Карбоксилни киселини - органска материја, чии молекули содржат една или повеќе карбоксилни групи.

Карбоксилна група (скратено како COOH) - функционална групакарбоксилни киселини - се состои од карбонилна група и поврзана хидроксилна група.

Врз основа на бројот на карбоксилни групи, карбоксилните киселини се делат на монобазни, двобазни и др.

Општата формула на монобазните карбоксилни киселини е R—COOH. Пример за двобазна киселина е оксалната киселина HOOC-COOH.

Врз основа на видот на радикалот, карбоксилните киселини се поделени на заситени (на пример, оцетна киселина CH 3 COOH), незаситени [на пример, акрилна киселина CH 2 = CH—COOH, олеинска киселина CH 3 — (CH 2) 7 — CH =CH—(CH 2) 7 -COOH] и ароматични (на пример, бензоен C 6 H 5 -COOH).

Изомери и хомолози

Монобазните заситени карбоксилни киселини R-COOH се изомери естри(скратено R"—COOR"") со ист број на јаглеродни атоми. Општата формула за двете е C n H 2 nО2.

Г HCOOH
метан (мравка)
CH3COOH
етан (оцетна)		 ХКООЧ 3
метил естер мравја киселина
CH3CH2COOH
пропан (пропионски)		 HCOOCH 2 CH 3
етил мравја киселина		 CH 3 COOCH 3
метил естер оцетна киселинас
CH3(CH2)2COOH
бутан (масло)
2-метилпропан		 HCOOCH 2 CH 2 CH 3
пропил естер на мравја киселина		 CH 3 COOCH 2 CH 3
етил ацетат		 CH 3 CH 2 COOCH 3
метил естер на пропионска киселина
изомери

Алгоритам за составување на имиња на карбоксилни киселини

  1. Најдете ја јаглеродниот столб - ова е најдолгиот синџир на јаглеродни атоми, вклучувајќи го и јаглеродниот атом од карбоксилната група.
  2. Нумерирајте ги атомите на јаглеродот во главниот синџир, почнувајќи од карбоксилниот јаглероден атом.
  3. Именувајте го соединението користејќи го алгоритмот за јаглеводороди.
  4. На крајот од името додајте ја наставката „-ов“, крајот „-аја“ и зборот „киселина“.

Во молекулите на карбоксилните киселини стр-електроните на атомите на кислород од хидроксилната група комуницираат со електроните на -врската од карбонилната група, како резултат на што се зголемува поларитетот на врската O-H, се зајакнува -врската во карбонилната група, делумното полнење (+) на јаглеродниот атом се намалува и делумното полнење (+) на атомот на водород се зголемува .

Вториот промовира формирање на силни водородни врски помеѓу молекулите на карбоксилна киселина.

Физичките својства на заситените монобазни карбоксилни киселини во голема мера се должат на присуството на силни водородни врски помеѓу молекулите (посилни отколку помеѓу молекулите на алкохол). Затоа, точките на вриење и растворливоста во вода на киселини се повисоки од оние на соодветните алкохоли.

Хемиски својствакиселини

Зајакнувањето на врската во карбонилната група води до фактот дека реакциите на додавање се некарактеристични за карбоксилните киселини.

  1. Согорување:

    CH 3 COOH + 2O 2 2CO 2 + 2H 2 O

  2. Кисели својства.
    Поради високиот поларитет O-H врскиКарбоксилните киселини во воден раствор значително се дисоцираат (поточно, тие реагираат реверзибилно со него):

    HCOOH HCOO - + H + (поточно HCOOH + H 2 O HCOO - + H 3 O +)


    Сите карбоксилни киселини се слаби електролити. Како што се зголемува бројот на јаглеродни атоми, јачината на киселините се намалува (поради намалувањето на поларитетот на врската O-H); напротив, внесувањето на халогени атоми во јаглеводородниот радикал доведува до зголемување на јачината на киселината. Да, по ред

    HCOOH CH 3 COOH C 2 H 5 COOH


    јачината на киселините се намалува, а во серија

    Зголемување.

    Карбоксилните киселини ги покажуваат сите својства својствени за слабите киселини:

    Mg + 2CH 3 COOH (CH 3 COO) 2 Mg + H 2
    CaO + 2CH 3 COOH (CH 3 COO) 2 Ca + H 2 O
    NaOH + CH 3 COOH CH 3 COONa + H 2 O
    K 2 CO 3 + 2CH 3 COOH 2CH 3 ГОТВИ + H 2 O + CO 2

  3. Естерификација (реакција на карбоксилни киселини со алкохоли што доведува до формирање на естер):

    Реакцијата на естерификација исто така може да вклучи полихидрични алкохолина пример, глицерин. Естерите формирани од глицерол и повисоките карбоксилни киселини (масни киселини) се масти.

    Мастите се мешавини на триглицериди. Заситените масни киселини (палмитинска C 15 H 31 COOH, стеаринска C 17 H 35 COOH) формираат цврсти масти од животинско потекло, а незаситените масни киселини (олеинска C 17 H 33 COOH, линолна C 17 H 31 COOH, итн.) формираат течни масти (масла) од растително потекло.

  4. Замена во јаглеводороден радикал:

    Замената се случува во - позиција.

    Особеноста на мравја киселина HCOOH е дека оваа супстанца е бифункционално соединение; таа е и карбоксилна киселина и алдехид:

    Затоа, мравја киселина, меѓу другото, реагира со раствор на амонијак од сребрен оксид (реакција на сребрено огледало; квалитативна реакција):

    HCOOH + Ag 2 O (раствор на амонијак) CO 2 + H 2 O + 2Ag

Подготовка на карбоксилни киселини

Карбоксилни киселинисе соединенија кои содржат карбоксилна група:

Карбоксилните киселини се разликуваат:

  • монобазни карбоксилни киселини;
  • дибазни (дикарбоксилни) киселини (2 групи УНС).

Во зависност од нивната структура, карбоксилните киселини се разликуваат:

  • алифатичен;
  • алициклична;
  • ароматични.

Примери на карбоксилни киселини.

Подготовка на карбоксилни киселини.

1. Оксидација на примарни алкохоли со калиум перманганат и калиум дихромат:

2. Хибролиза на јаглеводороди супституирани со халогени кои содржат 3 атоми на халоген по јаглероден атом:

3. Подготовка на карбоксилни киселини од цијаниди:

Кога се загрева, нитрилот се хидролизира за да формира амониум ацетат:

Кога се закиселува, киселината таложи:

4. Употреба на Grignard реагенси:

5. Хидролиза на естри:

6. Хидролиза на киселински анхидриди:

7. Специфични методи за добивање на карбоксилни киселини:

Мравја киселина се произведува со загревање на јаглерод (II) моноксид со натриум хидроксид во прав под притисок:

Оцетната киселина се произведува со каталитичка оксидација на бутан со атмосферски кислород:

Бензоевата киселина се добива со оксидација на моносупституирани хомолози со раствор од калиум перманганат:

Реакцијата на Каницијаро. Бензалдехидот се третира со 40-60% раствор на натриум хидроксид на собна температура.

Хемиски својства на карбоксилни киселини.

Во воден раствор, карбоксилните киселини се дисоцираат:

Рамнотежата е силно поместена налево, бидејќи карбоксилните киселини се слаби.

Супституентите влијаат на киселоста поради индуктивниот ефект. Таквите супституенти ја повлекуваат густината на електроните кон себе и на нив се јавува негативен индуктивен ефект (-I). Повлекувањето на густината на електроните доведува до зголемување на киселоста на киселината. Супституентите кои донираат електрони создаваат позитивен индуктивен полнеж.

1. Формирање на соли. Реакција со базни оксиди, соли на слаби киселини и активни метали:

Карбоксилните киселини се слаби, бидејќи минералните киселини ги отстрануваат од соодветните соли:

2. Формирање на функционални деривати на карбоксилни киселини:

3. Естери при загревање киселина со алкохол во присуство на сулфурна киселина - реакција на естерификација:

4. Формирање на амиди, нитрили:

3. Својствата на киселините се одредуваат со присуство на јаглеводороден радикал. Ако реакцијата се случи во присуство на црвен фосфор, тој го формира следниот производ:

4. Реакција на додавање.

8. Декарбоксилација. Реакцијата се изведува со спојување на алкали со сол алкален металкарбоксилна киселина:

9. Дибазната киселина лесно се елиминира CO 2кога се загрева:

Дополнителни материјали на тема: Карбоксилни киселини.

