Сделай Сам Свою Работу на 5

Электронное строение карбоксильной группы





 
 

 

 


d – дробный заряд в единицах заряда электрона.

В силу сдвига электронной пары с ростом d+ ослабляется связь -О-Н, повышается подвижность атома водорода гидроксильной группы и сила кислоты (ее константа электролитической диссоциации, которую часто называют константой кислотности Ка).

Ка(НСООН) = 1,77 × 10-4;

Ка(СН3СООН) = 1,8 × 10-5;

Ка(СН3СН2СООН) = 1,34 × 10-5;

Ка(СН3(СН2)2СООН) = 1,52 × 10-5.

Таким образом, величина d+ на карбоксильном углероде имеет тенденцию к снижению по мере возрастания длины углеводородного радикала в результате влияния положительного индуктивного эффекта алкильного радикала.

Предельные карбоновые кислоты

Номенклатура предельных карбоновых кислот.По номенклатуре ИЮПАК:

1. Карбоксильная группа обозначается суффиксом «-овая».

2. Атом углерода карбоксильной группы включают в основную цепь и с него начинается нумерация.

 
 

 

 


Изомерия одноосновных предельных карбоновых кислот.Для карбоновых кислот возможны все виды изомерии. Кислоты С1 – С3 не имеют изомеров по строению углеродного радикала. Изомерия по положению карбоксильной группы невозможна для моно- и дикарбоновых кислот. Для всех кислот, кроме муравьиной, характерна изомерия по функциональной группе (межклассовым изомером являются сложные эфиры).



Физические свойства кислот

Рассмотрим некоторые физические свойства ряда СnH2n+1COOH. Низшие представители – подвижные жидкости (обычные условия). Далее, начиная с С5 – маслянистые жидкости, высшие кислоты – твердые вещества
(с С16 – пальмитиновая или гексадекановая). Простейшие представители (НСООН, СН3СООН) хорошо растворимы в воде, смешиваются с ней в любых отношениях, высшие в Н2О не растворяются, первые члены гомологического ряда – обладают резким запахом. Молекулы кислот образуют ассоциаты за счет Н-связей, которые более прочны, чем у спиртов.

 

Физические свойства ряда одноосновных кислот приведены ниже (таблица 10).

Таблица 10

Физические свойства ряда одноосновных карбоновых кислот

  Формула Название   Тпл, °С   Ткип, °С   Ка
по систематической номенклатуре по тривиальной номенклатуре
Н-СООН метановая муравьиная 8,4 100,7 1,77 × 10-4
СН3-СООН этановая уксусная 16,6 118,1 1,76 × 10-5
СН3СН2-СООН пропановая пропионовая -22,0 141,1 1,34 × 10-5
СН3СН2СН2-СООН бутановая масляная -7,9 163,5 1,54 × 10-5
      2-метилпропановая   масляная   -47   154,4   1,44 × 10-5
СН3СН2СН2СН2-СООН пентановая валериановая -59 187,0 1,51 × 10-5
      3-метилбутановая   валериановая   -37,6   176,7   1,70 × 10-5

Получение карбоновых кислот



Основные методы следующие.

1. Окисление первичных спиртов.

1-я стадия – образование альдегидов.

СН3СН2ОН 3СНО

2-я стадия – получение целевого продукта.

3СНО 3СООН

2. Гидролиз нитрилов.

RCºN + 2HOH ® RCOOH + NH3

3. Оксосинтез из непредельных углеводородов.

СН3-СН=СН2 + СО + Н2О 3СН2СН2СООН

В процессе оксосинтеза чаще всего молекулы получающихся продуктов содержат на один атом углерода больше, чем исходных веществ.

Химические свойства карбоновых кислот

1. Реакции с участиием водорода карбоксильной группы.

1.1. Некоторые кислоты существенно диссоциируют с отщеплением катиона Н+.

НСООН НСОО- + Н+

Как отмечалось ранее, для карбоновых кислот характерны относительно высокие константы диссоциации. Для муравьиной кислоты имеем:

,

откуда

НСОО- - формиат-ион; СН3СОО- - ацетат-ион.

1.2. Взаимодействие с металлами

2RCOOH + Mg ® (RCOO)2 × Mg + H2

1.3. Взаимодействие со щелочами.

RCOOH + NaOH ® RCOONa + H2O

1.4. Взаимодействие с основными оксидами.

2СН3СООН + MgO ® (СН3СОО)2Mg + Н2О

1.5. Взаимодействие с солями более слабых (близких по силе) кислот.



2СН3СООН + Na2CO3 ® 2СН3СООNa + H2CO3

2. Реакции с участием карбоксильной группы.

2.1. Реакции с галогенидами фосфора.

 

 

2.2. Реакции с аммиаком. При смешивании кислоты и аммиака вначале образуется соль аммония, которую затем подвергают сухой перегонке:

 

 
 

 

 


Частный случай.

 
 

 

 


2.3. Реакции со спиртами

 

2.4. Димеризация с образованием ангидридов кислот.

 
 

 


Частный случай:

 

 

3. Реакции с участием водорода a-углеродного атома.

3.1. Галогенирование.

Хлорирование, как частный случай галогенирования.

 


4. Реакции окисления.

НСООН + [O] ® HO-COOH ® H2O + CO2­

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.