DERIVÁTY KARBOXYLOVÝCH KYSELINY

Prezentace na téma: "DERIVÁTY KARBOXYLOVÝCH KYSELINY"— Transkript prezentace:

1 DERIVÁTY KARBOXYLOVÝCH KYSELINY

2 DERIVÁTY KARBOXYLOVÝCH KYSELINY
funkční deriváty substituční deriváty dojde ke změně ve skupině –COOH náhrada –OH či H ve sk. -COOH dojde ke změně mimo skupinu –COOH náhrada -H v uhlovodíkovém řetězci

3 acyl = uhlovodíkový zbytek od karboxylové kyseliny
Vzorec Název Acylové skupiny systematický semitriviální název vzorec HCOOH methanová kys. mravenčí kys. formyl HCO– CH3–COOH ethanová kys. octová kys. acetyl CH3–CO– benzen- karboxylová kys. benzoová kys. benzoyl

4 FUNKČNÍ DERIVÁTY nahrazením H či celé –OH sk. v karboxylové skupině jiným heteroatomem, popř. jinou skupinou atomů SOLI ACYLHALOGENIDY ANHYDRIDY ESTERY AMIDY NITRILY

5 SOLI př. HCl + NaOH → NaCl + H2O
vyskytují se v přírodě vznikají stejně jako soli anorganických kyselin př. HCl + NaOH → NaCl + H2O neutralizace připravují se reakcí karboxylových kyselin s hydroxidy (popř. uhličitanem příslušného kovu) 3CH3COOH + Al(OH)3 → (CH3COO)3Al + 3H2O octan hlinitý ethanoát hlinitý

6 SOLI názvosloví CH3-COONa (CH3-COO)2Ca H-COOK
názvy aniontů se tvoří příponami –oát (-ová) nebo karboxylát (–karboxylová kyselina) nebo příponou –át, která se připojuje k základnímu názvu kyseliny CH3-COONa (CH3-COO)2Ca ethanoát sodný octan sodný natrium-acetát natrium-ethanoát diethanoát vápenatý octan vápenatý kalcium-diacetát kalcium-diethanoát H-COOK methanoát draselný mravenčan draselný kalium-formiát kalium-methanoát

7 SOLI reakce zástupci (CH3COO)3Al + H2O→ CH3COOH + Al3+ +OH-
v roztoku reagují zásaditě díky hydrolýze (CH3COO)3Al + H2O→ CH3COOH + Al3+ +OH- zástupci octan hlinitý (CH3COO)3Al - v lékařství na otoky octan železitý (CH3COO)3Fe, chromitý (CH3COO)3Cr - barvení tkanin benzoan sodný – konzervační prostředek sodné a draselné soli vyšších mastných kyselin slouží jako mýdla octany (acetáty) šťavelany (oxaláty)

8 ACYLHALOGENIDY odvozují se náhradou skupiny –OH v karboxylové skupině halogenem (F, Cl, Br, I) vyrobeny uměle velmi reaktivní vznikají reakcí halogenidů fosforu (PCl5, PCl3) s karboxylovou kyselinou (nutno zahřát)

9 ACYLHALOGENIDY názvosloví CH3COCl chlorid kyseliny octové
acetylchlorid bromid kyseliny benzoové benzoylbromid CH3 (CH2)5COF fluorid kyseliny heptanové

10 ACYLHALOGENIDY použití jako acylační činidla
vnášení acylů do organických sloučenin

11 ACYLHALOGENIDY reakce SN
reaktivnější než karbonylové sloučeniny - elektonegativnější atom halogenu snižuje elektronovou hustotu na karbonylovém uhlíku

12 ANHYDRIDY vznikají kondenzací dvou karboxylových kyselin se současným odštěpením vody -H2O použití v organických syntézách jako acylační činidla reagují podobně jako acylhalogenidy, ale jsou méně reaktivní v přírodě se nevyskytují

13 ANHYDRIDY reakce

14 ANHYDRIDY zástupci kapalina štiplavého zápachu
nejběžnější acetylační činidlo acetanhydrid anhydrid kyseliny octové kapalina výroba barviv (fenolftalein) ftalanhydrid anhydrid kyseliny ftalové

15 ESTERY vznikají reakcí:
esterifikací = reakce alkoholu s karboxylovou kyselinou vznikají náhradou skupiny –OH v karboxylové skupině skupinou –OR’(R’ = zbytek alkoholu) vyskytují se v přírodě

16 mechanismus esterifikace

17 ESTERY reakce kyselá hydrolýza = vzniká alkohol a kyselina
= rozklad vodou za přítomnosti kyseliny zásaditá hydrolýza (zmýdelnění) vzniká alkohol a sůl kyseliny

18 kapička tuku se obalí mýdlem, jehož polární hlavy umožní rozpuštění
zásaditá hydrolýza (zmýdelnění) podstata výroby mýdla princip fungování mýdla kapička tuku se obalí mýdlem, jehož polární hlavy umožní rozpuštění

19 vlastnosti, výskyt a využití
ESTERY většinou kapalné (ojediněle pevné) látky nerozpustné ve vodě řada z nich má charakteristickou aromatickou vůni, součást přírodních esencí estery vyšších mastných kyselin (palmitové, stearové) a glycerolu jsou součástí tuků a olejů potravinářství, výroba voňavek jako vonné a chuťové přísady

20 ESTERY zástupci CH3COOCH2CH2CH(CH3)CH3 CH3COOCH=CH2
signál nebezpečí u včel 3-methylbutylester kyseliny octové CH3COOCH=CH2 vinyl-acetát výroba polyvinyl-acetátu – lepidlo na dřevo

21 ESTERY zástupci vůně HCOOCH2CH3 rum CH3CH2CH2COOCH3 jablka
CH3CH2CH2COOCH2CH3 ananas CH3CH2CH2COO(CH2)4CH3 meruňky ethyl-formiát, mravenčan ethylnatý ethylester kys. methanové methylester kys. butanové ethyl-butyrát, máselnan ethylnatý ethylester kys. butanové penthylester kys. butanové

22 AMIDY CH3CONH2 acetamid ftalimid
vznikají náhradou skupiny –OH v karboxylové skupině skupinou –NH2 vyskytují se v přírodě primární -NH2 CH3CONH2 acetamid b) sekundární (imid) - NH ftalimid

23 AMIDY primární terciární sekundární

24 AMIDY příprava amoniak teplota karboxylová kys. amonná sůl

25 AMIDY příprava

26 NITRILY vznikají náhradou skupiny –OH i =O v karboxylové skupině skupinou ≡N alkylkyanidy nevyskytují se v přírodě většinou kapaliny nižší bod tání než amidy často jedovaté

27 NITRILY příprava dehydratací amidů z halogenderivátů

28 NITRILY zástupci HCN CH3CN prudce jedovatý v hořkých mandlích
formylnitril nitril kyseliny mravenčí kyanovodíková kyselina CH3CN prudce jedovaté rozpouštědlo acetonitril nitril kyseliny octové

29 DERIVÁTY KARBOXYLOVÝCH KYSELINY
funkční deriváty substituční deriváty dojde ke změně ve skupině –COOH náhrada –OH či H ve sk. -COOH dojde ke změně mimo skupinu –COOH náhrada -H v uhlovodíkovém řetězci

30 SUBSTITUČNÍ DERIVÁTY nahrazením 1 nebo více atomů vodíku v uhlíkovém řetězci jiným atomem nebo skupinou atomů polohu substituentů označujeme číslem nebo řeckým písmenem podobné vlastnosti karboxylovým kyselinám, od kterých jsou odvozeny

31 SUBSTITUČNÍ DERIVÁTY HALOGENKYSELINY HYDROXYKYSELINY OXOKYSELINY
AMINOKYSELINY

32 HALOGENKYSELINY většinou krystalické, jedovaté látky, leptají pokožku
kys. fluoroctová (ethanová) kys. 2,2-dichlorpropionová (propanová) kys. 2-chlormáselná (butanová) kys. 3-chlorbenzoová (benzenkarboxylová)

33 HALOGENKYSELINY příprava α-halogen kyseliny
halogenací karboxylových kyselin β a γ- halogen kyseliny adice HX na nenasycené karboxylové kyseliny

34 HALOGENKYSELINY vlastnosti jsou silnější než nesubstituované kyseliny
čím blíže -X k -COOH, tím je kyselina silnější čím vyšší počet -X, tím je kyselina silnější s klesající elektronegativitou halogenu klesá kyselost v řadě F > Cl > Br

35 HALOGENKYSELINY reakce SN
I- efekt karboxylu zvyšuje elektronový deficit na uhlíku nesoucím halogen

36 HALOGENKYSELINY zástupci CH2ClCOOH CCl3COOH leptavé účinky
používaná v organické syntéze kyselina chloroctová patří k silným kyselinám k hubení plevele CCl3COOH kyselina trichloroctová

37 HYDROXYKYSELINY krystalické látky, dobře rozpustné ve vodě
kys. hydroxyoctová (ethanová) = glykolová kys. 2-hydroxypropionová (propanová) = mléčná 2-hydroxybutandiová = jablečná 2,3-dihydroxybutandiová = vinná kys. 2-hydroxypropan-1,2,3-trikarboxylová = citronová

38 HYDROXYKYSELINY příprava - navíc ClCH2COONa → HOCH2COOH + CO2 →
hydrolýza sodných solí halogenkyselin H2O ClCH2COONa → HOCH2COOH - NaCl 2-chloroctan sodný 2-hydroxyoctová kyselina = glykolová zahřívání fenolátu s CO2 + CO2 → fonolát sodný salicylan sodný

39 HYDROXYKYSELINY vlastnosti Cl-CH2COOH HO-CH2COOH
kyselost karboxylu je vyšší díky I- efektu (ale menší vliv než X= halogeny) Cl-CH2COOH HO-CH2COOH vyšší I- efekt nižší I- efekt krystalické látky dobře rozp. v H2O

40 HYDROXYKYSELINY zástupci

41 HYDROXYKYSELINY zástupci kyselina mléčná (2-hydroxypropanová kyselina)
v kyselém mléku, vzniká mléčným kvašením cukrů enantiomery: levotočivá kyselina D pravotočivá kyselina L - ve svalech při anaerobním odbourávání sacharidů

42 HYDROXYKYSELINY zástupci kyselina vinná
(2, 3-dihydroxybutandiová kyselina) enantiomery: levotočivá kyselina D – vzácnější, v přírodě není pravotočivá kyselina L – v přírodě, hrozny - vinan sodnodraselný (Seignettova sůl)- v analytické chemii (Fehlingův roztok) kyselina jablečná (2-hydroxybutandiová kyselina) v nezralém ovoci

43 HYDROXYKYSELINY zástupci kyselina citrónová
(2-hydroxypropan -1,2,3- trikarboxylová kyselina) v mnoha plodech bezbarvá, krystalická, kyselá chuť Krebsův cyklus barvení tkanin potravinářství- konzervační prostředek, příprava nápojů v lékařství- konzervace krve

44 HYDROXYKYSELINY zástupci kyseliny salicylová
(2-hydroxybenzenkarboxylová kys.) volná nebo ve formě esterů v některých rostlinách bakteriostatické účinky (antiseptikum, konzervace) salicylan sodný- lék proti revmatismu kyselina acetylsalicylová (acylpyrin) antipyretikum (snižuje horečku)

45 OXOKYSELINY předpona: oxo- aldokyseliny ketokyseliny
významnější ketokyseliny

46 OXOKYSELINY zástupci kyselina pyrohroznová (2-oxopropanová kyselina)
metabolismus sacharidů - meziprodukt zahřátím dekarboxyluje → acetaldehyd acetylkoenzym A

47 AMINOKYSELINY v přírodě nejběžnější α-aminokyseliny (-NH2 vázaná na 2. uhlík) L-řady nejvýznamnější: 20 α-aminokyselin (tzv. kódové AMK)- základní stavební jednotky všech bílkovin

48 AMINOKYSELINY názvosloví příprava hlavně triviální předpona: amino-
alanin 2-aminopropanová kyselina příprava působením NH3 na α-halogenkyseliny

49 AMINOKYSELINY vlastnosti krystalické látky, rozpustné v H2O
amfoterní látky (amfolyty)- obsahují – COOH (kyselý charakter) a –NH2 (bazický ch.) izoelektrický bod- pH, při kterém má AMK dokonale dipolární strukturu (navenek nevykazuje žádný náboj) v alkalickém prostředí → anionty v kyselém prostředí → kationty zástupci- kódové AMK- rostliny- samovýroba AMK živočichové- některé AMK vyrábějí transaminací většina- esenciální AMK- příjem potravou ve formě bílkovin izoelektrický bod

50 AMINOKYSELINY reakce amfolyty→ reagují s kyselinami i zásadami:
se zásadami bazický charakter kyselý charakter

51 AMINOKYSELINY reakce vzájemná kondenzace (hlavně α- aminokyseliny)
→ vznik peptidů

52

53 KONEC