.
O

//
Gruparea -C de atomi se numește grupare carboxil sau carboxil.
\

Oh
Acizii organici care conțin o grupă carboxil în moleculă sunt monobazici. Formula generală pentru acești acizi este RCOOH.

Acizii carboxilici care conțin două grupe carboxil se numesc acizi dibazici. Acestea includ, de exemplu, acizii oxalic și succinic.

Există, de asemenea, acizi carboxilici polibazici care conțin mai mult de două grupări carboxil. Acestea includ, de exemplu, acid citric tribazic. În funcție de natura radicalului de hidrocarbură, acizii carboxilici sunt împărțiți în saturati, nesaturați, aromatici.

Acizii carboxilici limitatori sau saturați sunt, de exemplu, acidul propanoic (propionic) sau acidul succinic deja familiar.

Evident, acizii carboxilici saturați nu conțin P-legături în radicalul hidrocarburic.

În moleculele de acizi carboxilici nesaturați, gruparea carboxil este legată de un radical de hidrocarbură nesaturat, nesaturat, de exemplu, în molecule de acrilic (propenoic) CH2=CH-COOH sau oleic CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2). )7-COOH si alti acizi.

După cum se poate observa din formula acidului benzoic, acesta este aromatic, deoarece conține un inel aromatic (benzen) în moleculă.

Nomenclatură și izomerie

Am luat în considerare deja principiile generale pentru formarea denumirilor de acizi carboxilici, precum și a altor compuși organici. Să ne oprim mai în detaliu asupra nomenclaturii acizilor carboxilici mono și dibazici. Denumirea unui acid carboxilic se formează din numele alcanului corespunzător (un alcan cu același număr de atomi de carbon în moleculă) cu adăugarea sufixului -ov, a terminației -aya și a cuvântului acid. Numerotarea atomilor de carbon începe cu gruparea carboxil. De exemplu:

Mulți acizi au, de asemenea, denumiri stabilite istoric sau banale (Tabelul 6).

După prima cunoaștere cu lumea diversă și interesantă a acizilor organici, să luăm în considerare mai detaliat acizii carboxilici monobazici limitatori.

Este clar că compoziția acestor acizi va fi reflectată de formula generală C n H 2n O2, sau C n H 2n +1 COOH, sau RCOOH.

Proprietățile fizice ale acizilor carboxilici monobazici saturați

Acizii inferiori, adică acizii cu o greutate moleculară relativ mică, care conțin până la patru atomi de carbon într-o moleculă, sunt lichide cu un miros înțepător caracteristic (amintiți-vă de mirosul de acid acetic). Acizii care conțin de la 4 până la 9 atomi de carbon sunt lichide uleioase vâscoase cu miros neplăcut; care conțin mai mult de 9 atomi de carbon într-o moleculă - solide care nu se dizolvă în apă. Punctele de fierbere ale acizilor carboxilici monobazici limitanți cresc odată cu creșterea numărului de atomi de carbon din moleculă și, în consecință, cu creșterea greutății moleculare relative. Deci, de exemplu, punctul de fierbere al acidului formic este 101 °C, acidul acetic - 118 °C, acidul propionic - 141 °C.

Cel mai simplu acid carboxilic, HCOOH formic, având o greutate moleculară relativă mică (46), în condiții normale este un lichid cu punctul de fierbere de 100,8 °C. În același timp, butanul (MR(C4H10) = 58) în aceleași condiții este gazos și are un punct de fierbere de -0,5 °C. Această discrepanță între punctele de fierbere și greutățile moleculare relative se explică prin formarea de dimeri de acid carboxilic, în care două molecule de acizi sunt legate prin două legături de hidrogen. Apariția legăturilor de hidrogen devine clară atunci când se analizează structura moleculelor de acid carboxilic.

Moleculele de acizi carboxilici monobazici saturați conțin o grupare polară de atomi - carboxil (gândiți-vă la ce cauzează polaritatea acestei grupe funcționale) și un radical hidrocarburic aproape nepolar. Gruparea carboxil este atrasă de moleculele de apă, formând cu acestea legături de hidrogen.

Acizii formic și acetic sunt infinit solubili în apă. Evident, odată cu creșterea numărului de atomi din radicalul hidrocarbură, solubilitatea acizilor carboxilici scade.

Cunoscând compoziția și structura moleculelor de acizi carboxilici, nu ne va fi greu să înțelegem și să explicăm proprietățile chimice ale acestor substanțe.

Proprietăți chimice

Proprietățile generale caracteristice clasei de acizi (atât organici, cât și anorganici) se datorează prezenței în molecule a unei grupări hidroxil care conține o legătură puternic polară între atomii de hidrogen și oxigen. Aceste proprietăți vă sunt bine cunoscute. Să le considerăm din nou folosind exemplul acizilor organici solubili în apă.

1. Disocierea cu formarea de cationi de hidrogen si anioni ai reziduului acid. Mai precis, acest proces descrie o ecuație care ia în considerare participarea moleculelor de apă în el.

Echilibrul de disociere a acizilor carboxilici este deplasat spre stânga, marea majoritate a acestora fiind electroliți slabi. Cu toate acestea, gustul acru, de exemplu, al acizilor formic și acetic se explică prin disocierea în cationi de hidrogen și anioni a reziduurilor acide.

Evident, prezența hidrogenului „acid”, adică hidrogenul grupării carboxil, în moleculele de acizi carboxilici determină și alte proprietăți caracteristice.

2. Interacțiunea cu metalele aflate în seria electrochimică de tensiuni până la hidrogen. Deci, fierul reduce hidrogenul din acidul acetic:

2CH3-COOH + Fe -> (CHgCOO)2Fe + H2

3. Interacțiunea cu oxizii bazici pentru a forma sare și apă:

2R-COOH + CaO -> (R-COO) 2Ca + H20

4. Interacțiunea cu hidroxizi metalici pentru a forma sare și apă (reacție de neutralizare):

R-COOH + NaOH -> R-COONa + H20 3R-COOH + Ca(OH)2 -> (R-COO)2Ca + 2H20

5. Interacțiunea cu sărurile acizilor mai slabi, cu formarea acestora din urmă. Astfel, acidul acetic înlocuiește acidul stearic din stearat de sodiu și acidul carbonic din carbonatul de potasiu.

6. Interacțiunea acizilor carboxilici cu alcoolii pentru a forma esteri este reacția de esterificare deja cunoscută de tine (una dintre cele mai importante reacții caracteristice acizilor carboxilici). Interacțiunea acizilor carboxilici cu alcoolii este catalizată de cationii de hidrogen.

Reacția de esterificare este reversibilă. Echilibrul se deplasează către formarea esterului în prezența agenților de deshidratare și îndepărtarea eterului din amestecul de reacție.

În reacția inversă de esterificare, care se numește hidroliza esterului (reacția unui ester cu apa), se formează un acid și un alcool. Evident, alcoolii polihidroxilici, cum ar fi glicerolul, pot reacționa și cu acizii carboxilici, adică pot intra într-o reacție de esterificare:

Toți acizii carboxilici (cu excepția formicului), împreună cu o grupare carboxil, conțin un reziduu de hidrocarbură în moleculele lor. Desigur, acest lucru nu poate decât să afecteze proprietățile acizilor, care sunt determinate de natura reziduului de hidrocarbură.

7. Reacții de adiție de legături multiple - în ele intră acizii carboxilici nesaturați; de exemplu, reacția de adiție a hidrogenului este hidrogenare. Când acidul oleic este hidrogenat, se formează acid stearic saturat.

Acizii carboxilici nesaturați, ca și alți compuși nesaturați, adaugă halogeni la legătura dublă. De exemplu, acidul acrilic decolorează apa cu brom.

8. Reacții de substituție (cu halogeni) - acizii carboxilici saturați sunt capabili să intre în ea; de exemplu, prin reacția acidului acetic cu clorul, se pot obține diferiți derivați de clor ai acizilor:

La halogenarea acizilor carboxilici care conțin mai mult de un atom de carbon în reziduul de hidrocarbură, este posibilă formarea de produse cu poziții diferite ale halogenului în moleculă. Când reacția se desfășoară conform mecanismului radicalilor liberi, orice atom de hidrogen din reziduul de hidrocarbură pot fi înlocuiți. Dacă reacția se desfășoară în prezența unor cantități mici de fosfor roșu, atunci se desfășoară selectiv - hidrogenul este înlocuit numai în dar-pozitia (la atomul de carbon cel mai apropiat de grupa functionala) in molecula de acid. Veți afla motivele acestei selectivități atunci când studiați chimia la o instituție de învățământ superior.

Acizii carboxilici formează diferiți derivați funcționali la înlocuirea grupării hidroxil. La hidroliza acestor derivați, din ei se formează din nou un acid carboxilic.

Clorura de acid carboxilic poate fi obţinută prin tratarea acidului cu clorură de fosfor(III) sau clorură de tionil (SOCl2). Anhidridele acizilor carboxilici se obțin prin interacțiunea clorurilor de anhidridă cu sărurile acizilor carboxilici. Esterii se formează ca urmare a esterificării acizilor carboxilici cu alcooli. Eterificarea este catalizată de acizii anorganici.

Această reacție este inițiată de protonarea grupării carboxil - interacțiunea cationului de hidrogen (proton) cu perechea de electroni singuratică a atomului de oxigen. Protonarea grupării carboxil implică o creștere a sarcinii pozitive asupra atomului de carbon din acesta:

Cum să obțineți

Acizii carboxilici pot fi obținuți prin oxidarea alcoolilor primari și a aldehidelor.

Acizii carboxilici aromatici se formează din oxidarea omologilor benzenului.

Hidroliza diverșilor derivați de acid carboxilic are ca rezultat și acizi. Deci, în timpul hidrolizei unui ester, se formează un alcool și un acid carboxilic. După cum sa menționat mai sus, reacțiile de esterificare și hidroliză catalizate de acid sunt reversibile. Hidroliza esterului sub acțiunea unei soluții apoase de alcali are loc ireversibil, în acest caz, nu este un acid, ci sarea acestuia se formează din ester. În hidroliza nitrililor, se formează mai întâi amide, care sunt apoi transformate în acizi. Acizii carboxilici sunt formați prin interacțiunea compușilor organomagnezici cu monoxidul de carbon (IV).

Reprezentanți individuali ai acizilor carboxilici și semnificația lor

Acidul formic (metan) HCOOH este un lichid cu un miros înțepător și un punct de fierbere de 100,8 ° C, este foarte solubil în apă. Acidul formic este otrăvitor și provoacă arsuri dacă intră în contact cu pielea! Lichidul înțepător secretat de furnici conține acest acid. Acidul formic are o proprietate dezinfectantă și, prin urmare, își găsește aplicarea în industria alimentară, a pielii și în industria farmaceutică, precum și în medicină. Se folosește și la vopsirea textilelor și a hârtiei.

Acidul acetic (etanoic) CH3COOH este un lichid incolor cu un miros înțepător caracteristic, miscibil cu apa în orice raport. Soluțiile apoase de acid acetic sunt vândute sub denumirea de oțet (soluție 3-5%) și esență de oțet (soluție 70-80%) și sunt utilizate pe scară largă în industria alimentară. Acidul acetic este un bun solvent pentru multe substanțe organice și, prin urmare, este utilizat în vopsire, în industria pielii și în industria vopselelor și lacurilor. În plus, acidul acetic este o materie primă pentru producerea multor compuși organici importanți din punct de vedere tehnic: de exemplu, este folosit pentru obținerea de substanțe folosite pentru combaterea buruienilor - erbicide.

Acidul acetic este componenta principală a oțetului de vin, al cărui miros caracteristic se datorează acestuia. Este un produs al oxidării etanolului și se formează din acesta atunci când vinul este depozitat în aer.

Cei mai importanți reprezentanți ai acizilor monobazici cu cea mai mare limitare sunt acizii palmitic C15H31COOH și acizii stearic C17H35COOH. Spre deosebire de acizii inferiori, aceste substanțe sunt solide, slab solubile în apă.

Cu toate acestea, sărurile lor - stearații și palmitații - sunt foarte solubile și au efect detergent, motiv pentru care sunt numite și săpunuri. Este clar că aceste substanțe sunt produse pe scară largă.

Dintre acizii carboxilici superiori nesaturați, acidul oleic C17H33COOH sau (CH2)7COOH este de cea mai mare importanță. Este un lichid asemănător uleiului, fără gust și inodor. Sărurile sale sunt utilizate pe scară largă în tehnologie.

Cel mai simplu reprezentant al acizilor carboxilici dibazici este acidul oxalic (etandioic) HOOC-COOH, ale cărui săruri se găsesc în multe plante, de exemplu, în măcriș și oxalis. Acidul oxalic este o substanță cristalină incoloră, foarte solubilă în apă. Este folosit la lustruirea metalelor, in industria prelucrarii lemnului si a pielii.

1. Acidul elaidic nesaturat С17Н33СООН este un izomer trans al acidului oleic. Scrieți formula structurală a acestei substanțe.

2. Scrieți o ecuație pentru hidrogenarea acidului oleic. Numiți produsul acestei reacții.

3. Scrieți o ecuație pentru reacția de ardere a acidului stearic. Ce volum de oxigen și aer (N.S.) va fi necesar pentru a arde 568 g de acid stearic?

4. Un amestec de acizi grași solizi - palmitic și stearic - se numește stearina (din ea se fac lumânări cu stearina). Ce volum de aer (n.a.) va fi necesar pentru a arde o lumânare cu stearina de 200 de grame dacă stearina conține mase egale de acizi palmitic și stearic? Ce volum de dioxid de carbon (n.a.) și ce masă de apă se formează în acest caz?

5. Rezolvați problema anterioară, cu condiția ca lumânarea să conțină cantități egale (același număr de moli) de acizi stearic și palmitic.

6. Pentru a îndepărta petele de rugină, acestea sunt tratate cu o soluție de acid acetic. Alcătuiți ecuațiile moleculare și ionice ale reacțiilor care au loc în acest caz, având în vedere că rugina conține oxid și hidroxid de fier (III) - Fe2O3 și Fe (OH) 3. De ce astfel de pete nu sunt îndepărtate cu apă? De ce dispar atunci când sunt tratate cu o soluție acidă?

7. Sifonul alimentar (de băut) MaHC03 adăugat în aluatul fără drojdie este „stins” preliminar cu acid acetic. Faceți această reacție acasă și inventați-i ecuația, știind că acidul carbonic este mai slab decât acidul acetic. Explicați formarea spumei.

