Ароматические карбоновые кислоты и их производные

Ароматическими карбоновыми кислотами называются производные бензол, содержащие карбоксильные группы, непосредственно связанные с углеродными атомами бензольного ядра.

Кислоты, содержание карбоксильные группы в боковой цепи, рассматриваются как жирно-ароматические.

Ароматические карбоновые кислоты по количеству карбоксильных групп делятся на моно-, ди-, три-, поликарбоновые кислоты

1. Монокарбоновые ароматические кислоты

Названия ароматических карбоновых кислот производят от ароматического углеводорода. В систематической номенклатуре к названию соответствующего углеводорода добавляются слова карбоновая кислота.

Для первого представителя ароматических кислот номенклатурой ИЮПАК сохранено название «бензойная кислота» (C₆H₅СОOH). Замещенные ароматические монокарбоновые кислоты называют, используя бензойную кислоту в качестве родоначальной структуры.

Однако наиболее часто используют тривиальные названия ароматических карбоновых кислот.

бензойная кислота

бензолкарбоновая кислота

2-метилбензойная кислота 3-метилбензойная кислота 4-метилбензойная кислота

2-метилбензолкарбоновая 3-метилбензолкарбоновая 4-метилбензолкарбоновая

кислота кислота кислота

о-толуолкарбоновая кислота м-толуолкарбоновая кислота п-толуолкарбоновая кислота

кислота

орто-толуиловая кислота мета-толуиловая кислота пара-толуиловая кислота

3-нитробензойная кислота 3-нитро-4-хлорбензойная кислота

3-нитробензолкарбоновая кислота 3-нитро-4-хлорбензолкарбоновая кислота

Названия кислот с карбоксильной группой в боковой цепи производятся обычно от названий соответствующих кислот жирного ряда.

фенилуксусная кислота 2-фенилпропановая кислота

Способы получения ароматических карбоновых кислот

1. Окисление гомологов бензола

Это один из основных промышленных способов получения бензойной кислоты.

Наиболее часто применяют жидкофазное окисление толуола кислородом воздуха при температуре (130⁰-160⁰С) и давлении:

Окисление также можно проводить либо при кипячении углеводородов с щелочным раствором перманганата калия, либо при нагревании в запаянных трубках с разбавленной азотной кислотой. Как правило, этот метод дает хорошие результаты.

2. Окисление ароматических кетонов

Ароматические кетоны легко получаются реакцией Фриделя-Крафтса. Окисление обычно проводят с помощью гипохлоритов по схеме:

Ароматические кетоны окисляются легче, чем ароматические углеводороды.

3. Гидролиз бензотрихлорида

При гидролизе бензотрихлорида в щелочной среде образуется бензоилхлорид, который при дальнейшем гидролизе в кислой среде превращается в бензойную кислоту:

4. Гидролиз нитрилов

Ароматические нитрилы обычно получают из солей диазония или сплавлением арилсульфокислот с цианидом калия (натрия):

5. Прямое введение карбоксильной группы в ароматическое ядро

Карбоксильную группу можно ввести в бензольное ядро посредством реакции, аналогичной синтезу кетонов по Фриделю-Крафтсу, используя для этого хлорангидрид угольной кислоты (фосген) или диоксид углерода. Катализатором служит хлорид алюминия.

6. Карбоксилирование металлорганических соединений (синтез Гриньяра)

Диоксид углерода пропускают через эфирный раствор реактива Гриньяра, а затем, образуемую магниевую соль бензойной кислоты (бензоат магнийбромид) гидролизуют раствором минеральной кислоты с получением бензойной кислоты:

бензойная кислота

По аналогии происходит реакция литийорганических соединений с СО₂:

CO₂ H₂O

С₆Н₅Br + 2 Li C₆H₅Li C₆H₅ − COOLi C₆H_{5 –} COOH

-LiBr -LiOH