ПОЛУЧЕНИЕ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ.

Карбоновыми кислотами называются производные углеводородов, в молекуле которых содержится одна или несколько карбоксильных групп –COOH.

Общая формула предельных одноосновных кислот:

С_nH_2nO₂

Классификация карбоновых кислот.

1. По числу карбоксильных групп:

- одноосновные (монокарбоновые)

- многоосновные (дикарбоновые, трикарбоновые и т.д.).

2. По характеру углеводородного радикала:

- предельные

CH₃-CH₂-CH₂-COOH; бутановая кислота.

- непредельные

CH₂=CH-CH₂-COOH; бутен-3-овая кислота.

- ароматические

пара-CH₃-C₆H₄-COOH; пара-метилбензойная кислота.

НАЗВАНИЯ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ.

ИЗОМЕРИЯ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ.

Изомерия углеродной цепи.

Она начинается с бутановой кислоты (С₃Н₇СООН), которая существует в виде двух изомеров:

масляной и изомасляной (2-метилпропановой) кислот.

2. Изомерия положения кратной связи в непредельных кислотах, например:

СН₂=СН—СН₂—СООН СН₃—СН=СН—СООН

Бутен-3-овая кислота Бутен-2-овая кислота

(винилуксусная кислота) (кротоновая кислота)

3. Цис-, транс-изомерия в непредельных кислотах, например:

4. Межклассовая изомерия:

Карбоновые кислоты изомерны сложным эфирам:

· Уксусная кислота СН₃СООН и метилформиат НСООСН₃

· Пропановая кислота СН₃СН₂СООН и метилацетат СН₃СООСН₃или этилформиат НСООС₂Н₅.

5. Изомерия положения функциональных групп у гетерофункционалъныхкислот.

Например, существуют три изомера хлормасляной кислоты: 2-хлорбутановая, 3-хлорбутановая и 4-хлорбутановая.

СТРОЕНИЕ КАРБОКСИЛЬНОЙ ГРУППЫ.

Карбоксильная группа сочетает в себе две функциональные группы – карбонил и гидроксил, взаимно влияющие друг на друга:

Кислотные свойства карбоновых кислот обусловлены смещением электронной плотности к карбонильному кислороду и вызванной этим дополнительной (по сравнению со спиртами) поляризацией связи О–Н.

В водном растворе карбоновые кислоты диссоциируют на ионы:

Растворимость в воде и высокие температуры кипения кислот обусловлены образованием межмолекулярных водородных связей.

С увеличением молекулярной массы растворимость кислот в воде уменьшается.

ПОЛУЧЕНИЕ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ.

1. Окисление спиртов в жестких условиях – раствором перманганата или дихромата калия в кислой среде при нагревании.
2.Окисление альдегидов: раствором перманганата или дихромата калия в кислой среде при нагревании, реакцией серебряного зеркала, гидроксидом меди при нагревании.
3. Щелочной гидролиз трихлоридов:	R-CCl3 + 3NaOH à [R-C(OH)3] + 3NaCl неустойчивое вещество [R-C(OH)3] à RCOOH + H2O
4. Гидролиз сложных эфиров.	R-COOR1 + KOH à RCOOK + R1OH RCOOK + HCl à R-COOH + KCl
5. Гидролиз нитрилов, ангидридов, солей.	1) R-CN + 2H2O –(H+)à RCOOH нитрил 2) (R-COO)2O + H2O à 2RCOOH ангидрид 3) R-COONa + HCl à R-COOH + NaCl натриевая соль
6. Взаимодействие реактива Гриньяра с СО2:	R-MgBr + CO2 à R-COO-MgBr R-COO-MgBr -(+H2O)à R-COOH + Mg(OH)Br
7. Муравьиную кислоту получают нагреванием оксида углерода (II) с гидроксидом натрия под давлением:	NaOH + CO –(200oC,p)à HCOONa 2HCOONa+ H2SO4à2HCOOH + Na2SO4
8. Уксусную кислотуполучают в промышленности каталитическим окислением бутана кислородом воздуха:	2C4H10 + 5O2 à 4CH3-COOH + 2H2O
9. Для получения бензойной кислоты можно использовать окисление монозамещенных гомологов бензола кислым раствором перманганата калия:	5C6H5–C-3H3 + 6KMn+7O4 + 9H2SO4 à 5C6H5-C+3OOH + 3K2SO4 + Mn+2SO4 + 14H2O