4,9 ккал а, а-Дигидронафталин а, р-Дигидронафталин ОБРАЗОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗОМЕРОВ ДЕКАЛИНА ПРИ ГИДРИРОВАНИИ НАФТАЛИНА /и/7ЯЯ£-Декалин т. кип. 187,3° £>» _ 0,8699 1,4692 606
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАФТАЛИНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ГИДРИРОВАНИЯ Название Формула Нафталин Н2 1,4-Ди гидронафталин Тетралин Н2 .Н2 н2 н2 Гексагидронафталин Н2 Октагидронафталин Декалин, цис- Декалин, транс- HZ Нз1 Ж 1на н2 Н2 Нз н» н Н2 н5 Нз Темпера- тура кипе- ния, °C Плотность, «4° . 218,0 0,97585° 211,0 0,99712’ .207,6 0,970 199,0 0.93423’ 190,0 0,910 195,7 0,896 187,3 0,8699 607
ОРИЕНТИРУЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ 1-го РОДА В НАФТАЛИНОВОМ РЯДУ 1-Нафтол I SO3H 1-Нафт о л-4-сульфо- кислота SO3H 2-Нафтол-1 -сульфо- кислота 2-Нафтол SO3H А/Ч-он I II । он 2 -Нафтол-8-сульфо- кислота 2-Нафтол-6-сульфо- кислота NH2 nh2 nA nA 1-Нафтиламин SO3H 1-Нафтиламин-4-сульфо- кислота nso‘ AAVNH3 НОз5-\/\^ 2-Нафтиламин 2-Нафтиламин-6-сульфо- кислота 608
ОРИЕНТИРУЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ 2-ГО РОДА В НАФТАЛИНОВОМ РЯДУ 1-Нафталин- сульфокислота NO2 1-Нитро- нафталин 1,5-Ди нитро- нафталин O2N no2 NO2 no2 1,8-Ди ни тро- на фтал ин hno8 SO3H no2 5-Нитронафталин- 1-сульфокислота O2N SO3H 8-Нитронафталин- 1-сульфокислота /\/4-SO3H w 2-Нафталин- сульфокислота 8-Нитронафталин- 2-сульфокислота |^S/^-SO3H I no2 5-Нитронафталин- 2-сульфокислота В-152.—39 г609
, SO,H 'Ч/ХУ -SO3H 50—SO’ /S/\-SO3H so3H Нафта лин-1,3,5-три- сульфокислота S03H Нафталин- 1 5-дисульфо- кислота S03H Нафталин- 2,5-дисульфокислота Нафта л и н- 2,7-дисул ьфокислота О ) Нафта лин-2,6-ди- сульфокислота о и tn о СЛ w S03H S03H SO3H +h2so4+so8 ”155 0 fY4— 1 JI J-so3H HO3S- Нафталин-1,3,6-трисуль- фокислота • H03S— J-SO3H Нафталин-1,3,7-трисуль- фокислота +HaSO44-SO^ HO3S- 150-250е -SO3H +h2so4+so8 150°— 250° о ►—к Нафталин-1,3,5,7-тетра- сульфокислота л Примечание: Побочные направления реакции сульфирования не приведены.
СХЕМА НИТРОВАНИЯ НАФТАЛИНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ +HNO, NO2 NO3 no2 no2 4-HNO, __ M /Х/Ч Нафталин а-Нитронафталин no2 1,5-Динитро- нафталин 1,8-Дини- тронафталин SO3H /\А NO3 HO3S NO2 -f-HNO* _________О 'ч': Нафталин-я- сульфоки слота Ч/Х/ SO3H 1-Нитронафталин- 5-сульфокислота 1 -Нитронафталин- 8 сульфокислота SOjH +BNO3 Vw Нафталин-р-суль- фокислота NO2 I 1-Нитронафталин- 6-сульфокислота 1-Нитронафталин- 7-сульфокислота SOgH ^\/X +HNO3 SO3H Нафталин- 1,5-дисульфокислота NO2 SO3H AA I SO3H 1-Нитронафталин- 4,8-дисульфо- кислота SO3H o2n— ух/ SO3H 2-Нитронафталин- 4,8-дисульфо- кислота
СХЕМА СУЛЬФИРОВАНИЯ НАФТИЛАМИНОВ 160® NH2.H2SO4——> —NH3 HO3S- Сульфат ₽-нафтиламина 2-Нафтиламин- 6-сульфокислота —NH3 ₽-Нафтиламин +h2so4 160—170® - NH2 -NH2 HO3S-J 2-Нафтиламин- 7-сульфокислота 2-Нафтиламин- 6-сульфокислота SO3H +Haso4 45-65® —NH3 -nh2 SO3H 2-Нафтиламин- 5-сульфокислота 2-Нафтиламин- 8-сульфокислота SO3H SO3H +H2so4+so3 35-90® 2 HO3S- 2 HO3S-k 2-Нафтиламин- 6,8-дисульфокислота SO3H 2-Нафтиламин-1,5,7- трисульфокислота NH3 NH3-H3SO4 NH3 4-h2so 200° а-Нафтнламин Сульфат- а-нафтиламина SO3H 1-Нафтиламин- 4-сульфоки слота
СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ПРОИЗВОДНЫХ НАФТАЛИНА NO, nh2 4-hncl о —------> +Fe+HCl -------> а-Нитронафталин а-Нафтиламин Вг ^\/x а-Бромнафталин Cl +ci3 —> а-Хлорнафталин няняв 4-Mg cos СООН \/\s а-Нафтойная кислота 4-Cua(CN)a -----——> +СН,СОС1 С-СН3 4-NaOCI V ч-i II I W Р-Ацетилнафталин C==N а-Нафтонитрил СООН P-Нафтойная кислота ОН +HaSO4 80° +NaOH --------- I II I а-Нафталин- сульфокислота а-Нафтол ОН 1600 4/W ^-Нафталин- сульфокислота Р-Нафтол 616
СХЕМА СУЛЬФИРОВАНИЯ ^-НАФТОЛА 617
ВЛИЯНИЕ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ (X) В ПОЛОЖЕНИИ 2 НА ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ 1,4-НАФТОХИНОНА О Потенциал, мв — Потенциал, мв —н +470 —NH—С-СН. -67 О —NH—СН3 —252 -NH3 -210 г -32 /СН3 —N / хсн3 —181 -О—С-сн3 II О — 9 -ОН —128 —С1 +24 —ОСН3 —131 —SO3Na 4 69 -СН3 —76 . -O2S-^ ^>-CH3 +121 618
Антрацен, фенантрен и их производные 1. ПОЛУЧЕНИЕ АНТРАХИНОНА О 30 I II I !—>1 II II Гн2° \/\/\^ и Реактивы, посуда и приборы Антрацен возогнанный . . 3 г Стакан (200 мл) ...... 1 Уксусная кислота (ледяная) 25 мл Капельная воронка..1 Серная кислота (конц.) . . 10 мл Двухромовокислый натрий 12 г Выполнение опыта В стакане растворяют при кипячении антрацен в ледя- ной уксусной кислоте, затем к раствору приливают сер- ную кислоту и прибавляют из капельной воронки конц. раствор двухромовокислого натрия; при этом происходит энергичная реакция окисления. После того как весь окис- литель прилит, реакционную смесь кипятят в течение пяти минут. При разбавлении водой выпадает в осадок антра- хинон в виде хлопьев. 2. ВОССТАНОВЛЕНИЕ АНТРАХИНОНА В АНТРАГИДРОХИНОН О ОН ^\/\/\ 2Н I II II I------Н I II I \/\/\^ \/\/\^ II J о он Реактивы и посуда Антрахинон........1 - 2 г Стакан (100 мл)........1 Едкий натр (5°/о-ный рас- твор) ........ 40 мл Цинковая пыль.... 5 г 619
Выполнение опыта В стакан всыпают антрахинон, прибавляют 40 мл расЦ твора едкого натра и цинковую пыль. В результате реак-> ции восстановления антрахинон превращается в двунатрие? вое производное антрагидрохинона, окрашенное в интен- сивно красный цвет. * Примечание. При разбавлении водой и подкислении^ минеральной кислотой снова выделяется окрашенный bj желтый цвет антрахинон, образующийся в результате окис* ления антрагидрохинона кислородом воздуха. 3. ОПЫТЫ С АЛИЗАРИНОМ Получение калиевой соли ализарина (1, 2-диоксиантрахинона) О ОН о ок II I он II I ок ^\/\/\/ 2КОН ^\/\/\/ I II II I-------- I II II । + \/\/\^ \/\/\^ О О Ализарин красный Ализарат калия Реактивы и посуда Ализарин...............1—2 г *. Цилиндр (100 мл}...........1 Едкое кали (5°/о-ный рас- твор) .................. 5 мл В ы п о л н е н и е о п ы т а В цилиндре суспендируют ализарин в воде и добавляют 1 несколько миллилитров раствора едкого кали; при этом образуется калиевое производное, окрашенное в фиолето- 1 вый цвет. : I- • . , . , . . I 620
Крашение ализарином Реактивы, посуда, приборы и материалы Сернокислый аммоний . ’ 25 г углекислый натрий . . 4 г уксуснокислый алюми- ний ................ 30 г Ализариновое масло . . 5 мл Углекислый кальций . . 1г Ализариновая паста (20°/о-ная)..........0,5—1 г Мыло (О,2°/о-ный рас- твор) ................ 100 мл Хлопчатобумажная ткань 0,1 м Ареометр (1,00-1,5) . . . . 1 Рамка.....................1 Валик.....................1 Стеклянная пластинка . . . 1 Стаканы (250 мл)..........3 Кнопки Выполнение опыта До лекции приготовляют протравленную ткань, для чего растворяют в стакане сернокислый аммоний в 50 мл воды, добавляют раствор углекислого натрия в 15 мл воды и уксуснокислого алюминия в 40 мл воды. Выпавший серно- кислый алюминий отделяют декантацией и слитый раствор разбавляют водой до уд. веса 1,06. Температура реакцион- ной смеси не должна превышать 50°. В стакан с получен- ным раствором опускают на 5—10 мин. ткань, затем кла- дут ее на стеклянную пластинку и расправляют, чтобы не было складок. Избыточную влагу отжимают равномерно резиновым валиком; при помощи кнопок натягивают ткань на рамку и сушат при 70—80". После сушки ткань пропи- тывают раствором ализаринового масла в 35 мл воды, снова сушат при 30—40э, обрабатывают водной суспензией ‘углекислого кальция в 100 мл воды и промывают проточ- ной водой. На лекции для демонстрации крашения ~ ализариновую пасту взмучивают в 200 мл воды, опускают в суспензию ткань и нагревают до 80—90° в течение 5-—10 мин. Затем ткань извлекают и промывают мыльным раствором. Ткань окрашивается в красный цвет. Примечание. Резиновый валик можно приготовить из стеклянной трубке, надев на нее резиновый шланг. 621
4. ОПЫТЫ С ИНДАНТРЕНОМ Получение индантрена —2Н,О ------> I NH О HN I II Реактивы и посуда Р-Аминоантрахинон .... 1 г Едкое кали (порошк.)... 5 г Азотнокислый калий . . . 1—2 г Стакан (500 мл)...........1 Пробирка .................1 Выполнение опыта В пробирку всыпают порошок едкого кали, смоченный несколькими каплями воды, прибавляют азотнокислый калий и Р-аминоантрахинон. Затем пробирку нагревают в течение нескольких минут до получения плава синего цвета. Горя чая пробирка, которую опускают в стакан с 250 мл воды растрескивается и содержимое ее растворяется. При стоя нии постепенно выпадает краситель фиолетового цвета. 622 5
Крашение индантреном Реактивы, посуда и приборы Индантрен (2О°/о-ная паста) 4 г Стакан (1л)......................1 Едкий натр (4О°/о-ный рас- Термометр...................1 твор)...................10 мл Гидросульфит..............1г Хлопчатобумажная пряжа (моток).................10 г Выполнение опыта Растворяют краситель в растворе едкого натра и разбав- ляют 400 мл воды. К нагретому до 60—70° раствору до- бавляют гидросульфит, затем в него опускают моток пряжи. Крашение протекает при 60° в продолжение 0,5 часа. Примечание. Рекомендуется опыт начинать в конце первого часа лекции. Аналогично протекает крашение флавантреном. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 624—629) 1. Влияние положения заместителей на температуру плавления производных фенантрена. 2. Образование монофенантренсульфокислот при различ- ных температурных условиях сульфирования фенантрена. 3. Многокольчатые ароматические углеводороды с кон- денсированными кольцами (табл. I, II и III). 4 Кубовые красители с системой конденсированных бензольных колец. Коллекция Антрацен, антранол, антрахинон, а- и р-антрахинонсуль- фокислоты, ализарин. Фенантрен и его производные. Флуорен, флуоренон, аценафтен, аценафтенхинон. Перилен и др. 623
ВЛИЯНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПЛАВЛЕНИЯ (°C) ЗАМЕСТИТЕЛЕМ НА ТЕМПЕРАТУРУ ПРОИЗВОДНЫХ ФЕНАНТРЕНА Положение заместителей Название метилфенан- трен оксифенан- трен ацетоксифе- нантрен метоксифенан- трен 1 123 157 136 105 2 56 169 143 100 3 63 123 116 63 4 50 109 59 68 9 91 149 77 98 624
В-152.-40 625
ND 6 10 СН э 5,6-Дибензантрацен Л) а аз а CD а Пицен (желтый) 3, 4-Бензпирен (светло-желтый) Метилхолантрен (светло-желтый) 7 8 2 1 5 6 . 3 S П> а го ч ЬЭ МНОГОКОЛЬЧАТЫЕ Пирен (желтый) Ей ГО я о го ч Ей а оз ароматические углеводороды с конденсированными 12 2 3 10 9 Хризен (золотисто-желтый) Перилен (желтый) КОЛЬЦАМИ Табл. II 12 3 10 4 9 Коронен (светло-желтый) ~~
МНОГОКОЛЬЧАТЫЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ С КОНДЕНСИРОВАННЫМИ КОЛЬЦАМИ Табл. III I II I I I \/\^\^\^ Нафтацен (оранжевый) \/Ч/ЧАА/Ч/ Гексацен (зеленый) I II I I I I Пентацен (синий) ^\/\/^/\/\/\/\ I II I I I I I I \/\^\^\^\^\^\^ Гептацен Декациклен 628
— 629
Часть третья ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Глава XXIX ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Моногетероциклические соединения 1. ОПЫТЫ С ФУРФУРОЛОМ Реакция фурфурола с фенилгидразином —СН—NNHCeH54-H2O Реактивы и посуда Фурфурол свежеперегнан- ный.......................2 мл Фенилгидразин свежепере- гнанный ..............2 мл Уксусная кислота (конц.) . 4J мл Цилиндр с притертой проб- кой (100 мл)............... Выполнение опыта В цилиндре растворяют фенилгидразин в уксусной кис- лоте и к раствору прибавляют при взбалтывании фурфу- рол; выпадает осадок фенилгидразонфурфурола. Реакция фурфурола с анилином II II-CH=O + H,NC6H5--* II ll-CH=NC6H5 + Н2О \0/ ХОХ 1 630
Реактивы, посуда и приборы Колба (100 мл) Водяная баня . фурфурол свежеперегнан- ный.....................2 мл Анилин свежеперегнанный 4 мл Соляная кислота (конц.) . . 2 мл Этиловый спирт...........40 мл Выполнение опыта В колбу наливают анилин, соляную кислоту, 20 мл спирта и раствор фурфурола в 20 мл спирта. Реакционную смесь нагревают на водяной бане в течение пяти минут; при охлаждении выпадают кристаллы фиолетового цвета. Взаимодействие фурфурола с флороглюцином Реактивы и посуда Фурфурол свежеперегнан- Колба (100 мл)......1 ный...............3 мл Флороглюцин.........2 г Соляная кислота (2О°/о-ная) 40 м г Выполнение опыта В колбе растворяют флороглюцин в соляной кислоте, затем прибавляют фурфурол. При нагревании реакционной смеси до кипения появляется вишнево-красное окраши- вание. 2. ОПЫТЫ С ПИРРОЛОМ и индолом Цветная реакция на пиррол Реактивы, материалы и посуда Пиррол.............. 5 мл Сосновая лучина.....1 Соляная кислота (конц.) 3—5 мл Пробирка............1 Выполнение опыта » В пробирку наливают пиррол и равный объем воды,— смесь нагревают до кипения. При поднесении к парам кипящей жидкости сосновой лучины, смоченной соляной кислотой, лучина окрашивается в красный цвет. Примечание. Вместо чистого пиррола для данного опыта можно применять масло, получаемое при сухой перегонке необезжиренных костей (масло Диппеля). 631
Цветные реакции на индол Реактивы, посуда и прибору. Индол (раствор в горячей воде) ......................60 мл Азотная кислота (2О°/о-ная) 5 мл Азотистокислый калий (О,1°/о-ный раствор) . . . 25 мл Нитропруссид натрия (0,2°/о-ный раствор) . . . 25 мл Едкий натр (15°/о-ный рас- твор) ......................5 мл Формалин .................. 10 мл Серная кислота (конц.) . . 5 мл Цилиндры (100 мл)........3 Капельные, воронки . . . . 3 Выполнение опыта В три цилиндра наливают по 20 мл раствора индола- В первый цилиндр добавляют 25 мл воды и несколько миллилитров азотной кислоты, затем из капельной воронки приливают по каплям раствор азотистокислого калия (на- слаиванием); при этом появляется красное окрашивание или образуется красный осадок нитрозоиндэла. Во второй цилиндр' приливают из капельной воронки раствор нитропруссида натрия; появляется окрашивание, переходящее при приливании раствора едкого натра в фио- летовый цвет. В третий цилиндр приливают формалин и серную кис- лоту; появляется фиолетовое окрашивание. 3. ПОЛУЧЕНИЕ ИНДИГО Из фенилглицина 632
Реактивы и посуда Фенилглицин................2 г Едкое кали (порошк.) .... 5 г Пробирка из тугоплавкого стекла (100 мл) ......... 1 Стеклянная ванна или крис- таллизатор ................1 Стеклянная трубка и стек- лянная палочка соответ- ствующих размеров' Выполнение опыта В пробирку всыпают 2 г фенилглицина и 5 г едкого кали. Смесь тщательно размешивают стеклянной палочкой, затем пробирку закрывают корковой пробкой с отверстием, в которое вставлена трубка со слегка оттянутым верхним концом. Пробирку закрепляют наклонно и нагревают до образо- вания однородного оранжево-красного плава, после чего содержимое пробирки выщелачивают водой и выливают в стеклянную ванну; жидкость мгновенно окрашивается в синий цвет. Примечание. При нагревании пробирки ее необходимо закреплять, направляя отверстием в сторону от слуша- телей, чтобы избежать попадания брызг в случае выбрасы- вания расплавленного едкого кали. » Из о-нитробензойного альдегида и ацетона Реактивы, посуда и приборы о-Нитробензойный альдегид 3 г Цилиндр (200 мл)..........1 Ацетон..................40 мл Капельная воронка.........1 Едкий натр или едкое кали (5°/о-ный раствор) > ... 50 мл Выполнение опыта В цилиндре растворяют о-нитробензойный альдегид в смеси ацетона и 25 мл воды, затем из капельной воронки приливают раствор едкого натра. Обращают внимание аудитории, что от каждой падающей капли едкого натра образуется сперва желтое окрашивание, переходящее в оранжевое, затем в зеленое и, наконец, в синее. Через некоторое время выпадают кристаллы индиго с медным блеском. 633
4. ОПЫТЫ С ИНДИГО Действие на индиго окислителей Реактивы и посуда Индиго................. 0,25 г Хлорноватокислый калий (5°/о-ный рас- твор) . ............... 50 мл Серная кислота (ды- мящая) ................ 25 мл Серная кислота (разб.) 75 мл Перекись водорода (5°/о-ный раствор) . 50 мл Сернокислое закис- ное железо .... 0,1—0,2 г Азотная кислота (конц.) ...... 5 мл Цилиндры (200 л/л) ..... 3 Колбы (100 мл).........2 Выполнение опыта До лекции в колбе растворяют индиго в дымящей сер- ной кислоте, раствор охлаждают и выливают в другую колбу с 25 мл воды. На лекции в один цилиндр наливают раствор хлорно- ватокислого калия, в другой раствор перекиси водорода, в третий азотную кислоту. Затем в первый цилиндр добав- ляют 10 мл сернокислого раствора индиго и 75 мл раз- бавленной серной кислоты, во второй—10 мл раствора индиго и несколько кристалликов сернокислого закисного железа, в третий —10 мл раствора индиго. Обращают внимание аудитории на то, что в цилиндрах с хлорноватокислым калием и с перекисью водорода прои- зошло обесцвечивание, а в цилиндре с азотной кислотой появилось слабо-желтое окрашивание вследствие образо- вания изатина. Получение дегидроиндиго 634
Реактивы, посуда и приборы Индиго.................. 2 г Бензол ................500 мл Двухлористое олово ... 2 г Хлористый кальций (безв.) 2 г Перекись свинца .... 10 г Соляная кислота (конц.). 5 мл Уксусная кислота (лед.) . 5 мл Склянка для отсасывания . . . 1 Цилиндры (100 и 500 мл) ... 2 Колба (500 мл).......... . . 1 Воронка Бюхнера.............1 Капельная воронка .......... 1 Водяная баня............ . . 1 Выполнение опыта В колбу с 200 мл бензола всыпают растертое в поро- шок индиго, перекись свинца и хлористый кальций. Реак- ционную смесь нагревают на кипящей водяной бане и при непрерывном взбалтывании в течение 10 мин. приливают из капельной воронки уксусную кислоту, разбавленную равным объемом бензола. Вскоре синяя суспензия красителя превращается в рас- твор бурого цвета. По окончании реакции (через 10 мин.) смесь фильтруют и фильтрат разливают в два цилиндра. В один добавляют трехкратный объем бензола, чтобы лучше был виден красный цвет дегидроиндиго, в другой — раствор двухлористого олова в 2 мл соляной кислоты и энергично взбалтывают, при этом дегидроиндиго вновь восстанавливается в индиго, раствор окрашивается в синий цвет и выпадают хлопья индиго. Примечание, Этот опыт протекает более эффективно, если добавлять при взбалтывании небольшими порциями гидрохинон до появления синего цвета. Кубовое крашение индиго Реактивы, посуда и приборы Индиго...................2 г Этиловый спирт ......... 5 мл Гидросульфит натрия ... 2 г Едкий натр (конц. раствор) 3 мл Пряжа хлопчатобумажная (моток) Стакан (200 мл)..............1 Термометр....................1 U-образная стеклянная трубка . 1 Водяная баня........... . . . 1 Выполнение опыта В стакан всыпают индиго и стеклянной палочкой рас- тирают с несколькими миллилитрами спирта, затем прили- вают ’100 мл воды. Реакционную смесь нагревают до 30—40° и при этой температуре прибавляют гидросульфит 635
и раствор едкого натра. Через несколько минут появляется зелено-желтая окраска, переходящая в коричнево-желтый цвет вследствие образования лейкоиндиго. На поверхности раствора при соприкосновении с воздухом образуется тон- кая пленка индиго. Для крашения в стакан с лейкоиндиго опускают моток хлопчатобумажной пряжи, подвешенной на U-образно изо- гнутой трубке, и раствор нагревают на водяной бане в течение 10—15 мин. при 50-60°. Затем моток извлекают, отжимают и вывешивают на воздухе; через несколько минут пряжа окрашивается в синий цвет. Полигетероциклические соединения 1. РЕАКЦИИ МЕТИЛФЕНИЛПИРАЗОЛОНА Н4С—С-СН3 НС-С—СНз нс=с-сн3 I II zr II I —-II О=С N ' НО—С N 4-О=С NH Реактивы, посуда и приборы Метилфенилпиразолон . . 1г Едкий натр или едкое кали (разб. раствор) .... 50 мл Соляная кислота (10°/о-ная) 50 мл Хлорное железо (2°/о-ный раствор)................50 мл Этиловый спирт ........... 25 мл Цилиндры (100 мл).........2 Капельные воронки ........ Выполнение опыта . В один цилиндр помещают 0,5 г метилфенилпиразолона и добавляют при встряхивании из капельной воронки рас- твор едкого натра. В реакцию вступает енольная форма метилфенилпиразолона и вещество полностью растворяется. При подкислении выпадает обратно метилфенилпиразолон. В другом цилиндре растворяют 0,5 г метилфенилпира- золона в этиловом спирте, затем добавляют из капельной воронки раствор хлорного железа; появляется характерное красное окрашивание. 636
2. КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА АНТИПИРИН Реактивы, посуда и приборы Антипирин (2°/о-ный рас- Цилиндры (100 мл) . . . . • . 2 твор) ................50 мл Капельные воронки..............2 Азотистокислый натрий (5°/о-ный раствор).... 25 мл Хлорное железо (2°/о-ный раствор)..............50 мл Серная кислота (1О°/о-ная) 25 мл Выполнение опыта Наливают в цилиндры по 25 мл раствора антипирина. В один цилиндр добавляют из капельной воронки раствор хлорного железа,—появляется красное окрашивание вслед- ствие образования комплексного соединения состава 3CiiHi2ON2-2FeCl3. В другой цилиндр добавляют серную кислоту, а затем из капельной воронки азотистокислый натрий,— появляется зеленое окрашивание вследствие образования нитрозо- антипирина. 3. КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА ПИРАМИДОН Реактивы, посуда и приборы Пирамидон (2°/о-ный рас- твор) ... 50 мл Хлорное железо (2°/о-ный раствор)..................50 мл Азотистокислый натрий (5°/о-ный раствор) ... 25 мл Серная кислота (100/о-ная) 25 мл Цилиндры (100 мл) ...... 2 Капельные воронки.........2 Выполнение опыта Наливают в цилиндры по 25 мл раствора пирамидона, в один цилиндр добавляют из капельной воронки хлорное железо,—появляется сине-фиолетовое окрашивание; в дру- гой цилиндр наливают серную кислоту и из капельной воронки раствор азотистокислого натрия, — появляется нестойкое фиолетовое окрашивание. 637
УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 639—650) 1. Физические свойства пятичленных моногетероцикли- ческих соединений. 2. Фуран и его производные. .1 3. Синтезы на основе фурана. 4. Синтезы на основе пирослизевой кислоты. 5. Синтезы на основе фурфурола. 6. Синтезы на основе тиофена. 7. Получение тиофена и пиррола по методу Юрьева. 8. Синтез производных пиррола. 9. Кубовые индигоидные красители. 10. Порфирины. 11. Схема синтеза кровяной плазмы из ацетилена и формальдегида. 12. Физические свойства пятичленных полигетероцикли- ческих соединений. Коллекция Фуран, тиофен, пиррол, а-метилпиррол, кумарон, тио- нафтен, индол, фурфурол, фурфуриловый спирт, пиросли- зевая кислота, фуроин, фурил; а- и ^-оксииндолы, изатин, индиго, тиоиндиго, броминдиго и др. Пиразол, имидазол, индазол, бензимидазол и др. жел- тые пигменты.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЯТИЧЛЕННЫХ МОНОГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 639
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ФУРАНА Нитрование HNO3 4-(СН3СО)а~О -NO2 2-Нитрофуран 4 Ацетилирование (СН3СО)2 О + SnCL —COCH 2-Ацетилфуран Карбонилирование -----------------> HCN + НС1 -CHO Фурфурол Меркурирование Hgci3 + ch3coqnT Фуран Фурилмеркурий- хлорид Сульфирование C6H6N‘SO3 -SO3H Фурано-сульфо- кислота Бромирование —-----------------> BrCN + диоксан -Вг 2-Бромфуран 640
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ПИРОСЛИЗЕВОЙ КИСЛОТЫ Нитрование -СООН HNO3 5-Нитропирослизевая кислота Сульфирование ->HO3S— H2SO4 (дым.) -СООН 5-Су л ьфо и и росл и- зевая кислота Бромирование -----—-------->Вг— СООН 2, 100е xoz 5-Бромпирослизевая кислота Йодирование 2-Йодфуран Меркурирование Hg (ОСОСНз)Г^ -HgCl+COa 2-Фурилмеркурий- хлорид В-152.-41 ’ 641
ND СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ФУРФУРОЛА Нитрование HNO, + (СН,С0),0 ~СН <0С0СН‘> 5-Нитрофурфуральдиацетат Хлорирование Cl-V -СНО 5-Хлорфурфурол Алкилирование (СН3)2СН— (СН3)2 СНС1 + А1С13 * -сно 4-Изопропилфурфурол Алкилирование СНз (СН3)2 СН,С1 4- А1С1Г>СНз (СН,)’~ Фуроиновая конденсация (р-р KCN) - СО - СНОН - Фуроин СНО 5-Бутилфурфурол -СН2ОН —СООН Фуран пиран Ди гидро- 7-пирен Тетрагидро- фуран Тетрагидрофури- ловый спирт зация -СН3ОН Изомери- .........> А1С13 ~350; Фуриловый спирт Гидрирование Ni, CuCrO2 Гидрирование Ni, ~250° фУРфУрол Деструктивное окисление и восстанов- ление Пироглизевая кислота НС СН г НС СН Полимеризация ................—> НС C-CHOH- N)/ С-СНОН — С-СНО п Полимер фурфурола
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ТИОФЕНА Хлорирование 2 2-Хлортиофен 2, 5-Дихлортиофен >—Вг Бромирование Вг» + СНГСООН 0? \s/~Bl 2-Бромтиофен 2, 5-Дибромтиофен Йодирование J2+HgO 2-Йодтиофен Нитрование HNO3 + (СН3СО)2О5 2-Нитротиофен -NO, Сульфирование 950/0 HaSO4 ” ч ,-SO3H \sz Тиофен-2-сульфо- кислота Алкилирование JI—CrtH3rt+i СпН2п, А120з~SiO2 или H2SO4. BF3 Ацетилирование (СН3СО)аО+НзРО4 2-Ал кил тиофен й J-COCH3 2-Ацетилтиофен Бензоилирование С6Н5СОС1, A1CU -СОС6Н5 2-Бензоилтиофен Меркурирование HgCl2> CH3COONa ClHg- -HgCl 2,5-Меркуриидихлорнд- тиофен Хлорметилирование СН2О+НС1, 10’’ -СН2С1 -Хлорметилтиофен
ПОЛУЧЕНИЕ ТИОФЕНА И ПИРРОЛА ПО МЕТОДУ ЮРЬЕВА +H2S 1 ' 1 >' А120з, 450° Тиофен 4-кон NH Пиррол 4-NH3 А12С> , 450е О NH Пиррол СИНТЕЗ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРРОЛА +со3 --------—> Нагревание NK N-Пиррол-калий +C9H5MgBr -------------> Нагревание > N MgBr N-Магнийбромпиррол 4-CrH5-N=N-OH Сочетание -N«N-CeHs NH а-Пирролилазобензол 4-CHJ О 4-СНХОС1 о у— MgBr NH а-1У[агний бромпиррол * у-соон NH а-Пирролкарбоновая кислота Нагревание II п---------------> снз N-Метилпиррол Нагревание N С-СНЯ 11 3 о N-Ацетилпиррол < 7-сн, NH а-Метилпиррол < J'-C-CH NH $ а-Ацетилпиррол з —
СХЕМА СИНТЕЗА КРОВЯНОЙ ПЛАЗМЫ ИЗ АЦЕТИЛЕНА И ФОРМАЛЬДЕГИДА +2СН2О С Н—С н ---------—► Ацетилен Конденсация СН2ОН СН2СН Бутиндиол-1,4 Каталитическое — -- —> гидрирование СН а - СН2 I СН2ОН СН2ОН Бута ндиол-1,4 Дегидратация и окисление н2с сн2 со +NH, ..——► 3 сн2 СО сн2 со Полимеризация Т-Бутиролактон ^NHZ а-Пирролидон N СН=СН2 N-Винил-а-пирролидон Н2С СН3 Н2С СНа Н3С СН2 со Н2С СО Н2С СО N N • -СН - СН2 - СН - СН2 - СН - СН2 - СН Синтетическая кровяная плазма СН2- • •
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЯТИЧЛЕННЫХ ПОЛИГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Название Формула Температура плавления, °C Температура кипения, ®С Пиразол N NH 70 188 Имидазол Ь \н J 90 256 Индазол N \/ NH 148 270 Бензимидазол V N м NH 170 — 1,2,3-Триазол нс- НС I —N 11 N 23 203739 мм 1,2,4-Триазол N- НС 1 —CH II N ЧН 120 260 Бензтриазол N \/ NH 100 Тетразол нс- N л —N N NH 155 1 650
Глава XXX ШЕСТИЧЛЕННЫЕ И КОНДЕНСИРОВАННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Моногетероциклические соединения 1. опыты с ПИРИДИНОМ Растворение в воде, основной характер и качественные реакции Реактивы и посуда Пиридин.................... 25 мл Цилиндры (50—100 мл) ... 4 Хлорное железо (1°/о-ный раствор) .................10 мл Таннин (1О°/о-ный раствор) . 5 мл Хлорная ртуть (5°/о-ный раствор) ... 5 мл Соляная кислота (конц.) . 3—5 мл Лакмусовая бумажка (крас- ная) Выполнение опыта В один цилиндр наливают 10 мл пиридина и добавляют при встряхивании 50 мл воды; пиридин полностью рас- творяется. Основные свойства пиридина характеризуются посине- нием красной лакмусовой бумажки и реакцией с хлорным железом. Последнюю проводят, растворив во втором ци- линдре 5 мл пиридина в 40 мл воды и прибавив раствор хлорного железа; выпадает осадок гидрата окиси железа. 651
В третьем цилиндре смешивают 3 мл пиридина с 5 мл раствора таннина. При встряхивании реакционной смеси выпадает осадок. В четвертом цилиндре смешивают 5 мл пиридина с 5 мл хлорной ртути; выпадает осадок, исчезающий при добав- лении соляной кислоты. Для ознакомления с неприятным запахом пиридина смочить им полоски фильтровальной бумаги и передать в аудиторию. Отношение пиридина к окислителям (ароматические свойства) Реактивы и посуда Пиридин..................10 мл Марганцовокислый калий (2°/о-ный раствор) ... 50 мл Хромовая смесь (5 г К3Сг3О7,20 мл 20®/о- ной HjSO4) ...... 25 мл Стаканы (100 мл) Выполнение опыта Наливают в стаканы по 5 мл пиридина; в один стакан вливают раствор марганцовокислого калия, в другой хромо- вую смесь; изменения окраски окислителей не наблю- дается даже при нагревании до кипения. Получение пикрата пиридина Реактивы и посуда Пикриновая кислота (конц. Цилиндр (50 мл) ...... 1 спиртовый раствор) . . 20 мл Капельная воронка... 1 Пиридин (водный раствор) 5 мл Выполнение опыта В цилиндр наливают спиртовый раствор пикриновой кислоты, добавляют раствор пиридина и реакционную смесь энергично встряхивают; через 5—10 мин. начинает выпадать кристаллический осадок пикрата. При добавле- нии еще нескольких миллилитров пиридина пикрат рас- творяется. 652
2. ОПЫТЫ С ХИНОЛИНОМ И ХИНАЛЬДИНОМ Реакции хинолина Реактивы, посуда и приборы Хинолин................ 10 мл Цилиндры (100 мл) . ... . 3 Соляная кислота (конц.) . . 20 мл Капельные воронки ..... 3 Едкий натр или едкое кали (5°/о-ный раствор) .... 20 мл Хлорное железо (1°/о-ный раствор)...........10 мл Марганцовокислый калий (1°/о-ный раствор) .... 400 мл Углекислый натрий (5°/о-ный раствор)............. 25 мл Пикриновая кислота (конц.) 100 мл Хлорная ртуть (5°/о-ный рас- твор) ............... 30 мл Выполнение опыта В один цилиндр при энергичном встряхивании наливают 5 мл хинолина и 30 мл воды; полного растворения не наблюдается. При приливании из капельной воронки соля- ной кислоты хинолин растворяется полностью, а при при- бавлении раствора едкого натра снова выделяется. В другом цилиндре к раствору 2 мл хинолина в 40 мл воды прибавляют из капельной воронки хлорное железо; тотчас же выпадает осадок гидрата окиси железа. В третий цилиндр наливают 2 мл хинолина и 30 мл воды. Из капельной воронки при встряхивании приливают раствор марганцовокислого калия,— наблюдается обесцве- чивание раствора. Получение красителя из хинальдина Хинофталон 653
Реактивы, посуда и приборы Хинальдин................5 мл Фталевый ангидрид ... 5 г Хлористый цинк (безв.) . 1 г Этиловый спирт .... 40 мл Шерсть (моток)........ 5 г Стакан (1л).................. 1 Термометр .................. 1 Пробирка из тугоплавкого стекла 1 Выполнение опыта В пробирке осторожно нагревают смесь хинальдина, фталевого ангидрида и хлористого цинка до образования вязкого темно-красного плава. После охлаждения до 50— 60° плав растворяют в спирте. Спиртовый раствор перели- вают в стакан и разбавляют водой до появления мути, затем опускают в раствор моток шерсти и нагревают в те- чение нескольких минут при 60—70°. Окрашенный моток извлекают, промывают водой и демонстрируют желтую выкраску красителем хинолиновым желтым. Полигетероциклические соединения (азины) 1. ПОЛУЧЕНИЕ ДИАМИНОФЕНАЗИНА Реактивы, посуда и приборы о-Фенилендиамин .... 1г Цилиндр (100 мл)............ 1 Соляная кислота (5°/о-ная) 50 мл Капельная воронка........... 1 Хлорное железо (2€/о-ный раствор)................. 50 мл Выполнение опыта я-Фенилендиамин растворяют в 50 мл соляной кислоты и к раствору приливают из капельной воронки хлорное железо. Сначала появляется красное окрашивание, затем выпадает кристаллический осадок красного цвета — соляно- кислая соль диаминофеназина. 654
2. ПОЛУЧЕНИЕ ДИБЕНЗФЕНАЗИНА Реактивы, посуда и приборы о-Фенилендиамин (хлористо- Цилиндр (50 мл)........... 1 В' водородная соль)...... 1г Колба (250 мл)........ 1 Фенантренхинон........... 1 г Колба для отсасывания ... 1 Этиловый спирт ...... 50 мл Воронка Бюхнера.................. 1 Уксуснокислый калий ... 1г Водяная баня.............. 1 Уксусная кислота (ледяная) 200 мл Выполнение опыта В цилиндре взмучивают соль о-фенилендиамина в 25 мл спирта, слегка нагревают на водяной бане и при взбалты- вании добавляют уксуснокислый калий; выпадающий в оса- док хлористый калий отфильтровывают. Фильтрат прибав- ляют в колбу, в которой предварительно растворяют ^-фенантренхинон в ледяной уксусной кислоте при нагре- вании до кипения. Из реакционной смеси выпадает кристал- лический осадок 1,2,3,4-дибензфеназина. 3. ПОЛУЧЕНИЕ МЕТИЛЕНОВОГО ГОЛУБОГО Реактивы, посуда и приборы л-Нитрозодиметиланилин . 1г Сернистый аммоний (10°/о-ный раствор) ... 50 мл Соляная кислота (5°/о-ная) 150 мл Хлорное железо (2°/о-ный раствор)............. . 25 мл Бумажка конго Колба (250 мл)............. 1 Колба для отсасывания ... 1 Воронка Бюхнера............ 1 Капельная воронка ......... 1 655
Выполнение опыта В колбу всыпают n-нитрозодиметиланилин, добавляют ж раствор сернистого аммония и смесь кипятят несколько ж минут, — при этом появляется красное окрашивание. По ЭД охлаждении раствор фильтруют, к фильтрату прибавляют ш соляной кислоты до кислой реакции (на бумажку конго) « и из капельной воронки приливают раствор хлорного же- > леза. Сперва появляется зеленое окрашивание, а затем Я синее (метиленовый голубой). Ц 4. ОПЫТЫ С МОЧЕВОЙ КИСЛОТОЙ Окисление мочевой кислоты ;/г’ Реактивы, посуда и приборы Мочевая кислота (щелоч- Колба (100 мл)............. 1 ной раствор)........ 10 мл Капельная воронка......... 1 Сернокислая медь (2°/о-ный раствор)..........'. . 50 мл Выполнение опыта В колбу наливают щелочной раствор мочевой кислоты § и слегка подогревают. К подогретому раствору прибавляют Я из капельной воронки раствор сернокислой меди. Обра- И зуется осадок зеленого цвета, который затем становится Ян белым. При избытке сернокислой меди образуется красно- Я вато-желтый осадок закиси меди. Качественные реакции мочевой кислоты Реактивы, посуда и приборы Мочевая кислота............ Азотная кислота (конц.) . . Аммиак (конц. раствор) . . Едкий натр или едкое кали (5°/о-ный раствор) .... Серная кислота (конц.) . . . Бензол технический, содер- жащий тиофен............... 1 г Часовые стекла (большие) 10 м л Микро пипетки (1 мл) . . 50 мл Водяная баня ...... 50 мл 3 мл 5 мл 4 Выполнение опыта На часовые стекла помещают по 0,25 г мочевой кислоты и смачивают 1 мл азотной кислоты. Реакционную смесь осторожно выпаривают досуха (под тягой на водяной бане); при этом наблюдается появление окраски розового цвета 656
По охлаждении к остатку на одном часовом стекле прибавляют 1—2 мл аммиака,— появляется фиолетовая окраска аммонийной соли пурпуровой кислоты (мурексид- ная реакция). На другое стекло прибавляют раствор едкого натра,—появляется синеватая окраска. К остатку на третьем часовом стекле прибавляют 1—2 мл серной кислоты и бен- зол,— появляется синяя окраска, исчезающая при нагрева- нии вследствие испарения паров бензола (и тиофена) и вновь появляющаяся при добавлении бензола. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 658—673) 1. Физические свойства пиридина и его производных. 2. Физические свойства хинолина и его производных. 3. Синтезы на основе пиридина. 4. Физические свойства шестичленных полигетероцик- лических соединений. 5. Схема получения некоторых производных пиридина. 6. Акридиновые красители, антималярийные и анестези- рующие препараты. 7. Красители растительного происхождения. 8, Цианиновые красители. 9. Тиазиновые красители. 10. Индулиновые красители. 11. Люминесцентные красящие вещества (пигменты и красители). 12. Лекарственные вещества — производные пиримидина (барбитураты). 13. Пурин и его производные. Коллекция Пиридин, а-пиколин, а-оксипиридин, р-нитропиридин, p-пиридинсульфокислота, а-аминопиридин, пиколиновая кислота, хинолин, изохинолин, хинальдин, лепидин, 5- и 8-нитрохинолины; акридиновые красители: хризанилин, акридиновый желтый и др. Пиридазин, пиримидин, пиразин, хиназолин, хиноксалин, феназин. Красители: флавонол, индаминовый синий, индулины, индантрен, флавантрон, тиофлавин, метиленовый голубой, метиленовый зеленый и др. Мочевая кислота, ксантин, гипоксантин, кофеин, теоб- ромин, веронал, люминал и др. В-152.-42 657
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИРИДИНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ * Название Формула Темпера- тура плавления, сС Темпера- тура кипения, °C Плотность, «4° Пиридин ГЛ 4N'Z -42 115,3 0,983 а-Пиколин 1 1'-сн 4N/ СНз — 64,2 128,8 0,954 р-Пиколин —сн, 1 II 3 4N/ — 20,8 143,8 0,956 * у-Пиколин СН3 А 1 II * % и/ + 1,6 145,4 0.95026’ а-Бромпиридин 4N/ Вг —— 193 1,65715° р-Бромпиридин Вг —— 170 1,645 • • Р-Нитропиридин AirN°3 + 41 216 4N/ 658
Продолжение ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИРИДИНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ Название Формула Темпера- тура плавления, ®C Темпера- тура кипения, °C Плотность, о? а-Оксипиридин 1 У—ОН ^N/ 107,0 281 — ^-Оксипиридин ОН %n/ 129,5 300 — он у-Оксипиридин А, 148,5 350 (с разл.) а-Аминопиридин Л kN/“NH= 57,5 210 1 Р-Аминопиридин /,'*y-NH3 65,0 251 nh2 у-Аминопиридин A 158,0 — - Ln/ Пиколиновая кислота « 1 L-COOH 139,0 — — 42* 659
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХИНОЛИНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ Название Формула Темпера- тура плавления, °C Темпера- тура кипения, ®С Плотность, Df Хинолин 6 j з 7 2 v N —19,5 237,7 1,095 Изохинолин • ч/ УЧ- ь \У +24,6 242,5 1 1,099 Хинальдин Z 1 ^\/ч 4/\n^ 1 !-сн3 — 2,0 246,5 1 ,101 Лепидин СН3 4- 9,0 260,0 1,085 2-Бромхинолин 5-Бромхинолин Вг 660
___________________________________Продолжение I ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХИНОЛИНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ Название Формула Темпера- тура плавления, °C j Темпера- тура кипения, °C Плотность, D24 2-Оксихинолин //\/х 199 ВОЗГ. UU-°h он 4-Оксихинолин ^\Д 60 возг. — & 2-Хинолинкарбоно- вая (хинольдиновая) кислота UJ-cooh 156 разл. СООН 4-Хинолинкарбоно- вая (цинхониновая) кислота 1 TY4 254 —— — no2 1 5-Нитрохинолин /Х/Х 72 возг. — 8-Нитрохинолин VV 91 — no2 2-Аминохинолин ZX/X X/M~NH2 129 возг. 4 1 1 661
СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ПИРИДИНА Пиридин Нитрование 4-HNO3 4- H2SO4, 300°' Сульфирование + H2SO4 4- SO3 Бромирование 4-Вг2, 300е Аминирование 4-NaNH2, 110° Г идроксилирование 4-КОН, 300° Меркурирование Ч-Hg (ОСОСН3)2 Арилирование +C6H5Li Арилирование 4-C6H5N2Cl 2 З-Нитропиридин Пиридин-З-сульфо- кислота З-Бромпиридин -NH 2-Аминопиридин — ОН 2*Оксипиридин З-Пиридилмеркур- ацетил З-Фенилпиридин 2-Фенилпиридин Бромирование 4-Вг2, 500° 2-Бромпиридин 662
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ШЕСТИЧЛЕННЫХ ПОЛИГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Название Формула Температура плавления, °C Температура кипения, вС 205 Пиридазин —8 N Пиримидин 21 124 ,N Пиразин 53 118 N Цинхинолин 4n 38 N N Хиназолин 48 242 ^\/N4 Хиноксалин Феназин ^\/N4/4 30,5 171 226 300 VW .1 66a
СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРИДИНА je 300° 7-Этилпиридин Пиридин С2Н5 5 XN а-Этилпиридин 4NHaNa "зоб5 —NHNa Минеральная к-та а-АмиНОПИрИДИН 4-КОН 300° W“0K Минеральная к-та -ОН а-Оксипиридин -|-H2SO4 300° ~ XNZ Р-П ириди нсуль- фокислота H-HNO. I “зоо*~ Р-Н итропиридин 664
АКРИДИНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ, АНТИМАЛЯРИИНЫЕ, АНТИСЕПТИЧЕСКИЕ И АНЕСТЕЗИРУЮЩИЕ ПРЕПАРАТЫ Акридиновые красители ГСН3 СН31 сг Основной-желтый 3 СГ (CH3)2N/Z^XN^^N(CH3)2 —- JL\ 11 Акридиновый-оранжевый Р Антималярийные препараты СН3—СН—СН2—СН2—СН2—N(C2H5)2 NH I ОСН3 2HCI N Акрихин СН3- CH-CH2~-CH2-CH2-N(C2H5)3 NH N | I 1 II осн3 Плазмохин 665
Продолжение ---------—- Антималярийные препараты СН2-СН2-СН2 - N(C2H6)2 NH Плазмоцид Антисептические и анестезирующие препараты NH2 ос2н5 N N Риванол Трипафлавин O=C-NH-CH2- CH2-N(C2Hs)2 \^\^\ос н Совкаин (перкаин)
з* Флавоновые КРАСИТЕЛИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ красители (желтого цвета) -ОН С—ОН Флавонол (3-оксифлавон) 7 6 ЗСН Флавон ОН О Лутеолин (5,7,3' ,4' -тетраоксифлавон) ОН с—/"Ч-ОН с—он ОН о Кверцетин (3,5,7,3' ,4'-пентаоксифлавон) но- с-он -он НО О Морин (3,5,7,2' ,4' -пентаоксифлавон) красители Ксантоновые (желтого цвета) НО—’ ОН Эйксантон (1,7-диоксиксантон) ч НО-1 —ОН б он Гентизеин (1,3,7-триоксиксантон) 667
ЦИАНИНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ С2н5 сан5 Псевдоцианин (красного цвета) Изоцианин (красного цвета) Цианин (синего цвета) ТИАЗИНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ Метиленовый голубой Метиленовый зеленый Б 668
ИНДУЛИНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ Индулиновый синий Иннулин ЗБ Ин дул ин 6Б 669
ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ КРАСЯЩИЕ ВЕЩЕСТВА (ПИГМЕНТЫ И КРАСИТЕЛИ) н СН—N-N=CH Н Люмоген светло-желтый CH=N—N—СН о—н Люмоген светло-желтый (водорастворимый) Люмоген водно-голубой Люмоген фиолетовый 670
Продолжение Люмоген оранжево-красный П С2Н6ООС-С=СН-^ Х_СН—С_СООС2Н5 CN CN Люмоген ярко-зеленый СН N/ "n С I NH—Ч ^\/ \z\z х—7 %z\ z\z с I //--------X II NH—СО—< Х-С1 о X- - Z I С1 Люмоген красно-оранжевый SO3Na Прямой белый (бланкофор Р) 671
ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА — ПРОИЗВОДНЫЕ ПИРИМИДИНА (БАРБИТУРАТЫ) NH Веронал (диэтилбарбитуровая кислота) О 11 с сн2—сн=сн2 HN С\ сн2-сн=сн2 о=с с=о X'nh Диал (диаллилбарбитуровая кислота) Гексенал (N-метнлметилциклогексенил- барбитуровая кислота) Люминал (этилфенилбарбитуровая кислота 672
В-152.—43 673
Глава XXXI АЛКАЛОИДЫ 1. ОПЫТЫ с хинином Реактивы и посуда Хинин сернокислый Цилиндры (100 мл)...... 5 (О,5°/о-ный раствор) . . . 75 мл Таннин....................5 г Этиловый спирт............5 мл Йод.......................3 г Йодистый калий...........10 г Хлорная ртуть............1г Пикриновая кислота (на- сыщ. раствор)...........25 мл Аммиак (конц. раствор) .25 мл Выполнение опыта В пять цилиндров наливают по 15 мл раствора хинина. В один цилиндр добавляют раствор таннина в 40 мл воды и 5 мл спирта; образуется белый осадок. Во второй цилиндр добавляют раствор йодт в йодистом калии (3 г йода в 10 мл воды смешивают с раствором 6 г йодистого калия в 50 мл воды), — образуется красно- коричневый осадок. В третий цилиндр добавляют раствор хлорной ртути и йодистого калия (1 г хлорной ртути, 4 г йодистого ка- лия в 50 мл воды),— образуется желтый осадок. В четвертый цилиндр добавляют раствор пикриновой кислоты, — образуется светло-желтый осадок. В пятый цилиндр прибавляют при встряхивании раствор аммиака,—выпадает свободное основание (хинин). 674
2. РЕАКЦИЯ НА КОДЕИН Реактивы и посуда Кодеин ........... 0,75—1 г Часовые стекла.3 Формалин (30°/о-ный раствор)................ 5 мл Серная кислота (конц.) 5 мл Выполнение опыта На три часовые стекла помещают по 0,25 г кодеина и смачивают формалином и серной кислотой,—появляется фиолетовое окрашивание. Стекла передают в аудиторию. 3. опыты с никотином Реактивы и посуда Никотин (водный раствор) 60 мл Цилиндры (100 мл) . . . 4 Йод . ...................2 г Йодистый калий.........12 г Таннин (1О°/о-ный раствор) 25 мл Пикриновая кислота (конц. водный раствор) .... 25 мл Хлорная ртуть . . 2 г Уксусная кислота (15°/с-ная) 25 мл Выполнение опыта В четыре цилиндра наливают по 15 мл раствора нико- тина. В один цилиндр добавляют раствор йода в йодистом калии (2 г йода в 10 мл воды смешивают с раствором 4 г йодистого калия в 40 мл воды), — образуется красно- бурый осадок. Во второй цилиндр добавляют раствор таннина,— вы- падает белый осадок. В третий цилиндр вливают раствор пикриновой кис- лоты,— образуется желтый осадок. В четвертый цилиндр прибавляют уксусную кислоту, раствор хлорной ртути и йодистого калия (2 г хлорной ртути, 8 г йодистого калия в 40 мл воды) — образуется желтоватый осадок. 43* 675
4. ОПЫТЫ С КОФЕИНОМ Получение кофеина из чая Реактивы и посуда Чай......................3 г Часовые стёкла (большие) . . 2 Таннин (конц. водный Цилиндр (100 мл).............1 раствор)..............10 мл Выполнение опыта На часовое стекло насыпают чай, покрывают другим стеклом такой же величины и осторожно нагревают. Сперва выделяются пары воды, а затем возгоняются блестящие бесцветные кристаллы кофеина, на что обра- щают внимание аудитории. Растворяют возогнанные кристаллы кофеина в воде, добавляют концентрированный раствор таннина и наблю- дают образование осадка. Мурексидная реакция на кофеин Реактивы, посуда и приборы Кофеин.............0,5 г Часовое стекло (большое). . . 1 Азотная кислота (конц.) 3 мл Водяная баня .........1 Аммиак (конц. раствор). 5 мл Выполнение опыта На часовое стекло помещают кофеин, смачивают 2—Злы азотной кислоты и выпаривают на кипящей водя- ной бане досуха в вытяжном шкафу. К сухому остатку добавляют несколько миллилитров аммиака,— появляется пурпурная окраска. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 677—682) 1. Алкалоиды — производные пирролидина и имидазола. 2. Алкалоиды — производные изохинолина (табл. I и И). 3. Алкалоиды — производные пиридина и пиперидина. 4. Алкалоиды — производные тропана. 676
5. Алкалоиды — производные хинолина. 6. Алкалоиды—производные индола. Коллекция Набор алкалоидов. АЛКАЛОИДЫ — ПРОИЗВОДНЫЕ ПИРРОЛИДИНА И ИМИДАЗОЛА Н2С—сн2 I I Н2С сн-сн2-с-сн3 \ / II N О сн3 Гигрин Н2С--СН2 Н2С--СН2 II II Н2С СН—СН2—С—сн2—НС сн2 О I I сн3 сн3 Кускгигрин C2HS-HC---СН-СН2-С---N—СН3 II II I О—С СН2 НС СН *> Пилокарпин 677
ЛЛКЛЛОВДЫ - ПРОИЗВОДНЫЕ ПИРИДИНА и ПИПЕРИДИНА
АЛКАЛОИДЫ - ПРОИЗВОДНЫЕ ТРОПАНА н2с н2с ----сн-сн2 H3C-N СН-О-С-СН-^/ ----~сн-сн2 о СН2ОН Атропин Кокаин АЛКАЛОИДЫ — ПРОИЗВОДНЫЕ ХИНОЛИНА СН Хинин СН сн СН-СН=СН2 НО-СН-НС 3СН2 N Цинхонин 679

АЛКАЛОИДЫ - ПРОИЗВОДНЫЕ ИЗОХИНОЛИНА ц сн2 ОСН3 Наркотин О------СНо " + Сальсолин 681

ВИТАМИНЫ, ГОРМОНЫ, СТЕРИНЫ, АНТИБИОТИКИ И ДР. 1в КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА ВИТАМИН А Реактивы и посуда Рыбий жир (2О°/о-ный хло- роформенный раствор) . 25 мл Гваякол (0,5°/(ьный спир- товый раствор)............20 мл Треххлористая сурьма (хло- роформенный конц. ра- створ) • 20 мл Цилиндры (50 мл) .2 Выполнение опыта % В одном цилиндре смешивают по 5 мл хлороформенных растворов рыбьего жира и треххлористой сурьмы,— появ- ляется синее окрашивание (при наличии витамина А). В другом цилиндре смешивают 20 мл хлороформенного раствора рыбьего жира с раствором гваякола. При взбал- тывании появляется красно-фиолетовое окрашивание. Примечание. При отсутствии гваякола опыт можно провести с пирокатехином, но в последнем случае реак- ционную смесь необходимо нагревать в течение 2—3 мин. на водяной бане при 60°. 683
2. КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА ВИТАМИН С * Реактивы и посуда Аскорбиновая кислота (ви- тамин С).........0,5 г Дихлорфенолиндофенол (индикатор) . .....0,5 г Уксуснокислый натрий (5°/о- ный раствор).........25 мл Цилиндр с притертой проб- кой (100 мл)................1 Выполнение опыта В цилиндр наливают раствор дихлорфенолиндофенола в 50 мл воды и раствор уксуснокислого натрия. В полученную смесь добавляют при встряхивании аскорбиновую кислоту до обесцвечивания раствора. Примечание. В зависимости от условий проведения опыта наблюдается переход от синего цвета индикатора к бледно-красному. Индикатор в водной среде сравнительно быстро раз- рушается, поэтому получать его рекомендуется перед лекцией. УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ Таблицы (стр. 683—699) 1. Витамины, растворимые в жирах (табл. I и III). 2. Витамины,‘растворимые в воде (табл. 1,11 и II). 3. Витамины группы фолиевой кислоты. 4. Гормоны щитовидной железы и надпочечников. 5. Женские половые гормоны. 6. Мужские половые гормоны. 7. Стерины и холевая кислота. 8. Растительные ферменты (гормоны). 9. Природные глюкозиды. 10. Антибиотики (пенициллин.) 11. Антибиотики (стрептомицин.) 12. Антибиотики (грамицидин С.) Коллекция Набор витаминов, гормонов, антибиотиков, глюкози- дов и др. 684
ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ЖИРАХ Табл. 1 СН3 СН3 V СН3 СН3 Н2С/>С- СН~СН—С—СН—сн~ сн—с—сн - СН2ОН Н2С с—сн3 Хсн2 Витамин А I I I н,с сн-сн2 н,с с с I I II НО-НС с сн СНз СН3 СН3 I I ' СН—СН~ СИ- сн-сн—сн3 сн2 сн Витамин D2 (кальциферол) СН3 СН3 СН—СН,—СН2-СН2—СН-СНз СНз | сн, сн I I II НО-НС с сн \/%/ сн2 сн Витамин D3 685
ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ЖИРАХ Табл. II СН3 СН3ч । ч /СН3 сн3 сн3 сн3 с< ! | | I Х(СН2)3-СН-(СН2)3-СН-(СН2)з-СН-СН3 СН2 СН3 Витамин Е (а-токоферол) о сн3 сн3 сн3 сн3 г\/С Ч/СН2—СН=С—(СН2)з—СН-(СН2)3—СН—(СН2)з—сн—сн3 I II II Ч/'чс/'чСНз Витамин Kj I! о О СНз • сн3 ^Ч/СЧ/(СН2-СН=С-СН2)5-СН2-СН=С—сн, I II II Ч'/Хс-/'Ч'СН3 Витамин К2 а Викасол (синтетический витамин К) 686
ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ Табл. 1 NH2-HC1 N C-CHj-N—С—СН3 I II II II С СН НС С—СН2—СН2ОН сн3/\/ \/ N S Cl- Витамин (тиамин) СН3 Н—С— ОН Н-С-ОН СН2ОН НО^/'^/СН2ОН Н—С-ОН СН2ОН Витамин В2 (рибофлавин) Витамин Вб (пиридоксин) 687
QO QO ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ В-152.—44 I ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ Табл. Ill (С12Н21О9)-О- о с но-с но-с н-с но—с—н СН2ОН Витамин С (Z-аскорбиновая кислота) °Н ° I .С. он 2 сн- -осн3 -соон Витамин РР (никотиновая кислота) (С12Н21О9) о РН ° 1 .С. СН2 он сн- \-он 'О' Гесперидии Витамин Р "Эриодиктин О С СН3 ОН О НОСН2-С--СН—С—NHr~CH2—сн2~соон СН3 Пантотеновая кислота HN NH NH2 НС—СН Н2С СН—СН2—СН2— СН2—СН2—СООН S Витамин Н (3-биотин) СООН л-Аминобензойная кислота
* ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ И НАДПОЧЕЧНИКОВ Гормон щитовидной железы НО— nh2 Тироксин Гормон мозгового вещества надпочечников ОН но- -ch-ch2~nh-ch3 он Адреналин
CH CH2 Адреностерон 692
ЖЕНСКИЕ ПОЛОВЫЕ ГОРМОНЫ бэа
МУЖСКИЕ ПОЛОВЫЕ ГОРМОНЫ СТЕРИНЫ И ХОЛЕВАЯ КИСЛОТА Циклопентанпергидрофенантрен 694
Продолжение СТЕРИНЫ И ХОЛЕВАЯ КИСЛОТА сн, I сн2—сн2—сн2-сн-сн3 НСУх/Чг Холевая кислота 695
РАСТИТЕЛЬНЫЕ ФЕРМЕНТЫ (ГОРМОНЫ) он он он I I I нс=с—сн—сн2—сн—сн—соон I I сн3-сн2-сн-нс сн—сн—сн2- сн3 СНз 'сН2 СНз Ауксин А ОН о НС=С -СН -сн2—с-сн2—соон СН3—СН2—СН НС СН-СН—СН2—СНз СНз 'сН2 СНз Ауксин Б
АНТИБИОТИКИ НООС-НС---N--С=О CH-CH-NH-C-OR Пенициллин где R означает: —СН2— или л-Оксибензил Бензил или — СН2-СН=СН—СН2—СН3, Пентен-2-ил или — СН2—СН2-СН2-СН2—СН2-СН2—СН3 к-Гептил 698
АНТИБИОТИКИ СТРЕПТОМИЦИН Стрептобиозин Стрептидин ГРАМИЦИДИН С 699
I I I * I I I I I / : ЛИТЕРАТУРА Андрианов К. А., Кардашев Д. А. Практические работы по искусственным смолам и пластмассам. Госхимиздат, 1946. Андрианов К. А. Кремнийорганические соединения. Госхимиздат, 1955. Астанин П. П. Практические занятия по биохимии. Сельхозгиз, 1951. Барг Э. И. Технология синтетических пластических масс. Госхим- издат. 1954. Бауер К. Анализ органических соединений. Изд-во иностр, литера- туры, 1953. Берлин А. Я. Техника лабораторных работ. Госхимиздат, 1952. Бильмейер Ф. Введение в химию и технологию полимеров. Изд-во иностр, литературы, 1958. Богословский Б. М., Змий П. Н., 3 ы к о в Д. Р. и др. Общая хи- мическая технология органических веществ. Госхимиздат, 1955. Вейганд Е. Методы эксперимента в органической химии. Изд-во иностр, литературы, 1951. Реикатараман К. Химия синтетических красителей. Госхимиздат, I i том. I, 1956, том II, 1957. Верховский В. Н. Техника и методика химического эксперимента j в школе, т. I и II. 5-ое издание. Учпедгиз, 1953. Веселовский В. С., Шманенков И. В. Нагревательные при- боры в лабораторной практике, Госхимиздат, 1947. Витт и г Г. Стереохимия. Госхимиздат, 1934. Волькенштейн М. В. Строение и физические свойства молекул. Изд-во АН СССР, 1955. Волжинский И. А., Львов В. Н. Рейхсфельд В. О. Руко- водство к практическим занятиям в лаборатории синтетических каучуков. Госхимиздат, 1955. Рольф кович С. И., Роговин 3. А., Руденко Ю. П., Шма- ненков И. В. Общая химическая технология. Том II. Госхимиз- i дат, 1959. Ворожцов Н. Н. Основы синтеза промежуточных продуктов. Госхим- издат, 1955. Воскресенский В. И. Техника лабораторных работ. Издание 4-ое, Госхимиздат, 1947. Габель Ю. А. Гетероциклические соединения. Госхимиздат, 1941. аттерман Л., Виланд Г. Практические работы по органической химии. Госхимиздат, 1948. 700 I I । I ' •
Георгиевский В. Г., Полянский Т. В. Практические работы по органической химии. Изд-во Московского полиграфического института, 1955. Голлеман А. Простые опыты по органической хцмии. ГНТИ Украины, 1934. Демьянов Н. Я. Органическая химия. Сельхозгиз, 1944. Демьяновский С. Я. Курс органической и биологической химии. «Советская наука», 1952. Долгов Б. Н. Катализ в органической химии. Госхимиздат, 1959 Збарский Б. И., Збарский И. Б., Солнцев А. И. Практикум по органической химии. Медгиз, 1949. Збарский Б. И.. Иванов И. И, Мардашев С. Р. Биологи- ческая химия. Медгиз, 1954. Зиновьев А. А. Химия жиров. Пищепромиздат, 1952. Ингольд К. К. Механизм реакций и строение органических соеди- нений. Изд-во иностр, литературы, 1959. Иоффе И. С. Органическая химия. Госхимиздат, 1956. Каррер П. Курс органической химии. ОНТИ, I960. Карякин Ю. В., Ангелов И. И. Чистые химические реактивы. Госхимиздат, 1955. Кафтанов С. В. Общая химическая технология топлива. Госхим- издат, 1947. Коган И. М. Химия красителей. Госхимиздат, 1956. К о п ы л е в Б. А., Т р а б е р Д. Г., Сычев М. М„ Григор В. А. Руководство к практическим занятиям по общей химической техно- логии. Госхимиздат, 1953. К о р ш а к В. В. Химия высокомолекулярных соединений. Изд-во АН СССР. 1950. К о р ш а к В. В. Общие методы синтеза высокомолекулярных соедине- ний. Том I. Изд-во АН СССР, 1953. Кретович В. Н. Основы биохимии растений. «Советская наука», 1952. Крешков А. П., Курбатов И. Н. Лабораторные работы по син- тезу и анализу органических соединений. Изд-во Артиллерийской академии, 1940. Крешков А. П., Б о р к Л. В., Н е с с о н о в а Г. Д. Анализ крем- нийорганических соединений. Госхимиздат, 1954. Кульберг Л. М. Синтезы органических реактивов для неоргани- ческого анализа. Госхимиздат, 1947. Лазарев А. И., Сорокин М. Ф. Синтетические смолы для лаков. Госхимиздат, 1953. Литвин О. Б. Химическая переработка нефтяных углеводородов. Гостопиздат, 1956. Лосев И. П., Тростянская Е. Б. Химия синтетических полиме- ров. Госхимиздат, 1960. Лосев И. П. ^Методика преподавания органической химии. Изд-во МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1936. Лосев И. П., Петров Г. С. Химия искусственных смол. Госхим- издат, 1951. Лосев И. П., Федотова О. Я. Практикум по химии высокомоле- кулярных соединений. Госхимиздат, 1959. Майер Ф. Химия органических красителей. Том I. Искусственные органические красители. ОНТИ, 1935. Майер Г. Анализ и определение строения органических веществ. ГНТИ Украины, 1935. Майер Г. Анализ и определение органических соединений. Госхим- теоретиздат, 1937. 701
Некрасов В. В. Руководство к малому^ практикуму по органической химии. Госхимиздат, 1954. Никитин В. М. Химия терпенов и смоляных кислот. Гослесбум- издат, 1952. Ньюлэнд Ю., Фогт Р. Химия ацетилена. Изд-во иностр, литера- туры, 1947. Орехов А. П. Химия алкалоидов. Изд-во АН СССР, 1958. Павлов Б. А. Курс органической химии. Госхимиздат, 1951. Павлов Б. А., Терентьев А. П. Курс органической химии. Гос- химиздат, 1958. Палладии А. В. Учебник по биологической химии. Медгиз, 1946. Пешекерова М. С. Практические работы по органической химии с уклоном в химию терпенов. Госхимтеоретиздат. 1932. Пигулевский Г. В. Химия терпенов. Изд. ЛГУ им. А. А. Жда- нова, 1949. Платковская В. М. Краткий цурс практических занятий по орга- нической химии. 3-е изд. Госиздат, 1930. Полосин В. А. Лекционные опыты по общей химии. Госхимиздат, 1950. Преображенский Н. А., Генкин Э. И. Химия органических лекарственных веществ. Госхимиздат, 1953. Прянишников Н. Д. Практикум по органической химии. Госхим- издат, 1951. Рейнбольд Г. Техника химического демонстрационного экспери- мента. ОНТИ, 1935. Реутов О. А. Теоретические проблемы органической химии. Изд-во МГУ им. М. Ю. Ломоносова, 1956. Робер т-Н и к у. Химия и технология химико-фармацевтических пре- па ратов. Медгиз, 1954. Роговин 3. А. Основы химии и технологии производства химических волокон. Гизлегпром, 1957. Роговин 3. А. Шорыгина Н. Н. Химия целлюлозы и ее спут- ников. Госхимиздат, 1953. Родионов В. М. Руководство к практическим занятиям но органи- ческой химии. Медгиз, 1941. Родионов В. М., Богословский Б. М., Федорова А. М. Лабораторное руководство по химии промежуточных продуктов и красителей. Госхимиздат, 1948. Рупе Г. Лекционные опыты по органической химии. Химтеоретиздат, 1936. С е н о в П. Л. Курс фармацевтической химии. Медгиз. 1952. Смирнов Н. И. Синтетические каучуки. Госхимиздат, 1954. Степаненко Б. Н. Курс органической химии. Медгиз, 1955. Степанов А. В. Практические занятия по органической химии. Медгиз, 1938. Степанов А. В Судебная химия и определение профессиональных ядов. Медгиз, 1951. Темникова Т. И. Курс теоретических основ органической химии. Госхимиздат, 1959. Физер Л., Физер М. Органическая химия. Изд-во иностр, литера- туры, 1948. Фирц-Давид Г. Э., Бланж Л. Основные процессы синтеза краси- телей. Изд-во иностр, литературы, 1957. Хопфф Г., Мюллер А., Венгер Ф. Полиамиды. Изд-во иностр, литературы, 1958. Хотинский Е. С. Курс органической химии. Изд. Харьковского университета, 1955. Хюккель В. Теоретические основы органической химии. Изд-во иностр, литературы. Том I, 1955; том II, 1958.
Цветков Л. А. Эксперименты по органической химии в средней школе. Учпедгиз, 1959. Шапошников В. Г. Органические красящие вещества. Изд-во технич. литературы, УССР, 1954. Шварц А., Перри Д. Поверхностно-активные вещества. Изд-во иностр, литературы, 1953# Швицер Ю. Производства химико-фармацевтических препаратов. Госхимтехиздат, 1934. Шемякин М. М., Хохлов А. С. Химия антибиотических веществ. Госхимиздат, 1953. Шленк В., Бергман Э. Органическая химия. Том I. Химтеорет- издат, 1936. Эрих В. Н., Нажитнов В. К. Химия нефти и искусственного жидкого топлива. Гостопиздат, 1955. Челинцев В. В. Органическая химия для техникумов с описанием методики постановки опытов для практических работ Изд. 1937. Чичибабин А. Е. Основные начала органической химии. Госхим- издат. Том I, 1953; т. II, 1957. Юкельсон И. И. Технология основного органического синтеза. Госхимиздат, 1958. Юрьев Ю. К. Практические работы по органической химии. Изд-во МГУ им. М. Ю. Ломоносова. Вып. 1-ый, 1957, вып. 3-ий, 1961.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ А Абиетиновая кислота 421 АГ-соль 384 Адипиновая кислота 125, 182, 264 382, 384 Адонит 196 Адреналин 691 Адреностерон 692 Азелаиновая кислота 263 Азины 654—657 Азобензол 473—474 Азокрасители 526 и сл. — влияние ауксохрома на цвет 541 — восстановление 533, 534 — индикационные свойства 534, 535 — получение 526—530 Азот, открытие 19, 20 Азотистые соединения жирного ряда 283—302 Акридин 435 Акридиновые красители 665 Акридиновый оранжевый Р 665 Акрилаты 126 Акриловая кислота 126 Акриловые смолы 255 Акрилонитрил 80, 106, 107, 126, 2221Я 255 — синтезы на основе 256, 257 Акрихин 665 Акролеин 193, 223, 226—227 — синтезы на основе 231 Аланин 372, 373, 376, 380 Ализарин 620, 621 — крашение 621 Алициклические соединения 397 и сл. Алкалоиды 674—682 704 Алканы см. Углеводороды пре- дельные Алкены см. Углеводороды не- предельные этиленовые Алкидные смолы см. Глифталевые смолы Алкил алкоксисиланы 304, 305, 310 Алкилароматические углеводоро- ды, синтез 440, 441 Алкил силаны 308 Алкилсульфонат 251 Алкилтрихлорсилан 307 Алкилхлорсиланы 309 Алкилы 46 Алкоголят, получение и гидролиз — амилового спирта 162 — натрия 161, 162 Алкоксипропионитрил 256 Алкоксихлорсиланы 309 Аллиловые эфиры фосфиновой кислоты 281 Аллиловый спирт 182, 192, 193 — опыты 167, 168 Аллин 379 Аллицин 379 Аллодульцит 197 Аллоза 328, 329 Алмаз„( строение 453 Альбумин 371 Альдегидокислоты 352 — физические свойства 358 Альдегиды — ароматические 542—547 ----физические свойства 551 — непредельные 226, 227 — предельные 209—216, 219, 220, 221 ----изомерия 220, 221 ----номенклатура 220, 221 ---- физические свойства 219
---- число изомеров 32 Альдозы, строение 328, 329 — окисление ---- бромной водой 314 ---- йодом 315 — связь с глицериновым альде- гидом 328, 329 — эпимерная схема образования озазона 330 Альдоксим, геометрическая изо- мерия 552 Альдоль 109, 223 Альтроза 328, 329 * Амальгама натрия, приготовление 571 Амигдалин 697 Амилен — - окисление 71, 72 — присоединение брома 70 Амиловый спирт,, опыты 162 174 Амилоза, схема строения 336 Амилопектин, схема строения 336 Аминобензойные кислоты 564, 689 Аминовалериановая кислота 382 Аминокапроновая кислота 127, 384 Аминокислотный состав белков 372—374 Аминокислоты 360 и сл. — кислые 374 — «незаменимые» (витагенные) 375 — нейтральные 373, 374 — основные 374 — редкие природные и их ана- логи 379 — физические свойства 376—378 Аминомасляные кислоты 380 Аминопиридины 659, 664 Аминопропионитрил 256 Аминофенолы, физические свой- ства 496 2-Аминохинолин 661 Аминоэнантовая кислота 385 Аминоэтанол 80 Амины — ароматические 504—518 ----вторичные 508, 509 ---- константы скорости диазо- тирования 536 ----опыты 505—509 ----первичные 504—507 — — третичные жирно-аромати- ческие 509, 510 ----физические свойства 514 — жирного ряда 291—298 ----номенклатура 296,, 297 В-152.-45 -----опыты 292—294 -----получение 291, 292 ----- физические свойства 295 -----число изомеров 32 Анабазин 678 Ангидриды карбоновых кислот —опыты 271, 272 — физические свойства 274, 275 Андостан 694 Андростерон 692 Анестизирующие препараты 666 Анид — кристаллическая структура 386 — синтез 384, 385 — сравнительная характеристика 389 . Анизидины 459 Анизол 539 Анилин 272, 504—507, 514, 517 — ацетилирование 507 — галогенопроизводные, физиче- ские свойства 516 — изонитрильная реакция 507 — нитропроизводные, физические свойства 516 — опыты 505—508 — перегонка с водяным паром 23 — производные 516 -----влияние заместителей на основность 517 -----. реакции 505—507 ----- схема нитрования 515 -----схема сульфирования 515 Анилино-формальдегидная смола — получение 512 — схема образования 518 Аниониты см. Ионообменные смолы Анисовая кислота 571 Анисовый альдегид 546, 547 Антибиотики 698, 699 Антидиазосоединение, получение 521 — опыты 525, 526 Антималярийные препараты 666, 667 Антионин 379 Антипирин 637 Антисептические препараты 666 Антрагидрохинон 619, 620 Антраниловая кислота 564 Антрахинон 619, 620 Антрацен 434, 619, 629 Антраценовое масло . 433 Арабиноза 328, 329 Арабиты 196 705
