Карбоновые кислоты и их производные Ч.I

Карбоновые кислоты и
их производные Ч.I
Лекция №8
1. Классификация карбоновых кислот
2. Номенклатура карбоновых кислот и их
производных по ОН-группе
3. Физические свойства карбоновых кислот.
Образование водородных связей
4. Протонная теория, или теория кислот и
оснований Бренстеда
5. Методы синтеза карбоновых кислот
1. Классификация карбоновых кислот
O
R C
OH
Карбоксильная группа
R C
OH
O
Карбоновая кислота
1. По количеству карбоксильных групп
одноосновные
двухосновные (дикарбоновые)
HOOC
COOH
гептандиовая кислота,
2. По строению углеводородного радикала
алифатические
COOH
пентановая кислота,
валериановая кислота
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH цис-октадецен-9-овая кислота,
олеиновая кислота
ароматические
2. Номенклатура
O2N
1
COOH

Cl
3-(4-нитрофенил)-2-хлорпропановая кислота
COOH
-хлорфенилпропионовая кислота
Cl
2-chloro-3-(4-nitrophenyl)propanoic acid
O
R C O
ацильная группа
O
R C O
ацилоксигруппа
O
R C O
ацильный атом
кислорода
O
R C O
алкильный атом
кислорода
(эфирный кислород)
2. Номенклатура
Производные карбоновых кислот по ОН-группе
H3C
H3C
O
O
C
O
C
OH уксусная кислота
этановая кислота
O CH3
O
H3C
O
C
Cl
ацетилхлорид
этаноил хлорид
метилацетат
метилэтаноат
O
CH3 CH3
уксусный ангидрид
этановый ангидрид
NH4+CH3COOацетат аммония
этаноат аммония
CH3CH2CN
пропионитрил
этилцианид
пропаннитрил
3. Физические свойства карбоновых кислот.
Образование водородных связей.
Название
Формула
Ткип, °С
формальдегид
CH2O
- 21
метанол
CH3OH
65
муравьиная кислота
HCO2H
101
O ... H O
C R
R C
O H ... O
4. Протонная теория, или теория кислот и
оснований Бренстеда (1923)
•Кислота – донор протона, снование - акцептор протона;
•кислоты и основания существуют только как сопряженные пары;
•протон не существует в растворе в свободном виде,
•в воде протон образует катион оксония.
Йоханнес-Николаус
Брёнстед
22.02.1879 - 17.12.1947
AH
кислота
Ka
+
B
основание
=[A-]
[H3
pKa=-lgKa
A
+
сопряженное
основание
O+]/[AH]
BH
сопряженная
кислота
Количественно кислотность и основность
оценивают, как правило, по отношению к
воде
Мерой кислотности является
константа равновесия,
называемая константой
кислотности (Ka)
Для оценки величин Ka удобно использовать
показатель кислотности
AH
кислота
+
B
A
основание
BH
+
сопряженное
основание
Сила
кислоты
определяется
устойчивостью (стабильностью)
ее сопряженного основания
сопряженная
кислота
В общем, кислота X-H сильнее кислоты Y-H по той причине,
что сопряженное основание (анион) X- стабильней аниона YСН3OH (спирты) < H2O < СН3RCOOH (карбоновые кислоты)
Увеличение кислотности
CH3OH + H2O
H2O + H2O
H3C
H
O
O
+
O
+ H2O
C
OH
Увеличение стабильности
аниона (сопряженного
основания)
H3O
H3O
O
H3C
+
H3C
+
C
O
H3O
5. Методы синтеза карбоновых кислот
№
Наименование
реакции
1
Промышленный
метод
2
Окисление
непредельных
соединений
3
Окисление спиртов
4
Окисление
альдегидов
5
Окисление
алкилбензолов
6
Синтез Гриньяра
7
Гидролиз
нитрилов
Общая схема реакции
Это мы уже знаем!
Методы синтеза карбоновых кислот
8. Малоновый синтез
O
Et
O
O
O
O
Et
диэтиловый эфир
малоновой кислоты
EtONa
EtOH
Et
O
O
O
O
Et
RX
Et
Na
O
O
O
Et
R
натрмалоновый эфир
a) EtONa
б) R'-X
R
O
Et
O
R'
O диалкилмалоновый
эфир
O
Et
H2SO4 aq, t0C
R O
R' C
H OH
замещенная
уксусная кислота
OH OH
1600C
-CO2
O
O
R'
R