Реакционная способность карбоновых кислот Цель лекции Получить

Реакционная способность карбоновых кислот

Цель лекции Получить четкое представление о взаимосвязи химического строения и свойств карбоновых кислот

План лекции 1. 2. 3. 4. 5. 6. Классификация Номенклатура Физические свойства Способы получения Химические свойства Медико-биологические свойства

C O OH карбоксильная группа

Классификация карбоновых кислот По числу карбоксильных групп: -монокарбоновые уксусная к-та -дикарбоновые щавелевая к-та -трикарбоновые и т. д.

Классификация карбоновых кислот по строению углеводородного радикала: -алифатические -алициклические уксусная к-та -ароматические циклогексановая к-та -гетероциклические никотиновая к-та бензойная к-та

Номенклатура алифатических карбоновых кислот H-C тривиальное название O OH CH 3 -CH 2 -C O OH IUPAC муравьиная к-та (формиаты) метановая кислота уксусная к-та (ацетаты) этановая кислота пропионовая к-та пропановая кислота (пропионаты)

Номенклатура алифатических карбоновых кислот CH 3 -(CH 2)2 -C CH 3 -(CH 2)3 -C O OH O тривиальное название IUPAC масляная к-та (бутираты) бутанoвая кислота валериановая к-та OH (валераты) пентановая кислота изовалериановая к-та 3 -метилбутановая (изовалериаты) кислота

Непредельные карбоновые кислоты CH 2 =CH-C O OH акриловая кислота пропеновая кислота метакриловая кислота 2 -метилпропеновая кислота

Ароматические карбоновые кислоты бензойная кислота 2 -метилбензойная кислота (о-толуиловая)

Алифатические дикарбоновые кислоты щавелевая кислота (оксалаты) малоновая кислота (малонаты) этандиовая кислота пропандиовая кислота

Алифатические дикарбоновые кислоты янтарная кислота (сукцинаты) бутандиовая кислота глютаровая кислота (глютараты) пентандиовая кислота

Непредельные дикарбоновые кислоты СООН Н Н С С = = С С СООН Н СООН малеиновая кислота цис-бутендиовая НООС Н фумаровая кислота транс-бутендиовая

Ароматические дикарбоновые кислоты фталевая к-та о-фенилендикарбоновая к-та бензол-1, 2 -дикарбоновая к-та терефталевая к-та п-фенилендикарбоновая к-та бензол-1, 4 -дикарбоновая к-та изофталевая к-та м-фенилендикарбоновая к-та бензол-1, 3 -дикарбоновая к-та

Способы получения монокарбоновых алифатических кислот 1. Окисление первичных спиртов, альдегидов и кетонов этанол пропанон этаналь метилацетат этановая кислота

Способы получения монокарбоновых алифатических кислот 2. Гидролиз тригалогенпроизводных этановая кислота 3. Гидрокарбонилирование алкенов и алкинов пропановая (пропионовая) к-та пропеновая (акриловая) к-та

Способы получения монокарбоновых алифатических кислот 4. Гидролиз жиров глицерин карбоновые кислоты

Способы получения монокарбоновых алифатических кислот 5. Из металорганических соединений р-в Гриньяра соль карбоновой кислоты карбоновая кислота

Способы получения монокарбоновых алифатических кислот 6. Гидролиз нитрилов нитрил карбоновая кислота 7. Жесткое окисление алкенов

Способы получения ароматических кислот 1. Окисление гомологов бензола метилбензол пропилбензол бензойная к-та уксусная к-та

Способы получения дикарбоновых кислот 1. Окисление бифункциональных соединений диол диальдегид гидроксикислота дикарбоновая кислота

Реакционные центры в молекулах карбоновых кислот δ- H R δ+ ’ C H δ+ C O: . . O основный центр H OH-кислотный центр CH-кислотный электрофильный центр

Кислотные свойства карбоновых кислот R-C O O- O R-C OH R-C OO O + H+ O- R-C O -0. 5

Кислотные свойства CH 3 -CH 2 -C O OH + Na. OH пропионовая кислота C бензойная кислота O OH + Na. HCO 3 CH 3 -CH 2 -C O ONa пропионат натрия + H 2 O C бензоат натрия + CO 2 + H 2 O O ONa

Кислотные свойства карбоновых кислот Электроноакцепторные заместители в радикале карбоновых кислот повышают их кислотные свойства, электронодонорные – понижают. В гомологическом ряду предельных алифатических карбоновых кислотность понижается.

