3. Ароматичні монокарбонові кислоти
Ароматичними карбоновими (аренкарбоновими) кислотами називають органічні кислоти, в котрих карбоксильна група безпосередньо сполучена з ароматичним ядром.
Найпростішим представником аренкарбонових кислот бензольного ряду є бензойна кислота. У відповідності до номенклатурних правил ІЮПАК інші гомологи цього ряду розглядають як похідні бензойної кислоти, наприклад:
Метилбензойні кислоти мають тривіальну назву - толуїлові кислоти:
Назви карбонових кислот нафталінового, антраценового, фенантренового та інших рядів утворюються з назви відповідного вуглеводню, суфікса -карбонова та слова кислота:
Карбонові кислоти, в яких карбоксильна група розміщена в боковому вуглецевому ланцюзі ароматичного вуглеводню, розглядають як похідні кислот аліфатичного ряду:
3.1. Способи добування
Ароматичні карбонові кислоти можна одержати тими самими способами, що й аліфатичні.
Окислення алкіларенів. Цей метод є одним з найчастіше застосовуваних для добування аренкарбонових кислот. Окисленню піддають головним чином метиларени. Як окислювачі звичайно використовують КМnО4, СrО3 або кисень у присутності солей кобальту та марганцю:
Гідроліз тригалогенопохідних ароматичних вуглеводнів. При нагріванні з водним розчином лугу ароматичних тригалогенопохідних, що містять атоми галогену при одному атомі вуглецю, останні піддаються гідролізу, утворюючи аренкарбонові кислоти:
Гідроліз нітрилів. У водних розчинах кислот і лугів нітрили гідролізуються з утворенням карбонових кислот:
3.2. Фізичні властивості
Ароматичні монокарбонові кислоти — безбарвні кристалічні-речовини, деякі з них мають слабкий приємний запах. Нижчі гомологи малорозчинні у воді та переганяються з водяною парою. Аренкарбонові кислоти добре розчиняються в етанолі та ефірі.
3.3. Хімічні властивості
Реакційна здатність аренмонокарбонових кислот зумовлена наявністю в їх структурі карбоксильної групи та бензольного ядра.
По карбоксильній групі для них характерні реакції, властиві насиченим монокарбоновим кислотам, а саме, утворення солей, галогенангідридів, ангідридів, складних ефірів:
За кислотністю ароматичні монокарбонові кислоти перевищують насичені (крім мурашиної) та ненасичені монокарбонові кислоти аліфатичного ряду, що пов'язане з підвищенням стійкості аніона за рахунок делокалізації заряду по спряженій системі бензольного кільця. Нижче наведено значення рКа деяких кислот у воді при 25 °С:
В міру віддалення ароматичного ядра від карбоксильної групи кислотність зменшується.
При нагріванні аренкарбонових кислот у присутності мідного порошку або солей міді понад 200 °С відбувається їх декарбоксилування:
За рахунок бензольного кільця аренмонокарбонові кислоти вступають у реакції електрофільного заміщення (нітрування, сульфування, галогенування), властиві ароматичним вуглеводням. Карбоксильна група, виявляючи—М та—І-ефекти, дезактивує бензольне кільце у відношенні до електрофільних реагентів, тому реакції електрофільного заміщення проходять значно важче, ніж для незаміщеного бензолу. Будучи орієнтантом II роду, карбоксильна група спрямовує заміщення в мета-положення:
ПЛАН ЛЕКЦІЇ