23. Производные карбоновых кислот.

Общая формула производных карбоновых кислот:

 , где Х: - Hal, -ООС-R, -OR, -NH_2.

Для производных карбоновых кислот наиболее характерны реакции нуклеофильного замещения (S_N). Поскольку продукты этих реакций содержат ацильную группу R-С=О, реакции называют ацилированием, а карбоновые кислоты и их производные - ацилирующими реагентами. В общем виде процесс ацилирования может быть представлен следующей схемой:  По ацилирующей способности производные карбоновых кислот располагаются в следующий ряд:

соли < амиды < сложные эфиры <ангидриды <галогенангидриды В этом ряду предыдущие члены могут быть получены из последующих ацилированием соответствующего нуклеофила (например, спирта, аммиака и т.д.). Все функциональные производные могут быть получены непосредственно из кислот и превращаются в них при гидролизе. Амиды, в отличии от других производных карбоновых кислот, образуют межмолекулярные водородные связи и являются твердыми веществами (амид муравьиной кислоты HCONH₂ - жидкость).

Сл ожные эфиры

Методы получения. Основной способ получения сложных эфиров - реакции нуклеофильного замещения:

а) реакция этерификации R-СООН + RО-Н ↔ R-СО-ОR + Н₂ О Реакцию проводят в присутствии катализатора - минеральной кислоты. Реакции этерификации обратимы. Для смешения равновесия в сторону образования сложного эфира используют избыток одного из реагентов или удаление продуктов из сферы реакции. б) ацилирование спиртов галогенангидридами и а нгидридами

в) из солей карбоновых кислот и алкилгалогенидов R-COONa + RCl → RCOOR + NaCl  Номенклатура. По номенклатуре ИЮПАК название сложных эфиров составляют следующим образом:

СН₃ -СН₂ -СН₂ -СО-ОСН₃

углеводород радикал радикал+углеводород+оат - метилбутаноат.

Если указывают тривиальные названия ацильных остатков , то название данного эфира - метилбутират. Эфиры можно называть по радикально-функциональной номенклатуре - метиловый эфир масляной кислоты.

Замещение атома водорода или металла в молекуле органического соединения на ацильную группу называется реакцией ацилирования. РазличаютС-, N- и О-ацилирование. Условно они могут быть представлены следующей схемой: С-ацилирование карбоновыми кислотами из-за их малой активностивстречаяется редко. Этот метод применяют в синтезе антрахинона из бензоилбензойных кислот с использованиемсерной кислотыв качестве катализатора:

Кроме кислот, катализатором может быть хлорид цинка (синтез гептилрезорцина):

Ацилирование по Гаттерману-Коху (синтез ароматических альдегидов). Хлорангидрид муравьиной кислоты нестабильное соединение, поэтому в реакциях Фриделя-Крафтса не применяется. Однако соответствующий емуацилий ион образуется при пропускании безводных оксида углерода (II) и хлористого водорода в смесь арена, хлоридов алюминия и меди (I) и реагирует с ареном помеханизму электрофильного замещения S_E:

В реакцию вступают ароматические соединения, активность которых в реакцияхS_Eне нижегалогенбензолов (конденсированные полициклические углеводороды, полиалкилбензолы и др.).Фенолы не реагируют. В ароматическое ядро вступает лишьодна формильная группа, почти исключительно впара-положение к имеющемуся заместителю.

Сложные эфиры — производные оксокислот (как карбоновых так и минеральных), формально являющиеся продуктами замещения атомов водорода гидроксилов —OH кислотной функции на углеводородный остаток (алифатический, алкенильный, ароматический или гетероароматический); рассматриваются также как ацилпроизводные спиртов. Отличаются от простых эфиров, в которых два углеводородных радикала соединены атомом кислорода (R1—O—R2).

Жиры - сложные эфиры глицерина и высших одноатомных карбоновых кислот. Общее название таких соединений - триглицериди или триацилглицерини, где ацил - остаток карбоновой кислоты -C(O) R. В состав естественных триглицеридив входят остатки насыщенных кислот (пальмитиновой C15H31COOH, стеариновой C17H35COOH) и ненасыщенных (олеиновой C17H33COOH, линолевой C17H29COOH).