8. Știind că clorul este mai electronegativ decât carbonul, aranjați următorii acizi: acizi acetic, propionic, cloroacetic, dicloroacetic și tricloroacetic în ordinea creșterii proprietăților acide. Justificați-vă rezultatul.

9. Cum se poate explica faptul că acidul formic intră într-o reacție de „oglindă de argint”? Scrieți o ecuație pentru această reacție. Ce gaz poate fi eliberat în acest caz?

10. În interacțiunea a 3 g de acid carboxilic monobazic saturat cu un exces de magneziu, s-au eliberat 560 ml (n.a.) de hidrogen. Determinați formula acidului.

11. Dați ecuații de reacție care pot fi folosite pentru a descrie proprietățile chimice ale acidului acetic. Numiți produsele acestor reacții.

12. Sugerați o metodă simplă de laborator care poate fi utilizată pentru a recunoaște acizii propanoic și acrilic.

13. Scrieți o ecuație pentru reacția de obținere a formiatului de metil - un ester de metanol și acid formic. În ce condiții trebuie efectuată această reacție?

14. Realizați formule structurale ale substanțelor având compoziția С3Н602. La ce clase de substanțe pot fi atribuite? Dați ecuațiile reacțiilor caracteristice fiecăreia dintre ele.

15. Substanța A - un izomer al acidului acetic - nu se dizolvă în apă, dar poate fi hidrolizată. Care este formula structurală a substanței A? Numiți produșii hidrolizei sale.

16. Realizați formulele structurale ale următoarelor substanțe:

a) acetat de metil;
b) acid oxalic;
c) acid formic;
d) acid dicloracetic;
e) acetat de magneziu;
e) acetat de etil;
g) formiat de etil;
h) acid acrilic.

17*. O probă de acid organic monobazic limitativ cântărind 3,7 g a fost neutralizată cu o soluție apoasă de bicarbonat de sodiu. Prin trecerea gazului degajat prin apă de var s-au obţinut 5,0 g de precipitat. Ce acid a fost luat și care a fost volumul gazului eliberat?

acizi carboxilici în natură

Acizii carboxilici sunt foarte des întâlniți în natură. Se găsesc în fructe și plante. Sunt prezente în ace, transpirație, urină și sucul de urzică. Știi, se dovedește că majoritatea acizilor formează esteri care au mirosuri. Deci, mirosul de acid lactic, care este conținut în transpirația umană, atrage țânțarii, ei îl simt la o distanță destul de considerabilă. Prin urmare, oricât de mult ai încerca să alungi țânțarul enervant, el încă se simte bine cu victima lui. Pe lângă transpirația umană, acidul lactic se găsește în murături și varză murată.

Iar femelele de maimuță, pentru a atrage un mascul, eliberează acid acetic și propionic. Nasul sensibil, canin, este capabil să simtă mirosul de acid butiric, care are o concentrație de 10–18 g/cm3.

Multe specii de plante sunt capabile să secrete acid acetic și butiric. Și unele buruieni profită de acest lucru și eliberează substanțe, își elimină concurenții, suprimându-le creșterea și uneori provocându-le moartea.

Indienii foloseau și acid. Pentru a distruge inamicul, au umezit săgețile cu o otravă mortală, care s-a dovedit a fi un derivat al acidului acetic.

Și aici apare o întrebare firească, acizii reprezintă un pericol pentru sănătatea umană? Într-adevăr, acidul oxalic, care este larg răspândit în natură, care se găsește în măcriș, portocale, coacăze și zmeură, din anumite motive nu și-a găsit aplicație în industria alimentară. Se dovedește că acidul oxalic este de două sute de ori mai puternic decât acidul acetic și poate chiar coroda vasele, iar sărurile sale, care se acumulează în corpul uman, formează pietre.

Acizii sunt folosiți pe scară largă în toate sferele vieții umane. Sunt utilizate în medicină, cosmetologie, industria alimentară, agricultură și utilizate pentru nevoile casnice.

În scopuri medicale, se folosesc acizi organici precum acizii lactic, tartric și ascorbic. Probabil, fiecare dintre voi a folosit vitamina C pentru a întări organismul - acesta este doar acid ascorbic. Nu numai că ajută la întărirea sistemului imunitar, dar are și capacitatea de a elimina substanțele cancerigene și toxinele din organism. Acidul lactic este folosit pentru cauterizare, deoarece este foarte higroscopic. Dar acidul tartric acționează ca un laxativ ușor, ca un antidot pentru otrăvirea cu alcali și ca o componentă necesară pentru prepararea plasmei în timpul transfuziei de sânge.

Însă fanii procedurilor cosmetice ar trebui să fie conștienți de faptul că acizii din fructe conținuti în citrice au un efect benefic asupra pielii, deoarece pătrund adânc în piele și pot accelera procesul de reînnoire a pielii. În plus, mirosul de citrice are un efect tonic asupra sistemului nervos.

Ați observat că fructele de pădure precum merisoarele și lingonberries sunt păstrate pentru o lungă perioadă de timp și rămân proaspete? Stii de ce? Se pare că acestea conțin acid benzoic, care este un conservant excelent.

Dar în agricultură, acidul succinic a găsit o aplicație largă, deoarece poate fi folosit pentru a crește randamentul plantelor cultivate. De asemenea, este capabil să stimuleze creșterea plantelor și să accelereze dezvoltarea acestora.

În tabel. 19.10 enumeră câțiva compuși organici înrudiți cu acizii carboxilici. O trăsătură caracteristică a acizilor carboxilici este prezența unui acid carboxilic în ei.

Tabelul 19.10. acizi carboxilici

(vezi scanare)

grup functional. Gruparea carboxil constă dintr-o grupare carbonil legată de o grupare hidroxil. Acizii organici cu o grupă carboxil se numesc acizi monocarboxilici. Denumirile lor sistematice au sufixul -ov(aya). Acizii organici cu două grupe carboxil se numesc acizi dicarboxilici. Denumirile lor sistematice au sufixul -div(aya).

Acizii monocarboxilici alifatici saturați formează o serie omoloagă, care se caracterizează prin formula generală. Acizii dicarboxilici alifatici nesaturați pot exista sub formă de diverși izomeri geometrici (vezi secțiunea 17.2).

Proprietăți fizice

Membrii inferiori ai seriei omoloage de acizi monocarboxilici saturați în condiții normale sunt lichide cu un miros înțepător caracteristic. De exemplu, acidul etanoic (acetic) are un miros „acetic” caracteristic. Acidul acetic anhidru este un lichid la temperatura camerei. Îngheață când se transformă într-o substanță înghețată numită acid acetic glacial.

Toți acizii dicarboxilici enumerați în tabel. 19.10, la temperatura camerei sunt solide cristaline albe. Membrii inferiori ai seriei de acizi monocarboxilici și dicarboxilici sunt solubili în apă. Solubilitatea acizilor carboxilici scade pe măsură ce greutatea moleculară relativă a acestora crește.

