Od organskih jedinjenja koja pokazuju znatnu kiselost najvažnije su karboksilne kiseline koje se obično nazivaju organske kiseline. To su jedinjenja koja u svom molekulu sadrže karboksilnu grupu vezanu za ugljenikov atom alkil- ili arli-grupe.
Prema broju karboksilnih grupa karboksilne kiseline se dele na monokarboksilne, dikarboksilne i polikarboksline, a prema prirodi ugljovodoničnog ostatka za koji je vezana karboksilna grupa, one mogu biti alifatične (R-COOH) i aromatične (Ar-COOH).
Karboksilne kiseline mogu u svom molekulu sadržavati pored karboksilne grupe i neku drugu funkcionalnu grupu, kao na primer hidroksilnu, dvostruku vezu, amino itd. pa se prema tome dele na hidrokskiseline, nezasićene kiseline, aminokiseline itd.
Nomenklatura
Karboksilne kiseline su jedinjenja koja su poznata odavno tako da su se njihova uobičajena imena još uvek zadržala; ona obično označavaju osobine kiseline ili poreklo. Prma IUPAC pravilima imena karboksilnih kiselina se izvode tako što se na ime alkana sa istim brojem C-atoma dodaje nastavak -ska. Zasićne monokarboksilne kiseline nazivaju se opštim imenom alkanske kiseline.
Dobijanje:
1) Oksidacija primarnih alkohola ili aldehida:
Karboksilne kiseline se mogu dobiti i oksidacijom sekundarnih alkohola odnosno ketona, samo se u tom slučaju dobijaju kiseline sa manjim brojem C-atoma.
2) Oksidacija alkil-benzena:
3) Grinjarovom reakcijom na ugljendioksid - Grinjarov reagens mora da ima jedan C-atom manje od kiseline koju želimo da dobijemo:
4) Hidroliza nitrila i oksinitrila:
Dobijanje mravlje kiseline:
NaOH + CO ---> HCOONa ---> HCOOH + NaCl
Fizičke osobine - tačke ključanja monokarboksilnih kiselina se povećavaju sa povećavanjem broja C-atoma.
- Karboksilne kiseline mogu da grade vodoničnu vezu i sa parcijalno negativnim kiseonikovim atomom karbonilne grupe drugog molekula.
- Kiseline sa manjim brojem C-atoma se rastvaraju u vodi čemu doprinosi građenje vodoničnih veza sa molekulima vode. Rastvorljivost opada sa povećanjem broja C-atoma, tako da su kiseline sa više od 6 C-atoma kao i aromatične kiseline nerastvorljive u vodi.
Hemijske osobine - Većina reakcija karboksilne grupe mogu se podeliti na tri tipa: reakcije pri kojima se raskida O-H veza, reakcije koje se vrše na ugljenikovom atomu karboksilne gupe i dekarboksilacija.
Reakcije:
1. Disocijacija:
Disocijacija karboksilnih kiselina nije potpuna, pa su one znatno slabije od jakih neorganskih kiselina, ali su značajno jače od dosada proučavanih organskih jedinjenja (alkohola i fenola).
Jačina karboksilne kiseline:
Sve karboksilne kiseline su slabe, najjača je mravlja. Ako se u R ostatku nalaze supstituenti, tada je jača.
2. Sa metalima i bazama - nastaju soli koje hidrolizuju bazno:
Karboksilne kiseline mogu u svom molekulu sadržavati pored karboksilne grupe i neku drugu funkcionalnu grupu, kao na primer hidroksilnu, dvostruku vezu, amino itd. pa se prema tome dele na hidrokskiseline, nezasićene kiseline, aminokiseline itd.
Nomenklatura
Karboksilne kiseline su jedinjenja koja su poznata odavno tako da su se njihova uobičajena imena još uvek zadržala; ona obično označavaju osobine kiseline ili poreklo. Prma IUPAC pravilima imena karboksilnih kiselina se izvode tako što se na ime alkana sa istim brojem C-atoma dodaje nastavak -ska. Zasićne monokarboksilne kiseline nazivaju se opštim imenom alkanske kiseline.
Monokarboksline kiseline
Nalaze se u prirodi ili kao slobodne ili vezane u obliku estara kao voćne esencije, voskovi ili masti.Dobijanje:
1) Oksidacija primarnih alkohola ili aldehida:
Karboksilne kiseline se mogu dobiti i oksidacijom sekundarnih alkohola odnosno ketona, samo se u tom slučaju dobijaju kiseline sa manjim brojem C-atoma.
