Наглядная химия. Карбоновые кислоты и производные 1 (pdf)
.pdf
1
Особенности строения, реакционной способности и методы синтеза карбоновых кислот и их производных
• Карбоновыми кислотами называются соединения, содержащие карбоксильную группу —СООН.
2
Монокарбоновые кислоты
Номенклатура и изомерия |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3CH |
COOH |
|||
|
CH |
COOH |
CH3CH2CH2 |
COOH |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
этановая кислота |
бутановая кислота |
2-метилпропановая |
|||||||||
|
|
кислота |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
COOH
COOH COOH
CH3
|
CH3 |
CH3 |
|
|
|
2-метилбензойная |
3-метилбензойная |
4-метилбензойная |
кислота |
кислота |
кислота |
3
COOH |
COOH |
COOH |
CH3
|
CH3 |
|
|
|
CH3 |
2-метилциклогексан- |
3-метилциклогексан- |
4-метилциклогексан- |
карбоновая кислота |
карбоновая кислота |
карбоновая кислота |
Таблица – Систематические и тривиальные названия монокарбоновых кислот С1-С10
Формула |
Систематическое |
Тривиальное название |
|
название |
|||
|
|
||
|
|
|
|
HCOOH |
метановая кислота |
муравьиная кислота |
|
CH3COOH |
этановая кислота |
уксусная кислота |
|
CH3CH2COOH |
пропановая кислота |
пропионовая кислота |
|
CH3(CH2)2COOH |
бутановая кислота |
масляная кислота |
|
CH3(CH2)3COOH |
пентановая кислота |
валериановая кислота |
|
CH3(CH2)4COOH |
гексановая кислота |
капроновая кислота |
|
CH3(CH2)5COOH |
гептановая кислота |
энантовая кислота |
|
CH3(CH2)6COOH |
октановая кислота |
каприловая кислота |
|
CH3(CH2)7COOH |
нонановая кислота |
пеларгоновая кислота |
|
CH3(CH2)8COOH |
декановая кислота |
каприновая кислота |
|
|
|
|
4
Способы получения
Получение из первичных спиртов и альдегидов
R |
|
CH2 |
|
OH |
|
O |
O |
|
|
|
|
R C |
R C |
||||
|
|
|
||||||
первичный спирт |
|
H |
OH |
|||||
|
альдегид |
карбоновая кислота |
||||||
CH CH CH CH OH KMnO4, NaOH |
CH3CH2CH2COOH |
|||||||
3 |
2 |
2 |
2 |
|
|
|||
|
пентанол-1 |
|
|
валериановая кислота |
||||
Получение из гомологов бензола
CH3 |
COOH |
KMnO4, KOH, 100°C
толуол |
бензойная кислота |
Получение из алканов
R CH2 CH2 R' |
O2 |
R COOH + R' COOH |
|
Получение из нитрилов (цианидов)
R |
|
|
Br + NaCN |
|
|
R |
|
C |
|
N + NaBr |
|||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
R |
|
|
C |
|
N + 2H2O |
|
|
|
|
|
O |
||
|
|
|
|
R C |
+ NH3 |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
Физические свойства
O H
CH3 C
O H
5
O
C CH3
O
димерный ассоциат уксусной кислоты
H |
H |
H |
C |
C |
C |
O |
OH O |
OH O OH |
линейный ассоциат муравьиной кислоты
6
Химические свойства
O
R |
δ + |
электрофильный центр |
C |
||
|
O H |
кислотный центр |
|
O |
-M, -I |
|
R |
|
R δ |
+ |
|
O |
C |
|
C |
|
|
|||
|
.. |
|
|
|
|
|
O |
H +M > -I |
|
O |
H |
Кислотные свойства
|
O |
O |
- |
|
|
-H+ |
O |
R C |
|
R C |
|
.. |
R C |
||
|
O- |
|
|
|
O H |
O |
|
|
|
|
|
карбоновая кислота |
|
|
|
|
|
|
O-1/2 |
|
|
R |
C |
|
|
|
O -1/2 |
карбоксилат-ион
|
|
|
|
|
|
|
pKa |
CH3COOH |
уксусная кислота |
4.76 |
|||||
Cl |
|
CH2COOH |
хлоруксусная кислота |
2.85 |
|||
|
|||||||
Cl |
|
CHCOOH |
дихлоруксусная кислота |
1.25 |
|||
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Cl |
|
|
||
|
|
|
Cl |
|
|
||
Cl |
|
|
|
|
CCOOH |
трихлоруксусная |
0.66 |
|
|
||||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
||
|
|
α |
|
|
CH3CH2CHCOOH |
α -хлормасляная кислота |
2.84 |
||
|
|
|
||
|
|
Cl |
|
|
|
β |
|
|
|
CH3CHCH2COOH |
β -хлормасляная кислота |
4.06 |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
γ |
|
|
||
CH2CH2CH2COOH |
γ -хлормасляная кислота |
4.52 |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
||
CH3CH2CH2COOH |
масляная кислота |
4.82 |
||
7
кислотности Увеличение
кислотности Уменьшение
8
|
H |
CH3COOH + H2O |
CH3OO- + H O |
|
H |
|
ацетат-ион ион гидроксония |
CH3COOH + NaOH 
CH3COONa + H2O
ацетат натрия
Реакции нуклеофильного замещения
Реакция этерификации
|
|
O |
|
|
O |
||||
C H C |
|
|
+ C2H5OH |
|
C H C |
+ H2O |
|||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|||||||
|
|
6 5 |
|
|
|||||
6 |
5 |
OH |
|
|
OC2H5 |
||||
|
|
|
|
||||||
бензойная кислота |
|
этилбензоат |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
катализатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
присоединение |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δ + |
O |
H+ |
OH |
|
OH |
C H |
|
|
C6H5 C |
C6H5 C |
C2H5OH |
||
5 |
C |
|
|
|
|||
6 |
|
OH |
|
OH |
|
OH |
|
|
|
|
|
|
OH |
|
OH |
||
C6H5 C O C2H5 |
C6H5 |
C |
O C2H5 -H O |
|
O H |
|
O |
2 |
|
H |
H |
|||
H |
|
|||
9
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C6H5 |
|
C |
|
O |
|
C2H5 |
|
C H |
|
|
|
|
|
C |
|
O |
|
C H |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
5 |
2 |
5 |
|
-H+ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O
C6H5 C O C2H5
Образование галогенангидридов
COOH |
|
|
|
O |
|
||
|
|
|
C |
|
|||
|
+ PCl5 |
|
|
|
|
Cl + POCl + HCl |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
бензойная |
|
|
бензилхлорид |
фосфорилхлорид |
|||
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
CH3COOH + SOCl2 |
|
|
CH C |
|
+ SO + HCl |
||
|
|
|
|||||
уксусная |
тионил- |
3 |
Cl |
2 |
|||
|
|
|
|
||||
кислота |
хлорид |
|
|
ацетилхлорид |
|
||
Образование ангидридов кислот
O
CH3 C
OH
OH
CH3 C
O
O
P2O5 CH3 C OH
-2HPO3 CH3 C
O
уксусный ангидрид
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
O |
O |
|
O |
CH3 |
C |
CH δ +C |
+ |
C CH3 |
|
O + NaCl |
3 |
Na+-O |
CH3 |
C |
|
Cl |
||||
ацетилхлорид |
|
ацетат натрия |
|
O |
|
|
(нуклеофил) |
уксусный |
|
|
|
|
||
ангидрид
Образование амидов
|
NH3 |
CH3COO- NH4+ |
|
O |
CH3COOH |
|
CH3 C |
||
|
-H2O |
|||
|
||||
|
||||
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ацетат аммония |
|
ацетамид |
Функциональные производные карбоновых кислот
O
R C
X
Общая формула функциональных производных карбоновых кислот
|
|
|
|
|
O |
O |
|
O |
O |
R |
C |
R C |
R C |
R C |
|
|
O |
Cl |
|
OR |
NH2 |
R |
C |
|
|
|
|
|
O |
хлорангидрид |
сложный эфир |
амид |
ангидрид |