În stare lichidă și în soluții neapoase, moleculele de acizi monocarboxilici se dimerizează ca urmare a formării legăturilor de hidrogen între ele:

Legăturile de hidrogen sunt mai puternice în acizii carboxilici decât în ​​alcooli. Acest lucru se datorează polarității ridicate a grupării carboxil, datorită tragerii electronilor de la atomul de hidrogen către atomul de oxigen carbonil:

Ca urmare, acizii carboxilici au puncte de fierbere relativ ridicate (Tabelul 19.11).

Tabelul 19.11. Punctele de fierbere ale acidului acetic și alcoolilor cu greutăți moleculare relativ apropiate

Metode de laborator de obţinere

Acizii monocarboxilici pot fi obținuți din alcooli primari și aldehide prin oxidare cu o soluție acidificată de dicromat de potasiu, luată în exces:

Acizii monocarboxilici și sărurile lor pot fi obținuți prin hidroliza nitrililor sau amidelor:

Prepararea acizilor carboxilici prin reacția cu reactivi Grignard și dioxid de carbon este descrisă în Sec. 19.1.

Acidul benzoic poate fi obținut prin oxidarea catenei laterale metil a metilbenzenului (vezi secțiunea 18.2).

În plus, acidul benzoic poate fi obținut din benzaldehidă folosind reacția Cannisharo. În această reacție, benzaldehida este tratată cu soluție de hidroxid de sodiu 40-60% la temperatura camerei. Oxidarea și reducerea simultană duce la formarea acidului benzoic și, în consecință, a fenilmetanolului:

Oxidare

Reacția Cannizzaro este tipică pentru aldehidele care nu au atomi de hidrogen. Acesta este numele atomilor de hidrogen atașați atomului de carbon adiacent grupării aldehide:

Deoarece metanalul nu are atomi -hidrogen, poate reactiona cu Cannizzaro. Aldehidele care conțin cel puțin un atom de hidrogen α suferă condensare aldolică catalizată de acid în prezența soluției de hidroxid de sodiu (vezi mai sus).

Proprietăți chimice

Deși gruparea carboxil conține o grupare carbonil, acizii carboxilici nu suferă unele dintre reacțiile care sunt caracteristice aldehidelor și cetonelor. De exemplu, nu intră în reacții de adiție sau condensare. Acest lucru se datorează faptului că atomul

carbonul din grupa carboxil are o sarcină pozitivă mai mică decât în ​​gruparea aldehidă sau ceto.

Aciditate. Tragerea densității electronilor departe de atomul de hidrogen carboxil slăbește legătura O-H. Ca rezultat, gruparea carboxil este capabilă să despartă (pierde) un proton. Prin urmare, acizii monocarboxilici se comportă ca acizii monobazici. În soluțiile apoase ale acestor acizi, se stabilește următorul echilibru:

Ionul carboxilat poate fi considerat un hibrid de două structuri de rezonanță:

În caz contrar, poate fi considerat ca

Delocalizarea unui electron între atomii grupului carboxilat stabilizează ionul carboxilat. Prin urmare, acizii carboxilici sunt mult mai acizi decât alcoolii. Cu toate acestea, datorită naturii covalente a moleculelor de acid carboxilic, echilibrul de mai sus este puternic deplasat spre stânga. Astfel, acizii carboxilici sunt acizi slabi. De exemplu, acidul etanoic (acetic) este caracterizat de o constantă de aciditate

Substituenții prezenți în molecula de acid carboxilic influențează puternic aciditatea acesteia datorită efectului lor inductiv. Substituenții precum clorul atrag densitatea electronică spre ei înșiși și, prin urmare, provoacă un efect inductiv negativ. Tragerea densității electronice de la atomul de hidrogen carboxil duce la o creștere a acidității acidului carboxilic. În schimb, substituenții, cum ar fi grupările alchil, au proprietăți de donare de electroni și creează un efect inductiv pozitiv, care slăbesc acidul carboxilic:

Influența substituenților asupra acidității acizilor carboxilici se manifestă în mod clar în valorile pentru un număr de acizi indicate în tabel. 19.12.

Tabelul 19.12. Valorile acizilor carboxilici

Formarea sării. Acizii carboxilici au toate proprietățile acizilor obișnuiți. Ele reacţionează cu metale reactive, baze, alcalii, carbonaţi şi bicarbonaţi, formând sărurile corespunzătoare (Tabelul 19.13). Reacțiile indicate în acest tabel sunt, de asemenea, caracteristice acizilor carboxilici solubili și insolubili.

Asemenea altor săruri ale acizilor slabi, sărurile carboxilate (sărurile acizilor carboxilici) reacţionează cu acizii minerali luaţi în exces, formând acizii carboxilici originali. De exemplu, atunci când o soluție de hidroxid de sodiu este adăugată la o suspensie de acid benzoic insolubil în apă, acidul se dizolvă datorită formării benzoatului de sodiu. Dacă se adaugă apoi acid sulfuric la soluția rezultată, acidul benzoic precipită:

Tabelul 19.13. Formarea sărurilor din acizii carboxilici

Eterificare. Când un amestec de acid carboxilic și alcool este încălzit în prezența unui acid mineral concentrat, se formează un ester. Acest proces, numit esterificare, necesită descompunerea moleculelor de alcool. În acest caz, există două posibilități.

1. Divizare de hidrogen alcoxi. În acest caz, atomul de oxigen al alcoolului (din grupa hidroxil) intră în molecula eterului rezultat:

2. Scindare alchilhidroxil. În acest tip de scindare, un atom de oxigen al alcoolului intră într-o moleculă de apă:

Care dintre aceste cazuri este implementat efectiv poate fi determinat experimental prin efectuarea de esterificare folosind un alcool care conține izotopul 180 (vezi Secțiunea 1.3), adică. folosind o etichetă izotopică. Determinarea greutății moleculare relative a esterului rezultat folosind spectrometria de masă arată dacă marcajul izotopic oxigen-18 este prezent în acesta. În acest fel, s-a constatat că esterificarea cu participarea alcoolilor primari duce la formarea de esteri marcați:

Aceasta arată că molecula de metanol suferă scindare metoxi-hidrogen în timpul reacției luate în considerare.

Halogenare. Acizii carboxilici reacționează cu pentaclorura de fosfor și diclorura de oxid de sulf pentru a forma cloruri acide ale acizilor corespunzători. De exemplu

Atât clorura de benzoil, cât și triclorura de oxid de fosfor sunt lichide care trebuie separate unele de altele. Prin urmare, pentru clorurarea acizilor carboxilici, este mai convenabil să utilizați diclorură de oxid de sulf: acest lucru facilitează eliminarea acidului clorhidric gazos și a dioxidului de sulf din clorura de acid carboxilic lichidă:

Prin suflarea clorului prin fierbere a acidului acetic în prezența catalizatorilor precum fosfor roșu sau iod și sub acțiunea luminii solare

Se formează acidul monocloroetanoic (monocloroacetic):

Clorarea ulterioară duce la formarea de produse dimixte și trisubstituite:

Recuperare. Când interacționează cu litiul în dietil eter uscat, acizii carboxilici pot fi reduși la alcoolii corespunzători. În primul rând, se formează un intermediar alcoxid, a cărui hidroliză duce la formarea unui alcool:

Acizii carboxilici nu sunt reduceți de mulți agenți reducători obișnuiți. Acești acizi nu pot fi reducți imediat la aldehidele corespunzătoare.

Oxidare. Cu excepția acizilor metan (formic) și etanoic (acetic), alți acizi carboxilici sunt oxidați cu dificultate. Acidul formic și sărurile sale (formiații) sunt oxidate cu permanganat de potasiu. Acidul formic este capabil să reducă reactivul Fehling și, atunci când este încălzit într-un amestec cu o soluție apoasă de amoniac de azotat de argint, formează o „oglindă de argint”. Când acidul formic este oxidat, se formează dioxid de carbon și apă:

Acidul etandioic (oxalic) este, de asemenea, oxidat de permanganatul de potasiu, formând dioxid de carbon și apă:

Deshidratare. Distilarea unui acid carboxilic cu un agent de deshidratare, cum ar fi un oxid, duce la eliminarea unei molecule de apă din două molecule de acizi și la formarea anhidridei de acid carboxilic:

Acizii formic și oxalic sunt, de asemenea, excepții în acest caz. Deshidratarea acidului formic sau a sării sale de potasiu sau de sodiu cu acid sulfuric concentrat duce la formarea de monoxid de carbon și

Deshidratarea metanoatului de sodiu (formiat) cu acid sulfuric concentrat este o metodă comună de laborator pentru producerea de monoxid de carbon. Deshidratarea acidului oxalic cu acid sulfuric concentrat fierbinte are ca rezultat un amestec de monoxid de carbon și dioxid de carbon:

Carboxilați

Sărurile de sodiu și potasiu ale acizilor carboxilici sunt substanțe cristaline albe. Se dizolvă ușor în apă, formând electroliți puternici.

Electroliza sărurilor carboxilat de sodiu sau de potasiu dizolvate într-un amestec apă-metanol duce la formarea de alcani și dioxid de carbon la anod și hidrogen la catod.

Pe anod:

Pe catod:

Această metodă de obținere a alcanilor se numește sinteza electrochimică a lui Kolbe.

Formarea alcanilor are loc și atunci când un amestec de carboxilați de sodiu sau de potasiu este încălzit cu hidroxid de sodiu sau var sodic. (Soda var este un amestec de hidroxid de sodiu și hidroxid de calciu.) Această metodă este folosită, de exemplu, pentru a produce metan în laborator:

Carboxilații aromatici de sodiu sau potasiu în condiții similare formează arene:

Când un amestec de carboxilați de sodiu cu cloruri acide este încălzit, se formează anhidride ale acizilor carboxilici corespunzători:

Carboxilații de calciu sunt, de asemenea, substanțe cristaline albe și, de regulă, sunt solubili în apă. Când sunt încălzite, se formează

randament scăzut al cetonelor corespunzătoare:

Când un amestec de carboxilați de calciu și formiat de calciu este încălzit, se formează o aldehidă:

Sărurile de amoniu ale acizilor carboxilici sunt, de asemenea, substanțe cristaline albe, solubile în apă. Când sunt încălzite puternic, formează amidele corespunzătoare:

ACIZI CARBOXICI.

Acizii carboxilici sunt derivați ai hidrocarburilor, a căror moleculă conține una sau mai multe grupări carboxil.

Formula generala limita monobazică acizi carboxilici: DIN n H 2n O 2

Clasificarea acizilor carboxilici.

1. După numărul de grupări carboxil:

Bază unică (monocarbon)

Polibazic (dicarboxilic, tricarboxilic etc.).

1. 
   După natura radicalului de hidrocarbură:

Limită CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH; acid butanoic.

- nesaturate CH 2 =CH-CH 2 -COOH; acid butenoic.
- aromatice

acid para-metilbenzoic
NUMELE DE ACIZI CARBOXICI.

Nume			Formulă acizi
acizi		sarea ei și (eteri)
formic	metan	format	HCOOH
acetic	etan	acetat	CH3COOH
propionic	propan	propionat	CH3CH2COOH
uleios	butan	butirat	CH3(CH2)2COOH
valeriană	pentan	valerat	CH3(CH2)3COOH
capron	hexan	hexanat	CH3(CH2)4COOH
palmitic	hexadecanoic	palmitate	C15H31COOH
stearic	octadecanoic	stearat	C17H35COOH
acril	propenă	acrilat	CH 2 \u003d CH-COOH
oleic	cis-9-octadecenoic	oleat	CH 3 (CH 2) 7 CH \u003d CH (CH 2) 7 COOH
benzoic	benzoic	benzoat	C6H5-COOH
oxalic	etandioic	oxalat	NOOS - COOH

Izomeria acizilor carboxilici.

1. Izomeria lanțului de carbon.Începe cu acid butanoic (DIN 3 H 7 UNSD) , care există sub formă de doi izomeri: acizi butiric (butanoic) și izobutiric (2-metilpropanoic).
2. Izomeria poziției unei legături multiple în acizii nesaturați, de exemplu:

CH 2 \u003d CH-CH 2 -COOH CH 3 -CH \u003d CH-COOH

Acid buten-3-oic Acid buten-2-oic

(acid vinilacetic) (acid crotonic)
3. Cis-, trans-izomerie în acizii nesaturați, de exemplu:

4. Izomerie interclasă: Acizii carboxilici sunt izomeri la esteri:

Acid acetic CH 3 -COOHși formiat de metil H-COOSH 3

5. izomerie pozitiile grupurilor functionale la heterofuncțional acizi .

De exemplu, există trei izomeri ai acidului clorbutiric: 2-clorobutanoic, 3-clorobutanoic și 4-clorobutanoic.

STRUCTURA GRUPULUI CARBOXY.

Gruparea carboxil combină două grupe funcționale - carbonil și hidroxil, influențându-se reciproc

Proprietățile acide ale acizilor carboxilici se datoreazăschimbarea densității electronilor la oxigenul carbonil și polarizarea suplimentară (comparativă cu alcoolii) rezultată a legăturii О–Н.
Într-o soluție apoasă, acizii carboxilici se disociază în ioni:

Solubilitatea în apă și punctele mari de fierbere ale acizilor se datorează formării legături intermoleculare de hidrogen. Pe măsură ce greutatea moleculară crește, solubilitatea acizilor în apă scade.

DERIVAȚI AI ACIDULUI CARBOXY – în ele, grupa hidroxo este înlocuită cu alte grupări. Toți formează acizi carboxilici la hidroliză.

sare	Esteri	Halogenuri acide	Anhidride	Amide.

OBȚINEREA ACIZILOR CARBOXICI.

1. Oxidarea alcoolilorîn condiții dure - cu o soluție de permanganat de potasiu sau dicromat în mediu acid la încălzire.
2.Oxidarea aldehidelor: o soluție de permanganat sau dicromat de potasiu într-un mediu acid când este încălzit, o reacție în oglindă de argint, hidroxid de cupru când este încălzit.
3. Hidroliza alcalină a triclorurilor:	R-CCl 3 + 3NaOH  + 3NaCl substanță instabilă  RCOOH + H2O
4. Hidroliza esterilor.	R-COOR 1 + KOH  RCOOK + R 1 OH RCOOK + HCl  R-COOH + KCl
5. Hidroliza nitrililor, anhidridelor, sărurilor.	1) nitril: R-CN + 2H 2 O - (H +)  RCOOH 2) anhidridă: (R-COO) 2 O + H 2 O  2RCOOH 3) sare de sodiu: R-COONa + HClR-COOH + NaCl
6. Interacțiunea reactivului Grignard cu CO2:	R-MgBr + CO 2  R-COO-MgBr R-COO-MgBr -(+H2O) R-COOH +Mg(OH)Br
7. Acid formic a primi încălzirea monoxidului de carbon (II) cu hidroxid de sodiu sub presiune:	NaOH + CO –(200 o C,p) HCOONa 2HCOONa + H 2 SO 4  2HCOOH + Na 2 SO 4
8. Acid acetic a primi oxidarea catalitică a butanului:	2C 4 H 10 + 5O 2  4CH 3 -COOH + 2H 2 O
9. A primi acid benzoic poate fi folosit oxidarea omologilor benzenului monosubstituit soluție acidă de permanganat de potasiu:	5C 6 H 5 –CH 3 +6KMnO 4 +9H 2 SO 4 5C 6 H 5 -COOH + 3K 2 SO 4 + MnSO 4 + 14H 2 O

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE ACIZILOR CARBOXICI.

1. Proprietăți acide - înlocuirea atomului de H din grupa carboxil cu un ion de metal sau de amoniu.

1. Interacțiunea cu metalele	2CH 3 COOH + Ca  (CH 3 COO) 2 Ca + H 2 acetat de calciu
2. Interacțiunea cu oxizii metalici	2CH 3 COOH + BaO  (CH 3 COO) 2 Ba + H 2 O
3. Reacția de neutralizare cu hidroxizi metalici	2CH 3 COOH + Cu (OH) 2  (CH 3 COO) 2 Cu + 2H 2 O
4. Interacțiunea cu sărurile acizilor mai slabi și volatili (sau insolubili).	2CH 3 COOH + CaCO 3  (CH 3 COO) 2 Ca + H 2 O + CO 2
4*. Reacția calitativă la acizii carboxilici: interacțiunea cu soda (bicarbonat de sodiu) sau alți carbonați și bicarbonați. Ca rezultat, se eliberează dioxid de carbon. 2CH 3 COOH + Na 2 CO 3 à 2CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 
2. Înlocuirea grupării hidroxil:
5.Reacția de esterificare
6. Formarea anhidridelor halogenate - cu ajutorul clorurilor de fosfor (III) și (V).
7. Formarea amidelor:
8. Obţinerea anhidridelor.	Cu ajutorul P 2 O 5 acidul carboxilic poate fi deshidratat - rezultatul este o anhidridă. 2CH 3 - COOH + R 2 O 5  (CH 3 CO) 2 O + HPO 3
3. Înlocuirea unui atom de hidrogen la atomul de carbon cel mai apropiat de gruparea carboxil (-atomul de carbon)
9.Halogenarea acizilor- reactia are loc in prezenta fosforului rosu sau in lumina.	CH 3 -COOH + Br 2 - (P cr)  CH 2 -COOH + HBr
Caracteristicile acidului formic.
1. Descompunere la încălzire.	H-COOH - (H 2 SO 4 conc, t)  CO + H 2 O
2. Reacția oglinzii de argint și cu hidroxidul de cupru (II) - acidul formic prezintă proprietățile aldehidelor.	H-COOH + 2OH (NH 4) 2 CO 3 +2 Ag + 2NH 3 + H 2 O H-COOH + Cu(OH) 2 –t CO 2 + Cu 2 O + H 2 O
3. Oxidarea cu clor și brom, precum și acid azotic.	H-COOH + Cl 2  CO 2 + 2HCl
Caracteristicile acidului benzoic.
1. Descompunere la încălzire - decarboxilare.	P Când acidul benzoic este încălzit, se descompune în benzen și dioxid de carbon:
2. Reacții de substituție în ciclul aromatic.	Gruparea carboxil este o grupare atrăgătoare de electroni, reduce densitatea de electroni a inelului benzenic și este meta orientator. + HNO 3 - (H 2 SO 4)  + H 2 O
Caracteristicile acidului oxalic.
1. Descompunere la încălzire
2. Oxidare cu permanganat de potasiu.
Caracteristicile acizilor nesaturați (acrilic și oleic).
1. Reacții de adaos.	Adăugarea de apă și bromură de hidrogen la acidul acrilic are loc împotriva regulii lui Markovnikov, deoarece gruparea carboxil este o grupare atrăgătoare de electroni: CH 2 \u003d CH-COOH + HBr  Br-CH 2 -CH 2 -COOH Halogenii și hidrogenul pot fi adăugați și la acizii nesaturați: C 17 H 33 -COOH + H 2  C 17 H 35 -COOH (stearic)
2. Reacții de oxidare	Odată cu oxidarea ușoară a acidului acrilic, se formează 2 grupări hidroxo: 3CH 2 \u003d CH-COOH + 2KMnO 4 + 2H 2 O  2CH 2 (OH) -CH (OH) - COOK + CH 2 (OH) -CH (OH) -COOH + 2MnO 2

Proprietățile sărurilor acizilor carboxilici.

Proprietățile halogenurilor acide

ESTERI

– aceștia sunt compuși care conțin o grupare carboxil legată de doi radicali alchil.

Formula generală a esterilor este aceeași ca a acizilor carboxilici: C n H 2 n O 2

NOMENCLATURA ESTERILOR. Numele esterilor sunt determinate de nume acid si alcool din care sunt formate.

OBȚINEREA ESTERILOR COMPLEXI.

1) Se pot obține esteri când interacționeazăacizi carboxilici cu alcooli(reacție de esterificare ). Catalizatorii sunt acizi minerali.

2) Esteri ai fenolilor nu poate fi obținută prin esterificare, pentru a le obține folosind reacția fenolat cu halogenură acidă:

C 6 H 5 -O - Na + + C 2 H 5 -C \u003d O  NaCl + C 6 H 5 -O-C \u003d O

CIC2H5

Ester fenilic al acidului propanoic (fenilpropanoat)

Tipuri de izomerie a esterilor.

1. izomerie lanț de carbon începe la reziduul de acid cu acid butanoic, la reziduul de alcool - cu alcool propilic, de exemplu, izobutanoatul de etil, acetatul de propil și acetatul de izopropil sunt izomeri.

2. izomeriepoziție esterică -GÂNGURI-. Acest tip de izomerie începe cu esteri care conțin cel puțin 4 atomi de carbon, cum ar fi acetatul de etil și propionatul de metil.

3. Izomerie interclasă cu acizi carboxilici.
PROPRIETĂȚI ALE ETERULUI COMPLEXI.
1. Hidroliza esterilor.

Reacția de esterificare este reversibilă. Procesul invers - scindarea unui ester prin actiunea apei pentru a forma un acid carboxilic si un alcool - se numeste hidroliza esterului.

Hidroliza acidă reversibil:

Hidroliza alcalina este ireversibila:

Această reacție se numește saponificarea ester.

2. reacție de recuperare. Reducerea esterilor cu hidrogen duce la formarea a doi alcooli:

Acizii carboxilici sunt derivați ai hidrocarburilor, a căror moleculă conține una sau mai multe grupări carboxil.

Formula generală de limitare a acizilor carboxilici monobazici: DIN n H 2n O 2

Clasificarea acizilor carboxilici.

1. După numărul de grupări carboxil:

Bază unică (monocarbon)

Polibazic (dicarboxilic, tricarboxilic etc.).

După natura radicalului de hidrocarbură:

Limită CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH; acid butanoic.

Nelimitat CH 2 =CH-CH 2 -COOH; acid butenoic.

aromatice

acid para-metilbenzoic

Denumirea acizilor carboxilici.

Nume
		sarea ei și
formic	metan
acetic	etan
propionic	propan	propionat
uleios	butan		CH3(CH2)2COOH
valeriană	pentan		CH3(CH2)3COOH
capron	hexan	hexanat	CH3(CH2)4COOH
palmitic	hexadecanoic	palmitate	C15H31COOH
stearic	octadecanoic		C17H35COOH
acril	propenă
oleic			CH 3 (CH 2) 7 CH \u003d CH (CH 2) 7 COOH
benzoic	benzoic
oxalic	etandioic		NOOS - COOH

Izomeria acizilor carboxilici.

1. Izomeria lanțului de carbon.Începe cu acid butanoic (DIN 3 H 7 UNSD) , care există sub formă de doi izomeri: acizi butiric (butanoic) și izobutiric (2-metilpropanoic).

2. Izomeria poziției unei legături multiple în acizii nesaturați, de exemplu:

CH 2 =CH-CH 2 -COOH CH 3 -CH=CH-COOH

Acid buten-3-oic Acid buten-2-oic

(acid vinilacetic) (acid crotonic)

3. Cis-, trans-izomerie în acizii nesaturați, de exemplu:

4. Izomerie interclasă: Acizii carboxilici sunt izomeri la esteri:

Acid acetic CH 3 -COOHși formiat de metil H-COOSH 3

5. izomeriepozitiile grupurilor functionale la heterofuncțional acizi .

De exemplu, există trei izomeri ai acidului clorbutiric: 2-clorobutanoic, 3-clorobutanoic și 4-clorobutanoic.

Structura grupării carboxil.

Gruparea carboxil combină două grupe funcționale - carbonil și hidroxil, influențându-se reciproc

Proprietățile acide ale acizilor carboxilici se datoreazăschimbarea densității electronilor la oxigenul carbonil și polarizarea suplimentară (comparativă cu alcoolii) rezultată a legăturii О–Н. Într-o soluție apoasă, acizii carboxilici se disociază în ioni:

Solubilitatea în apă și punctele mari de fierbere ale acizilor se datorează formării legături intermoleculare de hidrogen. Pe măsură ce greutatea moleculară crește, solubilitatea acizilor în apă scade.

DERIVAȚI AI ACIDULUI CARBOXY– în ele, grupa hidroxo este înlocuită cu alte grupări. Toți formează acizi carboxilici la hidroliză.

	Esteri	Halogenuri acide	Anhidride

OBȚINEREA ACIZILOR CARBOXICI.

1. Oxidarea alcoolilorîn condiții dure - cu o soluție de permanganat de potasiu sau dicromat în mediu acid la încălzire.
2.Oxidarea aldehidelor: o soluție de permanganat sau dicromat de potasiu într-un mediu acid când este încălzit, o reacție în oglindă de argint, hidroxid de cupru când este încălzit.
3. Hidroliza alcalină a triclorurilor:	R-CCl 3 + 3NaOH  + 3NaCl substanță instabilă  RCOOH + H2O
4. Hidroliza esterilor.	R-COOR 1 + KOH  RCOOK + R 1 OH RCOOK + HCl  R-COOH + KCl
5. Hidroliza nitrililor, anhidridelor, sărurilor.	1) nitril: R-CN + 2H 2 O - (H +)  RCOOH 2) anhidridă: (R-COO) 2 O + H 2 O  2RCOOH 3) sare de sodiu: R-COONa + HClR-COOH + NaCl
6. Interacțiunea reactivului Grignard cuASA DE 2 :	R-MgBr + CO 2  R-COO-MgBr R-COO-MgBr -(+H2O) R-COOH +Mg(OH)Br
7. Acid formic a primi încălzirea monoxidului de carbon (II) cu hidroxid de sodiu sub presiune:	NaOH + CO –(200 o C,p) HCOONa 2HCOONa + H 2 SO 4  2HCOOH + Na 2 SO 4
8. Acid acetic a primi oxidarea catalitică a butanului:	2C 4 H 10 + 5O 2  4CH 3 -COOH + 2H 2 O
9. A primi acid benzoic poate fi folosit oxidarea omologilor benzenului monosubstituit soluție acidă de permanganat de potasiu:	5C 6 H 5 –CH 3 +6KMnO 4 +9H 2 SO 4 5C 6 H 5 -COOH + 3K 2 SO 4 + MnSO 4 + 14H 2 O

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE ACIZILOR CARBOXICI.

Clasificare

a) După bazicitate (adică numărul de grupări carboxil dintr-o moleculă):

RCOOH monobazic (monocarboxilic); de exemplu:

CH3CH2CH2COOH;

Acid propandioic (malonic) HOOS-CH2-COOH

Tribazic (tricarboxilic) R (COOH) 3 etc.

b) După structura radicalului de hidrocarbură:

Alifatic

limită; de exemplu: CH3CH2COOH;

nesaturat; de exemplu: CH 2 \u003d CHCOOH acid propenoic (acrilic).

Aliciclic, de exemplu:

Aromatic, de exemplu:

Limitați acizii monocarboxilici

(acizi carboxilici saturați monobazici) - acizi carboxilici în care un radical de hidrocarbură saturată este conectat la o grupă carboxil -COOH. Toate au formula generală C n H 2n+1 COOH (n ≥ 0); sau CnH 2n O 2 (n≥1)

Nomenclatură

Denumirile sistematice ale acizilor carboxilici saturați monobazici sunt date de numele alcanului corespunzător cu adăugarea sufixului -ovaya și a cuvântului acid.

1. HCOOH acid metan (formic).

2. CH 3 COOH acid etanoic (acetic).

3. CH3CH2COOH acid propanoic (propionic).

izomerie

Se manifestă izomeria scheletului în radicalul hidrocarburic, începând cu acidul butanoic, care are doi izomeri:

Izomerismul interclaselor se manifestă, începând cu acidul acetic:

acid acetic CH3-COOH;

formiat de metil H-COO-CH3 (ester metilic al acidului formic);

HO-CH2-COH hidroxietanal (aldehidă hidroxiacetică);

HO-CHO-CH2 hidroxietilen oxid.

serie omoloagă

Nume banal	nume IUPAC
Acid formic	Acidul metanoic
Acid acetic	Acidul etanoic
acid propionic	acid propanoic
Acid butiric	Acid butanoic
Acid valeric	Acid pentaoic
Acid caproic	Acid hexanoic
Acid enantic	Acid heptanoic
Acid caprilic	Acid octanoic
Acid pelargonic	Acid nonanoic
acid capric	Acid decanoic
Acid undecilic	acid undecanoic
Acid palmitic	Acid hexadecanic
Acid stearic	Acid octadecanic

Reziduuri acide și radicali acizi

	reziduu acid	radical acid (acil)
UNSD formic	NSOO- format
CH3COOH acetic	CH 3 SOO- acetat
CH3CH2COOH propionic	CH 3 CH 2 COO- propionat
CH3(CH2)2COOH uleios	CH 3 (CH 2) 2 COO- butirat
CH3(CH2)3COOH valeriană	CH 3 (CH 2) 3 COO- valeriat
CH3(CH2)4COOH capron	CH 3 (CH 2) 4 COO- capronat

Structura electronică a moleculelor de acid carboxilic

Deplasarea densității electronilor prezentată în formulă către atomul de oxigen carbonil determină o polarizare puternică a legăturii OH, în urma căreia se facilitează desprinderea atomului de hidrogen sub formă de proton - în soluții apoase, procesul de apare disocierea acidului:

RCOOH ↔ RCOO - + H +

În ionul carboxilat (RCOO -), are loc p, conjugarea π a perechii de electroni singure a atomului de oxigen al grupării hidroxil cu norii p care formează o legătură π, ca urmare, legătura π este delocalizată iar sarcina negativă este distribuită uniform între cei doi atomi de oxigen:

În acest sens, pentru acizii carboxilici, spre deosebire de aldehide, reacțiile de adiție nu sunt caracteristice.

Proprietăți fizice

Punctele de fierbere ale acizilor sunt mult mai mari decât punctele de fierbere ale alcoolilor și aldehidelor cu același număr de atomi de carbon, ceea ce se explică prin formarea unor asociații ciclice și liniare între moleculele de acid datorită legăturilor de hidrogen:

Proprietăți chimice

I. Proprietăţi acide

Forța acizilor scade în seria:

HCOOH → CH 3 COOH → C 2 H 6 COOH → ...

1. Reacții de neutralizare

CH 3 COOH + KOH → CH 3 COOK + n 2 O

2. Reacții cu oxizi bazici

2HCOOH + CaO → (HCOO)2Ca + H2O

3. Reacții cu metale

2CH 3 CH 2 COOH + 2Na → 2CH 3 CH 2 COONa + H 2

4. Reacții cu sărurile acizilor mai slabi (inclusiv carbonați și bicarbonați)

2CH 3 COOH + Na 2 CO 3 → 2CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O

2HCOOH + Mg(HCO3)2 → (HCOO)2 Mg + 2CO2 + 2H2O

(HCOOH + HCO 3 - → HCOO - + CO2 + H2O)

5. Reacții cu amoniacul

CH 3 COOH + NH 3 → CH 3 COONH 4

II. - substituție grupării OH

1. Interacțiunea cu alcooli (reacții de esterificare)

2. Interacțiunea cu NH3 la încălzire (se formează amide acide)

Amide acide hidrolizat pentru a forma acizi:

sau sărurile lor:

3. Formarea halogenurilor acide

Clorurile acide sunt de cea mai mare importanță. Reactivi de clorurare - PCl 3 , PCl 5 , clorură de tionil SOCl 2 .

4. Formarea anhidridelor acide (deshidratare intermoleculară)

Anhidridele acide se formează și prin interacțiunea clorurilor acide cu sărurile anhidre ale acizilor carboxilici; în acest caz se pot obține anhidride mixte de diverși acizi; de exemplu:

III. Reacții de substituție a atomilor de hidrogen la atomul de carbon α

Caracteristicile structurii și proprietățile acidului formic

Structura moleculei

Molecula de acid formic, spre deosebire de alți acizi carboxilici, conține o grupare aldehidă în structura sa.

Proprietăți chimice

Acidul formic intră în reacții caracteristice atât acizilor cât și aldehidelor. Prezentând proprietățile unei aldehide, se oxidează ușor la acid carbonic:

În special, HCOOH este oxidat cu o soluție de amoniac de Ag 2 O și hidroxid de cupru (II) Сu (OH) 2, adică dă reacții calitative la gruparea aldehidă:

Când este încălzit cu H2SO4 concentrat, acidul formic se descompune în monoxid de carbon (II) și apă:

Acidul formic este vizibil mai puternic decât alți acizi alifatici, deoarece gruparea carboxil din el este legată de un atom de hidrogen și nu de un radical alchil donator de electroni.

Metode de obținere a acizilor monocarboxilici saturați

1. Oxidarea alcoolilor si aldehidelor

Schema generală de oxidare a alcoolilor și aldehidelor:

KMnO4, K2Cr2O7, HNO3 şi alţi reactivi sunt utilizaţi ca oxidanţi.

De exemplu:

5C 2 H 5 OH + 4KMnO 4 + 6H 2 S0 4 → 5CH 3 COOH + 2K 2 SO 4 + 4MnSO 4 + 11H 2 O

2. Hidroliza esterilor

3. Scindarea oxidativă a legăturilor duble și triple în alchene și alchine

Metode de obținere a HCOOH (specifice)

1. Interacțiunea monoxidului de carbon (II) cu hidroxidul de sodiu

CO + NaOH → HCOONa formiat de sodiu

2HCOONa + H2SO4 → 2HCOOH + Na2SO4

2. Decarboxilarea acidului oxalic

Metode de obținere a CH3COOH (specific)

1. Oxidarea catalitică a butanului

2. Sinteză din acetilenă

3. Carbonilarea catalitică a metanolului

4. Fermentarea etanolului cu acid acetic

Așa se obține acidul acetic alimentar.

Obținerea acizilor carboxilici mai mari

Hidroliza grăsimilor naturale

Acizi monocarboxilici nesaturați

Reprezentanți cheie

Formula generală a acizilor alchenoici: C n H 2n-1 COOH (n ≥ 2)

CH 2 \u003d CH-COOH acid propenoic (acrilic).

Acizi nesaturați mai mari

Radicalii acestor acizi fac parte din uleiurile vegetale.

C17H33COOH - acid oleic, sau cis-acid octadien-9-oic

Transă-izomerul acidului oleic se numeste acid elaidic.

C 17 H 31 COOH - acid linoleic, sau cis, cis-acid octadien-9,12-oic

C 17 H 29 COOH - acid linolenic, sau cis, cis, cis-acid octadecatrien-9,12,15-oic

Pe lângă proprietățile generale ale acizilor carboxilici, acizii nesaturați sunt caracterizați prin reacții de adiție la legături multiple în radicalul hidrocarbură. Deci, acizii nesaturați, precum alchenele, sunt hidrogenați și decolorează apa cu brom, de exemplu:

Reprezentanți individuali ai acizilor dicarboxilici

Acizi dicarboxilici limitatori HOOC-R-COOH

HOOC-CH 2 -COOH acid propandioic (malonic), (săruri și esteri - malonați)

Acid HOOC-(CH 2) 2 -COOH butadiic (succinic), (săruri și esteri - succinați)

HOOC-(CH 2) 3 -COOH acid pentadiic (glutaric), (săruri și esteri - glutorați)

HOOC-(CH 2) 4 -COOH acid hexadioic (adipic), (săruri și esteri - adipinați)

Caracteristicile proprietăților chimice

Acizii dicarboxilici sunt în multe privințe similari cu acizii monocarboxilici, dar sunt mai puternici. De exemplu, acidul oxalic este de aproape 200 de ori mai puternic decât acidul acetic.

Acizii dicarboxilici se comportă ca acizii dibazici și formează două serii de săruri - acide și medii:

HOOC-COOH + NaOH → HOOC-COONa + H2O

HOOC-COOH + 2NaOH → NaOOC-COONa + 2H2O

Când sunt încălziți, acizii oxalic și malonic sunt ușor decarboxilați: