Органическая химия. Лекция 12

Карбоновые кислоты – производные углеводородов, содержащие карбоксильную группу –COOH
1. Структура

28.03.2011

Нижник Я.П.

2. Номенклатура

α-метилмасляная кислота
2-метилмасляная кислота
2-метилбутановая кислота

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

Названия солям обычно дают, используя тривиальные названия:
HCOONH4 – формиат аммония
CH3COONa –

бензойная фталевая терефталевая никотиновая
кислота кислота кислота кислота

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

3. Изомерия
3.1. Структурная изомерия
3.1.1. Изомерия углеродного скелета
3.1.2. Межклассовая изомерия

бутановая кислота

 
3.1.3. Пространственная изомерия

(R)-2-метилмасляная кислота (S)-2-метилмасляная кислота

цис-бутеновая кислота транс-бутеновая кислота

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

4. Физические и биологические свойства

Низшие жирные кислоты представляют собой легкоподвижные жидкости,

Рис. 2. Температуры кипения в гомологическом ряду карбоновых кислот, альдегидов и

Почему же температуры кипения кислот больше, чем соответствующих спиртов?

F.J.Strieter, D.H.Templeton,

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

Первые челны гомологического ряда карбоновых кислот обладают резким запахом,

5. Химические свойства
5.1. Кислотные свойства

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

K = 2.14·10-4 K = 1.75·10-5

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

уксусная кислота ацетат цинка

уксусная кислота оксид меди(II) ацетат меди(II)

28.03.2011

Нижник Я.П.

5.2. Нуклеофильное ацильное замещение

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

5.2.1. Образование сложных эфиров – этерификация по Фишеру.

уксусная кислота этиловый

Механизм реакции этерификации

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

Переэтерификация

Гидролиз сложных эфиров под действием щелочи

Механизм

5.2.2. Образование галогенангидридов

Атомы галогена в галогенангидридах могут легко замещаются при действии

5.3. Реакция Геля-Фольгарда-Зелинского

пропионовая кислота 2-хлорпропионовая кислота

2-гидроксипропионовая 2-хлорпропионовая 2-аминопропионовая
кислота кислота

5.4. Декарбоксилирование

ацетат натрия метан

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

Если при декарбоксилировании происходит ещё и окисление кислоты, то такое декарбоксилирование

5.4.2. Реакция Кольбе

анод катод

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

5.4.3. α-Окисление

Процесс идёт в пероксисомах. При нарушении этого процесса развивается синдром

5.5. Окисление и восстановление карбоновых кислот
Все карбоновые кислоты горят с образованием

Карбоксильная группа восстанавливается с большим трудом. Для того чтобы восстановить карбоновую

6. Получение карбоновых кислот
6.1. Из природных источников
6.2. Окисление углеводородов

Уксусная кислота, СН3СООН,

6.3. Гидролиз производных карбоновых кислот

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

6.4. Вытеснение из солей сильными кислотами

Муравьиная кислота, HCOOH, жидкость с резким

6.5. Окисление альдегидов и спиртов

первичный спирт альдегид карбоновая кислота

28.03.2011

Нижник Я.П.

ПРОИЗВОДНЫЕ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
1. Галогеноангидриды

ацетилхлорид ацетат натрия ангидрид уксусной кислоты

ацетилхлорид уксусная кислота

28.03.2011

Нижник

ацетилхлорид этилацетат

ацетилхлорид ацетамид

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

2. Ангидриды
Ангидриды – это соединения, образующиеся при отщеплении воды от кислот.
(an

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

3. Сложные эфиры

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

Сложноэфирная конденсация Кляйзена

этилацетат этилацетат этилацетоацетат этанол
(ацетоуксусный эфир)

Ацетоуксусный эфир является сырьём

Полимерные сложные эфиры

Полиэтилентерефталат - синтетический полимер, продукт поликонденсации этиленгликоля с терефталевой

4. Амиды

Ацетамид (этанамид)

Белки и пептиды также являются амидами, в которых амидная

Химические свойства амидов

Гидролиз

In vivo пептидные связи очень легко гидролизуются под действием

Получение амидов

уксусный ангидрид анилин N-ацетиланилин уксусная кислота
(ацетанилид)

Ацетанилид (антифебрин), С6Н5NНСОСН3, Бесцветные

уксусная кислота ацетат аммония ацетамид

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru

Лактамы
Циклические амиды называются лактамами.
Обычно они легко образуются при нагревании γ- и

Полимерные амиды – полиамиды.
Синтетические полиамиды отличаются высокой механической прочностью, износостойкостью, химической

найлон – получают сплавлением (180-300oC, Карозерс) адипиновой кислоты и гексаметилендиамина

Найлон “nylon”

Конденсация хлорангидрида терефталевой кислоты с п-фенилендиамином приводит к кевлару:

Прочность кевлара в

Прочие производные

ацетилхлорид гидразин гидразид уксусной кислоты

ацетилхлорид гидроксиламин гидроксамовая кислота

ацетилхлорид мочевина уреид

Тиопроизводные карбоновых кислот

In vivo ацилирование происходит с помощью производного – ацил-КоА,

Структура Коэнзима А

28.03.2011

Нижник Я.П. http://norgchem.professorjournal.ru