Жиры содержатся во всех растениях и животных. Животные жиры (бараний, свиной, говяжий и т.п.), как правило, являются твердыми веществами с невысокой температурой плавления (исключение - рыбий жир). Жиры состоят главным образом из триглицеридив предельных кислот. Жирам как сложным эфирам свойственная оборотная реакция гидролиза, катализируемая минеральными кислотами. При участии щелочей гидролиз жиров происходит необратимо. Продуктами в этом случае является мыла - соли высших карбоновых кислот и щелочных металлов.

Натриевые соли - тверди мыла, калиевые, - жидкие. Реакция щелочного гидролиза жиров, и вообще всех сложных эфиров, называется также омиленням. Жиры широко распространены в природе. В растениях они накапливаются преимущественно в насиннях, в плодной мякоти, в животных организмах - в соединительной, подкожной и жировой ткани. Жиры - высококалорийные продукты. Некоторые жиры содержат витамины A, D (например, рыбий жир, особенно тресковый жир), Е (хлопковое, кукурузное масло).

Мы́ло — растворяющаяся в воде моющая масса (кусок или густая жидкость), получаемая взаимодействием жиров и щелочей, используемое либо как косметическое средство — для очищения и ухода за кожей(туалетное мыло); либо как средство бытовой химии — моющее средство (хозяйственное мыло). Не следует путать с мыльными продуктами, которые изготовляются из синтетических поверхностно-активных веществ, в основном из нефтяных продуктов (лаурилсульфат натрия) и т. д. В последние годы мыло как косметический продукт массового использования всё больше и больше используется в жидком виде. Твёрдое мыло часто используется в виде авторских изделий. В качестве бытовой химии использование мыла с каждым годом сокращается во всем мире: потребители выбирают стиральные порошки, средства для мытья посуды и пр. В химическом отношении основным компонентом твёрдого мыла являются смесь растворимых солей высших жирных кислот. Обычно это натриевые, реже — калиевые и аммониевые соли таких кислот, как стеариновая, пальмитиновая, миристиновая, лауриновая иолеиновая. Один из вариантов химического состава твёрдого мыла — C₁₇H₃₅COONa (жидкого — C₁₇H₃₅COOK). Дополнительно в составе мыла могут быть и другие вещества, обладающие моющим действием, а также ароматизаторы и красители и порошки.

24. Непредельные монокарбоновые кислоты: свойства, строение, важнейшие представители. В молекулах непредельных монокарбоновых кислот углеводородный радикал содержит одну или несколько кратных связей. Так же, как и предельные кислоты, эти соединения образуют производные (соли, сложные эфиры, ангидриды, нитрилы и др.), свойства которых соответствуют свойствам их предельных аналогов. Поэтому здесь будут рассмотрены только особенности строения и химического поведения непредельных кислот, вызванные наличием в их молекулах кратных связей. 6.5.1. Номенклатура, изомерия Тривиальные названия непредельных монокарбоновых кислот и их производных

Формула кислоты	Название кислоты	Название ацила	Название ацилата R-CОО-
СH2=СН-COOH	акриловая	акрил	Акрилат
	метакриловая	метакрил	метакрилат
	кротоновая	кротонил	Кротонат
	изокротоновая	изокротонил	изокротонат
CHC-COOH	пропиоловая	пропиоил	пропиолат
	олеиновая	олеил	олеат
	элаидиновая	элаидил	элаидат
	линолевая	линоил	линоат
	линоленовая	линоленил	линоленат
	арахидоновая	арахидил	арахидат

В названиях кислот по заместительной номенклатуре название ненасыщенного углеводорода, лежащего в основе родоначальной структуры, должно содержать суффиксы -ен или -ин:

СН2=СН-СООН	— пропеновая кислота,
СН3-СН=СН-СООН	— бутен-2-овая кислота,
CHC-COOH	— пропиновая кислота.

Для непредельных кислот, содержащих в своих молекулах одну или несколько двойных связей, характерно явление геометрической изомерии. Так, кротоновой кислоте (транс-изомер) изомерна изокротоновая (цис-изомер), а олеиновая (цис-изомер) изомерна элаидиновой (транс-изомер).