Арахиновая кислота см. Эйкоза- новая Арбутин 697 Аргинин 372, 374, 378 Аргининовая проба (цветная реакция на белок) 366 Ароматические кислоты 553—558 — константы диссоциации 567 — производные 560—562, 565, 566 — н физические свойства 564 Ароматические соединения кисло- родсодержащие из камен- ноугольной смолы 435 Ароматические углеводороды 423— 431 — получаемые из каменноуголь- ной смолы 434 — с конденсированными кольца- ми 599—629 Аспарагин 377 Аспарагиновая кислота 372, 374, 377 Аскорбиновая кислота 684 Атропин 679 Ауксин А 696 Ауксин Б 696 Ауксохромные группы 541 Аурамин 582, 583» Аурин 586, 687, 698 Аутоксидация 542 Аценафтен 434, 626 Ацетанилид 515 — кристаллизация 25, 26 Ацетилацетон 234, 235 Ацетилен — валентные связи 128 — взрыв с кислородом 114 — горение 113—115 — — в хлоре 114, 115 — затвердевание 113 — модели 64, 127 — оксосинтез на основе 254 — полимеризация 118, 119 — получение 111, 112 — растворимость 112, ИЗ — реакции замещения водорода 115, 116 — синтезы на основе 122—127 Ацетилениды 115— 117 Ацетиленовые углеводороды 111— 128 — номенклатура и изомерия 120 — физические свойства 121 — число изомеров 32 Ацетилирование 271, 272 Ацетилпиррол 646 Ацетил хлористый 269, 270 Ацетилцеллюлоза, получение 325 Ацетон 216—218 — взаимодействие с бисульфитом — высаливание 216—217 — качественные реакции с нитро- пруссидом натрия 217 — номенклатура и изомерия 221 — образование -----п-нитрофенилгидразона 218 -----семикарбазона 218 — синтезы на основе 224, 225 — физические свойства 219 — число изомеров 32 Ацетонциангидрин 225 Ацетоуксусная кислота, физиче- ские свойства 358 Ацетоуксусный эфир 353—357, 359 — взаимодействие •----с уксуснокислой медью 354 -----с хлорным железом 354 — двойственная реакционная спо- собность 359 — кетонное расщепление 355 — кислотные свойства 353 таутомерия 355, 356, 358 — титрование енольной формы 356—357 Б Бакелиты 485—487, 498—500 Барбитураты 672 Бегеневая кислота 245 Бекмановская перегруппировка, схема 552 Белки 361—366 — аминокислотный состав 372 — высаливание 361—363 — молекулярный вес 371 — свертывание 362 — цветные реакции 363—366 — число изомеров 371 Бензальанилин 235, 544 Бензальдегид 542 и сл. — аутоксидация 542 — бисульфитное производное 543 — взаимодействие со щелочью 543—544 — окисление 542, 543 — производные 551 — семикарбазон 545 — фенилгидразон 544 — физические свойства 551 Бензамид 565 706
Бензанилид 565 Бензгидразид 565 Бензидин 474—476 Бензидиновая перегруппировка 474, 475, 476 Бензиловый эфир бензойной кис- лоты 565 Бензимидазол 650 Бензоилирование 645 Бензойная кислота 553—557, 564 — амид 561, 562 — взаимодействие -----с бромом 558 — — с этиловым эфиром 555 — возгонка 554 — окисление 556, 558 — получение 553, 554 — производные, физические свой- ства 564, 565 — степень ионизации 557 — этиловый эфир 555 Бензойный альдегид см. Бензаль- дегид Бензойный ангидрид 565 Бензол 17(„ 126, 423 и сл. — бромирование 429 — горение 17 — нитрование 467 — получение 423—426 — производные, схема хлориро- вания 460 — реакция с .цианистым никелем 419 — синтез на основе 452 — структура 453 — сульфирование 444, 445 — хлоропроизводные, синтез на основе 458, 459 Бензольное кольцо, ориентирую- щее влияние заместите- лей 442, 443 Бензотрихлорид 460 Бензохинон 547, 548 Бензпирен 627 Бензтриазол 650 Берберин 681 Бизаболен 420 Биотин 689 Бисульфит, приготовление 217 Бланкофор Р см. Прямой белый Блок-сополимер 572, 573 Борнеол 418 Борнил хлористый 420 Борнилен 418 Брожение — виды 334 45* — спиртовое, схема 332 Броманилины 516, 517 Бромбензол 457 Бромистый этил 135, 136 Броминдиго 647 Боомпиридины 658, 662 Бромтолуолы 457 Бромхинолины 660 Бруцин 682 Бутадиен-1,3 — бромирование 98 — валентные связи 111 — взаимодействие — — с диазосоединениями 96-- 97 ----с сернистым ангидридом 95, 96 — получение 91—95 — сополимеры 106, 110 Бутадииндикарбоновая кислота 182 Бутан, пространственное располо- жение атомов углерода 404 Бутан-бутиленовая фракция, син- тезы на основе 84 Бутанол-1 176 Бутаны,,, структурные модели 63 Бутвар см. Поливинилбутираль Бутандиол 109, 382 Бутендиол 382 Бутены 108, 176 — структурные модели 90 Бутилкаучук ПО Бутилмеркаптан 208 Бутиловый спирт 123, 174, 208 — номенклатура, изомерия 170 — пространственные модели 183 — физические свойства 172 Бутиндиол 109, 182, 382 Бутины 121 В Валеролактон 382 Валентные углы 30 31 — деформации 401 Валин 372.^ 373, 375, 376 Веронал 672 Викасол 686 Винил хлористый 126, 151 — полимеры на основе 151 Винилацетат 124, 180, 248 Винилацетилен 109, 124 Винилиденцианид 255 Винилиденцианидовые смолы 255 Винилэтиловый эфир 124 707
Винилоны 181 Винипласт 85 Винные кислоты 342, 343 — модели 351 — стереоизомерия 346 — физические свойства 348 Винол 181 Виолантрон 629 Вистанекс 105, ПО. Витагенные аминокислоты 375 Витамин К синтетический см. Викасол Витамины 683—690 — группы фолиевой кислоты 690 — растворимые -----в воде 687—689 -----в жирах 685, 686 Водород, открытие 18, 19 — активный, определение в спир- те 165—167 Водородная связь в спиртах 175 Возгонка 26 Волокна 366—370, 388, 389 — натуральные 366—370, 388 — опыты 367—370 — полиамидные, схема синтеза 384, 385 — поливинилхлоридные, получе- ние 143 — сравнительная характеристика 387, 389 — физико-механические свойства 388 — химические 366—370, 388 — цветные реакции 367 Г Газы нефтепереработки, состав 57 Галактоза 328„, 329, 334 Галловая кислота — восстановительные свойства 559 — разложение 559, 560 — физические свойства 571 Г алогеналкилы, дипольные мо- менты 147 Галогенангидриды карбоновых кислот 275 Галогенокислоты, константы дис- социации 349 Г алогенопроизводные — анилина 516 — бензольного ряда 454, 455 -----синтез на основе 458, 459 -----физические свойства 457 — жирного ряда 129—152 708 -----получение 129—136, 139— 143 •----применение 149 -----реакционная способность 137, 138 -----физические свойства-145— 147, 148 — фенола, физические свойства 497 — этилена 148 Галогены — влияние на константу диссо- циации кислот 349 — открытие (проба Бельштейна) 22 — подвижность в ароматических соединениях 455 — реакционная способность в га- логена лкилах 137—139 — устойчивость в* бензольном кольце 454 Галохромия 583,, 584 Гармин 682 Гексабифенилэтан, диссоциация 595 Гексагидронафталин 607 Гексаметилендиамин 125, 383,384 Гександиол 182 Гексанитродифениламин, кислот- ные свойства 511, 512 Гексафенилэтан, диссоциация 594 Гексацен 628 Гексенал 672 Гелиантин см. Метиловый оран- жевый Гемимеллитовая кислота 567 Гемин 648 Гемоглобин 371 Гентезеин 667 Гентацен 628 Гераниаль см. Цитраль Гераниол 414 Гесперидии 689 Гетероциклические соединения — азотсодержащие из каменно- угольной смолы 435 — пятичленные 630 и сл. -----моногетероциклические 630 —636 -------кубовое крашение 635, 636 ------- физические свойства 639 -----полигетероциклические 636, 637 •------физические свойства 650 •— шестичленные и конденсиро- ванные 651—673
-----моногетероциклические 651— 654 -----полигетероциклические 654— 657 -----физические свойства 658— 663 Гигрин 677 Гидразоанизол 476 Гидразобензол 474—476 Гидр азосоединения, перегруппи- ровка 475 Гидразотолуол 476 Гидрокоричная кислота 566 Гидрооксикумол 8.3 Гидрохинон 491. 495 Гипоксантин 673 Гипохлорит, получение 366 Гистидин 374, 375, 378 Гликоген см. Амилопектин Гликоколь см. Глицин Гликолевая кислота, качественная реакция 340 Гликоли — внутримолекулярное выделение воды;,, механизм 188, 189 — вторично-третичные 189 — двупервичные, пинаколиновая перегруппировка 188 — двутретичные 189 — первично-вторичные 188 — первично-третичные 189 Гликолят меди, получение 185 Глиоксиловая кислота 352, 358 Глифталевая смола 562, 568, 569 Глицерат меди, получение 185 Глицерин 83, 185—187, 192, 193 — дегидратация 185, 186 — заменители 194 — синтетический, схема получе- ния 192, 193 Глицериновые кислоты, стерео- изомерия 346 Глицеринофталевый полиэфир, по- лучение 562 Глицериновый альдегид 328, 329 Глицин 372, 373, 376 Глобулин 371 Глутамин 377 Глутаминовая кислота 372, 374, 377 Глутаровая кислота 263, 264 Глюкоза 312—316, 328, 329, 334 — виды брожения 334 — взаимодействие ---с окисью серебра 313 — — со щелочью 313 ----с хлористым бензоилом 316 — качественные реакции 313—315 — окисление 313—315 — получение -----глюкозазона 315 -----глюкозата 312 — схема образования озазона 330 — таутомерные превращения 333 — эпимерные превращения 331 Глюкозазон 330 Глюкозиды природные 697 Гордеин 371 Гормоны 691—696 — женские половые 693 — коры надпочечников 692 — мозгового вещества надпочеч- ников см. Адреналин — мужские половые 694 — растительные 696 — щитовидной железы см. Ти- роксин Грамицидин С 699 Графит, строение 453 Гремучая ртуть,, разложение 395, 396 Гриньяра реактив, приготовление 166, 167 Гулоза 328, 329 Гуттаперча, строение 104 Д Дакрон 191 Двойная связь см. Реакции на двойную связь Двухосновные кислоты 258—264 — зависимость т. пл. от числа атомов углерода 264 — физические свойства 263, 264 Дегидроандростерон 694 Дегидроиндиго, получение 634, 635 Дезоксикортикостерон 692 Декалин 606, 607 — образование геометрических изомеров 606 Декациклен 628 Детергенты циклопарафиновые (моющие присадки) 398 Диазоаминобензол 524, 52о, 540 — перегруппировка 525 Диазогидрат 537, 538 Диазония соль 519, 524, 537, 538 Диазосоединения 519—526 — изомерия 537 — опыты 522—525 — получение 519—522 — реакции -709
----без выделения азота 540 — — с выделением азота 539 — схема превращения 538 Диазотаты 537, 538 Диал 672 Диаллиловый эфир фосфиновой кислоты 281 Диаминомасляная кислота 380 Диаминопимелиновая кислота 380 Диаминофеназин, получение 654 Диамины, физические свойства 295 Дианизидин 476 Диацетил 234 — диоксим 234 Диацетонамин 225 Диацетоновый спирт 224 Дибензальацетон, получение 545 Дибензантрацен 627 Дибензфеназин 655 Дибифениленэтен 626 Дибифенилтетрафенилэтан 595 Дибромтирозин 374 Дибромэтан см. Этилен бро- - мистый Дивинил см. Бутадиен-1,3, Дигидронафталин 606, 607 Диеновые углеводороды 91 — НО —• влияние галогена на скорость полимеризации 103 — номенклатура, изомерия 101 — физические свойства 102 Диизобутилен 84 Дийодтирозин 374 Дикетен 224 — синтезы на основе 233 Дикетоны 234, 235 Диметил анилин 509, 514 Диметилглиоксим 234 Диметиловый эфир см. Метило- вый эфир Динитрил адипиновой кислоты 84, 383 Динитрил муконовой кислоты 383 Динитроанилин 515 Динитроацетанилид 515 Динитробензол 462, 464, 466, 467, 469 Динитронафталины 609,, 612 Динитрохлорбензол, синтезы на основе 470 Дипропилсульфид 208 Дисахариды 318—320, 335 Дифенил 434 Дифенилазот, получение 593 Дифениламин 508, 509, 514 Дифенилметан 581, 582 — производные 581—583 Дифенилртуть 539 Дихлорбутан 383 Дихлоргидрин 83 Дихлорэтан см. Этилен хлористый Диэпоксиды алифатические, схе- ма синтеза 195 * Диэтиламин 293, 294 Диэтилбарбитуровая кислота см. Веронал Диэтилсульфид 208 Древесина — состав 338 — сухая перегонка 43„ 44 Дульцит 197 Дьенколовая кислота 379 Ж Жиры животные и растительные, физические свойства 273 3 Закись меди, аммиачный раствор, реакция с ацетиленом 115, 116 «Зимний сад» см. Бензойная кислота, возгонка И И диты 197 Идоза 382, 329 Изоамил хлористый, получение 136, 137 Изоборнеол 422 Изоборнилформиат 422 Изобутан 108 Изобутилен 77, 84, 88, 108 — полимеризация 73, 74, 88 Изовиолантрен 629 Изогексилены, физические свой- ства 79 Изолейцин 373, 375, 376 Изонитрилы, физические свойства 299, 300, 302 Изооктан 51,, 84 — схема синтеза 54, 55 Изопентан 108 Изопрен 101, 102, 105, 108, ПО, 122, 225 Изопропилбензол 440 Изопропиловый эфир 82„ 204 Изофенхон 418 Изофорон 224 Изофталевая кислота 567 710
