VII. Органические кислоты

.. ..

O : O :

R – C .. R – C ..

О : О :

¨ ¨

1. Примеры органических кислот

Муравьиная	О НС ОН
Уксусная	О Н3С – С ОН
Молочная	О Н3С – СН – С | ОН ОН
Щавелевая	О О С – С НО ОН
Янтарная	О О С – (СН2)2 – С НО ОН
Бензоль(й)ная	О С | ОН
Салициловая (2-гидрокси бензоль(й)ная)	СООН | ОН
Винная	НО – СН – СООН | НО – СН – СООН
Лимонная (2-гидрокси-1,2,3-пропантрикарбоновая кислота)	Н2С – СООН | НО – С – СООН | Н2С – СООН

2. Карбоновые кислоты

Наиболее характерные свойства карбоновых кислот связаны с превращением [СООН] группы в разнообразные функциональные производные COOHall. Все производные способны к реакции гидролиза с образованием кислот.

Получение карбоновых кислот

1. Муравьиная кислота;

Твердый NaOH спекают с СО.

↑p;T O

NaOH + CO HC

ONa

O O

2HC + H₂SO₄ → 2HC + Na₂SO₄

ONa OH

2. Уксусная кислота;

Из уксусного альдегида.

O O

5H₃C – C + 2KMn⁺⁷O₄ + 3H₂SO₄ → 5H₃C – C + 2Mn⁺²SO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

H OH

Mn⁺⁷O₄¯ + 5e + 8H⁺ → Mn²⁺ + 4H₂O 2

2C ¯ ¹ – 2e → 2Cº 5

3. Каталитическое окисление бутана (промышл.);

C₄H₁₀ + 3O₂ → 2H₂C – COOH + 2H₂O

4. Деструктивное окисление алканов и алкенов;

5CH₃ – CH = CH – CH₂ – CH₃ + 8KMnO₄ + 12H₂SO₄ → 5CH₃ – COOH + 5CH₃ – CH₂ – COOH +

+ 8MnSO₄ + 4K₂SO₄ + 12H₂O

5. Окисление первичных спиртов;

[O] O [O] O

R – CH₂OH R – C R – C

H OH

Обычно в роли окислителя участвует KMnO_4.

6. Окисление алкинбензолов (получение ароматических кислот);

KMnO₄ или K₂Cr₂O₇

Ar – R Ar – COOH

7. Гидролиз тригалогенидов;

СH₃ CH₂Cl CHCl₂ CCl₃ COOH

гидролиз

| Cl₂ | Cl₂ | Cl₂ | HOH; tº |

8. Карбоксилирование реактива Гриньяра;

ионы H⁺

CO₂

R

т.е. кислая среда

Hall + Mg → RMgHall R(COO)MgHall R – COOH +

9. Гидролиз нитрилов ( N)

↑T

R – С N + НОН R – COOH + NH₃↑

Реакция идет в присутствии либо кислот, либо щелочи.

Пример нитрила: H – C N (синильная кислота).

Химические свойства

1. Образование солей;

R – COOH + NaOH → R – COONa + H₂O

2. Превращение в функциональные производные;

O^δ¯ O

R – C + NaOH → R – C

O H⁺ ONa

SOCl

O

O R – C + SO₂ + HCl

R

PCl₃

– C Cl

OH H₃PO₄

PCl₅

POCl₃ + HCl

3. Превращение кислоты в ангидриды;

P₂O₅; tº

O O

H₃C – C H₃C – C

OH O

H₃C – C

O

4. Превращение в сложные эфиры;

tº

O O

R¹ – C + R²OH R¹ – C + H₂O

OH OR²

5. Превращение кислот в амиды;

O

tº

O O

R – C + NH₃ → R – C R – C + H₂O

OH ONH₄ NH₂

(амид)

6. Превращение в нитрилы;

P₂O₅; tº

O

R – C R – C N + H₂O

NH₂ (нитрил)

7. Восстановление в спирты;

HOH

4R – COOH + 3Li⁺¹Al⁺³H₄¯ → 4H₂ + 2LiAlO₂ + (R – CH₂O)₄LiAl R – CH₂OH

8. α – галогенирование;

Cl

Cl₂

α O O | O

H₃C – CH – CH₂ – C + Cl₂ H₃C – CH – CH – C H₃C – CH – CH – C

| OH | | OH | | OH

CH₃ CH₃ Cl CH₃ Cl

До полного замещения водорода в α-глеродном атоме

9. Декарбоксилирование натриевых солей;

R – COONa + NaOH → RH + CO₂ + NaOH

Na₂CO₃ (сода)

10. В ароматических кислотах.

За счет электронного перекрывания в кольце, группа СООН ориентирует реакции электрофильного присоединения в метаположение.

COOН COOH

HCO₃ или H₂SO₄

|

NO₂

Пример.

COONa

| + NaOH → Na₂CO₃ + C₆H₆

Особые свойства муравьиной кислоты

1. Разлагается концентрированной серной кислотой;

H₂SO₄ (k)

O

HC CO + H₂O

OH

2. Реакция серебряного зеркала;

NH₃ (p-p); tº

O

HC + Ag₂O 2Ag↓ + H₂O + CO₂

OH

3. Окисление хромом.

HCOOH + Cl₂ → CO₂ + 2HCl

Взаимосвязь карбоновых кислот с другими соединениями