Гомологічний ряд насичених одноосновних кислот

Номенклатура. Назви карбонових кислот за замісниковою номенклатурою будують з назви відповідного алкану з додаванням закінчення -ова і слова «кислота». Якщо вуглецевий ланцюг розгалужений, то па початку назви кислоти записують замісник, зазначаючи його положення в ланцюгу. Нумерацію атомів вуглецю в ланцюгу починають з вуглецю карбоксильної групи. Приклади:

­2 4 Диметрилпентанова 3 4 4 5 Тетраметилгексанова

(2 4 диметилвалеріанова (3 4 4 5 тетраметилкапронова

кислота) кислота)
Для деяких членів гомологічного ряду насичених карбонових кислот застосовують тривіальні назви. В табл. 26.1 наведено формули деяких насичених одноосновних кислот і їх назви за замісниковою номенклатурою та тривіальні назви.

Таблиця 26.1 Деякі насичені одноосновні кислоти

Iзомери. Починаючи з бутанової кислоти С3Н7СООН, члени гомологічного ряду насичених одноосновних кислот мають ізомери, їх ізомерія зумовлена розгалуженістю вуглецевого ланцюга вуглеводневих радикалів. Так, бутанова кислота має такі два ізомери (у дужках дано тривіальну назву):

Бутанова(масляна)кислота 2-Метилпропанова(ізомасляна)кислота

Властивості насичених одноосновиих кислот. Кислоти гомологічного ряду з нормальною будовою від мурашинної до С₈Н_І7СООН за звичайних умов – безбарвні рідини, що мають різкий запах. Вищі члени ряду, починаючи з С₉Н₁₉СООН,- тверді речовини. Мурашина, оптова і проліонова кислоти добре розчиняються в воді в будь-яких співвідношеннях. Інші рідкі кислоти обмежено розчиняються у воді. Тверді кислоти у воді практично нерозчинні.

Особливості хімічних властивостей карбонових кислот зумовлені сильними взаємним впливом карбонільної С=0 і гідроксильної ОН-груп. У карбоксильній групі зв'язок між вуглецем й карбонільним киснем сильнополярний. Проте позитивний заряд на атомі вуглецю частково зменшується внаслідок притягання електронів атома кисню гідроксильної групи. Тому в карбонових кислотах карбонільний вуглець менш схильний до взаємодії з нуклеофільними частинками, ніж в альдегідах і кетонах. З іншого боку, під впливом карбонільної групи підсилюється полярність зв'язку О-Н за рахунок зміщення електронної густини від кисню до атома вуглецю. Всі зазначені особливості карбоксильної групи можна проілюструвати такою схемою:

Розглянутий характер електронної будови карбоксильної групи зумовлює відносну легкість відщеплення атома водню цієї групи. Тому у карбонових кислот добре виявленні кислотні властивості. У безводному стані і особливо у водних розчинах карбонові кислоти дисоціюють на іони:

СН₃ - СН₂ - СООН ↔ СН₃ - СН₂ – СOO^- + H⁺.

Кислотний характер розчинів карбонових кислот можна встановити за допомогою індикаторів. Карбонові кислоти є слабкими електролітами, причому сила карбонових кислот зменшується зі збільшенням молекулярної маси кислоти.

Для насичених одноосновних кислот найбільш характерні реакції, зумовлені кислотними властивостями, а також реакції заміщення гидроксильної групи.

1. Взаємодія з металами. Карбонові кислоти реагують з деякими металами з утворенням солей і водню, наприклад: 2СH₃СООН + Мg → Мg(СНзСОО)₂ + Н₂

2.Взаємодія з основними оксидами і основами. Як усі кислоти, карбоксильні сполуки реагують з основними оксидами і основами, наприклад:

2С₂Н₅СООН + МgО → Мg(С₂Н₅СОО)₂ + Н₂0;

С₂Н,СООН + КОН → С₂Н₅СООК + Н₂0
з водним розчином аміаку, який виявляє властивості основ, карбонові кислоти також утворюють солі: С₂Н₅СООН + КН₃→ С₂Н₅СООNH₄,.

3.Взаємодія зі спиртами. Карбонові кислоти реагують зі спиртами при наявності сильних неорганічних кислот. Від молекули кислоти відщеплюється група ОН, від молекули спирту - атом Н, в результаті утворюються складні ефіри:

Метилпропіонат

4.Взаємодія з галогенідами фосфору і сірки. Галогеніди фосфору (РBr₃, РСІ₃) і сірки (SОС1₂) взаємодіють з карбоновими кислотами, утворюючи хлорангідриди кислот, наприклад:

5.Взаємодія з водовідбірними агентами. Під дією сильних водовідбірних речовин, наприклад Р₂0₃ на карбонові кислоти утворюються ангідриди кислот:

Пропіоновий антідрид

6.Взаємодія з галогенами. Як і в альдегідах, хлор і бром можуть заміщувати атом водню біля другого вуглецевого атома з утворенням галогенозаміщених кислот, наприклад:

7.Відновлення і каталітичне гідрування. Відновлюючи карбонові кислоти, можна добути альдегіди і первинні спирти, наприклад:

Відновлення кислот відбувається дуже важко.

Добування насиченнх одноосновних кислот. Основні методи добування карбонових кислот такі.

1.Окислення первинних спиртів і альдегідів. Спирти і альдегіди окислюються досить легко, наприклад:

O

║

С₂H₅-C+[O]→C₂H₅COOH

│

H

Під час окислення кетонів, вторинних і третинних спиртів у жорстких умовах (сильні окислювачі, нагрівання) відбувається розщеплення вуглецевого ланцюга молекул і утворюється, як правило, суміш карбонових кислот. Наприклад, окислюючи ацетон, можна добути суміш мурашиної і оцтової кислот.

2.Окислення алканів. Суміш нижчих алканів (бутан-октан) окислюється при наявності каталізаторів переважно до оцтової кислоти. Алкани, що містять 9-20 вуглецевих атомів, окислюються до вищих кислот.

3.Гідроліз нітрилів. Нітрили - сполуки типу R— С=N. Під час нагрівання нітрилів з водою, в яку добавлено неорганічні кислоти, утворюються карбонові кислоти, наприклад:

Ацетонiтрил

4.Карбонілування алкенів. Кислоти, починаючи з пропіонової. можна добути приєднанням оксиду вуглецю (II) і води до алкенів. Каталізатором реакції є фосфорна кислота, процес відбувається при температурі 300-350°С і тиску 20-30 МПа. Наприклад:

2 Метилпропен 2,2 – Диметилпропанова кислота

Читайте також:

1. Альдегід Реактив Толенса Кислота
2. Білки – це високомолекулярні органічні біополімери, мономерами яких є амінокислоти.
3. БІОСИНТЕЗ АМІНОКИСЛОТ
4. БІОСИНТЕЗ ЖИРНИХ КИСЛОТ
5. Біотехнологічне виробництво незамінних амінокислот
6. Визначення золи, нерозчинної у хлороводневій кислоті
7. Визначення реакції продуктів, кислотності і лужності.
8. Винна кислота
9. Властивості оксокислот хлора
10. Вміст незамінних амінокислот у їжі
11. Вуглекислотні вогнегасники ВВ-2 та ВВ-5
12. Вуглекислотні Огнегасники ВВ-2 та ВВ-5

Переглядів: 5352