KYSLÍKATÉ DERIVÁTY KARBOXYLOVÉ KYSELINY

KARBOXYLOVÉ KYSELINY - obsahují karboxylovou skupinu: = karboxyl - skládá se ze skupiny karbonylové a hydroxylové

názvosloví H-COOH CH3-COOH methanová kyselina ethanová kyselina a) uhlík karboxylové skupiny je součástí základního uhlíkatého řetězce název uhlovodíku + ová (popř. diová….) kyselina H-COOH CH3-COOH methanová kyselina ethanová kyselina CH3-CH2-COOH CH3-(CH2)4-COOH propanová kyselina hexanová kyselina CH3(CH2)5COOH heptanová kyselina

názvosloví benzenkarboxylová kyselina b) uhlík karboxylové skupiny není součástí základ. uhlíkatého řetězce název uhlovodíku + karboxylová (dikarboxylová…) kyselina př. benzenkarboxylová kyselina - není-li karboxyl hlavní skupinou, nebo je-li připojen k substituentu, užíváme předponu -KARBOXY

dělení karboxylových kyselin 1) podle charakteru R vázaného na karboxyl a) alifatické nasycené nenasycené b) aromatické 2) podle počtu karboxylových skupin a) monokarboxylové (obsahují jednu –COOH) b) dikarboxylové (dvě –COOH) c) polykarboxylové (obsahují více –COOH)

delokalizace π elektronů - obě vazby C-O stejná délka struktura kyselý charakter silnější než kyselina uhličitá - slabší než ostatní anorganické kyseliny - při disociaci se odštěpuje proton a vzniká karboxylátový anion delokalizace π elektronů - obě vazby C-O stejná délka

struktura ve vodě částečně ionizované rovnováhu vyjadřuje disociační konstanta: KA závisí na teplotě, charakteru rozpouštědla KA udává sílu kyselin, popř. pKA=- log KA silnější kyseliny vyšší KA (silnější kyseliny nižší pKA) HX > RCOOH > H2CO3 > ArOH > H2O > ROH - silnější kyselina vytěsňuje slabší ze soli

příprava 1. oxidace alkanů, alkylarenů 2. oxidace alkenů → alkoholy → karbonylové sloučeniny 2. oxidace alkenů

příprava 3. oxidace primárních alkoholů 4. oxidace aldehydů

fyzikální vlastnosti - karboxylová skupina polární možné H-můstky - vysoké body varu rozpustnost ve vodě roste s počtem karboxylových skupin klesá s prodlužujícím se uhlíkatým řetězcem aromatické většinou špatně rozpustné

fyzikální vlastnosti nižší monokarboxylové kyseliny - kapaliny ostré vůně, mísitelné s vodou vyšší monokarboxylové kyseliny - olejovité kapaliny, omezeně rozpustné ve vodě, nepříjemný zápach

fyzikální vlastnosti nejvyšší monokarboxylové kyseliny tuhé látky, nerozpustné ve vodě (klesá možnost tvorby H- můstků) teplota varu monokarboxylových kyselin stoupá s rostoucí hmotností molekul fyzikální vlastnosti nenasycených monokarboxylových kyselin jsou analogické vlastnostem nasycených karboxylových kyselin

fyzikální vlastnosti dikarboxylové, polykarboxylové, aromatické kyseliny krystalické látky, nižší dikarboxylové kyseliny- rozpustné ve vodě

2RCOOH + K2CO3 → 2RCOOK + H2O + CO2 reakce 1. neutralizace = tvorba solí - karboxylové kyseliny – kyselý charakter vodíku - sodné a draselné soli vyšších kyselin (palmitové, stearové) vytváří mýdla - karboxylové kyseliny tvoří též soli reakcí s uhličitany 2RCOOH + K2CO3 → 2RCOOK + H2O + CO2

reakce 2. esterifikace = tvorba esterů H+ - nukleofilní adice alkoholu na karboxylový uhlík, za současné eliminace vody a vzniku esteru - kysele katalyzována

reakce 3. dekarboxylace = ztráta –COOH skupiny - hl. u dikarboxylových kyselin - při zahřívání – uvolnění CO2

zástupci KYSELINA MRAVENČÍ (methanová) HCOOH - bezbarvá kapalina, leptavé účinky, silně čpící, ve vodě bez omezení rozpustná výroba výskyt- v přírodě ve volné formě (kopřivy, mravenci) užití- organické technologie (výroba esterů), snadno se oxiduje (redukční činidlo), baktericidní účinky (konzervace potravin)

zástupci KYSELINA OCTOVÁ (ethanová) CH3-COOH - bezbarvá kapalina, silně čpící, ve vodě bez omezení rozpustná výroba- oxidací acetaldehydu nebo alkanů vzduchem výskyt- volně v přírodě i ve formě esterů užití- 5 až 8% roztok = ocet, rozpouštědlo, acetylační činidlo, konzervace potravin, zpracování kůží

zástupci KYSELINA MÁSELNÁ (butanová) CH3-(CH2)2-COOH kapalina, nepříjemný zápach obsažena např. v potu a ve žluklém másle kyseliny nejčastěji se vyskytující ve formě esterů s glycerolem v tucích a rostlinných olejích: KYSELINA PALMITOVÁ (hexadekanová) CH3-(CH2)14-COOH KYSELINA STEAROVÁ (oktadekanová) CH3-(CH2)16-COOH KYSELINA OLEJOVÁ (oktadek-9-enová) CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

NASYCENÉ DIKARBOXYLOVÉ KYSELINY kyselina šťavelová (ethandiová kyselina) (COOH)2 ve vodě tvoří dobře rozpustné krystaly, je jedovatá, roztokem manganistanu draselného se oxiduje na CO2 (MnVII se v kyselém prostředí redukuje na MnII): kyselina jantarová (butandiová kyselina) HOOC(CH2)2COOH přítomná v jantaru, meziprodukt některých biochemických dějů (citrátový cyklus) kyselina adipová (hexandiová kyselina) HOOC(CH2)4COOH vyrábí se oxidací cyklohexanolu nebo cyklohexanonu, použití při výrobě syntetických vláken NENASYCENÉ MONOKARBOXYLOVÉ KYSELINY kyseliny akrylová (propenová kyselina) CH2=CH-COOH štiplavě páchnoucí kapalina NENASYCENÉ DIKARBOXYLOVÉ KYSELINY kyselina maleinová (cis-butendiová kyselina) HOOCCH=CHCOOH (s) zisk katalytickou oxidací benzenu, výroba syntetických polyesterů kyselina fumarová (trans-butendiová kyselina) meziprodukt některých biochemických dějů (citrátový cyklus) užití- v potravinářském průmyslu (prášek do pečiva, šumivé prášky)

AROMATICKÉ KYSELINY kyselina benzoová C6H5COOH (s) vyrábí se oxidací toluenu, užívá se jako konzervační prostředek a jako surovina k výrobě mnoha aromatických sloučenin v přírodě volně i ve formě esterů (balzámy) kyselina ftalová (benzen-1,2-dikarboxylová kyselina) C6H4(COOH)2 (s) zisk katalytickou oxidací naftalenu nebo o-xylenu surovinou při výrobě plastů a barviv kyselina tereftalová (benzen-1,4-dikarboxylová kyselina) C6H4(COOH)2 (s) získává se oxidací p-xylenu má mimořádný význam pro výrobu syntetických vláken s etylenglykolem kondenzuje na lineární polyester- terylen