2) Oksidacija alkil-benzena:
3) Grinjarovom reakcijom na ugljendioksid - Grinjarov reagens mora da ima jedan C-atom manje od kiseline koju želimo da dobijemo:
4) Hidroliza nitrila i oksinitrila:
Dobijanje mravlje kiseline:
NaOH + CO ---> HCOONa ---> HCOOH + NaCl
Fizičke osobine - tačke ključanja monokarboksilnih kiselina se povećavaju sa povećavanjem broja C-atoma.
- Karboksilne kiseline mogu da grade vodoničnu vezu i sa parcijalno negativnim kiseonikovim atomom karbonilne grupe drugog molekula.
- Kiseline sa manjim brojem C-atoma se rastvaraju u vodi čemu doprinosi građenje vodoničnih veza sa molekulima vode. Rastvorljivost opada sa povećanjem broja C-atoma, tako da su kiseline sa više od 6 C-atoma kao i aromatične kiseline nerastvorljive u vodi.
Hemijske osobine - Većina reakcija karboksilne grupe mogu se podeliti na tri tipa: reakcije pri kojima se raskida O-H veza, reakcije koje se vrše na ugljenikovom atomu karboksilne gupe i dekarboksilacija.
Reakcije:
1. Disocijacija:
Disocijacija karboksilnih kiselina nije potpuna, pa su one znatno slabije od jakih neorganskih kiselina, ali su značajno jače od dosada proučavanih organskih jedinjenja (alkohola i fenola).
Jačina karboksilne kiseline:
Sve karboksilne kiseline su slabe, najjača je mravlja. Ako se u R ostatku nalaze supstituenti, tada je jača.
2. Sa metalima i bazama - nastaju soli koje hidrolizuju bazno:
2CH3COOH + Ca --->
(CH3COO)2Ca + H2
2CH3COOH + Ca(OH)2
---> (CH3COO)2Ca + H2O
CH3COONa + HOH --->
CH3COOH + Na+ + OH-
3. Sa aminima - nastaju alkilamonijum soli (derivati):
CH3COOH + CH3NH2
---> CH3NH3 + CH3COO-
4. Sa natrijumhidrogenkarbonatom - nastaje ugljena kiselina (reakcija pokazuje da su karboksilne kiseline jače od ugljene pa je istiskuju iz soli):
NaHCO3 + CH3COOH
---> CH3COONa + H2CO3
CH3COONa + CO2 +
H2O ---> nema reakcije
5. Jake mineralne kiseline (HCl) iz soli istiskuju karboksilne kiseline:
CH3COONa + HCl ---> NaCl
+ CH3COOH
6. Jaka oksidaciona sredstva:
CH3COOH ---> CO2
+ H2O
7. Dekarboksilacija - to je proces izdvajanja ugljenik(IV)-oksida iz karboksilne grupe:
CH3COONa + NaOH --->
Na2CO3 + CH4
(CH3COO)2Ca --->
CH3COCH3 + CaCO3
Dekarboksilacija u živom organizmu (u prisustvu enzima) - nastaju amini (neki od njih su i biološki aktivni).Dikarboksilne kiseline
-sadrže dve karboksilne grupe-mogu da budu zasićne, nezasićene i aromatične
1) Zasićene
Dobijnje oksalne kiseline - oksidacija glikola:
Oksi-dikarboksilne kiseline:
2) Nezasićene - dobijaju se iz jabučne kiseline:
3) Aromatične
Svojstva dikarboksilnih kiselina - jače su od monokarboksilnih, grade kisele i neutralne soli.
Reakcije:
1) Sa metalima i jakim bazama - nastaju soli
HOOC-COOH + NaOH ---> HOOC-COONa + HOH (natrijum-hidrogenoksalat)
HOOC-COOH + 2NaOH ---> NaOOC-COONa + 2HOH (natrijum-oksalat)
HOOC-COOH + Ca(OH)2 --->
(COO)2Ca + H2
2) Oksidacija sa peroksidom:
HOOC-COOH + H2O2
---> 2CO2 + 2H2O
Trikarboksilne kiseline
-limunska kiselina se nalazi u citrusnom voću, posebno u limunu-u biohemiji je poznat ciklus limunske kiseline koji se dešava u svakoj aerobnoj ćeliji
Нема коментара:
Постави коментар