Karboxylové kyseliny

Názvosloví karboxylových kyselin1. Karboxylová skupina jako hlavní (koncovka –ová

kyselina)

HCOOH methanová mravenčí kyselina

CH3 – COOH ethanová octová kyselina

CH3 – CH2 – COOH propanová propionová

CH3 – (CH2)2 – COOH butanová máselná

CH3 – (CH2)3 – COOH pentanová valerová

CH3 – (CH2)4 – COOH hexanová kapronová

CH3 – CH = CH – CH = CH – COOH hexa-2,4-dienová kyselina

– COOH -karboxylová kyselina

COOH

COOH

cyklohexankarboxylová kyselina

benzenkarboxylová kyselina (benzoová)

Nejběžnější v přírodě

CH3 – (CH2)14 – COOH palmitováCH3 – (CH2)16 – COOH stearováCH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH olejová

Nenasycené karboxylové kyseliny

CH2 = CH – COOH propenová akrylováCH3 – CH = CH – COOH but-2-enová krotonová

Dikarboxylové kyseliny

HOOC – COOH ethandiová šťavelováHOOC – CH2 – COOH propandiová malonová HOOC – (CH2)2 – COOH butandiová jantarováHOOC – (CH2)3 – COOH pentandiová glutarováHOOC – (CH2)4 – COOH hexandiová adipová

Aromatické dikarboxylové kyseliny

COOH

COOH

COOH

COOH

COOH

HOOC

ftalová(benzen-1,2-dikarboxylová)

isoftalová(benzen-1,3-dikarboxylová)

tereftalová(benzen-1,4-dikarboxylová)

Cis- a trans- konfigurace na dvojné vazbě

C

C

H

H

COOH

HOOC

C

C

H

H COOH

COOH

fumarováE-but-2-endiová

maleinováZ-but-2-endiová

Chemické vlastnosti karboxylových kyselinAcidobazické vlastnosti

R CH2

OH R CO

OH

R CO

OHR C

O

OH

Reakce karboxylových kyselin a jejich solí

R – COOH + NaOH → R – COONa + H2O

R – COONa + NaOH → R – H + Na2CO3

R C R

O

(RCOO)2Ca CaCO3 +

Redukce karboxylových kyselin a jejich derivátů

R – COOH → R – CH2 – OH

R – COOR´ → R – CH2 - OH + R´ - OH

Oxidace karboxylových kyselin- obtížně oxidovatelné s výjimkou kyseliny mravenčí

HC OH

O

OHC

OH

O

Dekarboxylace

R – COONa + NaOH → R – H + Na2CO3

(poměrně obtížně)

Dekarboxylaci velmi usnadňují skupiny odčerpávající elektrony

O2N - CH2 – COONa + H2O → O2N – CH3 + NaHCO3

Snadno dekarboxyluje kyselina malonová

CH2

C

CO

O

O

OH

H CH2

C OH

OH

C O

O

CH3 CO

O H-CO2

T

Reakce na uhlovodíkovém zbytku- vznikají substituční deriváty karboxylových kyselin (budou probírány příští semestr v předmětu Organická chemie 2)

Karboxylová skupina odčerpává elektrony

COHO

COOH COOH

NO2

HNO3 + H2SO4

Příprava karboxylových kyselinOxidací- uhlovodíků

CH3 COOHoxidace

- primárních alkoholů a aldehydů

R CH2

OH

R CH

O R COOH

R COOHoxidace

oxidace

- ketonů

CH3 C CH2

CH3

O

CH3 C C CH3

O O

O O

O

COOH

COOH

oxidace

oxidace oxidace2 CH3COOH

oxidace

Oxidačním štěpením:

R CH

CH

Roxidace

2 R - COOH

O

O

O

COOH

COOH

O

O

OCOOH

COOH

oxidace H2O

oxidace H2O

Hydrolýzou funkčních derivátů karboxylových kyselin

R C O

O

R´ R C OH

O

R´ OHH2O

+/H+

Obecné syntézy karboxylových kyselin

R CH2

Br R CH2

C N R CH2

COOH+ KCN- KBr

H2O/H+

- NH3

R CH2

MgBr R CH2

COOHR CH2

C

O

OMgBr+ CO2

H2O/H+

Oběma způsoby vzniká karboxylová kyselina o jeden uhlík delší než výchozí halogenderivát.

Nitrilová syntéza

CH2

COOC2H5

COOC2H5

CHCOOC2H5

COOC2H5

CHCOOC2H5

COOC2H5

R

CHRCOOH

COOHR C

H2

COOH

C2H5O-

- C2H5OH

R - Br

- Br-

H2O/H+

- C2H5OH - CO2

Tímto způsobem vzniká karboxylová kyselina delší o dva uhlíky.

Malonesterová syntéza

Specielní přípravy

NaOH CO HCOONa

HCOONaCOONa

COONa

+120 - 130°C

0,8 - 1 MPa

360°C

+ H2