Изохинолин 435, 660 — производные 660, 661, 680, 681 Изоцианин 668 Изоцингиберен 420 Имидазол 650 — производные 677 Ингибиторные присадки 578 Индазол 650 Индантрен 622, 623, 629 —- крашение 623 — получение 622 Инден 434 Индиго 632—636 — дейетвие окислителей 634 — крашение 635, 636 — получение 632,, 633 Индиго синее 647 Индол 435, 632, 639 — производные 682 Индулиновый синий 669 Индулины 669 Ионообменные смолы 502, 503 — аниониты 503 * — катиониты 502, 503 Йод анилины 516 Иодбензол 457 Йодистый бензил 457 Йодистый изопропил 147 йодистый метил 145, 147 • — получение 130—132 Йодистый метилен 146 Йодистый пропил 147 Йодкрахмальная бумажка, при- готовление 520 Йодоформ 146, 162 — получение 143 К Кадинен 420 Кальциферол (витамин D2) 685 Каменноугольная смола,, выход и свойства 433 Каменноугольный пек 433 Камфен 418 Камфора 416, 418 — летучесть 411 — схема получения 422 Капролактам 127, 382, 384 Капролактон 382 Капрон, синтез 384 Карбазол 435 Карбиламины, см. Изонитрилы Карбоновые кислоты — непредельные 243, 244, 252— 254 -----схема оксосинтеза 254 -----физические свойства 252, 253 — одноосновные 236—257 — предельные 236—250 ----- номенклатура и изомерия 246, 247 — -— синтезы на основе 248, 249 ----- физические свойства 245 Карены 417 Каротиноиды 403 Катиониты см. Ионообменные смолы Каучук (и) — взаимодействие с бромом 99, 100 — натуральный, строение 104 — растворимость 99 — синтетические, строение 105, 106, 122—125 -----общего и специального назначения НО — — сополимерные 106 Кварц 183 Кверцетин 667 Кетен 228—230 — синтезы на основе 233 — способность гомологов к по- лимеризации 232 Кетоксим 552 Кетон Мих л ер а 305, 581 Кетонокислоты 352 и сл. — физические свойства 358 Кетоны — ароматические 545, 546 — предельные 216—218 -----изомерия 221 ----- номенклатура 221 -----синтезы на основе 224, 225 Кислотный оранжевый 526 Кислотный прочный фуксиновый Б 526 Кислоты карбоновые — ароматические см. Аромати- ческие кислоты — жирного ряда см. Карбоновые кислоты — двухосновные см. Двухоснов- ные кислоты — производные 265—269 — циклокарбоновые, стереоизоме- рия 402 -----циклогександрикарбоновые 402 711
----- циклопропандикарбоновые 402 Клетчатка см. Целлюлоза - Кодеин 675, 680 Кокаин 679 Кокс 433 Коксовый газ, состав 57 Конго красный, получение 528, 529 Конденсационные смолы 580 Кониин 678 Копаен 420 Коричная кислота 560, 566 Коронен 627 Кортикостерон 692 Кофеин 673 Красители — акридиновые 665 — индулиновые 669 — ксантеновые 667 -индигоидные 647 -----с системой конденсирован- ных бензольных колец 622, 629 — протравные 621 — растительного происхождения 667 — тиазиновые 668 — флавоновые 667 — цианиновые 668 Крахмал 320—322 — гидролиз 321, 322 — реакция с йодом 320, 321 Крашение 530 и сл. — ализарином 621 — голубым щелочным 591, 592 — индантреном 623 — кислотными красителями 530— 532 — кубовое 635, 636 — ледяное 532, 533 — фуксином 590 Крезолы 435, 495 — взаимодействие с хлорным же- лезом 481 Крекинг термический 61 Кремний, определение 22, 23 Кремнийорганические соединения 303—310 — физические свойства 308—310 Кристаллизация 24, 25 Кристаллический фиолетовый 597 Кровяная плазма, схема синтеза 649 Кротоновый альдегид 223, 227 Ксантин 673 Ксантон 667 Ксиленолы 435 Ксилит 196 Ксилозы 328, 329 Ксилолы 434, 439 — применение 451 Кумарон 639 Кумол 83 Купрен 118, 119 Куралон см. Винол Кускгигрин 677 Л А Лактоза 334, 335 Левопимаровая кислота 421 Левулиновая кислота 357, 358 Лейцин 373, 375, 376 Лекарственные вещества см. Бар- битураты Лепидин 660 Либермана реакция см. Реакция Либермана Лигнин, цветные реакции 326 Лизин 374, 375, 378 Ликсозы 328, 329 Лимонен 416 Лимонная кислота 344, 445 Линалоол 414 Лобелии 678 Лутеолин 667 Люминал 672 Лютеостерон 693 Люминесцентные ‘красящие ве- щества 670, 671 Люмоген водно-голубой 670 Люмоген красно-оранжевый 671 Люмоген оранжево-красный П 671 Люмоген светло-желтый 670 Люмоген светло-желтый (водо- растворимый) 670 Люмоген светло-зеленый 671 Люмоген фиолетовый 670 Люмоген ярко-зеленый 671 М Магниййодметил см. Гриньяра реактив Малахитовый зеленый 597 Малеиновая кислота 264 Малеиновый ангидрид 125, 272 Малоновая кислота 261, 264 Малоновый эфир 262 Мальтоза 334, 335 Манниты 197 Манноза 328, 329 712
Масла растительные, физические свойства 273, 276 Масло Диппеля 631 Масляная кислота 245, 246, 334 Межъядерные расстояния 29 Мезитилен 225 Мезовинная кислота 346 Ментадиены см. Терпены моно- циклические Ментан 413 Ментены, изомерия 413 Мер курирование 640, 641, 645, 662 Метакриловая кислота 225 Метальдегид 122, 215, 216 Метан — взрыв с кислородом 39, 40 — горение 38 ----в хлоре 40—42 — получение 33—36 — структурные модели 62, 63 — техническое применение 60 — хлорирование фотохимическое 52 Метил — бромистый 145, 147 — йодистый 130—132, 145, 147 — фтористый 145, 147 — хлористый 129, 130, 145 147, 149 Метиламин 291, 292 л-Метил-п’-аминодифениламин 476 Метил гидр азобензол 476 N-Метиланилин 514 л-Метиланилин 517 Метиленовый голубой 655, 656, 668 Метиленовый зеленый Б 668 Метилкаучук 224 Метилмеркаптан 208 Метиловый оранжевый, получение 527, 528 - л Метиловый спирт 154—156, 169, 179 — окисление 155, 156 — открытие в • этиловом 159 Метиловый эфир 175, 204, 205 Метилпиррол 646 Метилтестостерон 694 Метилфенилпиразолон 636 Метилхолантрен 627 Метионин 373—375, 377 Миллона реактив 364 Миртеналь 417 Миртенол 417 Мирцен 416 Многоатомные спирты 184—195 — стереоизомерия 196, 197 Молибденовокислый аммоний, приготовление 23 Молочная кислота 340—342, 347г 349 — модели 350, 351 — получение солей 342 — разложение 340—342, 347 — стереоизомерия 346 Молочный сахар см. Лактоза Моносахариды 311—317 Морин 667 Морфин 680 Мочевая кислота 656, 657, 673 Мочевина 390—393 Мочевино-формальдегидная смо- ла, получение 392 Моющие присадки см. Детерген- ты циклопарафиновые Муравьиная кислота 236—240, 245, 246 — окисление 238, 239 — получение 236, 237 — разложение 240 — реакция -----с окисью ртути 239, 240 -----с окисью серебра 239 Муравьиный альдегид 209—214, 219, 220 — окисление 211—214 Мыло 242 Н Надбензойная кислота 565 Наирит см. Неопрен Наркотин 681 Нафталин — возгонка 599 — гидрирование 606 — однозамещенные производные, физические свойства 605 — схема нитрования 612, 613 — ориентирующее влияние заме- стителей 608, 609 — получение производных 616 — схема сульфирования 610, 611 — физические свойства продук- тов гидрирования 607 Нафталиндисульфокислоты 605, 609, 610, 611 Нафтацен 628 Нафтиламинсульфокислоты 608 Нафтил амины 600, 601, 605 — схема сульфирования 614, 615 Нафтойные кислоты 605 Нафтоловый плюс 533 Нафтолсульфокислоты 608 713
Нафтолы 435 , 601—603, 605 — схема сульфирования 617 Нафтохинон, окислительно-восста- новительный потенциал 618 Нейлон см. Анид Неопрен 105 Нераль 415 Нерол см. Цитраль Нефть, перегонка 42, 43 Никотин 675, 678 Никотиновая кислота 689 Нитрил аминокапроновой кисло- ты 383 Нитрилы, физические свойства 301 Нитроанизол 459 Нитроанилины 459, 510, 516, 517 Нитроацетанилиды 515 льНитробензальацетофснон, полу- чение 546 Нитробензойные кислоты 562 Нитробензол 461, 462, 463, 466 467 — восстановление 468 — производные 469 Нитроглицерин 186, 187 Нитродиметил анилины, сравнение свойств 511 Нитрозамин 538 Нитрозил хлористый, действие на скипидар 408 Нитрозирование 508—510 Нитрозобензол, получение 462, 463 Нитрозодиметил анилин 509, 510 1-Нитрозо-2-нафтол 603, 604 Нитрозоэтилмеркаптид 207 Нитроловая кислота, получение 286 Нитрометан 283—-286 — синтезы на основе 289 Нитрон, кристаллическая струк- тура 386 Нитронафталинсульфокислоты 609 Нитропиридин 658 Р-Нитропропан 284 Нитропруссид натрия 207 Нитросоединения — ароматические 461—470 ----- физические свойства 466 — жирного ряда 283—286 -----схема синтеза 289, 290 ----- физические свойства 288 Нитротолуолы 466, 467 Нитрофенилгидразин 218 Нитрофенилгидразон 218 Нитрофенилдиазоний хлористый 530 Нитрофенолы — действие щелочи 482 — физические свойства 496 Нитрохинолины 661 Нитрохлорбензолы 466 Нитроцеллюлоза, получение 324, 325 Нитроэтан 282, 286 — синтезы на основе 290 Новолак 485 Новолачные смолы 498 Норлейцин 373 О Озазон, схема образования 330 Окись мезитила 224 Окись этилена, синтезы на осно- ве 190, 191 Оксибензойные кислоты, физиче- ские свойства 571 Оксигидрохинон 495 Оксиглутаминовая кислота 374, ‘ 380 Оксикислоты — ароматические, физические свойства 571 — жирного ряда 340—351 -----вальденовское обращение 348 -----константы диссоциации 349 -----отношение к нагреванию 347 -----стереоизомерия 346 -----структурные модели 350, 351 ----- физические свойства 348 Оксилизин 372 Оксимы, геометрическая изоме- рия 552 Оксипиридины 659 Оксипролин 372, 376 Оксихинолины 661 Октагидронафталин 607 Олеиновая кислота 243, 244, 252 Олефины см. Углеводороды не- предельные этиленовые Омицен 416 Оппанол см. Вистанекс Орнитин 374 Ортокремневая кислота, эфиры 305, 306, 310 Основание Шиффа 544 П Пантотеновая кислота 689 Папаверин 680 714
Паральдегид 215 Парафины см. Углеводороды пре- дельные Пеницилламин 379^ Пенициллин 698 Пентан, пространственное распо- ложение. атомов углерода 404 Пентанитроэритрит (ТЭН) 222 Пентацен 628 Пентаэритрит 81, 122, 222 Пентозы 311, 312 Пептиды высокомолекулярные, синтез 381 Перекись бензоила 565 Перекись трифенилметила 592 Перилен 627 Перкаин см. Совкаин Пигмент красный Ж 529 Пиколиновая кислота 659 Пиколины 435, 658 Пикраминовая кислота 470 Пикрат а-нафтола 602 — взаимодействие с цианом 394 — опыты 482—484 Пилокарпин 677 Пимелиновая кислота 263 Пинаколиновая перегруппировка 189 Пинакон 122 Пинены 417 Пинокарвеол 417 Пинокарвон 417 Пиперидин, производные 678 Пиперин 678 Пиразин 663 Пиразол 650 Пирамидон, качественные реак- ции 637 Пирантрон 629 Пирен 434, 627 Пиридазин 663 Пиридин 435, 651 и сл. — пикрат 652 — опыты 651, 652 — производные 658, 659, 664, 678 — синтезы на основе 662 — физические свойства 658 Пиридоксин (витамин Вб ) 687 Пиримидин 663 — производные см. Барбитураты Пировиноградная кислота 352, 353, 358 Пирогаллол 492—495 Пирокатехин 489, 495 Пирослизевая кислота 639, 643 — синтезы на основе 641 Пиррол 631, 632, 639, 646 — синтез по методу Юрьева 646 — синтез производных 646 Пирролазобензол 646 Пирролидин, производные 677 Пиррол-калий 646 Пирролкарбоновая кислота 646 Пицен 627 Плазмохин 665 Плазмоцид 666 Полиамидные волокна. схема синтеза 384, 385 Полиарилэтаны, диссоциация 595 Поливинилацетат 248 Поливинил бутир аль 180, 249 Поливиниловый спирт 248 Поливинилформаль 248 Полигалогенопроизводные жир- ного ряда 139—143 — физические свойства 146 Полимеризационные смолы 579 Полимерсульфоны, образование 96 П ол имети л ен ов ые у г лево дор од ы 397—403 -— деформация валентных углов 401 — расстояние между атомами 29 — физические свойства 400 Полиметилметакрилат, получение 269 Полипептиды — число изомеров 371 — схема синтеза 381 Полипропилен 83, 389 Полисахариды 320—326, 336, 337 Полистирол 85, 431 Политен 81 Политерпены см. Сесквитерпены Полифосфонитрилхлориды 280 Полихлорвинил 80, 85 Полиэнантолактам см. Энант Полиэтилен 85 Порфирины 647, 648 Привитые сополимеры 572, 573 Природные и попутные газы, со- став 56 Проба — Бельштейна 22 — Лассеня 19, 20 — метила типовая 320 — а -нафтольная 366 Пролин 372, 376 Пропан 47—49 — расположение атомов углеро- да 404 — структурная модель 62 Пропаргиловый спирт 179, 382 715
Пропилбензол 439 \ Пропилен — окись 82, 83 — синтез на основе 82, 83 — структурная модель 89 Пропиленгликоль 83 Пропиловый спирт 170, .172, 174 Пропиловый эфир 208 Пропилмеркаптан 208 Прямой белый 671 Псевдонитролы, образование 287 Псевдоцианин 668 Птероевая кислота 690 Птероилглутаминовая кислота 690 Пунцовый Г 526 Пурин 673 — производные 673 Радикалы — предельных углеводородов 40 — свободные см. Свободные ра- дикалы Радикальное замещение 52 Растительный пергамент 323 Реактив — Гриньяра см. Гриньяра реак- тив — Милона см. Милона реактив — Фелинга см. Фелинга реактив — Швейцера см. Швейцера ре- актив Реакция(и) — азосочетания 523, 524 — азотнортутная на белок 363, 364 — биуретовая 363, 391, 392 — Вагнера 71 — Зандмейера 522, 523 — изонитрильная 299 —‘ индофениновая на тиофен 631 — индофенольная 479 — Канниццаро 543, 544 — Крешкова 22, 23 — ксантопротеиновая на белок 364 — Либермана 510 — мурексидная 657, 676 — на альдегидную группу в цел- люлозе 326 — на двойную связь 70, 71, 167, 227, 431 — нафтольная на пентозу 312 — Панова на фруктозу 317 — Селиванова на фруктозу 316 — серебряного зеркала 211, 212, 313 — пирозиновая на белок 364 — триптофановая на белок 365 — Чугаева 234 — Шоттен-Баумана 561 Резина, растворимость 99 Резит 487 Резол 487, 498 Резольные смолы 498—500 Резорцин 490, 495 Рефракции, константы валентных связей 28 Рибоза 328, 329 Рибофлавин (витамин Вг) 687 Риванол 666 Ризоптерин 690 Рицинин 678 Родамин 598 Роданистая ртуть 395 Родизоновая кислота 550 Родиналь 415 Родинол 415 Розанилин см. Фуксин Розоловая кислота 598 Рубицен 626 С Сабинен 419 Салициловая кислота — взаимодействие с бромом 558 — действие окислителей 558 — опыты 556, 557 — сопоставление с бензойной кислотой 558 — физические свойства 571 Салициловый альдегид 546, 547 Салицин 697 Сальсолин 681 Сантален 420 Саран 151 Сахара, сладость 334 Свекловичный сахар (сахароза) 17, 18, 318, 319, 334. 335 — инверсия 318, 319 — опыты -318 — строение 335 Светильный газ, получение 43, 44 Свободные радикалы 592, 593 — окраска 595 Себациновая кислота 263 Селинен 420 Семидиновая перегруппировка 476 Семикарбазон ацетона 218 Сера, открытие 21, 22 Серин 372, 373, 377 Сесквитерпены 420, 421 Силанолы 303, 304, 310 Силоксаны 310 Сильвестрен 411 716
Скипидар 406—409 Синтии 60 Сланцевый газ, состав 58 Совиден, см. Саран Совкаин 666 Солодовый сахар см. Мальтоза Сорбиты 197 Спиртовое брожение, схема 332 Спирты — многатомные 184—187 -----стереоизомерия 196, 197 — одноатомные 153—183 ---- влияние водородной свя- зи 175 ----- горение 154 ----качественное определение 164 ----количественное определе- ние 164—167 ----модели оптических изоме- ров 183 ----номенклатура и изомерия 170, 171 ----- определение активного во- дорода 165—167 ----применение 179 -----растворимость в воде 174 -----синтез из олефинов 176, 177 ----- теплоты горения 174 ---- физические свойства 172, 173 Стерины 694, 695 Стиптицин 681 Стирол 81, 106, 431, 439 Стрептомицин 699 Стрихнин 682 Сульфаниловая кислота 515, 527 Сульфат анилина 515 Сульфиды, сопоставление физи- ческих свойств со спиртами, меркаптанами и эфирами 208 Сульфомолибденовая кислота, * приготовление 491 Т Таллиты 197 Талоза 328, 329 Таннин 559, 560 Таннированная пряжа, приготов- ление 583 Теобромин 673 Теофилин 673 Терефталевая кислота 567 Терилен 191 Терпены см. Эфирные масла — бициклические 417—419 — моноциклические 416 — с открытой цепью 416 — трициклические 419 Терпингидрат 409, 410 Терпинены 416 Терпинеол 409, 410 Терпинолен 410, 411, 416 Тестостерон 694 Тетраалкилсиланы 306, 317 Тетрагидрофуран 382 Тетразодианизидин, получение 533 Тетразол 650 Тетралин 606, 607 Тетраметилдиаминодифенилкетон см. Михлера кетон Тетраоксихинон, получение 549, 550 Тиамин (витамин Bi) 687 Тиогликоль 190 Тиоиндиго 647 Тиоиндиго алый 647 Тиокол 105 Тионафтен 639 Тиоспирты 206, 207, 208 Тиофен 631, 639 — получение по методу Юрьева 646 — синтезы на основе 644, 645 Тиоэфиры см. Сульфиды Тирозин 372, 373, 376 Тироксин 691 Токоферол (витамин Е) 686 Толидин 476 Толуидины 514, 536 Толуиловые кислоты 564 Толуол 434 — нитрование 467 — опыты 430, 431 — применение 450 — синтезы на основе 446, 447 — хлорирование 460 Треоза 328, 329 Треонин 373, 375, 377 Триазолы 650 Триацетин 249 Триацетонамин 225 Триброманилин *506 Тримезиновая кислота 567 Тримеллитовая кислота 567 Трипафлавин 666 Триптофан 374, 375, 378 Трифенилкарбинол, получение со- ли 583, 584 Трифенил амин 514 Трифенилметан 581 717
Трифенилметановые красители 584—592 Трифенилметил 592, 593 Трифенилхлорметан, получение соли 584 Трихлоруксусный альдегид см. Хлораль Трициклен 419 -Триэтнлхлорсилан 303 Тропан, производные 679 Тротил 467 Тростниковый сахар см. Свекло- вичный сахар Туйены 419 У Углеводороды — алкилароматические, каталити- ческий синтез 440„ 441 — ароматические 423 и сл. — — бензольного ряда, физиче- ские свойства 439 -----из каменноугольной смолы 434 -----ориентирующее влияние за- местителей 442, 443 -----с конденсированными, коль- цами 599, 629 --------ориентирующее влияние заместителей 608, 609 --------производные 610—617, 625 -------- физические свойства 605—607 — ацетиленовые 111—128 ----- изомерия 120 ----- номенклатура 120 — — синтезы на основе ацети- лена 122—127 -----структурные модели 127 — — физические свойства 102 — диеновые 91—111 ------ изомерия 101 — — номенклатура 101 ----- строение каучуков 104—106 -----физические свойства 102 — непредельные этиленовые (оле- фины) 65—90 ----- изомерия 77 ----- номенклатура 77 -----полимеризация, механизм 88 — — синтезы на основе 80—85 -----структурные модели 89, 90 -----физические свойства 78, 79 718 -----характерные реакции 86 — — хлорирование и дегидриро- вание 861>: 87 — полиметиленовые см. Цикло- I парафины — предельные (парафины) 33— 65 ----— алкилирование 55, 59 -----изомерия 47, 48 -----классификация реакций за- мещения 52 ----- номенклатура 47 ----- октановое число 51 -----структурные модели 62—64 -----теплоты горения 51 -----техническое' применение 60 -----физические свойства 49, 50 У г лево д ы 311 —351 Углерод — открытие 18, 19 — распределение в земной коре 27 Угольная кислота, производные 390—392 Уксусная кислота — горение паров 241 — действие окислителей 240, 241 — получение 237, 238 — синтезы на основе 248, 249 Уксусноизоамиловый эфир, полу- чение 267, 268 Уксусноэтиловый эфир, 265—268 Уксусный альдегид 214—217 — синтезы на основе 222, 223 Уксусный ангидрид 271, 272 Ф «Фараоновы змеи» 395 Фелинга реактив 313, 319 Фелландрены 416 Феназин 663 Фенантрен 434, 626 — производные 624 — сульфирование 625 Фенилазид 540 Фенилаланин 373, 375, 376 Фенилацетилен 431, 439 Фенилацетиленид меди 431, Фенилацетиленид серебра 431 Фенилвалериановая кислота 566 Фенилгидразон бензальдегида 544 Фенилгидразоны моноз 330 Фенилгилроксиламин 468, 471,472 Фенилглицин 632
•— взаимодействие с анилином 524, 525 — получение 519, 520 — разложение 522, 523, 539 Фенилендиамин 415 Фенилкапроновая кислота 566 Фенилмасляная кислота 566 Фенилнитрометан, получение аци- формы 464, 465 Фенилпропиоловая кислота 566 Фенилуксусная кислота 566 Фенолфталеин 585, 586, 598 Фенолы 477—803 — двухатомные 488—491 — многоатомные 492—494 — одноатомные 477—488, 495—501 -----галогенопроизводные, физи- ческие свойства 497 -----конденсация с формальде- гидом 485—487 -----нитро- и аминопроизводные 496 -----схема синтеза фенолфор- мальдегидных смол 498— 500 -----схема синтеза эпоксидных смол 501 — физические свойства 495 Фенхоны 418 Ферменты растительные 696 Флавантрен 629 Флавон 667 Флавонол 667 Флороглюцин 495 Флуорантен 434 Флуорен 434, 626 Флуороциклен 628 Фолиевая кислота 690 Фоликулин см. Эстран Формальдегид см. Муравьиный альдегид Фруктоза 316, 317, 330, 331 Фталевая кислота 567 Фталоцианин 647 Фторбензол 457 Фторорганические соединения, применение 152 Фторохлоропарафины, физические свойства 147 Фуксин 587—590, 596, 597 Фуксиносернистая кислота, приго- товление 213 Фумаровая кислота, физические свойства 264 Фуран 639, 640, 643 — производные 639 — синтезы на основе 640 Фуриловый спирт 639, 643 Фуроин 639, 642 Фурфуриловый спирт см. Фури- ловый спирт Фурфурол 630, 631, 639 — синтезы на основе 642, 643 X Хиназолин 663 Хинальдин 435, 653, 654* 660 Хингидрон, получение 549 Хинин 674, 679 Хиноксалин 663 Хинолин 435, 653, 660 — производные 660, 661, 679 Хинолинкарбоновые кислоты 661 Хиноны 547—550 Хинофталон 653 Хитин, схема строения 337 Хлопок-сырец., процентный состав 338 Хлор, открытие в алкилхлорсила- нах 303 Хлораль 216 Хлоральгидрат 216, 222 Хлоранилины 516 Хлоранол 459 Хлорбензол 445, 452, 457, 458* 460 Хлорвалеронитрил 383 Хлоргидрин 83 Хлористый — амил 83 — ацетил 269, 270 — бензил 455, 460 — бензилиден 455,, 460 — бензоил 560, 561, 565 — борнил 422 — винил 80, 126, 150 -----синтезы на основе 151 — изопропил 145, 147 — полимеры на основе 151 — пропил 145, 147 — метил, получение 129, 130* 145,. 147, 149 — метилен 146, 149 — нафтилдиазоний, получение 533 — нитрофенилдиазоний 521 — фенилдиазоний 519—521, 524* 525, 539 —- цинк безводный, приготовле- ние 582 — этил, получение 132—135, 145, 147 — этилен, синтез и применение 152 719
X лорна фталин 605 Хлорная известь, приготовление 506 Хлорная кислота, получение 583 Хлоропрен 105 Хлоропреновый каучук ПО Хлоропроизводные метана 149 Хлорофилл 648 Хлороформ 141, 142, 146 Холевая кислота 694, 695 Холестерин 695 Хризен 627 Хроматографическая адсорбция (метод Цвета) 25, 26 Хромофорные группы 541 Ц Целлобиоза, строение 335 Целлозольв 190 Целлофан 339 Целлюлоза 332 и сл. — гидролиз 323, 324 — превращение в амилоид 323 — применение 339 — растворение в реактиве Швей- цера 322 — схема строения 337 Цетиламинохлорид 251 Цетилсульфат 251 Цетилтриэтиламинохлорид 251 Циан, производные 393—395 Цианвалериановая кислота 382 Цианин 688 Циановокислый калий, получение 394, 395 Циба синий см. Броминдиго Циклобутан 400, 401 Циклогексан 400, 401 — структурные модели 405 Циклогекса ндикар боновые кисло- ты 402 Циклогептан 400, 401 Циклооктан 400 Циклооктатетр аен 126 Циклопарафины 397 и сл. — деформация валентных углов 401 — теплота горения 401 — физические свойства 399, 400 Циклопентан 400, 401 Циклопентанопергидрофенантрен 694 Циклопропан 400, 401 Циклопропандикарбоновые кисло- ты 402 — структурные модели 405 720 Циклопропенон 126 Циклофенхен 419 Цингиберен 420 Цинхинолин 663 Цинхонин 679 Цистеин 373, 377 Цистин 373, 377 Цитизин 678 Цитрали 415 Цинтронеллаль 415 Цитронеллол 415 Ш Швейцера реактив 322 Шиффа основание см. Основание Шиффа щ Щавелевая кислота 258—260„ 263 Щелочной голубой 591, 592 Э Эзерин 682 Эйкозановая кислота 245 Эйксантон 667 Экстракция эфиром,25, 203 Элаидиновая кислота 243 Электроотрицательность элемен- тов 30 Электрофильное замещение 52 Элементорганические соединения см. Кремнийорганические , соединения Энант, схема синтеза 385 Энергия ординарных и кратных связей 31 Энергия разрыва связей 48 Эпимерные превращения, схема 331 Эпихлоргидрин 83, 192, 501 Эпоксигидрин 192 Эпоксидные смолы, схема синтеза 501 Эргостерин 695 Эриодиктин 687 Эритриты 196 Эритроза 328, 329 Эстрадиол 693 Эстран 693 Эстриол 693 Эстрон 693 Этан — получение 36—38 — структурные модели 62—64
Этаноламины 190, 191 Этила мин 293,,, 296 Этила цетат 122 Этилбензол 439 — применение 451 Этилен — бромистый, получение 140 — валентные связи, строение 91 — взрывы 75 — галогенопроизводные 148 • — горение 74 — дегидрохлорирование 87 — окисление 71 — поглощение серной кислотой 72, 73 — получение 65—68 — присоединение брома 70 — синтез на основе 80, 81 — структурная модель 64, 89 — хлорирование 87 — хлористый, получение 139, 140 Этилендиамин 295 Этиленгликоль 80, 184, 185 Этилмеркаптан, получение 206— 208 Этилнитрит 277, 278 Этиловый спирт — абсолютный, приготовление 156 — влияние водородной связи на свойства 175 — горение 17 — обнаружение и отделение во- ды 156, 157 — окисление 160, 161 — определение в вине, пиве 164 — получение алкоголята 161, 162 — получение брожением 163 — сжатие (контракция) при сме- шении с водой 159 Этиловый эфир — абсолютный, приготовление 36 — горение 17, 200, 201 — испарение 201. 202 — опыты 200—202 — получение 198, 199 — растворимость в воде 202 — экстракция 203 Этилпиридин 664 Этилсерная кислота 72, 73, 278, 279 Эфирные масла 406 и сл. — физические свойства 414, 415 Эфиры — простые 198—205 — -— физические свойства 204, 205, 208 — сложные -----карбоновых кислот 265 — 269 --------непредельных, физиче- ские свойства 253 —-------физические свойства 274 -----неорганических кислот 277— 279 -----ортокремневой кислоты 305, 306. 310 Я * Яблочная кислота — вальденовское обращение 348 — стереоизомерия 346 Янтарная кислота 263, 264 152.-м- «6
СЕМЕН АЛЕКСАНДРОВИЧ ЗОНИС СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ МАЗУРОВ Лабораторно-лекционные опыты и демонстрационные материалы по органической химии Редактор Б. И. Березин Редактор издательства Е. И, Захарикова Технический редактор Т. Д. Гарина Корректор Г. А. Бирюлина Здано в набор 8/1V-61 г. Подписано к печати 20/XI-61 г. бумага 60X90 1liQ. 45,125 печ. л 36,71 уч.-изд. л. Тираж 6000. Т—13804. Изд. ФМХ/7. Цена 1 р. 14 коп. Заказ В-152. Типография „Татполиграф" А^инистерства культуры ТАССР г. Казань, ул. Миславского, д. 9.