Карбоновые кислоты
Соединения, содержащие карбоксильную группу, называются карбоновыми кислотами.
Карбоновые кислоты обладают высокой кислотностью. За счет отрицательного мезомерного эффекта карбонильной группы подвижность атома водорода гидроксильной группы возрастает. При отрыве протона образуется высоко стабильный ацилат-ион с выравненными связями и зарядом.
Поэтому карбоновые кислоты значительно более сильные кислоты, чем спирты и фенолы.
1. Карбоновые кислоты легко растворяются не только в щелочах, но и в карбонатах и гидрокарбонатах щелочных металлов.
2. Карбоновые кислоты окрашивают синюю лакмусовую бумажку в красный цвет.
3. Карбоновые кислоты образуют соли и комплексные соли с ионами тяжелых металлов, образуя различно окрашенные растворы или осадки.
В качестве реагентов принято использовать серебра нитрат, железа (III) хлорид, кобальта (II) нитрат или хлорид, меди (II) сульфат.
С серебра нитратом карбоновые кислоты дают осадки серебряных солей, которые растворимы в азотной кислоте (отличие от галидов).
При взаимодействии кислоты бензойной с железа (III) хлоридом образуется осадок телесного цвета.
Состав и свойства образующихся солей зависят от рН раствора. Так, при взаимодействии кислоты салициловой с ионами железа (III) могут образоваться 3 типа соединений (I-III) со следующими характеристиками: соединение I образуется при рН 1 и имеет фиолетовую окраску; соединение II - при рН 2.5 и имеет красную окраску; соединение III - при рН 7.4 и имеет желтую окраску.
4. Карбоновые кислоты образуют сложные эфиры со спиртами (при нагревании и в присутствии кислотного катализатора: НСL или H2SO4 ).
V.Сложные эфиры
Сложные эфиры - это производные карбоновых кислот, у которых ОН группа замещена на OR группу.
1. Сложные эфиры гидролизуются в кислой или щелочной среде.
Гидролиз в щелочной среде необратим и требует эквивалентных количеств щелочи. Причиной необратимости служит образование стабильного ацилат-иона.
2. Сложные эфиры по сравнению с карбоновыми кислотами обладают значительной карбонильной активностью и взаимодействуют с гидроксиламином в щелочной среде с образованием гидроксамовых кислот, которые в кислой среде с ионами металлов дают окрашенные соли - гидроксаматы.
Чаще всего получают гидроксаматы железа (III) красно-фиолетового цвета, меди (II) - зеленого. Интенсивность и стабильность комплексов зависит от рН и температуры.
Некоторые авторы полагают, что в реакцию вступает оксимная форма гидроксамовых кислот:
Cледует помнить, что для амидов, хлорангидридов, ангидридов карбоновых кислот и нитрилов гидроксамовая проба также положительна. Реакция отрицательна для сложных эфиров угольной, карбаминовой, сульфоновой кислот и для сложных эфиров неорганических кислот.
VI.IV. Простые эфиры.
Простые эфиры - это продукты конденсации двух молекул спиртов или спирта и фенола, или двух молекул фенолов.
Радикалы в молекуле простого эфира могут быть одинаковыми или различными. Эфиры, имеющие различные радикалы, называются смешанными.
Благодаря отсутствию активных групп или кратных связей простые эфиры - относительно инертные соединения. В отличие от сложных эфиров они не гидролизуются водой, на них не действуют разбавленные кислоты, едкие щелочи, реактив Гриньяра.
1. При нагревании с разбавленной серной кислотой под давлением простые эфиры образуют соответствующие спирты.
2. Простые эфиры легко разлагаются концентрированными йодоводородной и бромоводородной кислотами. Причем йодоводородная кислота действует даже на холоду. Конечные продукты зависят от температуры.
А. На холоду:
В смешанных эфирах образующиеся продукты зависят от природы радикалов. Легко уходящие группы образуют алкилйодиды. Большие группы из-за стерического эффекта дают соответствующие спирты.
Б. При нагревании:
3. Простые эфиры имеют неподеленную электронную пару на атоме кислорода и поэтому являются основаниями Льюиса. Они растворяются в концентрированной серной кислоте или других сильных кислотах, образуя соли.
Поскольку центром основности является кислород (oxygenium), такие соли называются оксониевыми. Обычно они имеют окраску от желтой до красной.
Амиды и гидразиды являются аминопроизводными карбоновых кислот.