Хемиски калкулатори
Хемија онлајн на нашата веб-страница за решавање проблеми и равенки.

Начини за добивање. 1 . Оксидацијата на алдехидите и примарните алкохоли е вообичаен метод за подготовка на карбоксилни киселини. />K M n O 4 и K 2 C r 2 O 7 се користат како оксидирачки агенси.

2 Друг вообичаен метод е хидролиза на халогени јаглеводороди кои содржат три атоми на халоген по јаглероден атом. Во овој случај, се формираат алкохоли кои содржат OH групи на еден јаглероден атом - таквите алкохоли се нестабилни и се одвојуваат од водата за да формираат карбоксилна киселина:

ZNaON
R-CCl 3 → R - COOH + H 2 O
-3 NaCl

3. Добивањето карбоксилни киселини од цијаниди (нитрили) е важен метод кој ви овозможува да го зголемите јаглеродниот синџир при добивање на оригиналниот цијанид. Дополнителен јаглероден атом се внесува во молекулата користејќи ја реакцијата на замена на халоген во халојаглеродна молекула со натриум цијанид, на пример:

CH 3 -B r + NaCN→ CH 3 - CN + NaBr.

Добиениот нитрил на оцетна киселина (метил цијанид) лесно се хидролизира кога се загрева за да формира амониум ацетат:

CH 3 CN + 2H 2 O → CH 3 COONH 4.

Кога растворот се закиселува, киселината се ослободува:

CH 3 COONH 4 + HCl→ CH 3 COOH + NH 4 Cl.

4 . Употреба Грињард реагенсспоред шемата:/>

H 2 O
R- MgBr+ CO 2 → R — COO — MgBr→ R - COOH + Mg (OH) Br

5 . Хидролиза на естри:/>

R - COOR 1 + KON → R - COOK + R'OH,

R - ГОТВИ + HCl → Р— COOH+ KCl .

6. Хидролиза на киселински анхидриди:/>

(RCO) 2 O + H 2 O → 2 RCOOH.

7. Постојат специфични методи на подготовка за поединечни киселини./>

Мравја киселина се подготвува со загревање на јаглерод моноксид ( II ) со натриум хидроксид во прав под притисок и третирање на добиениот натриум формат со силна киселина:

Оцетната киселина се произведува со каталитичка оксидација на бутан со атмосферски кислород:

2C 4 H 10 + 5 O 2 → 4CH 3 COOH + 2H 2 O.

За да добиете бензоева киселина, можете да користите оксидација на моносупституирани бензенски хомолози со кисел раствор на калиум перманганат:

5C 6 H 5 -CH 3 + 6 KMnO 4 + 9 H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 COOH + 3 K 2 SO 4 + 6 MnSO 4 + 14 H 2 O.

Дополнително, бензоевата киселина може да се подготви од бензалдехид со користење Реакциите на Канизаро. Во оваа реакција, бензалдехидот се третира со 40-60% раствор на натриум хидроксид на собна температура. Истовремената оксидација и редукција доведува до формирање бензоева киселинаи, соодветно, фенилметанол (бензил алкохол):

Хемиски својства. Карбоксилните киселини се посилни киселини од алкохолите бидејќи водородниот атом во карбоксилната група има зголемена подвижност поради влијанието на групата CO. Во воден раствор, карбоксилните киселини се дисоцираат:

RCOOH RCOO-+H+

Сепак, поради ковалентната природа на јаглеродните молекули y киселини, горната дисоцијациска рамнотежа е доволнасилно се префрли налево. Така, карбоксилни киселини - Овие се обично слаби киселини. На пример, етан (оцетна)киселината се карактеризира со константа на дисоцијација K a = 1,7*10 -5./>

Супституентите присутни во молекулата на карбоксилна киселина во голема мера влијаат на нејзината киселост поради ефектот што го имаат индуктивен ефект. Супституентите како што се хлорот или радикалот на фенил привлекуваат густина на електрони и, според тоа, предизвикуваат негативен индуктивен ефект (-/). Повлекувањето на густината на електроните од атомот на карбоксил водород доведува до зголемување на киселоста на карбоксилната киселина. киселини. Спротивно на тоа, супституентите како што се алкилните групи имаат својства да даруваат електрони и создаваат позитивен индуктивен ефект, +I. Ја намалуваат киселоста. Ефект на супституентите врз киселоста на карбоксилните киселинијасно се манифестира во вредностите на константите на дисоцијацијаК а за одреден број киселини. Покрај тоа, силата на киселинае под влијание на присуството на конјугирана повеќекратна врска.

