18.predavanje-karbonske kiseline
TRANSCRIPT
KARBONSKE KISELINEKARBONSKE KISELINE
C OH
O
C
O
OH
COOH CO2H
COOHCH3
COOH
O COOHAlifatična karbonska
kiselina
Aromatična karbonskakiselina
Heterociklična karbonskakiselina
Alifatične kiseline sa normalnim nizom (masne kiseline):
CH3 CH2 CH2 CH2 COOH CH3 (CH2)16 COOH
COOH COOH
CH2 CH COOH CH3 (CH2)7 CH CH (CH2)7 COOH
Naftenske kiseline:
Nezasićene karbonske kiseline:
Mono-, di- i polikarbonske kiseline:
Supstituisane karbonske kiseline:
H COOH
COOH
HOOC CH2 COOHCOOH
COOH
Cl CH2 COOH CH3 CH COOH
OH
COOH
NH2
NOMENKLATURA NOMENKLATURA ZASIZASIĆENIH KARBONSKIH KISELINAĆENIH KARBONSKIH KISELINA
CH3 CH2 COOH
Propanska kiselina (Etankarbonska)
CH3 CH2 CH2 CH2 COOH
Pentanska kiselina (Butankarbonska)
1234
CH3 CH2 CH CH2 COOH
Cl
12345
3-Hlorpentanska kiselina
CH3 CH2 CH COOH
CH3
4 3 2 1
2-Metilbutanska kiselina
COOH
Ciklopentankarbonska kiselina
COOHH
CH3 COOH
COOHCH2CH3
CH3 (CH2)2 COOH
CH3 (CH2)3 COOH
CH3 (CH2)4 COOH
Mravlja kiselina
Sirćetna kiselina
Propionska kiselina
Buterna kiselina
Valerijanska kiselina
Kapronska kiselina
HOOC CH2 CH2 CH2 COOH 1,3-Propandikarbonska kiselina (1,5-Pentan-dikiselina)
CH3 CH2 CH COOH
CH3-Metilbuterna kiselina
CH3 CH2 CH CH COOH
CH3 CH3-Dimetilvalerijanska kiselina
CH3 C
CH3
CH3
COOH
CH3 CH
CH3
CH2 CH2 COOH CH3 CH CH2 COOH
CH3
CH3 CH2 CH CH COOH
CH2
CH3
CH3
12345
(1)
(2)
(3)(4)
(5)(6)
Trimetilsirćetna kiselina-Dimetilpropionska kiselina1,1-Dimetiletankarbonska kiselina2,2-Dimetilpropanska kiselina
Izovalerijanska kiselina
NAČINI DOBIJANJA ALIFATIČNIH ZASIĆENIH NAČINI DOBIJANJA ALIFATIČNIH ZASIĆENIH MONOKARBONSKIH KISELINAMONOKARBONSKIH KISELINA
1. OksidacijomA) Primarnih alkohola i aldehidaB) Nezasićenih ugljovodonika
CH3 C CH[O]
CH3 COOH CO2 H2O+ +
Ar CH2 R[O]
Ar CHOH R[O]
Ar CO R[O]
Ar COOH
CH3 CH2 C CH2 CH2 CH2 CH3
O[O]
I II
II CH2 COOHCH3
CH3 (CH2)2 COOH+
I CH3 COOH
CH3 (CH2)3 COOH+
C) Arena i alkilbenzena:
D) Ketona
O[O]
COOH
COOH
Cikloheksanon Adipinska kiselina
2. Hidrolizom nitrila, cijanida:
C
O
O + R MgX R C
O
OMgX R C
O
OH + MgOHXHOH
3. Karbonacijom Grinjarovih jedinjenja:
C6H5 CH2Cl + Mgaps. etar C6H5 CH2MgCl
C6H5 CH2 C OMgCl
OHOH
CO2
CO2 C6H5 CH2 COOH + MgOHCl
Fenilsirćetna kiselina
R C N3H2O
HClR C OH
OH
OH
+ NH3 R C O
OH
H2O NH4Cl+ +
R C N3H2O
NaOHR C OH
OH
OH
+ NH3 R C O
O
H2O NH3 Na + 2 +
4. Hidrolizom trihalogenskih derivata:
R C X
X
X
HOHR C OH
OH
OH
-HOHR C O
OH
C6H5 CH3Cl
hC6H5 CCl3
HOHC6H5 C(OH)3
-HOHC6H5 COOH
R C O
O H
HEMIJSKE OSOBINE ALIFATIČNIH ZASIĆENIH HEMIJSKE OSOBINE ALIFATIČNIH ZASIĆENIH MONOKARBONSKIH KISELINAMONOKARBONSKIH KISELINA
R C
O
O H R C
O
OH
R C
O
O H R CH2 CH2 COOH
1. 2.
3. 4.
Reakcije:
K =R COO H3O
R COOH HOH=
R COO H3O
R COOHHOHK
K =R COO
R COOH
H
R C
O
O H+ H
- HR C
O
O R C
O
O R C
O
O
1. Kiselost karbonskih kiselina:1. Kiselost karbonskih kiselina:
R COOH + HR COO
R COOH R COO + H3O+ HOH
R C O
O H
R C O
O H
Mezomerni efekat:
H C
O
O0,127 nm
0,127 nmH C
O
O H
0,123 nm
0,136 nm
R C O
O H
U jako kiseloj sredini (pH < 3), ne dolazi do jonizacije već do protonovanja:
a) Reakcija sa metalima:
R C
O
OH
+ H R C
O
OH
H
R C
OH
OH
R C
O
OH
H
2 CH3 COOH + Zn (CH3 COO )2 Zn2+
+ H2
2 H + Zn H2 + Zn2+
H + OH HOH H2O
CH3 COOH + NaOH CH3 COO Na + HOH
+ NaHCO3CH3 COOH CH3 COO Na + CO2 + HOH
2 CH3 COOH + Na2CO3 CH3 COO Na2 + CO2 + HOH
H + HCO3 H2CO3 CO2 + HOH
2H + CO32-
H2CO3 CO2 + HOH
b) Reakcija sa hidroksidima metala:
c) Reakcija sa karbonatima i bikarbonatima:
d) Reakcija sa amonijakom i njegovim derivatima:
CH3 COOH + :NH3 COO NH4CH3
CH3 COOH + :NH2 CH3 COO NH3CH3 CH3
CH3 COOH + :NH2 OH COO NH3CH3 OH
CH3 COOH + :NH2 NH2 COO NH3CH3 NH2
CH3 COO Na + HCl CH3 COOH + Na Cl
R C
O
OHZ
R C
O
Z OH+
2. Konverzija karbonskih kiselina u derivate kiselina.
a) Konverzija u hloride kiselina:
C6H5 COOH + SOCl2 + SO2C6H5 COCl + HClBenzoilhlorid
C17H35 COOH + PCl5 C17H35 COCl POCl3+ HCl+Stearilhlorid
3 CH3 COOH + PCl3 3 CH3 COCl P(OH)3+Acetilhlorid
b) Konverzija u anhidride kiselina:
CH3 C OH
O
CH3 C OH
O
+ - HOH
CH3 C
O
O
O
CCH3
CH3 CH2 CH2 COOH
CH3 CH2 CH2 COOH
+(CH3 CO)2O
CH3 CH2 CH2 C O
O
CCH2CH2CH3 O
2 CH3 COOH+
C
C
O
O
OH
OH
T C
C
O
O
O + HOH
Anhidrid ftalne kiselineFtalna kiselina
R C O C R
O O
R C OH
O
CHO
O
R+ - HOH
Anhidrid karbonske kiseline
Anhidrid sirećetne kiseline
c) Konverzija u estre kiselina. Reakcija esterifikacije.
R C OH
OSOCl2 R C Cl
O
R' OH R C OR'
O
+ HCl
+CH3 C OH
O
H O C2H5H+
CH3 C O
O
C2H5 + HOH
+R C OH
O
H O R'H+
R C O
O
R' + HOH
d) Konverzija u amide kiselina
T
+ HClR C NH2
O
R C Cl
O
SOCl2R C OH
ONH3
R COOH + NH3 COO NH4RT
COR NH2 + HOH
3. Termička dekompozicija karbonskih kiselina:
R C OH
O
+ CHO
O
RThO2,MnO2
673 KR C R
O
+ CO2 + HOH
R C OH
O
+ 2 H2Zn-Cr-Cu-Cd
673 K, 2 10 Pa7 R CH2OH + HOH
4 CH3 COOH (CH3CH2O)4LiAl 2 LiAlO2 4 H2+ +
++ 8 H2O2 LiAlO2(CH3CH2O)4LiAl +
3 LiAlH4+
4 CH3CH2OH 3 Al(OH)3 + LiOH
ili zbirno: 4 CH3COOH 3 LiAlH4+ 4 CH3CH2OH 3 Al(OH)3 + LiOH+
4. Redukcija karbonskih kiselina:
5. Reakcija dekarboksilacije karbonskih kiselina:
R C O H
O
R H + C
O
O
R C
O
O [R: ] + C
O
O H R H
C COO
Cl
Cl
Cl
H2O
373 KC:
Cl
Cl
Cl
+ CO2H C H
Cl
Cl
Cl
NO2
NO2
O2N COOHH2O, H
kljucanje
NO2
NO2
O2N CO2+
CH3 C
O
O Na + NaOH CH4 Na2CO3+CaO
T
COO NaC6H5NaOH, CaO
TC6H6 Na2CO3+
6. Reakcija po Hel-Volhard-Zelinskom:
R C C O H
H O
H
CH3 C C O H
H O
H
Br2P
CH3 C C OH
H O
Br
+ HBr
CH3 C C OH
H O
H
PBr3 CH3 C C Br
H O
H
Br2 CH3 C C Br
H O
Br
+ HBr
Propionska kiselina Bromid propionske kiseline Bromid-brompropionske kiseline
C C C Br
H OH
H
H C C C Br
H OH
H
H
Br
:Br+
CH3 C C Br
H O
Br
CH3 C C OH
H O
H
+ CH3 C C OH
H O
Br
CH3 C C Br
H O
H
+
C C C Br
H O
H
H
H
H
C C C Br
H OH
H
HH +
Br Br
7. Reakcija oksidacije karbonskih kiselina:
CH3 C
CH3
H
COOH[O]
CH3 C
CH3
OH
COOH
Rezimirajući sve reakcije karbonskih kiselina one se mogu podeliti na:
1. Reakcije kod kojih se raskida O-H veza;2. Reakcije na karbonilnom C-atomu;3. Reakcija dekarboksilacije i4. Reakcije u ugljovodničnom ostatku.