2. Основные термины и их определения

Карбоновыми кислотами называют производные углеводородов, содержащие в своем составе карбоксильную группу. По природе углеводородного радикала различают алифатические, алициклические, ароматические, гетероциклические карбоновые кислоты и др. По количеству карбоксильных групп различают моно-, ди-, три- и поликарбоновые кислоты. Алифатические карбоновые кислоты по мере насыщенности углеводородного радикала бывают насыщенные и ненасыщенные. Монокарбоновыми кислотами называют производные углеводородов, содержащие в своем составе одну карбоксильную группу

Способы получения

1. Окисление первичных спиртов и альдегидов. В качестве окислителей используют К2Сr2О7, КМnО4 в кислой среде и др:

2. Гидролиз геминальних три галогенпроизводных углеводородов. Реакция протекает в кислой и щелочной среде:

3. Гидролиз нитрилов. Нитрилы при нагревании с водным раствором кислоты или щелочи гидролизуют до карбоновых кислот:

Реакция протекает через стадию образования Амида.

4. Гидро Декарбоксилирование алканов. Карбоновые кислоты образуются при нагревании алкенов с карбон (II) оксидом в присутствии кислотного катализатора и повышенном давлении:

5. Получение ненасыщенных кислот с дегидратацией -гидроксикислот.–

6. Получение ароматических кислот окислением ароматичничних углеводородов.

Физические свойства. Кислоты с числом атомов углерода не более трех представляют собой жидкости с острым запахом. С увеличением углеводородного радикала растворимость в воде уменьшается. Температура кипения кислот выше температуры кипения спиртов с тем же числом атомов углерода. В результате образования межмолекулярных водородных связей карбоновые кислоты образуют ассоциаты, существующие в виде димеров.

Химические свойства. Реакционная способность карбоновых кислот характеризуется наличием карбоксильной группы, внутри которой осуществляется сопряжение между неподеленою парой электронов атома кислорода и π-электронами карбонильной группы (р, ​​π-сопряжения). Вследствие этого связь О-Н становится полярным и водород способен видщеплятися в виде протона, что обусловливает кислотный характер кислот.

Кислотные свойства.

1. Диссоциации. В водных растворах карбоновые кислоты диссоциируют с образованием карбоксилат-иона:

R – СООН → R – СОО^– + Н⁺

Электронодонорные заместители дестабилизируют карбоксилат-ион и ослабляют кислотные свойства. Электроноакцепторные заместители за счет -I-эффектf способствуют делокализации отрицательного заряда в карбоксилат-ионе, повышая его устойчивость, что приводит к повышению кислотных свойств.

2. Образование солей. При взаимодействии с активными металлами, основными оксидами, гидроксидами и карбонатами щелочных металлов карбоновые кислоты образуют соли

2 CH₃COOH + Mg ® (CH₂COO)₂Mg + H₂

2СН₃СООН + СаО ® (СН₃СОО)₂Са + Н₂О

CH₃COOH + NaOH ® CH₃COONa + H₂O

CH₃COOH + NaHCO₃ ® CH₃COONa + СО₂ + Н₂О

Взаимодействие с гидрокарбонатом натрия является простой качественной реакцией на карбоксильную группу.

Реакции нуклеофильного замещения. Благодаря наличию положительного заряда в атоме углерода карбоксильной группы карбоновые кислоты способны вступать в реакции нуклеофильного за¬мищення (SN).

1. Взаимодействие со спиртами (реакция этерификации). Карбоновые кислоты реагируют со спиртами при нагревании в кислой среде. Ре¬акция протекает с образованием эфиров.

2. Взаимодействие с галогенирующимы реагентами. При воздействии на карбоновые кислоты хлоридов фосфора (III) и (V), бромид фосфора (III) или тионилхлорида образуются галогенангидриды карбоновых кислот:

Галогенангидриды кислот используются как ацилюючи реагенты.

3. Взаимодействие с аммиаком и аминами. При взаимодействии кар¬бонових кислот с аммиаком, первичными или вторичными аминами образуются аммониевые соли, которые при пирролизи превращаются в амиды:

4. Образование ангидридов кислот. При действии водоотнимающих средств, таких, как пентаоксид фосфора (Р2О5), образуются ангидрида карбоновых кислот:

Ангидриды карбоновых кислот являются активными ацилюючий средствами.

Другие реакции карбоновых кислот:

1. Замещение водорода при -атоме углерода (реакция Геля - Фольгарда - Зелинского). При взаимодействии карбоновых кислот с галогенами в присутствии тригалогенидив фосфора атом водорода при -атомы карбона замещаются на галоген:

2. Окисления. Монокарбоновые устойчивы к воздействию окислителей, кроме муравьиной кислоты, которая легко окисляется КМnО4 и другими окислителями. Конечными продуктами окисления является карбон (IV) оксид и воду:

В связи с особенностью строения муравьиная кислота подобно альдегидов дает ре¬акцию "серебряного зеркала".

3. Ненасыщенные кислоты вступают в реакции присоединения по двойной связи. Акриловая кислота, благодаря акцепторному (М-эффект) влияния карбоксильной группы, присоединяет галогенводни против правила Марковникова:

4. Полимеризации ненасыщенных кислот.

5. Реакции электрофильного замещения (SE) в ароматических кислот протекают в м положение так карбоксильная группа является заместителем II-рода:

6. Ароматические кислоты под действием температуры декарбоксилюють: