Kemijska svojstva nezasićenih karboksilnih kiselina. Kemijska svojstva karboksilnih kiselina i metode dobivanja

Sve je počelo barem s octom otkriće karboksilnih kiselina. Naziv kombinira organske spojeve koji sadrže karboksilnu skupinu COOH.

Raspored atoma ovim redoslijedom je važan, budući da postoje i drugi spojevi koji sadrže kisik.

Octeni karbonat je prvi otkriven, ali je njegova struktura stoljećima ostala tajna. Tvar je bila poznata kao produkt kiseljenja vina.

Kao kombinacija 2 atoma, 4 atoma i 2 kisika svijetu je postala poznata tek u 18. stoljeću.

Poslije su otvorili čitav niz karbonskih. Upoznajmo se s njihovom klasifikacijom, općim svojstvima i područjima primjene.

Svojstva karboksilnih kiselina

Razlikuje se od drugih organskih tvari po prisutnosti karboksilnih skupina, karboksilne kiseline klasificirani prema njihovom broju.

Postoje jedno-, dvo- i polibazični spojevi. Jednobazične karboksilne kiseline razlikuju se vezom između karboksilne skupine i ugljikovodičnog radikala.

Prema tome, opća formula tvari iz skupine je: - C n H 2 n +1 COOH. Octena - monobazična. Njegova kemijska oznaka je: - CH 3 COOH. Struktura spoja je još jednostavnija: - COCOOH.

Također je klasificiran kao najjednostavniji s formulom C 2 H 5 COOH. Preostali spojevi monobazične serije imaju izomere, odnosno različite strukturne opcije.

Mravlja kiselina, octena kiselina i propionska kiselina imaju samo jedan strukturni plan.

Ako formula karboksilne kiseline s dvije karboksilne skupine, može se nazvati dibazičnim.

Opći unos kategorije tvari: - COOH-R-COOH. Kao što vidite, karboksilne skupine nalaze se na suprotnim stranama linearne molekule.

U polibazičnim karboksilnim radikalima postoje najmanje tri. Dva se nalaze na rubovima molekule, a ostali su vezani za središnje atome ugljika. Ovo je, na primjer, limun. Prostorni zapis njegove formule: -

Ugljikovi spojevi također se dijele prema prirodi ugljikovodičnog radikala. Kemijske veze između njegovih atoma mogu biti jednostruke.

U ovom slučaju imamo pred sobom zasićene karboksilne kiseline. Prisutnost dvostrukih veza ukazuje na nezasićene tvari.

Formula nezasićenih karboksilnih kiselina može ujedno biti i evidencija najviših predstavnika staleža.

Viši spojevi su oni koji imaju više od 6 ugljikovih atoma. Prema tome, od 1 do 5 atoma ugljika znak je nižih tvari.

Više karboksilne kiseline- to su npr. linolenska, palmitinska i arihidonska. Polovica zadnjeg ima 21 atom ugljika, ostatak ima 18.

Budući da je organskog porijekla, većina ugljika ima barem blagi miris. Međutim, postoji skupina posebno mirisnih.

Sadrže benzenski prsten. Odnosno, skupine su derivati ​​benzena. Njegova formula: - C 6 H 6 .

Tvar ima slatkasti miris. Stoga se ugljikovi spojevi s benzenskim prstenom nazivaju aromatskima. Štoviše, potrebna je izravna veza između jezgre i karboksilnih skupina.

Prema svom fizičkom stanju, ugljična vlakna su tekuća ili kristalna. To se odnosi na agregaciju tvari u normalnim uvjetima.

Neki od spojeva su topljivi u vodi, drugi dio je pomiješan samo s organskom tvari. Nijanse kemijskog ponašanja ovise o broju karboksilnih skupina u molekulama.

Da, tipično reakcija karboksilnih kiselina jednoosnovna kategorija - lakmus bojenje u boji.

Interakcija s halogenima također se smatra klasičnom, dok mogu nastati dikarbonski spojevi esteri karboksilnih kiselina. Oni su "rođeni" u interakciji sa alkoholi.

Karboksilna kiselina s dvije baze uvijek sadrži metilensku skupinu, odnosno dvovalentni CH 2.

Njegova prisutnost između karboksilnih skupina povećava kiselost vodikovih atoma. Stoga je moguća kondenzacija derivata. Ovo je još jedno objašnjenje za pojavu etera.

Nastaju i dvobazični spojevi soli karboksilnih kiselina. Koriste se u proizvodnji deterdženata, posebice sapuna.

Međutim, posebno ćemo govoriti o tome gdje su karboksilne kiseline i njihovi spojevi korisni.

Primjena karboksilnih kiselina

Stearinska i palmitinska kiselina posebno su važne u proizvodnji sapuna. Odnosno, koriste se viši spojevi.

Čine brikete sapuna čvrstima i omogućuju miješanje frakcija, odvajanje bez prisutnosti kiselina.

Sposobnost da se masa učini homogenom također je korisna u proizvodnji lijekova. Većina veznih elemenata u njima su karboksilne kiseline.

Sukladno tome, uporaba reagensa interno, kao i eksterno, je sigurna. Glavna stvar je znati maksimalnu dozu.

Prekoračenje doze ili koncentracije kiselina dovodi do razornih posljedica. Moguće kemijske opekline i trovanja.

Ali kaustičnost spojeva ide u prilog metalurzima, proizvođačima namještaja i restauratorima. Karboksilne kiseline i mješavine s njima pomažu u poliranju i čišćenju neravnih, zahrđalih površina.

Otapanjem gornjeg sloja metala, reagensi poboljšavaju njegov izgled i karakteristike rada.

Kemijske karboksilne kiseline mogu biti rafinirani ili tehnički. Potonji su također prikladni za rad s metalima.

No, samo visoko pročišćeni spojevi koriste se kao kozmetika i lijekovi. Oni su također potrebni u prehrambenoj industriji.

Oko trećine karboksilnih kiselina su službeno registrirani aditivi, poznati običnim ljudima kao eshki.

Na pakiranjima su označeni slovom E i serijskim brojem pored njega. Octena kiselina, na primjer, piše se kao E260.

Karboksilne kiseline također mogu poslužiti kao hrana za biljke, kao dio gnojiva. Istodobno je moguće stvoriti otrove za štetne kukce i korove.

Ideja je posuđena iz prirode. Brojne biljke samostalno proizvode karboksilne kiseline tako da u blizini nema drugih biljaka koje se natječu za tlo i njegove resurse. U isto vrijeme, biljke koje proizvode otrov same su imune na njega.

Otprilike trećina ugljikovih spojeva koristi se kao jedkasta sredstva za tkanine. Obrada je neophodna kako bi tkanine bile ravnomjerno obojene. U istu svrhu koriste se reagensi u industriji kože.

Ekstrakcija karboksilnih kiselina

Budući da su karboksilne kiseline biogene, oko 35% njih se dobiva iz prirodnih proizvoda. Ali kemijska sinteza je isplativija.

Stoga, ako je moguće, prijeđite na njega. Tako se hijaluronska kiselina, koja se koristi za pomlađivanje, odavno izdvaja iz pupkovine beba i goveda.

Sada se spoj dobiva biokemijski uzgojem bakterija na pšeničnom supstratu koje kontinuirano proizvode kiselinu.

Dobivanje karboksilnih kiselinačisto kemijski - ovo je oksidacija alkohola i aldehida.

Potonji koncept odnosi se na alkohole bez vodika. Reakcija se odvija na sljedeći način: - CH 3 - CH 2 OH → CH 3 - SON → CH 3 - COOH.

Nekoliko karboksilnih kiselina dobiva se hidrolizom estera. Kad dobiju vodu, pretvaraju se u heroine.

Također se mogu formirati iz monohalogenih derivata. Iz njih se pod djelovanjem cijanida dobivaju kiseline. Intermedijer reakcije mora se razgraditi vodom.

Trošak gotovih proizvoda uvelike ovisi o shemi proizvodnje, broju njezinih faza i potrošnom materijalu. Otkrijmo kolika je cijena karboksilnih kiselina u njihovom čistom obliku.

Cijena karboksilnih kiselina

Većina karboksilnih kiselina prodaje se u velikim količinama. Obično se pakiraju od 25-35 kilograma. Tekućine se ulijevaju u limenke.

Prašci se sipaju u plastične vrećice, a stearinska kiselina se uglavnom zamota u njih. Cijena se obično postavlja po kilogramu.

Dakle, 1000 grama limunske kiseline košta oko 80 rubalja. Jednako naplaćuju mravlju i kiselicu.

