Одноосновные насыщенные карбоновые кислоты

Компоненты карбоксильной группы имеют следующие названия:

Кислотные радикалы RCO- (ацилы) имеют следующие названия:

радикал муравьиной кислоты	формил	HCO-
радикал уксусной кислоты	ацетил	CH3 CO-
радикал пропионовой кислоты	пропионил	CH3 CH2 CO-
радикал масляной кислоты	бутирил	CH3 CH2 CH2 CO-
радикал валериановой кислоты	валерил	CH3 CH2 CH2 CH2 CO-

Промышленные способы получения карбоновых кислот

1. Окисление углеводородов

Имеются два направления: окисление низших алканов С₄ -С₈ преимущественно в уксусную кислоту и окисление твердого парафина в так называемые синтетические жирные кислоты (СЖК) с прямой цепью углеродных атомов С₁₀ -С₂₀ , являющихся сырьем для синтеза ПАВ.

Процесс протекает в жидкой фазе - термически или в присутствии катализаторов. При окислении алканов происходит деструкция по связям между вторичными углеродными атомами, поэтому из н-бутана образуется главным образом уксусная кислота, а в качестве побочных продуктов - метилэтилкетон и этилацетат.

2. Синтезы на основе оксида углерода

Карбоновые кислоты получают на основе оксида углерода реакциями карбоксилирования и карбонилирования:

CH₂ =CH₂ + CO + H₂ O ® CH₃ CH₂ COOH

CH₃ CH₂ OH + CO ® CH₃ CH₂ COOH

Присоединение водорода и карбоксильной группы по двойной связи при кислотном катализе всегда протекает по правилу Марковникова, вследствие этого только из этилена получается неразветвленная кислота, а из его гомологов - a-метилзамещенные кислоты. Особый интерес данный метод представляет для синтеза третичных кислот (неокислот) из изоолефинов (реакция Коха):

(CH₃ )₂ C=CH₂ + CO + H₂ O ® (CH₃ )₃ CCOOH

изобутилен триметилуксусная кислота

Механизм реакции состоит в предварительном протонировании алкена кислотой с образованием иона карбония, его взаимодействия с СО с получением ацилий-катиона и реакции последнего с водой с образованием карбоновой кислоты:

RCH=CH₂ + H⁺ « RC⁺ HCH₃ + CO « RCH(CH₃ )C⁺ O + H₂ O « RCH(CH₃ )COOH + H⁺

Неокислоты и их соли обладают очень высокой растворимостью и вязкостью, а их сложные эфиры - стабильностью к гидролизу, что обеспечивает им широкое применение в ряде отраслей.

Карбонилирование спиртов катализируется комплексами металлов (Ni, Co, Fe, Pd). Процесс реализован в промышленности для синтеза уксусной кислоты из метанола и характеризуется высокими экономическими показателями.

Кислоты также получают окислением альдегидов (продукт оксосинтеза).

Лабораторные способы получения карбоновых кислот

1. Окисление первичных спиртов см. Лекцию№21

2. Окисление альдегидов и кетонов

Альдегиды окисляются значительно легче, чем кетоны. Кроме того, окисление альдегидов приводит к образованию кислот с тем же числом углеродных атомов, в то время как окисление кетонов протекает с разрывом углерод-углеродных связей (образуются две кислоты или кислота и кетон):

CH₃ CHO + O₂ ® CH₃ COOH + H₂ O

CH₃ CH₂ COCH₂ CH₃ + O₂ ® CH₃ COCH₃ + CH₃ CH₂ COOH

Окислителями служат перманганат калия или бихромат. Окисление кетонов требует более жестких условий, чем альдегиды.

3. Гидролиз нитрилов

Нитрилы получают взаимодействием галогеналканов с цианистым калием, а затем подвергают их гидролизу водными растворами кислот или щелочей. В кислой среде азот выделяется в виде соли аммония:

CH₃ CN + 2 H₂ O + HCl®CH₃ COOH + NH₄ Cl

R-CºN+H⁺ ®R-C⁺ =NH+H₂ O®RC(O⁺ H₂ )=NH«H⁺ + RC(OH)=NH«RCONH₂

RCONH₂ + HX + H₂ O ® RCOOH + NH₄ X;

в щелочной - в виде гидроксида аммония, кислота же получается в виде соли:

CH₃ CN + 2 H₂ O + KOH®CH₃ COOK + NH₄ OH

RCºN + ^- OH®RC(OH)=N- + H₂ O® -OH + RC(OH)NH«RCONH2 + NaOH®RCOONa + NH₃

4. Синтез Гриньяра

При взаимодействии магнийорганических соединений с диоксидом углерода образуются соли карбоновых кислот:

CH₃ CH₂ MgBr + CO₂ ®CH₃ CH₂ COO^- Mg⁺ Br

Под действием сильной кислоты (обычно HCl) соль превращается в кислоту:

CH₃ CH₂ COO^- Mg⁺ Br + HCl ® CH₃ CH₂ COOH + MgBrCl

5. Гидролиз жиров

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать