Acizi carboxilici, o clasă de compuși organici care conțin o grupare carboxil (carboxil)
În funcție de natura radicalului legat la gruparea -COOH, atomii de carbon pot aparține unei serii alifatice (grase), aliciclice, aromatice sau heterociclice. Conform numărului de grupe carboxil din moleculă, se disting unu, doi și multibazici (respectiv mono-, di- și policarboxilici). În plus, atomii de carbon pot fi saturați (limitați) și nesaturați (nesaturați), conținând legături duble sau triple în molecule.
Cele mai multe dintre acestea au nume triviale, multe dintre ele fiind legate de prezența lor în natură, de exemplu, acizii citrici formici, malici, valerici. În conformitate cu nomenclatura Geneva aici K. a. Produce din aceleași nume hidrocarburi număr de carbon se termină adăugarea de „OIC“ și „acid“ cuvânt, de exemplu acid metan (formic), acid etanoic (acid acetic), etc. Adesea, carbonații sunt considerați ca derivați ai hidrocarburilor; de exemplu, acidul din structura HC ºC - COOH se numește acid acetilencarboxilic.
Proprietățile acide se datorează capacității de disociere a carbonatului de calciu într-o soluție apoasă:
RCOOH-RCOO- + H +.
Ca regulă, carbonații sunt mai slabi decât cei minerali. Constantele de disociere ale acizilor grași monobazici saturați la 25 ° C variază de la 1,7 × 10-4 (acid formic) până la 1,3. 10-5 (omologi mai mari). Rezistența atomilor de carbon depinde, de asemenea, în mod esențial de electrofilitatea radicalului legat de gruparea carboxil. substituenții electronegative Introducere (de exemplu, NO2, CN, CI) în poziția adiacentă grupării carboxil, brusc crește aciditatea, de exemplu CNCH2COOH Cianoacetatul este de aproximativ 200 de ori mai puternic decât CH3COOH acid acetic. Ca distanța de la carboxil, efectul substituenților slăbește. Acizii dicarboxilici sunt mai puternici decât acizii monocarboxilici, iar efectul unui carboxil pe celălalt este mai mare cu cât sunt mai aproape una de cealaltă. Astfel, printre acidul malonic acizilor acidul oxalic HOOC-COOH mai puternic HOOCCH2COOH, care la rândul său este mai puternic succinic HOOC (CH2) 2COOH, etc. Aciditatea acizilor nesaturați este mai mare decât limita; Efectul dublei legături este mai puternic, cu atât este mai aproape de carboxil. Astfel, acidul acrilic CH2 = CH-COOH este de 4 ori mai puternic decât CH3-CH2-COOH propionic. Acizii aromatici sunt mai puternici decât acizii alifatici limitați (de exemplu, constanta de disociere a acidului benzoic este 6,5, 10-5).
Cazurile sunt lichide (de exemplu, acizi grași inferiori) sau substanțe solide (de exemplu, acizi grași și acizi aromatici) (a se vedea tabelul). Membrii inferiori ai acizilor grași saturați sunt ușor solubili în apă, termenii de mijloc (C4-C10) și, de asemenea, acizii aromatici - sunt limitate, acizii grași mai înalți în apă sunt insolubili; cum ar fi acizii aromatici, sunt ușor solubili în alcool, eter, benzen.
Cele mai importante proprietăți chimice ale monoxidului de carbon sunt abilitatea de a se transforma în derivați. Atunci când interacționează cu bazele, carbonații primesc săruri.
RCOOH + NaOH®RCOONa + H2O.
Atunci când eterii acționează asupra metalelor alcaline în prezența acizilor minerali, esterii sunt complexe.
RCOOH + R'OH® RCOOR '+ H20;
sub acțiunea halogenurilor de acid mineral (de exemplu, PCI3, POCI3, SOCl2) sunt anhidridele de halogen ale lui K.R. RXX (X este un atom de halogen). Când acizii se încălzesc cu agenți de îndepărtare a apei, se obțin anhidridele de K. k (RCO) 20. Halidele și anhidridele sunt utilizate ca agenți de acilare. Îndepărtarea apei din sărurile de amoniu ale carbonatului de calciu (1) și reacția halogenurilor cu amoniac (2) conduc la amide ale acizilor:
1) RCOONH4® RCONH2 + H2O
2) RCOCI + 2NH3 - RCONH2 + NH4CI.
Metodele de obținere a nanostructurilor de carbon sunt foarte numeroase. Oxidarea alcoolilor primari și a aldehidelor produce K. k. Cu același număr de atomi de carbon. Oxidarea cetonelor este însoțită de o întrerupere a legăturii C-C; din cetone ciclice, se formează acizi dicarboxilici, de exemplu acid adipic din ciclohexanonă:
Hidrocarburile saturate pot fi supuse oxidării distructive pentru a forma un amestec de produse, inclusiv acizii carboxilici. Prin această metodă, de la aproximativ 1 m de parafină, se produc de obicei circa 350 kg de carbon. Oxidarea catenei laterale a hidrocarburilor aromatice grase sau a hidrocarburilor aromatice multi-nucleare conduce la hidrocarburi aromatice; de exemplu, acidul ftalic este obținut prin oxidarea o-xilenului sau a naftalinului:
Unele seturi sunt obținute din produse naturale. Astfel, hidroliza alcalină (saponificare) a grăsimilor produce săruri ale acizilor grași superioare (săpunuri) și glicerină. Acidul citric este obținut din frunze de bumbac și din tulpinile de machorka (după extragerea nicotinei din acestea). Mulți carbohidrați se obțin prin fermentarea carbohidraților în prezența bacteriilor de un anumit tip (acid oleic, acid lactic, acid citric și alte tipuri de fermentație).
Carbonații sunt larg răspândiți în natură în stare liberă și sub formă de derivați (în principal esteri). Deci, în ulei volatil de geranium conține acid pelargonic, în lămâi - lamaie. Compoziția grăsimilor și uleiurilor animale și vegetale include gliceride ale acizilor grași normali mai mari, din care predomină acidul palmitic. acidul stearic și acidul oleic.
Derivații acestora, precum și numeroși compuși care conțin, împreună cu gruparea carboxil, alte grupări funcționale (de exemplu, aminoacizi, hidroxi acizi etc.), au o mare semnificație biologică și găsesc o varietate de aplicații practice. Acizii formici și acetic, de exemplu, sunt utilizați pentru vopsirea și imprimarea țesăturilor; Acid acetic și anhidridă acetică - în producția de acetat de celuloză. Aminoacizii fac parte din proteine. În medicină, utilizarea acidului salicilic, a acidului n-aminosalicilic (PASK) etc.,
Acizii grași mai mari sunt utilizați pe scară largă ca materii prime pentru producția de săpun. lacuri și vopsele. agenți activi de suprafață ca emulgatori în producția de cauciuc, ca plastifianți în producerea de cauciucuri și altele de acid adipic. - unul dintre produsele inițiale în producerea fibrelor de poliamidă (nylon), tereftalic - în producția de fibre de poliester (Dacron, terilenă) acrilonitril polimer (orlon) este utilizat ca o fibră sintetică, se apropie de proprietățile lâii naturale. Polimerii și copolimerii esterilor acidului metacrilic sunt utilizați ca sticlă organică.
Unii reprezentanți ai acizilor carboxilici și proprietățile acestora