9.3 Карбоновые кислоты Карбоновые кислоты алифатического ряда Общая характеристика

Кислотный характер карбоновых кислот ярко выражен, так как электроотрицательный кислород карбонильной группы смещает π - электронную плотность таким образом, что на углеродном атоме карбонила появляется заряд +δ . Это вызывает смещение неподеленной пары электронов атома кислорода гидроксильной группы в сторону атома С, что в свою очередь, приводит к перемещению электронной плотности связи О – Н в сторону кислорода. В результате этого облегчается отрыв атома водорода в виде протона – происходит процесс кислотной диссоциации:

Рентгеноструктурные исследования показали, что в карбоксилат анионе оба кислорода равноценны, электронная плотность в нем распределена равномерно. Схематически это можно представить так:

Сравним константы диссоциации различных кислот:

	Константа диссоциации
Муравьиная		2,14 х 10-4
Уксусная		1,76 х 10-5
Пропановая		1,33 х 10 -5
Угольная		4,4 х 10 -7
Фосфорная		7,6 х 10 -3
Спирт		~10-18

Из таблицы видно, что:

1) органические карбоновые кислоты слабее минеральной Н₃Р0₄ , но сильнее угольной Н₂СОз. Их кислотные свойства выражены сильнее, чем у спирта;

2) электронодонорные группы (-СН₃ и др.) уменьшают кислотность, так как про­являют +I эф, уменьшая частичный положительный заряд +δ на угле­роде, подвижность водорода также уменьшается.

Рассмотрим влияние электроноакцепторных групп:

+δ₄ >+δ₃ > +δ₂ > +δ₁

Галогены - электроноакцепторные атомы, оттягивая электроны, увеличивают частичный положительный заряд +δ на углероде и, следовательно, подвижность атома_водорода увеличивается.

Основные химические реакции

Характерная особенность карбоновых кислот - способность образовывать со спиртами в присутствии минеральных кислот сложные эфиры - реакция этерификации.

Отметим, что с помощью меченых атомов было показано, что вода образуется за счет водорода спирта и гидроксила кислоты:

О¹⁸ - тяжелый изотоп кислорода

Замещение гидроксильных групп в карбоновых кислотах приводит к образованию галогенангидридов, обладающих высокой реакционной способностью:

Атом галогена, свя­занный с группой –С=О, чрезвычайно подвижен и легко вступает в реакции обмена. Это происходит при взаимодействии галогенангидридов с соединениями, содержащи­ми атом металла или активный (подвижный) водород. Такие реакции называются ацилированием, так как они позволяют ввести в молекулы многих веществ ацильный радикал. Например: