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