Trošak oleinske je oko 130 rubalja po kilogramu. Salicilna kiselina već se procjenjuje na 300. Stearinska kiselina je 50-70 rubalja jeftinija.

Brojne karboksilne kiseline vrednuju se u dolarima, budući da su glavne isporuke iz Sjedinjenih Država i Europske unije.

Odatle dolazi npr. hijaluronska kiselina. Više ne plaćaju nekoliko stotina rubalja po kilogramu, već nekoliko stotina dolara.

Domaći proizvod je prisutan, ali mu ne vjeruju, prije svega, klijentice ljepote.

Znaju da je pomlađivanje hijaluronskom kiselinom američki izum koji oni prakticiraju već pola stoljeća.

Sukladno tome, velika je praksa proizvodnje lijeka koji mora biti kvalitetan, jer ulazi u kožu i tijelo.

Kemijski spojevi temeljeni na jednoj ili više COOH skupina definirani su kao karboksilne kiseline.

Spojevi se temelje na COOH skupini koja ima dvije komponente - karbonil i hidroksil. Skupina atoma COOH naziva se karboksilna skupina (karboksil). Međudjelovanje elemenata osigurava spoj dvaju atoma kisika i atoma ugljika.

Struktura karboksilnih kiselina

Ugljikovodični radikal u monobazičnim zasićenim kiseline spaja s jednom COOH skupinom. Opća formula karboksilnih kiselina izgleda ovako: R-COOH.

Struktura ugljikove skupine utječe na kemijska svojstva.

Nomenklatura

U nazivima ugljikovih spojeva ugljikov atom skupine COOH označen je prvim brojem. Broj karboksilnih skupina označava se prefiksima di-; tri-; tetra-.

Na primjer, CH3-CH2-COOH je formula propanske kiseline.

Ugljikovi spojevi imaju i poznati nazivi: mravlja, octena, limunska... Sve su to nazivi karboksilnih kiselina.

Nazivi soli ugljikovih spojeva dobivaju se iz imena ugljikovodika uz dodatak sufiksa "-zob" (COOC) 2-kalijev etandiot.

Podjela karboksilnih kiselina

Klasifikacija karboksilnih kiselina.

Po prirodi ugljikovodika:

• ograničiti;
• nezasićen;
• aromatičan.

Prema broju COUN grupa postoje:

• monobazična (octena kiselina);
• dibazična (oksalna kiselina);
• polibazična (limunska kiselina).

Zasićene karboksilne kiseline– spojevi u kojima je radikal vezan za jedan karbonil.

Klasifikacija karboksilnih kiselina također ih dijeli prema strukturi radikala na koji je karbonil vezan. Prema ovom kriteriju spojevi su alifatski i aliciklički.

Fizička svojstva

Pogledajmo fizikalna svojstva karboksilnih kiselina.

Ugljikovi spojevi imaju različit broj ugljikovih atoma. Ovisno o tom broju razlikuju se fizikalna svojstva ovih spojeva.

Spojevi koji sadrže od jednog do tri atoma ugljika smatraju se nižim. To su bezbojne tekućine oštrog mirisa. Niži spojevi lako se otapaju u vodi.

Spojevi koji sadrže od četiri do devet atoma ugljika su uljaste tekućine neugodnog mirisa.

Spojevi koji sadrže više od devet ugljikovih atoma smatraju se superiornijima, a fizikalna svojstva tih spojeva su sljedeća : oni su čvrste tvari, ne mogu se otopiti u vodi.

Vrelište i talište ovise o molekulskoj masi tvari. Što je veća molekularna težina, to je viša točka vrelišta. Vrenje i topljenje zahtijevaju višu temperaturu od alkohola.

Postoji nekoliko načina za dobivanje karboksilnih kiselina.

Kemijske reakcije pokazuju sljedeća svojstva:

Primjena karboksilnih kiselina

Ugljikovi spojevi su česti u prirodi, stoga se koriste u mnogim područjima: u industriji (lakoj i teškoj) , u medicini i poljoprivredi, kao iu prehrambenoj industriji i kozmetologiji.

Aromatični spojevi nalaze se u velikim količinama u bobicama i voću.

U medicini se koriste mliječna, vinska i askorbinska kiselina. Mlijeko se koristi kao sredstvo za kauterizaciju, a vinski kamenac kao blagi laksativ. Askorbinska kiselina jača imunološki sustav.

U kozmetologiji se koriste voćni i aromatični. Zahvaljujući njima, stanice se brže obnavljaju. Aroma citrusnog voća može imati tonik i umirujući učinak na tijelo. Benzoeva kiselina nalazi se u melemima i eteričnim uljima, dobro se otapa u alkoholu.

Nezasićeni spojevi velike molekulske mase nalaze se u dijetetici. Oleinska je najzastupljenija na ovom području.

Višestruko nezasićeni s dvostrukim vezama (linolni i drugi) imaju biološku aktivnost. Nazivaju se i aktivnim masnim kiselinama. Uključeni su u metabolizam, utječu na funkciju vida i imunitet, kao i na živčani sustav. Nedostatak ovih tvari u hrani ili njihova nedovoljna konzumacija koči rast životinja i negativno utječe na njihovu reproduktivnu funkciju.

Sorbinska kiselina dobiva se iz bobica rowan. Izvrstan je konzervans.

Akril ima oštar miris. Koristi se za proizvodnju staklenih i sintetičkih vlakana.

Na temelju reakcije eterifikacije sintetizira se mast koja se koristi u proizvodnji sapuna i deterdženata.

Formicid se koristi u medicini, u pčelarstvu, a također i kao konzervansi.

Octena je bezbojna tekućina oštrog mirisa; lako se miješa s vodom. Ima široku primjenu u prehrambenoj industriji kao začin. Također se koristi za konzerviranje. Također ima svojstva otapala. Stoga se naširoko koristi u proizvodnji lakova i boja, te u bojenju. Na njegovoj osnovi izrađuju se sirovine za borbu protiv insekata i korova.

Stearinska i palmitinska(viši jednobazični spojevi) su krutine i ne otapaju se u vodi. Ali njihove se soli koriste u proizvodnji sapuna. Oni čine komade sapuna tvrdim.

Budući da su spojevi sposobni prenijeti homogenost masama, naširoko se koriste u proizvodnji lijekova.

Biljke i životinje također proizvode ugljikove spojeve. Stoga ih je sigurno konzumirati interno. Glavna stvar je slijediti dozu. Prekoračenje doze i koncentracije dovodi do do opeklina i trovanja.

Korozivnost spojeva je korisna u metalurgiji, kao i za restauratore i proizvođače namještaja. Mješavine koje se temelje na njima omogućuju izravnavanje površina i uklanjanje hrđe.

Esteri dobiveni reakcijom esterifikacije našli su svoju primjenu u parfumeriji. Također se koriste kao komponente lakova i boja, te otapala. I također kao aromatični dodaci.

Karboksilne kiseline su spojevi koji sadrže karboksilnu skupinu:

Razlikuju se karboksilne kiseline:

• monobazične karboksilne kiseline;
• dibazične (dikarboksilne) kiseline (2 skupine UNS).

Ovisno o strukturi razlikuju se karboksilne kiseline:

• alifatski;
• aliciklički;
• aromatičan.

Primjeri karboksilnih kiselina.

Dobivanje karboksilnih kiselina.

1. Oksidacija primarnih alkohola kalijevim permanganatom i kalijevim dikromatom:

2. Hibroliza halogenom supstituiranih ugljikovodika koji sadrže 3 atoma halogena po atomu ugljika:

3. Dobivanje karboksilnih kiselina iz cijanida:

Kada se zagrije, nitril hidrolizira i formira amonijev acetat:

Kada se zakiseli, kiselina se taloži:

4. Upotreba Grignardovih reagensa:

5. Hidroliza estera:

6. Hidroliza kiselinskih anhidrida:

7. Specifične metode dobivanja karboksilnih kiselina:

Mravlja kiselina se proizvodi zagrijavanjem ugljikovog (II) monoksida s praškastim natrijevim hidroksidom pod tlakom:

Octena kiselina nastaje katalitičkom oksidacijom butana s atmosferskim kisikom:

Benzojeva kiselina se dobiva oksidacijom monosupstituiranih homologa s otopinom kalijevog permanganata:

Canniciarova reakcija. Benzaldehid se tretira sa 40-60% otopinom natrijevog hidroksida na sobnoj temperaturi.

Kemijska svojstva karboksilnih kiselina.

U vodenoj otopini karboksilne kiseline disociraju:

Ravnoteža je pomaknuta jako ulijevo, jer karboksilne kiseline su slabe.

Supstituenti utječu na kiselost zbog induktivnog učinka. Takvi supstituenti povlače elektronsku gustoću prema sebi i na njima se javlja negativni induktivni učinak (-I). Povlačenje elektronske gustoće dovodi do povećanja kiselosti kiseline. Supstituenti koji doniraju elektrone stvaraju pozitivan induktivni naboj.

1. Stvaranje soli. Reakcije s bazičnim oksidima, solima slabih kiselina i aktivnim metalima:

Karboksilne kiseline su slabe, jer mineralne kiseline ih istiskuju iz odgovarajućih soli:

2. Stvaranje funkcionalnih derivata karboksilnih kiselina:

3. Esteri pri zagrijavanju kiseline s alkoholom u prisutnosti sumporne kiseline - reakcija esterifikacije:

4. Stvaranje amida, nitrila:

3. Svojstva kiselina određena su prisutnošću ugljikovodičnog radikala. Ako se reakcija odvija u prisutnosti crvenog fosfora, nastaje sljedeći produkt:

4. Reakcija adicije.

8. Dekarboksilacija. Reakcija se provodi spajanjem lužine sa soli alkalnog metala karboksilne kiseline:

9. Dvobazna kiselina se lako eliminira CO 2 kada se zagrije:

Dodatni materijali na temu: Karboksilne kiseline.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Altai Territory Odjel za obrazovanje i pitanja mladih

KGOU SPO "Kamenska pedagoška škola"

Karboksilne kiseline

(Sažetak iz kemije)

Završeno:

student grupe 212 Chebakov D.S.

Provjereno:

učiteljica kemije Merzlova S.A.

Kamen na Obiju

1. Određivanje karboksilnih kiselina

2. Izomerija i nomenklatura

3. Boravak u prirodi

4.Primitak

5. Fizička svojstva

6.Kemijska svojstva

7.Primjena

Bibliografija

Definicija ugljika kiseline

KARBONSKE KISELINE- organski spojevi koji sadrže jednu ili više karboksilnih skupina -COOH. Ime dolazi od lat. karbo - ugljen i grč. oxys - kiselo. Na temelju broja ovih skupina razlikuju se mono-, di-, tri- i tetrakarboksilne kiseline (rijedak je veći broj -COOH skupina u jednoj molekuli). Karboksilne kiseline mogu biti alifatske - normalnog i razgranatog lanca, cikličke i aromatske, zasićene i nezasićene, sadrže atome halogena i različite funkcionalne skupine: OH (hidroksi kiseline), NH2 (aminokiseline), CO (ketokiseline) itd. Mnoge karboksilne kiseline u slobodnom stanju, kao iu obliku raznih derivata (soli, esteri), rasprostranjene su u prirodi i igraju vitalnu ulogu u životu biljaka i životinja.

Izomerija i nomenklatura

Izomerija zasićenih jednobazičnih karboksilnih kiselina slična je izomeriji aldehida. Najčešće se koriste povijesno utvrđeni nazivi kiselina (mravlja, octena itd.). Prema međunarodnoj nomenklaturi, oni se tvore od naziva odgovarajućih ugljikovodika uz dodatak završetka - novi i riječi "Kiselina", na primjer: metanska kiselina, etanska kiselina.

Karboksilne kiseline karakterizira izomerija:

1.Ugljični kostur

CH3 - CH2 - CH2 - CH2 -COOH

CH2 - CH2 -COOH

karboksilna kiselina organska kemikalija

2.Radikal

CH3 - CH2 - CH2 - CH2 -COOH 3 metiletan

CH3 - CH2 - CH2 - CH2 -COOH 4 metilpentan

3. Višestruke veze

CH2 = CH - CH2 -COOH butenoična kiselina 3

CH2 - CH = CH2 -COOH butenoična kiselina 2

Biti u prirodi

Prirodni izvori sadrže mnoge nezasićene kiseline u obliku estera. Više nezasićene kiseline u pravilu sadrže paran broj ugljikovih atoma i nazive dobivaju prema prirodnim izvorima. Kad imenuju novoizolirane kiseline, kemičari često daju mašti na volju. Tako naziv najbližeg homologa akrilne kiseline, krotonske CH3-CH=CH-COOH, uopće ne dolazi od krtice, već od biljke Croton tiglium iz čijeg je ulja izolirana. Vrlo važan sintetski izomer krotonske kiseline je metakrilna kiselina CH2=C(CH3)-COOH od čijeg se estera (metil metakrilata), kao i od metil akrilata, izrađuje prozirna plastika – pleksiglas. Kada su otkrivene dvije izomerne kiseline strukture CH3-CH=C(CH3)-COOH, nazvane su anđeoska i tiglinska. Anđeoska kiselina je izolirana iz anđeoskog ulja, dobivenog iz korijena anđelike (angelica) biljke Angelica officinalis. A tiglična kiselina je iz istog Croton tiglium ulja kao i krotonska kiselina, samo što je ime dobila po drugom dijelu ovog botaničkog izraza. Drugi način da smislite novo ime je preraspoređivanje slova u već poznatom imenu.

Arahidna kiselina nalazi se u ulju kikirikija – kikiriki. Što se tiče opsega proizvodnje, zauzima jedno od prvih mjesta među svim jestivim uljima, ali sadrži malo arahidne kiseline - samo nekoliko postotaka. Behenska kiselina se nalazi u behenskom ulju, koje se ekstrahira iz velikih sjemenki nalik orahu biljke iz obitelji Moringaceae, uobičajene u Indoneziji. Gotovo čista lignocerinska kiselina (u nazivu joj je lako uočiti latinsko lignum - drvo, drvo i cera - vosak) ekstrahira se iz smole bukve. Prije se ova kiselina nazivala i karnaubinska kiselina, jer je ima dosta u karnauba vosku, koji prekriva lišće brazilske voštane palme.

Masne kiseline u uljima i mastima ljudi ekstrahiraju u ogromnim količinama, koje se godišnje mjere u milijunima tona. Dakle, kemičarima nikada nije nedostajalo prirodnih masnih kiselina za proučavanje.

Mravlja kiselina postao je poznat u 17. stoljeću, kada je otkriven u kaustičnim izlučevinama crvenih mrava. Većina drugih kiselina, koje imaju svoja "vlastita" povijesna imena, dobivene su uglavnom u 19. stoljeću. a naziv su dobili po prirodnom izvoru u kojem se nalaze u značajnim količinama ili su prvi put otkriveni. Na primjer, maslačna kiselina se nalazi u uljima, uključujući i obični maslac - samo ne u slobodnom stanju, već u obliku estera s glicerinom. Slobodna maslačna kiselina, kao i sve karboksilne kiseline s malim brojem ugljikovih atoma, ima oštar miris; kada se ulje pokvari (užegne), maslačna i druge kiseline oslobađaju se u slobodnom stanju i daju mu neugodan miris i okus.

Nazivi triju razmatranih kiselina koriste ruske korijene. Za derivate ovih kiselina (soli, esteri itd.) uobičajeno je koristiti latinske korijene: format - za mravlju kiselinu (latinski formica - mrav), acetat - za octenu kiselinu (latinski acetum - ocat), butirat - za maslačnu kiselinu. kiselina (grč. butyron - ulje); ti nazivi, uključujući i one za same kiseline, također su prihvaćeni u zapadnoeuropskim jezicima.

Ostale karboksilne kiseline u prirodi se pojavljuju kao esteri s glicerolom i drugim polivalentnim alkoholima – u obliku masti, ulja, voskova i rijetko u slobodnom stanju.

Valerijska kiselina nalazi se u korijenu valerijane. Imena tri slijedeće parne kiseline (kaproinska, kaprilna i kaprinska) imaju zajednički korijen (Capra na latinskom - kozja), te kiseline su zapravo sadržane u masti kozjeg mlijeka (kao i kravljeg mlijeka), au slobodna država "smrdi koza" Sadržaj ovih kiselina u mliječnim mastima nije jako visok - od 7 do 14% ukupnih masnih kiselina.

Pelargonska kiselina nalazi se u hlapljivom ulju rosea pelargonium i drugih biljaka iz obitelji geranija. Laurinska kiselina (u starim knjigama se zvala lovor) nalazi se u velikim količinama u lovorovu ulju (do 45%). Miristična kiselina prevladava u ulju biljaka iz obitelji miristika, na primjer, u aromatičnim sjemenkama stabla muškatnog oraščića - muškatnog oraščića.

Palmitinska kiselina lako se izolira iz palminog ulja ekstrahiranog iz koštica kokosa (kopre). Ovo se ulje gotovo u potpunosti sastoji od glicerida palmitinske kiseline. Naziv stearinska kiselina dolazi od grč. stear - mast, mast. Zajedno s palmitinskom kiselinom jedna je od najvažnijih masnih kiselina i čini glavninu većine biljnih i životinjskih masti. Prije su se svijeće izrađivale od mješavine ovih kiselina (stearin).

Priznanica

U laboratoriju se karboksilne kiseline, poput anorganskih kiselina, mogu dobiti iz njihovih soli obradom sumpornom kiselinom kada se zagrijavaju:

U industriji se karboksilne kiseline proizvode na različite načine.

Opća metoda za proizvodnju karboksilnih kiselina je oksidacija ugljikovodika s atmosferskim kisikom. Reakcija se odvija kako u plinovitoj fazi pri povišenom tlaku i temperaturi bez katalizatora, tako iu otopinama. U tom slučaju dolazi do pucanja ugljikovih lanaca, tako da tako dobivene kiseline uvijek sadrže manje ugljikovih atoma od izvornih ugljikovodika. Na primjer, octena kiselina se dobiva oksidacijom N-butana u otopini octene kiseline:

Mn, Co, 6-8 MPa

2CH3 - CH2 - CH2 - CH3 + 5O2 4SH3COOH+2H2O

Fizička svojstva

Niže karboksilne kiseline su tekućine oštrog mirisa, visoko topljive u vodi. Povećanjem relativne molekulske mase smanjuje se topljivost kiselina u vodi i povećava vrelište. Više kiseline, počevši od pelargonske (n-nonanske) CH3-(CH2)7-COOH, su čvrste, bez mirisa, netopljive u vodi. Niže karboksilne kiseline u bezvodnom obliku i u obliku koncentriranih otopina iritiraju kožu i uzrokuju opekline, osobito mravlja kiselina i octena kiselina.

Kemijska svojstva

Opća svojstva karboksilnih kiselina slična su odgovarajućim svojstvima anorganskih kiselina.

Karboksilne kiseline također imaju neka specifična svojstva zbog prisutnosti radikala u njihovim molekulama. Na primjer, octena kiselina reagira s klorom:

monokloroctena kiselina

Kemijska svojstva mravlje kiseline donekle su drugačija od drugih karboksilnih kiselina.

1. Od jednobazičnih karboksilnih kiselina, mravlja kiselina je najjača kiselina.

2. Zbog strukturnih značajki svojih molekula, mravlja kiselina je slična aldehidima i lako se oksidira (reakcija "srebrnog zrcala"):

karbonska kiselina.

3. Zagrijavanjem s koncentriranom sumpornom kiselinom mravlja kiselina odvaja vodu i nastaje ugljikov monoksid (II):

Ova se reakcija ponekad koristi za proizvodnju ugljikovog (II) monoksida u laboratoriju.

Kao što je već navedeno, najjača od monobazičnih karboksilnih kiselina je mravlja kiselina.

Octena kiselina mnogo slabiji. Stoga metilni CH3 - radikal (i drugi radikali) utječe na karboksilnu skupinu. Kao rezultat toga, veza između atoma vodika i kisika u karboksilnoj skupini postaje manje polarna i uklanjanje vodikovog iona je teže. U radikalima karboksilne kiseline atomi vodika mogu biti zamijenjeni halogenima. U tom slučaju lakše dolazi do supstitucije u ugljikovodičnoj jedinici koja je bliža karboksilnoj skupini. Posljedično, karboksilna skupina djeluje na ugljikovodični radikal, odnosno njihov je utjecaj obostran.

Primjena

Mravlja kiselina se koristi u industriji kao jako redukcijsko sredstvo. U medicini se koristi njegova 1,25% otopina u alkoholu (mravlji alkohol). Najveću važnost ima octena kiselina, neophodna je za sintezu boja (npr. indiga), lijekova (npr. aspirina), estera, anhidrida octene kiseline, monokloroctene kiseline itd. Velike količine troše se za proizvodnju acetatnih vlakana, nezapaljivog filma i organskog stakla koje propušta UV zrake.

Njegove soli, acetati, imaju široku primjenu. Olovni (II) acetat se koristi za izradu olovnog bijelila i olovnog losiona u medicini, željezni (III) i aluminijev acetati se koriste kao jedače za raspadajuće tkanine, a bakrov (II) acetat se koristi za suzbijanje biljnih štetnika. 3-9% vodena otopina octene kiseline - ocat - je aroma i konzervans. Neki spojevi koji se proizvode korištenjem octene kiseline, poput natrijeve soli 2,4-diklorofenoksioctene kiseline, su herbicidi – sredstva za suzbijanje korova. Natrijeve i kalijeve soli viših karboksilnih kiselina glavni su sastojci sapuna.

Esteri mravlje kiseline koriste se kao otapala i mirisi

Bibliografija

G.E. Rudzitis, F.G. Feldman Kemija: Organska kemija: Udžbenik za 10. raz. obrazovne ustanove. - 5. izd. - M.: Obrazovanje, 1998. - 160 str.

O.S.Gabrielyan Kemija. 10. razred: Udžbenik za opće obrazovne ustanove / O.S.Gabrielyan.-11. izdanje, prerađeno-M. : Droplja, 2006.- 267, str.

L.S. Guzey Kemija. 11. razred: Udžbenik za obrazovne ustanove / R.P. Surovceva, G.G. Lysova - 7. izd., stereotip. M.: Bustard, 2006. - 223, str.

Objavljeno na Allbest.ru

Slični dokumenti

Karboksilne kiseline su organski spojevi koji sadrže karboksilnu skupinu (karboksil). Nomenklatura i izomerija. Fizička svojstva. Kemijska svojstva. Octena (metankarboksilna, etanska) kiselina CH3-COOH. Primjena kiselina u industriji.

sažetak, dodan 16.12.2007


Jednobazične karboksilne kiseline. Opće metode dobivanja. Dibazične kiseline, kemijska svojstva. Piroliza oksalne i malonske kiseline. Dibazične nezasićene kiseline. Oksidacija hidroksi kiselina. Piroliza vinske kiseline. Esteri. Dobivanje masti.

priručnik za obuku, dodan 02.05.2009


Grupiranje spojeva s karboksilnom funkcionalnom skupinom u klasu karboksilnih kiselina. Skup kemijskih svojstava, od kojih su neka slična svojstvima alkohola i okso spojeva. Homologne serije, nomenklatura i dobivanje karboksilnih kiselina.

test, dodan 05.08.2013


Acilni spojevi su derivati ​​karboksilnih kiselina koji sadrže acilnu skupinu. Svojstva kiselina posljedica su prisutnosti karboksilne skupine u njima, koja se sastoji od hidroksilnih i karbonilnih skupina. Metode dobivanja i reakcije anhidrida karboksilnih kiselina.

sažetak, dodan 03.02.2009


Karboksilne kiseline su jače kiseline od alkohola. Kovalentna priroda molekula i ravnoteža disocijacije. Formule karboksilnih kiselina. Reakcije s metalima, njihovim bazičnim hidroksidima i alkoholima. Kratak opis fizikalnih svojstava kiselina.

prezentacija, dodano 06.05.2011


Proučavanje fizikalnih i kemijskih svojstava karboksilnih kiselina. Analiza reakcija nukleofilne supstitucije u nizu derivata. Karakteristike opće sheme mehanizma u prisutnosti katalizatora. Pregled cikličkih, aromatskih i heterocikličkih nizova kiselina.

sažetak, dodan 19.12.2011


Upoznavanje s povijesnim činjenicama otkrića i proizvodnje fosforne kiseline. Razmatranje osnovnih fizikalno-kemijskih svojstava fosforne kiseline. Priprava ekstrakcijske fosforne kiseline u laboratorijskim uvjetima, njezino značenje i primjeri primjene.

sažetak, dodan 27.08.2014


Pojam pojma aromatske karboksilne kiseline. Sumporna kiselina: kemijski indikatori, pravila uporabe. Utjecaj temperature na reakciju nitracije i njezine laboratorijske spojeve. Postupci dobivanja monobazičnih aromatskih karboksilnih kiselina.

kolegij, dodan 05.12.2008


Strukturna, kemijska formula sumporne kiseline. Sirovine i glavne faze proizvodnje sumporne kiseline. Sheme za proizvodnju sumporne kiseline. Reakcije za proizvodnju sumporne kiseline iz minerala pirita na katalizatoru. Dobivanje sumporne kiseline iz željeznog sulfata.

prezentacija, dodano 27.04.2015


Proučavanje mezogenih svojstava tekućih kristalnih poliestera koji sadrže ostatak kamforne kiseline kao središnju jezgru. Proučavanje kiroptičkih svojstava kopoliestera VIII u otopini, utjecaj otapala. Dobivanje optički aktivnih polimera.

1. Podjela karboksilnih kiselina.

2. Nomenklatura, potvrda o primitku.

3. Izomerija, struktura.

4. Monokarboksilne kiseline (zasićene, nezasićene, aromatske).

5. Dikarboksilne kiseline.

6. Derivati ​​karboksilnih kiselina.

Derivati ​​ugljikovodika koji sadrže karboksilnu skupinu -COOH nazivaju se karboksilne kiseline.

Karboksilne kiseline se klasificiraju prema dvije strukturne karakteristike:

a) prema prirodi radikala razlikuju se alifatske R(COOH)n (zasićene, nezasićene) i aromatske kiseline Ar(COOH)n;

b) prema broju karboksilnih skupina razlikuju monokarboksilne (n = 1), di- i polikarboksilne (n ≥ 2) kiseline.

Nomenklatura. Prema IUPAC-ovoj nomenklaturi, nazivi kiselina tvore se od naziva ugljikovodika, dodajući završetak - oična kiselina, na primjer, CH 3 COOH - etanska kiselina. Trivijalni nazivi kiselina su široko rasprostranjeni: octena, maslačna, oleinska, vinska, oksalna itd.

Priznanica.

a) O oksidacija alkena, alkina, primarnih alkohola i aldehida (vidi "Kemijska svojstva" odgovarajućih klasa spojeva):

R-CH = CH-CH 3 + [O] → R-COOH + CH 3 -COOH

R-CH 2 -OH + [O] → R-CH=O + [O] → R-COOH

alkohol aldehidna kiselina

Oksidirajuća sredstva - KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 u kiseloj sredini.

b) Oksidacija alkana: R-CH 2 -CH 2 -R" + [O] → R-COOH + R"-COOH + H 2 O Oksidacija se provodi u prisustvu katalizatora - soli kobalta ili mangana.

V) Oksidacija alkilbenzena (vidi “Kemijska svojstva aromatskih ugljikovodika”). G) Hidroliza nitrila, derivata karboksilnih kiselina u kiseloj ili alkalnoj sredini: R-C≡N + 2H 2 O + HCl → R-COOH + NH 4 Cl

R-C≡N + H 2 O + NaOH → R-COONa + NH 3

X: -OR, -Hal, -OCOR, -NH2.

d ) Organometalna sinteza:

Struktura. Atomi ugljika i kisika karboksilne skupine nalaze se u stanju sp 2 hibridizacije. σ- C-O veza nastaje preklapanjem sp 2 -sp 2 hibridiziranih orbitala, σ- O-H veza - preklapanje sp 2 - s-orbitale, π- C-O veza – preklapanjem nehibridiziranih p-p orbitala. Karboksilna skupina je planarna p,π- spojeni sustav:

Kao rezultat konjugacije, C-O veza postaje kraća u usporedbi sa sličnom vezom u alkoholima, C=O veza postaje duža u usporedbi sa sličnom vezom u karbonilnim spojevima, tj. primjetno je poravnanje duljina veza u karboksilnoj skupini.

Intermolekulska interakcija karboksilnih kiselina karakterizirana je jakim vodikovim vezama, što rezultira stvaranjem linearnih suradnika i cikličkih dimera:

I

Vodikova veza u karboksilnim kiselinama jača je nego u alkoholima. To uzrokuje veću topljivost u vodi, vrelište i talište karboksilnih kiselina u usporedbi s alkoholima slične molekularne težine.

Međusobni utjecaj karbonilne i hidroksilne skupine u karboksilnoj skupini određuje kemijska svojstva koja se razlikuju od svojstava karbonilnih spojeva i alkohola. Reakcije koje uključuju karboksilnu skupinu odvijaju se u sljedećim glavnim smjerovima: kiselinsko-bazna interakcija, nukleofilna supstitucija, dekarboksilacija.

Kemijska svojstva karboksilnih kiselina razmatraju se u nastavku na primjeru zasićenih monokarboksilnih kiselina.

Monokarboksilne kiseline(zasićene, nezasićene, aromatske kiseline).

Opća molekularna formula zasićene monokarboksilne kiseline

SnN2nO2.

Tablica 4.

Homologne serije zasićenih monokarboksilnih kiselina

U tablici su prikazani nazivi acilnih (R-CO-) i kiselinskih (R-COO-) ostataka nekih monokarboksilnih kiselina graničnog niza.

Izomerija. Zasićene monokarboksilne kiseline karakterizira strukturna izomerija (različita struktura ugljikovog lanca i različit raspored funkcionalnih skupina). Na primjer, molekulska formula C 4 H 8 O 2 odgovara izomerima: CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH (maslačna kiselina), (CH 3) 2 CH-COOH (2-metilpropanska ili izobutanska kiselina), CH 3 -CH 2 -COOCH 3 (metil propanoat) (za detalje pogledajte odjeljak "Izomerija").

Fizička svojstva. Kiseline s brojem atoma ugljika od 1 do 9 su bezbojne tekućine neugodnog mirisa, one s C≥ 10 su krute tvari bez mirisa. Kiseline s brojem ugljikovih atoma od 1 do 3 vrlo su topljive u vodi, s C≥ 4 - tvari netopljive u vodi, ali dobro topljive u organskim otapalima (alkohol, eter).

Kemijska svojstva.

a) kisela svojstva

Vodene otopine karboksilnih kiselina imaju kiselu reakciju:

kiseli karboksilatni ion

Delokalizacija elektronske gustoće ( p,π- konjugacija) u karboksilatnom ionu dovodi do potpunog usklađivanja redova duljine obje C-O veze, povećavajući njegovu stabilnost u usporedbi s alkoholatnim i fenolatnim ionima. Stoga su karboksilne kiseline jače od alkohola i fenola ugljične kiseline, ali su inferiornije od takvih mineralnih kiselina kao što su klorovodična, sumporna, dušična i fosforna.

Na snagu karboksilnih kiselina značajno utječe priroda radikala na karboksilnoj skupini: skupine koje doniraju elektron destabiliziraju karboksilatni ion i stoga smanjuju kisela svojstva, skupine koje privlače elektron stabiliziraju karboksilatni ion i povećavaju kisela svojstva.

U homolognom nizu zasićenih monokarboksilnih kiselina, s povećanjem broja ugljikovih atoma u kiselinskom sastavu, kisela svojstva opadaju. Najjača kiselina je mravlja kiselina.

Karboksilne kiseline tvore soli u interakciji s aktivnim metalima, metalnim oksidima, bazama i solima. Na primjer, CH 3 -COOH + Na 2 CO 3 → CH 3 -COONa + CO 2 + H 2 O

Soli nižih karboksilnih kiselina vrlo su topljive u vodi, dok su soli viših - topive samo natrijeve i kalijeve soli. Soli karboksilnih kiselina i alkalijskih metala podliježu hidrolizi i njihove vodene otopine imaju alkalni okoliš:

R-COO - Na + + HOH ↔ R-COOH + NaOH

Soli karboksilnih kiselina koriste se za dobivanje derivata karboksilnih kiselina, ugljikovodika i površinski aktivnih tvari.

Veliku važnost u narodnom gospodarstvu imaju natrijeve i kalijeve soli viših masnih kiselina – sapuni. Obični čvrsti sapun je mješavina natrijevih soli raznih kiselina, uglavnom palmitinske i stearinske: C 15 H 31 COONa (natrijev palmitat) i C 17 H 35 COONa (natrijev stearat). Kalijevi sapuni su tekući.

U davna vremena sapun se pravio od masti i pepela bukve. Tijekom renesanse vratili su se zaboravljenom zanatu, recepti su držani u tajnosti. Danas se sapuni uglavnom proizvode od biljnih i životinjskih masti.

Sapuni su površinski aktivne tvari, kemijski hibrid koji se sastoji od hidrofilnog (karboksilatni ion) i hidrofobnog (strah) kraja (ugljikovodični radikal). Sapuni naglo smanjuju površinsku napetost vode, uzrokuju vlaženje čestica ili površina koje imaju vodoodbojni učinak te potiču stvaranje stabilne pjene.

U tvrdoj vodi sposobnost pranja sapuna naglo se smanjuje; topljive natrijeve ili kalijeve soli viših masnih kiselina stupaju u reakciju izmjene s topivim kiselim karbonatima zemnoalkalijskih metala, uglavnom kalcija, prisutnih u tvrdoj vodi:

2C 15 H 31 COONa + Ca(HCO 3) 2 → (C 15 H 31 COO) 2 Ca + 2NaHCO 3

Nastale netopljive kalcijeve soli viših masnih kiselina stvaraju talog.

Ogromne količine sapuna koriste se u svakodnevnom životu u higijenske svrhe, za pranje itd., kao iu raznim industrijama, posebno za pranje vune, tkanina i drugih tekstilnih materijala.

b) nukleofilna supstitucija- S N (stvaranje funkcionalnih derivata karboksilnih kiselina)

Glavni tip reakcija karboksilnih kiselina je nukleofilna supstitucija na sp 2 -hibridiziranom ugljikovom atomu karboksilne skupine, uslijed čega se hidroksilna skupina zamjenjuje drugim nukleofilom. Zbog r,π-s Budući da je u karboksilnoj skupini pokretljivost hidroksilne skupine znatno niža u usporedbi s alkoholima, stoga se reakcije nukleofilne supstitucije provode u prisutnosti katalizatora - mineralne kiseline ili lužine.

Reakcije su popraćene stvaranjem funkcionalnih derivata karboksilnih kiselina - kiselinskih halogenida (1), anhidrida (2), estera (3), amida (4):

V)dekarboksilacija

Dekarboksilacija je uklanjanje karboksilne skupine u obliku CO 2 . Ovisno o uvjetima reakcije nastaju spojevi različitih klasa. Skupine koje privlače elektron u radikalu na karboksilnoj skupini olakšavaju pojavu reakcija ovog tipa.

Primjeri reakcija dekarboksilacije:

1) toplinska razgradnja natrijevih ili kalijevih soli u prisutnosti natrijevog vapna

R-COONa + NaOH → R-H + Na 2 CO 3

2) toplinska razgradnja kalcijevih ili barijevih soli

R-COO-Ca-OOS-R → R-CO-R + CaCO 3

3) elektroliza natrijevih ili kalijevih soli (Kolbeova sinteza)

2R-COONa + 2NN → R-R + 2NaON +2CO 2 + N 2

d) zamjena vodikovih atomaα-ugljikov atom

Atom halogena u α -halogenirane kiseline se lako zamjenjuju nukleofilnim reagensima. Stoga su α-halogen-supstituirane kiseline početni materijali u sintezi širokog spektra supstituiranih kiselina, uključujući α-amino i α-hidroksi kiseline:

propionska kiselina α-kloropropionska kiselina

Zbog utjecaja atoma halogena na karboksilnu skupinu, halogenirane kiseline (primjerice trikloroctena kiselina) višestruko su jače kiseline i po tome se približavaju jakim anorganskim kiselinama.

e) specifična svojstva mravlje kiseline

U sastavu mravlje kiseline, uz karboksilnu skupinu, može se izdvojiti i karbonilna skupina, stoga mravlja kiselina pokazuje svojstva i karboksilnih kiselina i aldehida:

1. oksidacija

HCOOH + [O] → CO 2 + H 2 O

oksidansi: Cu(OH) 2, OH (reakcija "srebrnog ogledala")

2. dehidracija

HCOOH + H 2 SO 4 (konc.) → CO + H 2 O

Pojava u prirodi i upotreba kiselina:

a) mravlja kiselina- bezbojna tekućina s oštrim mirisom, miješa se s vodom. Prvi put je izoliran u 17. stoljeću iz crvenih mrava destilacijom vodenom parom. U prirodi se slobodna mravlja kiselina nalazi u izlučevinama mrava, u soku od koprive i u znoju životinja. U industriji se mravlja kiselina proizvodi propuštanjem ugljičnog monoksida kroz zagrijanu lužinu:

NaOH + CO → H-COONa

H-COONa + H 2 SO 4 → H-COOH + NaHSO 4

Mravlja kiselina se koristi za bojanje tkanina, kao redukcijsko sredstvo i u raznim organskim sintezama.

b) octena kiselina

Bezvodna octena kiselina (ledena octena kiselina) je bezbojna tekućina karakterističnog oštrog mirisa i kiselog okusa, smrzava se na temperaturi od +16 0 C, stvarajući kristalnu masu nalik ledu. 70-80% vodena otopina kiseline naziva se octena esencija.

Rasprostranjen je u prirodi, nalazi se u životinjskim izlučevinama, u biljnim organizmima, a nastaje kao rezultat procesa vrenja i truljenja u kiselom mlijeku, siru, kiselom vinu, maslacu za kuhanje itd. Koriste se u prehrambenoj industriji kao arome i konzervansi, naširoko u proizvodnji umjetnih vlakana, otapala te u proizvodnji lijekova.

c) maslačna kiselina- bezbojna tekućina, kisele otopine imaju neugodan miris starog maslaca i znoja. U prirodi se nalazi u obliku estera; esteri glicerina i maslačne kiseline nalaze se u mastima i maslacu. Koristi se u organskoj sintezi za dobivanje aromatskih estera.

c) izovalerijanska kiselina - bezbojna tekućina s oštrim mirisom, u razrijeđenim otopinama ima miris valerijane. Nalazi se u korijenu valerijane, a koristi se za dobivanje ljekovitih tvari i esencija.

d) palmitinska, stearinska kiselina

To su krutine slabog mirisa i slabo su topljive u vodi. Široko rasprostranjeni u prirodi, nalaze se u mastima u obliku estera s glicerolom. Koristi se za proizvodnju supozitorija i surfaktanata.

Nezasićene kiseline

Nezasićene kiseline su karboksilne kiseline koje sadrže višestruke veze (dvostruke ili trostruke) u radikalu ugljikovodika. Najvažnije su nezasićene mono- i dikarboksilne kiseline s dvostrukim vezama.

Nomenklatura i izomerija.

Nazivi za nezasićene kiseline sastavljeni su prema nomenklaturi IUPAC-a, ali se najčešće koriste trivijalni nazivi:

CH 2 =CH-COOH - 2-propenska ili akrilna kiselina

CH 3 -CH=CH-COOH - 2-butenska ili krotonska kiselina

CH 2 =C(CH 3)-COOH - 2-metilpropenska ili metakrilna kiselina

CH 2 =CH-CH 2 -COOH - 3-butenska ili vinil octena kiselina

CH 3 -(CH 2) 7 -CH=CH-(CH 2) 7 -COOH - oleinska kiselina

CH 3 -(CH 2) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-(CH 2) 7 -COOH - linolna kiselina

CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH-linolenska kiselina.

Strukturna izomerija nezasićenih kiselina posljedica je izomerije ugljikovog skeleta (na primjer, krotonska i metakrilna kiselina) i izomerije položaja dvostruke veze (na primjer, krotonska i vinil octena kiselina).

Nezasićene kiseline s dvostrukom vezom, kao i etilenske ugljikovodike, također karakteriziraju geometrijski ili cis-trans izomerija.

Kemijska svojstva. Po kemijskim svojstvima nezasićene kiseline slične su mono- i dikarboksilnim kiselinama, ali imaju niz posebnosti zbog prisutnosti višestrukih veza i karboksilne skupine u molekuli te njihovog međusobnog utjecaja.

Nezasićene kiseline, posebno one koje sadrže višestruku vezu u α-položaju s karboksilnom skupinom, jače su kiseline od zasićenih kiselina. Tako je nezasićena akrilna kiselina (K=5,6*10 -5) četiri puta jača od propionske kiseline (K=1,34*10 -5).

Nezasićene kiseline stupaju u sve reakcije na mjestu višestrukih veza karakterističnih za nezasićene ugljikovodike.

A)Eelektrofilni dodatak:

1. halogeniranje

β CH 2 = α CH-COOH + Br 2 → CH 2 Br-CHBr-COOH

propenska kiselina α,β-dibrompropionska kiselina

Ovo je kvalitativna reakcija na nezasićene kiseline; broj višestrukih veza može se odrediti količinom utrošenog halogena (brom ili jod). .

2. hidrohalogeniranje

α CH 2 δ+ = β CH δ- →COOH+ H δ+ - Br δ- → CH 2 Br-CH 2 -COOH

Za α,β-nezasićene kiseline, reakcija adicije odvija se suprotno Markovnikovljevom pravilu.

b)Ghidrogeniranje

U prisutnosti katalizatora (Pt, Ni), vodik se dodaje na mjestu dvostruke veze i nezasićene kiseline postaju zasićene:

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

akrilna kiselina propionska kiselina

Proces hidrogenacije ( hidrogeniranje) ima veliku praktičnu važnost, posebno za pretvaranje viših nezasićenih masnih kiselina u zasićene masne kiseline; To je osnova za transformaciju tekućih ulja u čvrste masti.

V)OKOzakiseljavanje

U uvjetima Wagnerove reakcije (vidi "Alkeni"), nezasićene kiseline se oksidiraju u dihidroksi kiseline, a tijekom snažne oksidacije - u karboksilne kiseline.

a) akril CH 2 =CH-COOH i metakrilni CH 2 =C(CH 3 )-COOH kiselina - bezbojne tekućine oštrog mirisa. Kiseline i njihovi metilni esteri lako polimeriziraju, što je temelj njihove primjene u industriji polimernih materijala (organsko staklo).

Nitril akrilne kiseline - akrilonitril CH 2 =CH-C≡N koristi se u proizvodnji sintetičkog kaučuka i visokomolekularne poliakrilonitrilne (PAN) smole od koje se proizvodi sintetičko vlakno nitron (ili orlon) - jedna od vrsta umjetne vune. .

b) više nezasićene kiseline

-cis-oleinska kiselina u obliku estera s glicerinom ulazi u sastav gotovo svih masti životinjskog i biljnog podrijetla, sadržaj oleinske kiseline u maslinovom (“provansalskom”) ulju je posebno visok - do 80%, kalijeve i natrijeve soli oleinska kiselina su sapuni;

-cis, cis-linolna i cis, cis- Linolenska kiselina u obliku estera s glicerinom ulazi u sastav mnogih biljnih ulja, na primjer sojinog, konopljinog i lanenog ulja. Linolna i linolenska kiselina nazivaju se esencijalnim kiselinama jer se ne sintetiziraju u ljudskom tijelu. Upravo te kiseline imaju najveću biološku aktivnost: uključene su u prijenos i metabolizam kolesterola, sintezu prostaglandina i drugih vitalnih tvari, održavaju strukturu staničnih membrana, neophodne su za funkcioniranje vizualnog aparata i živčanog sustava. , te utječu na imunološki sustav. Nedostatak ovih kiselina u hrani koči rast životinja, usporava njihovu reproduktivnu funkciju i uzrokuje razne bolesti.

Esteri kiselina koriste se u proizvodnji lakova i boja (ulja za sušenje).

Aromatske monokarboksilne kiseline

DO Isloti su bezbojne kristalne tvari, neke od njih imaju slab, ugodan miris. Karakterizira ih konjugirani (π, π) sustav:

Najvažniji predstavnici:

benzojeva kiselina

feniloctena kiselina

trans-cimetna kiselina

Aromatične kiseline su jače kiseline od zasićenih kiselina (osim mravlje kiseline). Kiseline ovog tipa karakteriziraju sve reakcije zasićenih karboksilnih kiselina u karboksilnoj skupini i reakcije elektrofilne supstitucije u benzenskom prstenu (karboksilna skupina je supstituent 2. vrste, m-orijentator).

Pojava u prirodi i upotreba kiselina:

Aromatične kiseline koriste se za proizvodnju boja, mirisa i ljekovitih tvari; Esteri kiselina nalaze se u eteričnim uljima, smolama i balzamima. Benzojeva kiselina i njezina natrijeva sol nalaze se u plodovima viburnuma, rowan, brusnice, brusnice, daju im gorak okus, imaju baktericidna svojstva i naširoko se koriste u konzerviranju hrane.

Amid O-sulfobenzojeve kiseline naziva se saharin, 400 puta je slađi od šećera.

Derivati ​​karboksilnih kiselina.

Opća formula derivata karboksilne kiseline:

Gdje je X: - Hal, -OOS-R, -OR, -NH 2.

Za derivate karboksilnih kiselina najkarakterističnije su reakcije nukleofilne supstitucije (S N). Budući da proizvodi ovih reakcija sadrže acilnu skupinu R-C=O, reakcije se nazivaju aciliranjem, a karboksilne kiseline i njihovi derivati ​​nazivaju se acilirajućim reagensima.

Općenito, proces acilacije može se prikazati sljedećom shemom:

Prema sposobnosti aciliranja, derivati ​​karboksilnih kiselina raspoređeni su u sljedeći niz:

sol< амиды < сложные эфиры <ангидриды <галогенангидриды

U ovom nizu, prethodni članovi mogu se dobiti od sljedećih acilacijom odgovarajućeg nukleofila (na primjer, alkohol, amonijak itd.). Svi funkcionalni derivati ​​mogu se dobiti izravno iz kiselina i u njih se pretvaraju hidrolizom.

Amidi, za razliku od ostalih derivata karboksilnih kiselina, stvaraju međumolekulske vodikove veze i krutine su (amid mravlje kiseline HCONH 2 je tekućina).

Esteri

Načini prijema. Glavna metoda za proizvodnju estera su reakcije nukleofilne supstitucije:

a) reakcija esterifikacije R-CO ON + ROKO-H ↔ R-CO-O R + H 2 O

Reakcija se provodi u prisustvu katalizatora - mineralne kiseline. Reakcije esterifikacije su reverzibilne. Za pomicanje ravnoteže prema stvaranju estera koristi se višak jednog od reaktanata ili uklanjanje produkata iz reakcijske sfere.

b) aciliranje alkohola kiselim halogenidima i anhidridima

c) od soli karboksilnih kiselina i alkilhalogenida

R-COONa + RCl → RCOOR + NaCl Nomenklatura. Prema IUPAC nomenklaturi, nazivi estera su sljedeći:

CH 3 -S N 2 -S N 2 -S O-O CH 3

ugljikovodični radikal

radikal + ugljikovodik + oat - metil butanoat.

Ako su navedeni trivijalni nazivi acilnih ostataka, onda je naziv ovog estera - metil butirat. Esteri se mogu nazvati radikalnom funkcionalnom nomenklaturom - metilni ester maslačne kiseline.

Fizička svojstva. Esteri su bezbojne tekućine, netopljivi u vodi i imaju niska vrelišta i tališta u usporedbi s matičnim kiselinama i alkoholima, što je posljedica nepostojanja međumolekulskih vodikovih veza u esterima. Mnogi esteri imaju ugodan miris, često miris bobičastog voća ili voća (voćne esencije).

Kemijska svojstva. Za estere su najkarakterističnije reakcije nukleofilne supstitucije (S N), koji se javljaju u prisutnosti kiselog ili baznog katalizatora. Najvažnije S N reakcije su hidroliza, amonoliza i transesterifikacija.

Kisela hidroliza estera je reverzibilna reakcija, a alkalna hidroliza je nepovratna.

RCOOR + H 2 O(H +) ↔ RCOOH + ROH

RCOOR + NaOH → RCOO - Na + + ROH

masti

Masti (trigliceridi) su esteri koje stvara glicerol i više zasićene i nezasićene kiseline.

Iz masti je izolirano nekoliko desetaka različitih zasićenih i nezasićenih kiselina; gotovo sve sadrže nerazgranate lance ugljikovih atoma, čiji je broj obično paran i kreće se od 4 do 26. Međutim, upravo su više kiseline, uglavnom sa 16 i 18 ugljikovih atoma, glavni sastojak svih masti. Od zasićenih viših masnih kiselina najvažnije su palmitinska C 15 H 31 COOH i stearinska C 17 H 35 COOH; od nezasićenih masnih kiselina - oleinska C 17 H 33 COOH (s jednom dvostrukom vezom), linolna C 17 H 31 COOH ( s dvije dvostruke veze) i linolenski C 17 H 29 COOH (s tri dvostruke veze). Nezasićene kiseline koje sadrže fragment (-CH 2 -CH=CH-) u radikalu nazivaju se esencijalne.

Jednostavni trigliceridi sadrže ostatke istih masnih kiselina i miješane ostatke različitih masnih kiselina. Nazivi se temelje na nazivima acilnih ostataka uključenih u njihov sastav masnih kiselina:

tripalmitin dioleostearin

Važnost masti je izuzetno velika. Prije svega, oni su uz ugljikohidrate i bjelančevine najvažniji sastojak hrane za ljude i životinje. Najveću nutritivnu vrijednost imaju biljna ulja koja uz esencijalne masne kiseline sadrže fosfolipide, vitamine i organizmu neophodne korisne fitosterole (prekursore vitamina D). Dnevne potrebe odrasle osobe za mastima su 80-100g.

Masti su praktički netopljive u vodi, ali su dobro topljive u alkoholu, eteru i drugim organskim otapalima. Talište masti ovisi o tome koje kiseline sadrže. Masti koje sadrže pretežno ostatke zasićenih kiselina (životinjske masti – goveđa, janjeća ili svinjska mast) imaju najveći T pl. a čvrste su tvari ili tvari poput masti. Masti koje sadrže pretežno ostatke nezasićenih kiselina (biljna ulja - suncokretovo, maslinovo, laneno i dr.), tekućine s nižim talištem.

Kemijska svojstva trigliceridi su određeni prisutnošću esterske veze i nezasićenosti:

a) hidrogenizacija (hidrogenizacija) masti

Dodatak vodika na mjestu dvostrukih veza u kiselinskim ostacima provodi se u prisutnosti katalizatora - fino usitnjenog metalnog nikla pri 160-240 0 C i tlaku do 3 atm. Pritom se tekuće masti i ulja pretvaraju u čvrste zasićene masti - mast, koja se široko koristi u proizvodnji margarina, sapuna i glicerina.

b) hidroliza masti

Alkalnom hidrolizom (saponifikacijom) masti nastaju soli masnih kiselina (sapuni) i glicerol, dok kiselom hidrolizom nastaju masne kiseline i glicerol.

c) adicija i oksidacija

Trigliceridi koji sadrže ostatke nezasićenih masnih kiselina podliježu reakcijama adicije na dvostrukoj vezi (bromiranje, jodiranje) i oksidaciji s kalijevim permanganatom. Obje reakcije omogućuju određivanje stupnja nezasićenosti masti.

Sve masti su zapaljive tvari. Kada izgaraju, oslobađa se velika količina topline: 1 g masti kada sagorijeva daje 9300 cal.

Znaš li to

Godine 1906. ruski znanstvenik S.A. Fokin ga je razvio, a 1909. god. Također je implementirao metodu hidrogenacije (stvrdnjavanja) masti u industrijskim razmjerima.

Margarin (od grčkog - "biseri") dobiven je 1869. Njegove različite varijante dobivaju se miješanjem svinjske masti s mlijekom, au nekim slučajevima i sa žumanjkom. Dobiveni proizvod izgledom podsjeća na maslac, a ugodan miris margarina postiže se uvođenjem posebnih aroma u njegov sastav - složenih sastava različitih tvari, čiji je neizostavni sastojak diacetil (butandion), žuta tekućina koja se nalazi u kravljem maslacu.

Međutim, postoje i životinjske masti koje sadrže znatnu količinu nezasićenih kiselina i tekuće su tvari (plava, gaveza ili riblje ulje).

Biljne masti i ulja ekstrahiraju se iz sjemenki i pulpe plodova raznih biljaka. Odlikuju se visokim sadržajem oleinske i drugih nezasićenih kiselina, a sadrže samo malu količinu stearinske i palmitinske kiseline (suncokretovo, maslinovo, pamučno, laneno i druga ulja). Samo u nekim biljnim mastima prevladavaju zasićene kiseline, i to krute tvari (kokosovo ulje, kakao maslac i dr.).

Esteri voćnih esencija imaju ugodan miris voća i cvijeća, npr. izoamil acetat - miris kruške, amil format - višnje, etil format - rum, izoamil butirat - ananas itd. Koriste se u konditorskoj industriji, u proizvodnji bezalkoholnih pića, te u parfumeriji.

Od polimetil metakrilata dobiva se izuzetno vrijedan sintetski materijal - organsko staklo (pleksiglas). Potonji je bolji od silikatnog stakla u prozirnosti i sposobnosti propuštanja UV zraka. Koristi se u strojarstvu i izradi instrumenata, u izradi raznih kućanskih i sanitarnih predmeta, posuđa, nakita, satova. Zbog svoje fiziološke indiferentnosti, polimetil metakrilat je našao primjenu u izradi zubnih proteza itd.

Vinil acetat je ester vinil alkohola i octene kiseline. Dobiva se, na primjer, propuštanjem smjese para octene kiseline i acetilena preko kadmijevih i cinkovih acetata na 180-220 o C:

CH 3 -COOH + CH≡CH → CH 3 -CO-O-CH=CH 2

Vinil acetat je bezbojna tekućina koja lako polimerizira, stvarajući sintetski polimer - polivinil acetat (PVA), koji se koristi za proizvodnju lakova, ljepila i umjetne kože.

Dikarboksilne kiseline

Dikarboksilne kiseline sadrže dvije karboksilne skupine. Najpoznatije su linearne kiseline koje sadrže od 2 do 6 atoma ugljika:

NOOS-COON - etan diova (IUPAC nomenklatura) ili oksalna kiselina (trivijalna nomenklatura)

NOOS-CH 2 -COOH - propandioinska ili malonska kiselina

NOOS-CH 2 -CH 2 -COOH - butandioična ili jantarna kiselina

NOOS-CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH - pentandioična ili glutarna kiselina

NOOS-CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH - adipinska kiselina

Fizička svojstva. Dvobazične kiseline su kristalne tvari s visokim talištem, a za kiseline s parnim brojem ugljikovih atoma ono je više; niže kiseline su topive u vodi.

Kemijska svojstva. Po kemijskim svojstvima dibazične kiseline slične su monokarboksilnim kiselinama, ali imaju niz posebnosti zbog prisutnosti dviju karboksilnih skupina u molekulama i njihovog međusobnog utjecaja.

Dikarboksilne kiseline su jače kiseline od monokarboksilnih kiselina s istim brojem ugljikovih atoma: Kion. oksalna kiselina (H 2 C 2 O 4) - 5,9 10 -2, 6,4 10 -5, octena kiselina - 1,76 10 -5. Kako se udaljenost između karboksilnih skupina povećava, kisela svojstva dikarboksilnih kiselina se smanjuju. Dikarboksilne kiseline mogu formirati dvije serije soli - kisele, na primjer HOOC-COONa, i srednje - NaOOC-COONa.

Dikarboksilne kiseline imaju niz specifičnih svojstava, koja su određena prisutnošću dviju karboksilnih skupina u molekuli. Na primjer, omjer dikarboksilnih kiselina i topline.

Transformacije dikarboksilnih kiselina zagrijavanjem ovise o broju ugljikovih atoma u njihovom sastavu i određene su mogućnošću stvaranja termodinamički stabilnih petero- i šesteročlanih ciklusa.

Kada se oksalna i malonska kiselina zagrijavaju, dolazi do dekarboksilacije u monokarboksilne kiseline:

HOOC-CH 2 -COOH → CH 3 -COOH + CO 2

Kada se zagriju, jantarna i glutarna kiselina lako odvajaju vodu i stvaraju petero- i šesteročlane cikličke anhidride:

Zagrijavanjem adipinska kiselina dekarboksilira u ciklički keton - ciklopentanon:

Dikarboksilne kiseline reagiraju s diaminima i diolima da bi formirale poliamide, odnosno poliestere, koji se koriste u proizvodnji sintetičkih vlakana.

Uz zasićene dikarboksilne kiseline poznate su i nezasićene, aromatske dikarboksilne kiseline.

Pojava u prirodi i upotreba kiselina:

Oksalna kiselina rasprostranjena u biljnom svijetu. U obliku soli nalazi se u listovima kiselice, rabarbare i kiselice. U ljudskom organizmu stvara teško topive soli (oksalate), na primjer kalcijev oksalat, koji se u obliku kamenaca talože u bubrezima i mokraćnom mjehuru. Koristi se kao sredstvo za izbjeljivanje: uklanjanje hrđe, boja, lakova, tinte; u organskoj sintezi.

Malonska kiselina (esteri i soli - malonoati) nalazi se u nekim biljkama, poput šećerne repe. Široko se koristi u organskoj sintezi za proizvodnju karboksilnih kiselina.

jantarna kiselina (soli i esteri nazivaju se sukcinati) sudjeluje u metaboličkim procesima koji se odvijaju u tijelu. To je intermedijarni spoj u ciklusu trikarboksilnih kiselina. Godine 1556. njemački alkemičar Agricola prvi je izolirao jantar iz proizvoda suhe destilacije. Kiselina i njezin anhidrid naširoko se koriste u organskoj sintezi.

Fumarna kiselina (HOOC-CH=CH-COOH - trans- butendinska kiselina), Za razliku od cis- maleinska kiselina , široko rasprostranjen u prirodi, nalazi se u mnogim biljkama, mnogima u gljivama, te sudjeluje u metaboličkim procesima, posebno u ciklusu trikarboksilne kiseline.

Maleinska kiselina (cis- butendinska kiselina) ne javlja se u prirodi. Kiselina i njezin anhidrid naširoko se koriste u organskoj sintezi.

Orto-ftalna kiselina, derivati ​​kiselina - anhidrid ftalne kiseline, esteri - ftalati (repelenti) imaju široku primjenu.

Tereftalna kiselina je industrijski proizvod velikih razmjera koji se koristi za proizvodnju niza polimera - na primjer, lavsan vlakna, polietilen tereftalat (PET), od kojih se izrađuju plastične posude, boce itd.