Реакции нуклеофильного замещения О + E+ Nu. R–С ОН + OE R– С – Nu OH -E R– С – Nu присоединение OH E+ замещение R–С О Nu + E+ OH-

Реакции нуклеофильного замещения Реакция образования сложных эфиров (этерификации) О Н+ СН 3–С + СН 3 ОН ОН to уксусная метанол кислота СН 3–С О + Н 2 О ОСН 3 метилацетат

δ+ R–С О : H 2 SO 4 - ОН -HSO 4 R–С : ОH + +ОH R–С – Н 2 О R–С– О–СН 3 ОН Н + О–H + R–С ОН ОH : Механизм реакции этерификации HO–CH 3 ОН ОH О R–С–О–СН 3 ОСН 3 Н 2 О – -H 2 SO 4 + ОН Н - HSO 4

Механизм реакции этерификации O δ+ O: = = + H–O–S–OH O : R–C O–H : O – CH 3 H

Функциональные производные карбоновых кислот Cl хлорангидриды R–С О NH 2 амиды R–С O R–С О О ангидриды О R–С NH–NH 2 гидразиды нитрилы R–С О OR 1 сложные эфиры гидроксамовая кислота

Получение хлорангидридов to О О + SOCl 2 CH 3–С + SO 2 + HCl Cl ОН тионилхлорид ацетилхлорид уксусная кислота СН 3–С С О ОН + РCl 5 бензойная кислота С to О Cl + РOCl 3 + HCl бензоилхлорид

Получение ангидридов О OН + О СН 3– С ОН Р 2 О 5 , to СН 3–С О O + Н 2 О О СН 3–С уксусный ангидрид

Получение амидов С 2 Н 5–С NH 3 О ОН пропионовая кислота С 2 Н 5–С О to ОNH 4 пропионат аммония С 2 Н 5–С О + NH 2 амид пропионовой кислоты Н 2 О

Реакции карбоновых кислот по радикалу Насыщенные алифатические карбоновые кислоты Реакция Гелль-Фольгарда-Зелинского СН 3–СН 2–СООН + Cl 2 пропионовая кислота СН 3–СН–СООН + НCl Cl α-хлорпропионовая кислота Р

Реакции карбоновых кислот по радикалу Ненасыщенные карбоновые кислоты Реакция галоганирования СН 2=СН–СООН + Br 2 H 2 O пропеновая кислота СН 2–СН–СООН Br Br 2, 3 -дибромпропановая кислота

Реакции карбоновых кислот по радикалу Ненасыщенные карбоновые кислоты Реакции гидрогалогенирования кислоты протекают против Марковникова δ+ δ- СН 2=СН–С О ОН + – + НBr пропеновая кислота акриловой правила СН 2–СООН Br 3 -бромпропановая кислота

Реакции карбоновых кислот по радикалу Ароматические карбоновые кислоты Реакции электрофильного бензольному кольцу СООН замещения по СООН + Br 2 бензойная кислота Fe. Br 3 to + НBr Br м-бромбензойная кислота

Особенность муравьиной кислоты Свойства муравьиной кислоты как альдегида

Дикарбоновые кислоты

Кислотные свойства О HO С-С О Na. OH О ОН – Н 2 O HO щавелевая кислота Na. OH – Н 2 O С -С О ОNa кислый оксалат натрия (мононатриевая соль) О Na. O С-С О ОNa оксалат натрия (динатриевая соль)

Качественная реакция О HO С-С О Сa. Сl 2 О ОН – Сa. Cl 2 O щавелевая кислота С -С О О Ca оксалат кальция осадок белого цвета

Реакции нуклеофильного замещения О HO С(СН 2)2 С О СН 3 OH О ОН Н+ HO янтарная кислота СН 3 OH Н+ С(СН 2)2 С О ОСН 3 монометилсукцинат О Н 3 СO С(СН 2)2 С О ОСН 3 диметилсукцинат

Специфические свойства Декарбоксилирование О HO С- С О to ОН ОН муравьиная кислота щавелевая кислота О HO С-СН 2 С О ОН малоновая кислота Н–С О to + СО 2 О Н 3 С–С + СО 2 ОН уксусная кислота

Специфические свойства Образование циклических ангидридов HO С Н 2 С С янтарная кислота О to Н 2 С–С ОН Н 2 С–С O + Н 2 О О янтарный ангидрид