Способы получения.

1. Окисление алканов.

2. Окисление алкенов и алкинов.

3. Окисление альдегидов и кетонов.

4. Окисление спиртов.

5. Гидролиз тригалогенпроизводных:

Cl ОН + НСl O

СН₃–С–Cl + 3H₂O  СН₃–С–ОН  CH₃–С–ОН + H₂O

Cl ОН

6. Гидролиз нитрилов:

[H⁺] O O

СН₃–СN + H₂O  CH₃–С–NH₂  CH₃–С–ОН + NH₃

Ацетонитрил ацетамид

7. Гидролиз галогенангидридов карбоновых кислот:

О О

СН₃–С–Cl + Н₂О  CH₃–С–ОН + НСl

8. Гидролиз сложных эфиров:

О Н⁺ или ОН^ О

СН₃–С–ОС₂Н₅  CH₃–С–ОН + С₂Н₅ОН

9. Синтез с помощью магнийорганических соединений:

O + H₂O O

СН₃MgCl + CO₂  CH₃–С–OMgCl  CH₃–С–ОН + MgOHCl

10. НСООН в промышленности:

NaOH + CO  HCOONa HCOONa + HCl  HCOOH + NaCl

11. CH₃СООН в промышленности – по реакции Кучерова.

Электронное строение и химические свойства.

Карбоксильная группа представляет собой р,-сопряженную систему, возникающую в результате взаимодействия р-орбитали атома кислорода гидроксильной группы с р-орбиталью атома углерода карбонильной группы:

В результате сопряжения происходит некоторое выравнивание длин связей в карбоксильной группе – двойная связь С=О длиннее таковой в альдегидах и кетонах, а одинарная связь С–О, наоборот, короче связи С–О в спиртах или простых эфирах.

O

RC

OH

В молекулах карбоновых кислот можно выделить ряд реакционных центров:

• ОН-кислотный центр, за счет которого карбоновые кислоты проявляют кислотные свойства в реакциях с основаниями;

• Электрофильный центр – атом углерода карбоксильной группы, при участии которого карбоновые кислоты и их функциональные производные вступают в реакции нуклеофильного замещения;

• Основный центр – оксогруппа со своей неподеленной парой электронов, которая протонируется на стадии катализа в реакциях нуклеофильного замещения;

• СН-кислотный центр, возникающий у углеродного атома за счет индуктивного эффекта карбоксильной группы.

Электрофильный центр O n-основный центр

RCHC

СН-кислотный центр Н OH ОН-кислотный центр

1. Кислотные свойства.

1. Взаимодействие с металлами:

2СН₃СООН + Zn  (СН₃СОО)₂Zn + Н₂

2. Взаимодействие с гидроксидами:

СН₃СООН + NaOH  CH₃COONa + H₂O

3. Взаимодействие с основными оксидами:

СН₃СООН + MgO  (CH₃COO)₂Mg + H₂O

4. Взаимодействие с солями:

СН₃СООН + NaHCO₃  CH₃COONa + H₂O + CO₂

В гомологическом ряду карбоновых кислот кислотные свойства уменьшаются от НСООН к высшим карбоновым кислотам.

2. Реакции нуклеофильного замещения.

Реакции нуклеофильного замещения у sp²-гибридизованного атома углерода карбоксильной группы, в результате которых гидроксильная группа замещается на другой нуклеофил – наиболее важные реакции карбоновых кислот. За счет положительного мезомерного эффекта гидроксильной группы электрофильность атома углерода карбоксильной группы значительно ниже, чем у атома углерода карбонильной группы альдегидов и кетонов, поэтому реакции нуклеофильного замещения в карбоксильной группе проводятся в присутствии кислотного катализатора.