Способы получения монокарбоновых кислот
1. Окисление первичных спиртов и альдегидов
Первичные спирты окисляются до карбоновых кислот через стадию образования альдегида. В качестве окислителей используют К2Сr2O7, КМnO4 в кислой среде и др.
2. Гидролиз геминальных тригалогенопроизводных углеводородов
Гидролиз геминальных тригалогенопроизводных углеводородов протекает в кислой или щелочной среде с образованием промежуточной ортокислоты
Способы получения монокарбоновых кислот
3. Гидролиз нитрилов
Нитрилы при нагревании с водным раствором кислоты или щелочи гидролизуются до карбоновых кислот
4. Карбоксилирование магнийорганических соединений
При взаимодействии магнийорганических соединений с оксидом углерода (IV) получают соли карбоновых кислот, при подкислении которых выделяют соответствующие кислоты
Способы получения монокарбоновых кислот
5. Окисление алканов
При окислении алканов кислородом воздуха в присутствии катализатора образуется смесь карбоновых кислот, которую затем разделяют.
6. Гидрокарбоксилирование алкенов
Карбоновые кислоты образуются также при нагревании алкенов с оксидом углерода (II) в присутствии кислотного катализатора при повышенном давлении
Способы получения монокарбоновых кислот
7. Гидрокарбонилирование алкинов (реакция Реппе)
В присутствии карбонилов металлов алкины взаимодействуют с оксидом углерода (II) в водной среде с образованием α,β-ненасыщенных монокарбоновых кислот
8. Окисление алкиларенов
Окислению подвергают главным образом метиларены. В качестве окислителей обычно используют KMnO4, CrO3 или кислород в присутствии солей кобальта и марганца
Физические свойства монокарбоновых кислот
•Кислоты с С1…С3 представляют собой жидкости с острым запахом. Кислоты с С4…С9 – маслянистые жидкости с неприятным запахом, а кислоты с количеством атомов углерода 10 и выше – твердые вещества.
•Низшие карбоновые кислоты смешиваются с водой в любых соотношениях. С увеличением углеводородного радикала растворимость в воде уменьшается.
•Температура кипения кислот выше температуры кипения спиртов с тем же количеством атомов углерода, что свидетельствует о большей степени их ассоциации. В результате образования межмолекулярных водородных связей карбоновые кислоты образуют как линейные, так и циклические ассоциаты, существующие в виде димеров:
•Ароматические монокарбоновые кислоты – бесцветные кристаллические вещества, некоторые из них имеют слабый приятный запах.
•Низшие гомологи малорастворимы в воде и перегоняются с водяным паром. Аренкарбоновые кислоты хорошо растворяются в этаноле и эфире.
Химические свойства монокарбоновых кислот
Основные реакции карбоновых кислот можно условно разделить на четыре группы:
•– реакции с участием связи О–Н;
•– реакции нуклеофильного замещения с участием атома углерода карбоксильной группы;
•– реакции замещения атома водорода при α-атоме углерода;
•– реакции окисления и восстановления.
Химические свойства монокарбоновых кислот
Реакции с участием связи О–Н 1. Кислотные свойства
Вводных растворах карбоновые кислоты диссоциируют
Впроцессе диссоциации образуется карбоксилат-ион, в котором оба атома кислорода равноценны, а отрицательный заряд равномерно делокализован между ними.
Сила карбоновых кислот зависит от стабильности образовавшегося карбоксилат-иона и степени делокализации отрицательного заряда в нем.
Электронодонорные заместители дестабилизируют карбоксилат-ион и ослабляют кислотные свойства. Электроноакцепторные заместители за счет –I-эффекта способствуют делокализации отрицательного заряда в карбоксил-анионе, повышая его устойчивость, что приводит к повышению кислотных свойств.
α,β-Ненасыщенные кислоты, особенно с тройной связью, а также ароматические карбоновые кислоты являются более сильными кислотами по сравнению с соответствующими насыщенными.
Химические свойства монокарбоновых кислот
Реакции с участием связи О–Н 2. Образование солей
При взаимодействии с активными металлами, основными оксидами, гидроксидами и карбонатами щелочных металлов карбоновые кислоты образуют соли:
В названиях солей карбоновых кислот название аниона чаще образуют от латинского тривиального названия кислоты и суффикса –ат. По заместительной номенклатуре название аниона образуется путем замены сочетания -овая кислота на суффикс -оат:
Химические свойства монокарбоновых кислот
Реакции нуклеофильного замещения
3. Взаимодействие со спиртами (реакция этерификации)
Реакция этерификации обратима. Для смещения равновесия в сторону образования сложного эфира либо используют избыток одного из реагентов (обычно спирта), либо удаляют из реакционной среды воду. Легче всего сложные эфиры образуются из первичных спиртов и низших карбоновых кислот.
Химические свойства монокарбоновых кислот
Реакции нуклеофильного замещения 3. Взаимодействие со спиртами (реакция этерификации)
Механизм реакции