5.2. Строение карбоксильной группы

О ^б- О

// //

R–C<===>R–C+ Н⁺

\ \

О – Н ^{б +} О^–

Карбоновая кислотаКарбоксилат - анион

Атомы углерода и кислорода в группе >C=Oнаходятся в состоянии гибридизации

sp², электронная плотность смещена в сторону атома кислорода. Электронная плотность атома кислорода в гидроксильной группе ( неподеленные пары электронов) смещаются в сторону атома углерода, возникает сопряжение, электронная плотность на атоме кислорода в группе –О - Н снижается, увеличивается поляризация связи между атомами кислорода и водорода. На атоме водорода появляется заряд б+ и создаются условия для диссоциации. При удалении протона образуется анион кислоты – карбоксилат анион. В анионе происходит выравнивание длин связей, возникает равномерное распределение электронной плотности между тремя атомами .

O

/

R—C(-)

\

O

. Низшие карбоновые кислоты в водном растворе меняют окраску индикатора и эти кислоты сильнее угольной кислоты.Данное сравнение весьма важно для понимания биохимических процессов в организме. В крови в условиях слабо щелочной среды кислоты присутствуют в виде натриевых солей, а в тканях в результате обмена веществ непрерывно образуется углекислый газ, который соединяется с водой и образует угольную кислоту.

Н₂ О + СО₂ = Н₂ СО₃

Если бы угольная кислота была сильнее органических кислот, она бы вытесняла их из солей и этим нарушала бы кислотно-основное состояние крови( значение рН крови = 7,4 )

Донорные заместители в радикале кислоты , как известно, снижают кислотные свойства, а акцепторные заместители - увеличивают. Это правило сохраняет свою справедливость и для карбоновых кислот.

В гомологическом ряду кислотные свойства убывают. В таблице 1 представлены два различных гомологических ряда: насыщенные кислоты- муравьиная, уксусная, пропионовая и дикарбоновые- щавелевая, малоновая, янтарная. Сравните их кислотные свойства и увидите, что в гомологическом ряду они убывают.

Непредельные кислоты сильнее насыщенных ( акриловая и пропионовая). Ароматическая бензойная кислота кислоты сильнее алифатической уксусной .

Также дикарбоновые кислоты по первой ступени диссоциации, содержащие до 3 атомов углерода, сильнее муравьиной, а до 5- сильнее уксусной. При более длинной цепи влияние групп становится незаметным.

Сравните величины рК_анекоторых карбоновых кислот( таблица 1) :

5.2.1. Значение величин рКа некоторых карбоновых кислот :

Таблица1

Кислота( название, формула)	Значение рК а	Кислота( название, формула)	Значение рК а
НСООН муравьиная	3, 77	СН =СН-СООН пропеновая ( акриловая)	4,25
СН3СООН уксусная	4, 76	С 6Н5СООН бензойная	4, 17
СН 3СН2СООН пропионовая	4, 88	НООС-СООН щавелевая	1, 23
СН2FСООН фторуксусная	2, 66	НООС-СН2-СООН малоновая	2, 83
СН2С1СООН хлоруксусная	2, 86	НООС-СН2-СН2-СООН янтарная	4, 21
СН3СН(ОН)СООН молочная	3.97	СН3-СН=СН-СООН кротоновая	4,70