Номер 6, страница 298 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 51. Многообразие карбоновых кислот. Глава 4. Кислородсодержащие органические соединения - номер 6, страница 298.

Условие.

6*. В ацетоуксусной (3-оксобутановой) кислоте, как и в малоновой, есть атом углерода, расположенный между двумя электроноакцепторными группами. Предположите, как будет реагировать этиловый эфир этой кислоты (ацетоуксусный эфир) с этилатом натрия и далее с иодистым метилом и хлористым бензоилом.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Ацетоуксусный эфир ($CH_3-CO-CH_2-COOC_2H_5$), этилат натрия ($C_2H_5ONa$), иодистый метил ($CH_3I$), хлористый бензоил ($C_6H_5COCl$).

Найти:

Продукты последовательных реакций ацетоуксусного эфира с реагентами.

Решение:

В молекуле ацетоуксусного эфира (этиловый эфир 3-оксобутановой кислоты) метиленовая группа ($-CH_2-$) находится между двумя электроноакцепторными карбонильными группами (кетонной и сложноэфирной). Это приводит к высокой подвижности (кислотности) протонов этой группы. Под действием сильного основания, такого как этилат натрия, ацетоуксусный эфир легко депротонируется с образованием резонансно-стабилизированного енолят-иона. Этот енолят-ион является сильным нуклеофилом и может реагировать с различными электрофилами, такими как алкилгалогениды и ацилгалогениды.

Реакция с этилатом натрия и далее с иодистым метилом

1. На первой стадии этилат натрия ($C_2H_5ONa$) отщепляет протон от α-углеродного атома ацетоуксусного эфира, образуя натриевую соль енолята.

$CH_3-CO-CH_2-COOC_2H_5 + NaOC_2H_5 \rightleftharpoons [CH_3-CO-\overline{C}H-COOC_2H_5]Na^+ + C_2H_5OH$

2. На второй стадии полученный нуклеофильный енолят-ион атакует электрофильный атом углерода в молекуле иодистого метила ($CH_3I$) по механизму нуклеофильного замещения ($S_N2$). Происходит С-алкилирование с образованием нового продукта.

$[CH_3-CO-\overline{C}H-COOC_2H_5]Na^+ + CH_3I \rightarrow CH_3-CO-CH(CH_3)-COOC_2H_5 + NaI$

Конечным продуктом является этиловый эфир 2-метил-3-оксобутановой кислоты.

Ответ: При взаимодействии ацетоуксусного эфира с этилатом натрия и затем с иодистым метилом образуется этиловый эфир 2-метил-3-оксобутановой кислоты ($CH_3-CO-CH(CH_3)-COOC_2H_5$) и иодид натрия ($NaI$).

Реакция с этилатом натрия и далее с хлористым бензоилом

1. Первая стадия аналогична предыдущей: образование натриевой соли енолята ацетоуксусного эфира под действием этилата натрия.

$CH_3-CO-CH_2-COOC_2H_5 + NaOC_2H_5 \rightleftharpoons [CH_3-CO-\overline{C}H-COOC_2H_5]Na^+ + C_2H_5OH$

2. На второй стадии енолят-ион реагирует с хлористым бензоилом ($C_6H_5COCl$). Происходит реакция нуклеофильного ацилирования по атому углерода (С-ацилирование).

$[CH_3-CO-\overline{C}H-COOC_2H_5]Na^+ + C_6H_5COCl \rightarrow CH_3-CO-CH(COC_6H_5)-COOC_2H_5 + NaCl$

Конечным продуктом является этиловый эфир 2-бензоил-3-оксобутановой кислоты.

Ответ: При взаимодействии ацетоуксусного эфира с этилатом натрия и затем с хлористым бензоилом образуется этиловый эфир 2-бензоил-3-оксобутановой кислоты ($CH_3-CO-CH(COC_6H_5)-COOC_2H_5$) и хлорид натрия ($NaCl$).