Формула за карбоксилни киселиниК а

Пропион CH 3 CH 2 COOH 1,3 * 10 -5

Масло CH 3 CH 2 CH 2 COOH 1,5 * 10 -5

Оцетна CH 3 COOH 1,7 * 10 -5

Кротон CH 3 - CH = CH - COOH 2,0 * 10 -5

Винилацетик CH 2 = CH-CH 2 COOH 3,8 * 10 -5

Акрилик CH 2 = CH-COOH 5,6 * 10 -5

Формички HCOOH 6,1*10 -4

Бензоик C 6 H 5 COOH 1,4 * 10 -4

Хлорооцетна CH 2 ClCOOH 2,2 * 10 -3

Тетроник CH 3 - C ≡ C - COOH 1,3*10 -3

Дихлороцетна CHCl 2 COOH 5,6*10 -2

Oxalic HOOC – COOH 5,9*10 -2

ТрихлороцетнаCCl 3 COOH 2,2*10 -1

Меѓусебното влијание на атомите во молекулите на дикарбоксилните киселини доведува до фактот дека тие се посилни од монобазните киселини.

2. Формирање на соли. Карбоксилните киселини ги имаат сите својства на обичните киселини. Тие реагираат со активни метали, основни оксиди, бази и соли на слаби киселини:

2 RCOOH + M g → (RCOO) 2 Mg + H 2,

2 RCOOH + CaO → (RCOO) 2 Ca + H 2 O,

RCOOH+ NaOH → RCOONa+ H 2 O,

RCOOH+ NaHCO 3 → RCOONa+ H 2 O + CO 2.

Карбоксилните киселини се слаби, така што силните минерални киселини ги поместуваат од соодветните соли:

CH 3 COONa + HCl→ CH 3 COOH + NaCl.

Соли на карбоксилни киселини во водени растворихидролизирани:

CH 3 ГОТВИ + H 2 O CH 3 COOH + CON.

Разликата помеѓу карбоксилните киселини и минералните киселини е можноста за формирање на голем број функционални деривати.

3. Формирање на функционални деривати на карбоксилни киселини. При замена на OH групата во карбоксилни киселини со различни групи (/>X ) се формираат функционални деривати на киселини со општа формула R-CO-X; тука Р значи алкилна или арилна група. Иако нитрилите имаат различна општа формула ( R-CN ), тие обично се сметаат и за деривати на карбоксилни киселини, бидејќи може да се подготват од овие киселини.

Киселинските хлориди се произведуваат со дејство на фосфор хлорид ( V) за киселини:

R-CO-OH + PC l 5 → R-CO- Cl+ ROS l 3 + HCl.

Примери за поврзување

Киселина

Етанонска (оцетна) бензоева киселина

киселински хлорид

Етаноил хлорид Бензоил хлорид

(ацетил хлорид)

киселински анхидрид

Етан (оцетен) бензоичен анхидрит

Анхидрит

естер

Етил етаноат (етил ацетат) Метил бензоат

амид

Етанамид (ацетамид) Бензамид

Нитрил

Етанитрил Бензонитрил

(ацетонитрил)

Анхидридите се формираат од карбоксилни киселини под дејство на средства за отстранување на вода:

2 R - CO - OH + P 2 O 5 → (R - CO -) 2 O + 2HPO 3.

Естерите се формираат со загревање на киселина со алкохол во присуство на сулфурна киселина ( реверзибилна реакцијаестерификација):

Механизмот на реакцијата на естерификација е воспоставен со методот „означени атоми“.

Естерите може да се добијат и со реакција на киселински хлориди и алкохолати на алкалните метали:

R-CO-Cl + Na-O-R’ → R-CO-OR’ + NaCl.

Реакциите на хлоридите на карбоксилна киселина со амонијак доведуваат до формирање на амиди:

CH 3 -CO-C l + CH 3 → CH 3 -CO-CH 2 + HCl.

Покрај тоа, амидите може да се подготват со загревање на амониумските соли на карбоксилни киселини:

Кога амидите се загреваат во присуство на средства за одводнување, тие се дехидрираат за да формираат нитрили:

R 2 0 5
CH 3 - CO - NH 2

→

CH 3 - C ≡ N + H 2 O

Функционалните деривати на пониските киселини се испарливи течности. Сите тие лесно се хидролизираат за да формираат матична киселина:

R-CO-X + H 2 O → R-CO-OH + HX.

Во кисела средина овие реакции можат да бидат реверзибилни. Хидролизата во алкална средина е неповратна и доведува до формирање на соли на карбоксилна киселина, на пример:

R-CO-OR ' + NaOH → R-CO-ONa + R’OH.

4 . Голем број на својства на карбоксилните киселини се должат на присуството на јаглеводороден радикал. Така, кога халогените делуваат на киселините во присуство на црвен фосфор, се формираат супституирани киселини со халоген, а атомот на водород кај јаглеродниот атом (а-атом) во непосредна близина на карбоксилната група се заменува со халоген:

r cr

CH 3 -CH 2 -COOH + Br 2

 →

CH 3 -CHBr-COOH + HBr

Незаситените карбоксилни киселини се способни за реакции на додавање:

CH 2 = CH-COOH + H 2 → CH 3 -CH 2 -COOH,

CH 2 = CH-COOH + C l 2 → CH 2 C l -SHC l -COOH,

CH 2 = CH-COOH + HCl → CH 2 C l -CH 2 -COOH,

CH 2 = CH-COOH + H 2 O → HO-CH 2 -CH 2 -COOH,

Последните две реакции одат против владеењето на Марковников.

Незаситените карбоксилни киселини и нивните деривати се способни за реакции на полимеризација.

5 . Редокс реакции на карбоксилни киселини./>

Карбоксилните киселини, под дејство на редукциони агенси во присуство на катализатори, можат да се претворат во алдехиди, алкохоли, па дури и јаглеводороди:

Мравја киселина HCOOH има голем број карактеристики, бидејќи содржи алдехидна група:

Мравја киселина е силен редукционен агенс и лесно се оксидира до CO 2 . Таа дава реакција на „сребрено огледало“.:

HCOOH + 2OH → 2Ag + (NH 4) 2 CO 3 + 2NH 3 + H 2 O,

или во поедноставена форма:

C H 3 HCOOH + Ag 2 O → 2Аg + CO 2 + H 2 O.

Покрај тоа, мравја киселина се оксидира со хлор:

HCOOH + Cl 2 → CO 2 + 2 HCl.

Во атмосфера на кислород, карбоксилните киселини се оксидираат до CO 2 и H 2 O:

CH 3 COOH + 2O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O.

6. Реакции декарбоксилација. Заситени несупституирани монокарбоксилни киселини поради нивната висока јачина S-S врскиКога се загреваат, тешко се декарбоксилираат. За да го направите ова, неопходно е да се спои солта на алкален метал на карбоксилна киселина со алкали:

Појавата на супституенти кои донираат електрони во јаглеводородниот радикал промовира реакции на декарбоксилација:

Дибазичните карбоксилни киселини лесно се одвојуваат CO 2 кога се загреваат:

Намалување на хлоридите на карбоксилна киселинаКарбоксилните киселини тешко се намалуваат (потешки од алдехидите). Киселините хлориди се намалуваат многу полесно: Интеракција на деривати на карбоксилна киселина (соли, естри, киселински халиди) со органометални соединенија...
(ОРГАНСКА ХЕМИЈА)
  • (ОРГАНСКА ХЕМИЈА)
  • ДОБИВАЊЕ СОЛ
    Подготовка на средни солиМетодите за добивање на средни соли се многу разновидни. Ајде да погледнеме некои од најважните. 1. Интеракцијата на метал со неметал (освен кислород): 2. Реакцијата на сол со метал: 3. Интеракцијата на киселинската сол без кислород со неметалот: 4. Реакцијата помеѓу главниот...
  • Подготовка на средни соли
    Методите за добивање на средни соли се многу разновидни. Ајде да погледнеме некои од најважните. 1. Интеракцијата на метал со неметал (освен кислород): 2. Реакцијата на сол со метал: 3. Интеракцијата на киселинската сол без кислород со неметалот: 4. Реакцијата помеѓу базни и кисели оксиди (тука...
    (ХЕМИЈА. ВО 2 ДЕЛ. ДЕЛ 1. ОПШТА И НЕОРГАНСКА ХЕМИЈА)
  • Електролиза на водени раствори или стопени соли на различни метали
    Овој метод произведува фини и чисти прашоци од различни метали и легури. На пример, прашоци од железо, бакар, волфрам со сунѓереста, порозна форма на честички се добиваат со електролитно таложење од раствори на соли и метали (сл. 5.17). Ориз. 5.17.Шема на процесот на електролиза на порозни и сунѓерести прашоци...
    (Технолошки процесипо машинско инженерство)
  • Етничка компонента: Саул Белоу
    Човештвото се бори против организираното насилство за својата слобода, а поединецот против дехуманизацијата за својата душа. S. ПодолуЕден од карактеристични карактеристикиАмериканската литература - нејзина мултиетнички карактер.Во 20 век се манифестира со несомнено олеснување: и покрај центрифугалните процеси,...
  • Саул Белоу: осамен интелектуалец во бездушен свет
    Саул Белоу (кратенка за Соломон Белоус, 1915–2005), според критичарот Волтер Ален, „еден од најдарежливите таленти модерна литератураТој потекнува од семејство на еврејски емигранти кои се преселиле од Санкт Петербург прво во Канада, а потоа во САД. Детството на писателот, иднината Нобеловец,...
     (Приказна странска литературавтора половина на 20 - почеток на 21 век)

    • Во табелата 19.10 некои се посочени органски соединенијаповрзани со карбоксилни киселини. Карактеристичен знаккарбоксилни киселини - присуство на карбоксилна киселина во нив

    Табела 19.10. Карбоксилни киселини

    (види скенирање)

    функционална група. Карбоксилната група се состои од карбонилна група поврзана со хидроксилна група. Органските киселини со една карбоксилна група се нарекуваат монокарбоксилни киселини. Нивните систематски имиња имаат наставка -ов(аја). Органските киселини со две карбоксилни групи се нарекуваат дикарбоксилни киселини. Нивните систематски имиња имаат наставка -диов(аја).

    Заситените алифатични монокарбоксилни киселини формираат хомологна серија, која се карактеризира со општата формула. Незаситените алифатични дикарбоксилни киселини може да постојат во форма на различни геометриски изомери (види Дел 17.2).

    Физички својства

    Инфериорни членови хомологни сериизаситени монокарбоксилни киселини при нормални условисе течности со карактеристичен лут мирис. На пример, етанската (оцетна) киселина има карактеристичен мирис на „оцет“. Безводна оцетна киселина е течност на собна температура. Се замрзнува во ледена супстанција наречена глацијална оцетна киселина.

    Сите дикарбоксилни киселини наведени во табелата. 19.10, на собна температура се бели кристални материи. Долните членови на серијата монокарбоксилни и дикарбоксилни киселини се растворливи во вода. Растворливоста на карбоксилните киселини се намалува како што се зголемува нивната релативна молекуларна тежина.

    Во течна состојба и во неводени раствори, молекулите на монокарбоксилни киселини се димеризираат како резултат на формирање на водородни врски меѓу нив:

    Водородната врска во карбоксилните киселини е посилна отколку во алкохолите. Ова се објаснува со високиот поларитет на карбоксилната група, поради повлекувањето на електроните од атомот на водород кон атомот на карбонил кислород:

    Како резултат на тоа, карбоксилните киселини имаат релативно високи точки на вриење (Табела 19.11).

    Табела 19.11. Точки на вриење на оцетна киселина и алкохоли со слична релативна молекуларна тежина

    Лабораториски методи за добивање

    Монокарбоксилните киселини може да се добијат од примарни алкохоли и алдехиди со оксидација користејќи закиселен раствор на калиум дихромат земен во вишок:

    Монокарбоксилните киселини и нивните соли може да се добијат со хидролиза на нитрили или амиди:

    Подготовката на карбоксилни киселини со реакција со Grignard реагенси и јаглерод диоксид е опишана во делот. 19.1.

    Бензоевата киселина може да се подготви со оксидација на метил страничниот ланец на метилбензен (види Дел 18.2).

    Дополнително, бензоевата киселина може да се подготви од бензалдехид користејќи ја реакцијата Канишаро. Во оваа реакција, бензалдехидот се третира со 40-60% раствор на натриум хидроксид на собна температура. Истовремената оксидација и редукција доведува до формирање на бензоева киселина и, соодветно, фенилметанол:

    Оксидација

    Реакцијата Канизаро е карактеристична за алдехидите кои немаат атоми на водород. Ова е името дадено на атомите на водород поврзани со атом на јаглерод во непосредна близина на алдехидната група:

    Бидејќи метаналот нема атоми на водород, тој може да биде подложен на реакцијата на Каницаро. Алдехидите кои содржат најмалку еден водороден атом се подложени на киселинско катализирана алдолска кондензација во присуство на раствор на натриум хидроксид (види погоре).

    Хемиски својства

    Иако карбоксилната група содржи карбонилна група, карбоксилните киселини не подлежат на некои од реакциите што се случуваат со алдехиди и кетони. На пример, тие не подлежат на реакции на додавање или кондензација. Ова се објаснува со фактот дека атомот

    јаглеродот во карбоксилната група има помалку позитивен полнеж отколку во алдехидната или кето групата.

    Киселост. Повлекувањето на густината на електроните од карбоксил водородниот атом слабее O-H врска. Како резултат на тоа, карбоксилната група е во состојба да апстрахира (изгуби) протон. Затоа, монокарбоксилните киселини се однесуваат како монобазни киселини. Во водените раствори на овие киселини се воспоставува следнава рамнотежа:

    Карбоксилатниот јон може да се смета за хибрид од две резонантни структури:

    Во спротивно може да се смета како

    Делокализацијата на електронот помеѓу атомите на карбоксилатната група го стабилизира карбоксилатниот јон. Затоа, карбоксилните киселини се многу покисели од алкохолите. Сепак, поради ковалентната природа на молекулите на карбоксилна киселина, горната рамнотежа е силно поместена налево. Така, карбоксилните киселини се слаби киселини. На пример, етанонската (оцетна) киселина се карактеризира со константа на киселост

    Супституентите присутни во молекулата на карбоксилна киселина во голема мера влијаат на нејзината киселост поради индуктивниот ефект што го обезбедуваат. Супституентите како хлорот ја повлекуваат густината на електроните кон себе и затоа предизвикуваат негативен индуктивен ефект.Повлекувањето на електронската густина од атомот на карбоксил водород доведува до зголемување на киселоста на карбоксилната киселина. Спротивно на тоа, супституентите како што се алкилните групи имаат својства да даруваат електрони и создаваат позитивен индуктивен ефект. Тие ја ослабуваат карбоксилната киселина:

    Ефектот на супституентите врз киселоста на карбоксилните киселини јасно се манифестира во вредностите за одреден број киселини наведени во Табела. 19.12.

    Табела 19.12. Вредности на карбоксилна киселина

    Формирање на соли. Карбоксилните киселини ги имаат сите својства на обичните киселини. Тие реагираат со реактивни метали, бази, алкалии, карбонати и бикарбонати, формирајќи ги соодветните соли (Табела 19.13). Реакциите прикажани во оваа табела се карактеристични и за растворливите и за нерастворливите карбоксилни киселини.

    Како и другите соли на слаби киселини, карбоксилатните соли (соли на карбоксилни киселини) реагираат со минералните киселини земени во вишок, формирајќи ги матичните карбоксилни киселини. На пример, кога раствор од натриум хидроксид се додава во суспензија на нерастворлива бензоева киселина во вода, киселината се раствора поради формирање на натриум бензоат. Ако потоа додадете во добиениот раствор сулфурна киселина, талог на бензоева киселина:

    Табела 19.13. Формирање на соли од карбоксилни киселини

    Естерификација. Кога мешавина од карбоксилна киселина и алкохол се загрева во присуство на концентрирана минерална киселина, се формира естер. Овој процес, наречен естерификација, бара разградување на молекулите на алкохолот. Постојат две можности.

    1. Разделување на алкоксиводород. Во овој случај, атом на кислород на алкохол (од хидроксилната група) влегува во молекулата на добиениот етер:

    2. Алкилхидроксил расцеп. Во овој тип на расцепување, атом на кислород на алкохол влегува во молекулата на водата:

    Кој од овие случаи е конкретно реализиран може да се определи експериментално со естерификација со користење на алкохол кој содржи изотоп 180 (види Дел 1.3), т.е. користејќи изотопска ознака. Одредувањето на релативната молекуларна тежина на добиениот естер со помош на масена спектрометрија покажува дали во него е присутна изотопската ознака кислород-18. На овој начин, беше откриено дека естерификацијата со учество на примарни алкохоли доведува до формирање на означени естри:

    Ова покажува дека молекулата на метанол се подложува на разделување на метокси-водород за време на реакцијата што се разгледува.

    Халогенација. Карбоксилните киселини реагираат со фосфор пентахлорид и сулфур оксид дихлорид, формирајќи киселински хлориди на соодветните киселини. На пример

    И бензоил хлорид и фосфор трихлорид оксид се течности кои треба да се одвојат една од друга. Затоа, за хлорирање на карбоксилни киселини, попогодно е да се користи дихлорид на сулфур оксид: ова овозможува лесно отстранување на гасовитиот водород хлорид и сулфур диоксид од течната карбоксилна киселина хлорид:

    Со дување на хлор преку зовриена оцетна киселина во присуство на катализатори како црвен фосфор или јод и под влијание на сончева светлина

    Се формира монохлороетаноична (монохлороцетна) киселина:

    Понатамошното хлорирање доведува до формирање на диссупституирани и трисупституирани производи:

    Закрепнување. Кога се реагира со литиум во сув диетил етер, карбоксилните киселини може да се редуцираат до соодветните алкохоли. Прво, се формира посредник од алкоксид, чија хидролиза доведува до формирање на алкохол:

    Карбоксилните киселини не се редуцираат со многу вообичаени редуцирачки агенси. Овие киселини не можат веднаш да се редуцираат до соодветните алдехиди.

    Оксидација. Со исклучок на метан (мравја) и етаноична (оцетна) киселини, другите карбоксилни киселини тешко се оксидираат. Мравја киселина и нејзините соли (формати) се оксидираат со калиум перманганат. Мравја киселина е способна да го намали Fehling-ов реагенс и, кога се загрева во мешавина со воден раствор на амонијак од сребро нитрат, формира „сребрено огледало“. Оксидацијата на мравја киселина произведува јаглерод диоксид и вода:

    Етандиоичната (оксална) киселина исто така се оксидира со калиум перманганат, формирајќи јаглерод диоксид и вода:

    Дехидрација. Дестилацијата на карбоксилна киселина со некој вид средство за дехидрација, на пример оксид, доведува до разделување на молекула на вода од две киселински молекули и формирање на анхидрид на карбоксилна киселина:

    Мравјата и оксалната киселина се исклучок во овој случај. Дехидрација на мравја киселина или нејзиниот калиум или натриумова солсо помош на концентрирана сулфурна киселина доведува до формирање на јаглерод моноксид и

    Дехидрација на натриум метаноат (формат) со концентрирана сулфурна киселина е вообичаен лабораториски метод за производство на јаглерод моноксид. Со дехидрација на оксална киселина со топла концентрирана сулфурна киселина се добива мешавина од јаглерод моноксид и јаглерод диоксид:

    Карбоксилати

    Натриумовите и калиумовите соли на карбоксилните киселини се бели кристални материи. Тие лесно се раствораат во вода, формирајќи силни електролити.

    Електролизата на соли на натриум или калиум карбоксилат растворени во мешавина на вода-метанол доведува до формирање на алкани и јаглерод диоксид на анодата и водород на катодата.

    На анодата:

    На катодата:

    Овој метод на производство на алкани се нарекува електрохемиска синтеза на Колбе.

    Формирањето на алкани се јавува и кога се загрева мешавина од натриум или калиум карбоксилати со натриум хидроксид или сода вар. (Сода вар е мешавина од натриум хидроксид и калциум хидроксид.) Овој метод се користи, на пример, за производство на метан во лабораторија:

    Ароматичните карбоксилати на натриум или калиум под слични услови формираат арени:

    Кога се загрева мешавина од натриум карбоксилати и киселински хлориди, се формираат анхидриди на соодветните карбоксилни киселини:

    Калциум карбоксилатите се исто така бели кристални материи и генерално се растворливи во вода. Кога ќе се загреат се формираат

    ција со низок принос на соодветните кетони:

    Кога се загрева мешавина од калциум карбоксилати и калциум формат, се формира алдехид:

    Амониумовите соли на карбоксилните киселини се исто така бели кристални материи растворливи во вода. Кога се загреваат силно, тие ги формираат соодветните амиди: