Предельные одноосновные кислоты

В карбоновых кислотах имеется три реакционных центра:

1. Образование солей.

Обладая выраженным кислым характером карбоновые кислоты легко образуют соли при действии металлов, гидроксидов металлов, карбонатов металлов, аммиака или аминов.

а) с металлами.

2 RCOOH + Са® (RCOO)₂Ca + Н₂­

б) сощелочами.

RCH₂COOH + NaOH ® RCH₂COONa + Н₂O

в) скарбонатами Me (H₂CO₃< RCH₂COOH)

RCH₂COOH + Na₂CO₃® RCH₂COONa + CO₂ + Н₂O

г) саммиаком

RCH₂COOH + NH₃ (20°С) ® RCH₂COONH₄

2. Реакция этерификации (образование сложных эфиров).

3. Образование галогенангидридов (замена ОН на Х)

4. Образование ангидридов кислот.

а) дегидратация кислот

Этот способ применим не для всех кислот. Так получают, например, уксусный ангидрид.

б) взаимодействие солей кислот с их галогенангидридами (этот способ более универсален).

5. Взаимодействие с аммиаком, аминами (образование амидов).

    При 20°С образуются аммонийные соли, которые при нагревании превращаются в амиды.

6. Декарбоксилирование.

Способность к отщеплению диоксида углерода обнаруживают и карбоновые кислоты, и карбоксилат-ионы. При термическом декарбоксилировании карбоновой кислоты образуется соответствующий углеводород.

Низшие алифатические кислоты, в том числе уксусная, подвергается декарбоксилированию при сплавлении с твердым гидроксидом натрия.

Алифатические и ароматические карбоновые кислоты отщепляют диоксид углерода в присутствии различных катализаторов, содержащих медь.

Электролиз солей карбоновых кислот также протекает с отщеплением диоксида углерода и известен как реакция Кольбе. В этой реакции наблюдается димеризация углеводородного фрагмента (реакция не имеет широкого препаратного значения).

Соли карбоновых кислот с сильно электроноакцепторной группой (CN, NO₂, C=O и т.п.) в α-положении легко декарбоксилируются при нагревании без добавления катализаторов.

7. Галогенирование кислот (замещение - Н на Х). Реакция Геля-Фольгарда-Зелинского.

Водородные атомы углеводородных радикалов в кислотах по реакционной способности подобны атомам Н в алканах. Исключение составляют атомы Н, находящиеся у α-углеродного атома (непосредственно связанного с карбоксилом). Так, при действии Cl₂ или Br₂ в присутствии переносчиков галогенов (P, PBr₃, PCl₃ и др.) на карбоновые кислоты или на хлорангидриды кислот происходит замещение α-водородов на галоген:

8. Реакции окисления.

Одноосновные карбоновые кислоты, как правило, устойчивы к действию окислителей. Легко окисляется лишь муравьиная кислота и кислоты с третичным атомом углерода в α - положении:

    Муравьиная кислота даёт реакцию серебряного зеркала она содержит альдегидную группу.

9. Восстановление.

Сильные восстановители, такие как алюмогидрид лития, восстанавливают кислоты до спиртов:

Бензойная кислота

В промышленности бензойную кислоту обычно получают из толуола или гидролизом бензотрихлорида:

Степень диссоциации ароматических кислот выше, чем кислот алифатического ряда; бензойная кислота сильнее, чем уксусная. Введение нитрогруппы (акцептор)уменьшает рК_А(сила кислоты увеличивается), донор - увеличивает рК_А(сила кислоты уменьшается).

Бензойная кислота образует те же производные, что и кислоты жирного ряда (по -COOH группе), а кроме того вступает в реакции электрофильного замещения, характерные для ароматического кольца (СO₂H - мета ориентант II рода).

Бензойная кислота и её производные используются в синтезе красителей, фармацевтических препаратов. Бензоат натрия - отхаркивающее и слабо дезинфицирующее средство. Сложные эфиры бензойной кислоты и одноатомных спиртов используют для приготовления духов, одеколонов.

Бензойная кислота и её натриевая соль широко применяется в пищевой промышленности для консервации пищевых продуктов. Именно присутствием бензойной кислоты в мякоти клюквы, брусники, рябины объясняется их способность к длительному хранению.

3. Одноосновные непредельные кислоты

 

C_nH_2n-1COOH

СН₂= СН-СООН акриловая кислота (пропеновая)

СН₃СН=СН-СООН 2-бутеновая кислота

Транс -изомеры более устойчивы, чем цис -изомеры. Например, изокротоновая кислота при нагревании до 100 °С изомеризуется в кротоновую. Обратная Цис -, транс - изомеризация протекает при облучении цис -изомеров УФ-светом.

4. Производные карбоновых кислот

    К производным карбоновых кислот относятся любые соединения, которые при гидролизе (кислом или щелочном) образуют карбоновые кислоты. Важнейшими являются следующие:

Свойства солей карбоновых кислот.

1) реакция Кольбе.

2) реакция Дюма.

 

3) пиролиз кальциевых и бариевых солей карбоновых кислот. Синтез альдегидов и кетонов.

4) взаимодействие с минеральными кислотами.

5) взаимодействие с галогеналкилами (образование сложных эфиров)

Анионы карбоновых кислот - RCOO^- более сильные нуклеофилы, чем RCOOH и гладко образуют сложные эфиры, даже со вторичными RX. За счёт делокализации отрицательного заряда карбоксилат-ионы являются слабыми основаниями и не вызывают реакции элиминирования.