28. Химические свойства карбоновых кислот

Кислотный характер карбоновых кислот ярко выражен. Это объясняется взаимным влиянием атомов в карбоксильной группе: в ней электронная плотность смещена в сторону наиболее электроноакцепторного атома кислорода

Это ослабляет связь между кислородом и водородом и облегчает отделение иона водорода, т.е. диссоциацию кислоты.

Появление пониженной электронной плотности (δ⁺) на центральном углеродном атоме карбоксила приводит также к стягиванию σ–электронов соседней углерод-углеродной связи к карбоксильной группе и появлению пониженной электронной плотности (δ⁺) на α–углеродном атоме кислоты.

Наличие электрофильных заместителей в радикале, особенно в α–положении, кратных связей, или появление второй карбоксильной группы приводит к возрастанию кислого характера.

1. Карбоновые кислоты способны образовывать соли с металлами, их оксидами, гидроксидами, аммиаком:

2. Характерной реакцией карбоновых кислот является их способность образовывать со спиртами в присутствии минеральных кислот сложные эфиры – реакция этерификации:

3. При действии галогенидов фосфора и серы на карбоновые кислоты образуются галогенангидриды кислот. При этом, как и в случае спиртов, гидроксил замещается галогеном:

Галогенангидриды кислот можно называть по кислоте и галогену, например бромангидрид масляной кислоты. Но чаще их называют по кислотному радикалу - ацилу. Перед названием ацила указывают галоген:

4. При дегидратации кислот или при взаимодействии солей кислот с их галогенангидридами образуются ангидриды кислот:

Ангидриды низших кислот – легкоподвижные жидкости с острым запахом; в воде плохо растворимы или вовсе не растворимы. Кипят при более высокой температуре, чем соответствующие кислоты.

5. При пропускании паров кислот вместе с аммиаком над дегидратирующими катализаторами получаются амиды кислот:

Амиды кислот получают также действием NH₃ на галогенангидриды или ангидриды кислот или из аммонийных солей кислот:

Амиды кислот – кристаллические вещества (кроме жидкого амида муравьиной кислоты – формамида).

Амиды, за счет сопряжения свободной электронной пары азота с карбонильным кислородом, почти лишены основных свойств

Наиболее важным для амидов являются реакции:

а) гидролиза в кислой или щелочной среде

б) дегидратации в присутствии пентаоксида фосфора

О нитрилах кислот подробнее смотрите в главе «Азотсодержащие соединения».

6. Галогензамещенные кислоты могут быть получены при действии молекулярного хлора или брома на карбоновые кислоты. Наиболее легко α-галогензамещенные производные кислот образуются из ангидридов и галогенангидридов:

29. Гетероциклические соединения

Гетероциклическими называются такие соединения в молекулах которых содержатся циклы, образованные не только атомами углерода, но и атомами других элементов. Наиболее важное значение имеют гетероциклы, содержащие в своем составе атомы О, N, S, хотя в образовании гетероцикла может участвовать атом любого элемента, имеющего валентность 2 и выше.

Гетероциклические соединения различаются по величине цикла, при этом в биологических системах наибольшее значение имеют пяти и шестичленные гетероциклы.

В составе гетероциклов может находиться один или несколько гетероатомов как одинаковых, так и различных.

Гетероциклы, не содержащие сопряженных систем, практически не отличаются от подобных систем алифатического ряда: