KARBONSAVAK. A) Nyílt láncú telített monokarbonsavak (zsírsavak) O OH. karboxilcsoport. Példák. pl. metánsav, etánsav, propánsav...

Átírás

1 KABNSAVAK karboxilcsoport Példák A) Nyílt láncú telített monokarbonsavak (zsírsavak) "alkánsav" pl. metánsav, etánsav, propánsav... (nem használjuk) omológ sor hangyasav valeriánsav 3 ecetsav kapronsav 3 2 propionsav 3 ( 2 ) 14 palmitinsav vajsav 3 ( 2 ) 16 szterarinsav

2 B) Nyílt láncú telített dikarbonsavak "alkándisav" pl. etándisav, propándisav... 2 ( 2 ) 2 oxálsav malonsav borostyánkősav ( 2 ) 3 ( 2 ) 4 glutársav adipinsav ) Telítetlen karbonsavak propénsav 2-metilpropénsav akrilsav metakrilsav ( 2 ) 7 ( 2 ) 7 3 olajsav maleinsav fumársav (cisz) (cisz) (transz)

3 D) Gyűrűs karbonsavak 2 2 ciklohexánkarbonsav 3-ciklohexil-propionsav benzoesav ftálsav fahéjsav E) Láncban szubsztituált karbonsavak l 2 klórecetsav F 3 trifluorecetsav 2 3 tejsav borkősav 2 citromsav 3 piroszőlősav N 2 " -aminosav"

4 A karbonsavak szerkezete pm 136 pm 125 A karboxilátion szerkezete pm 1/2-1/2-

5 FIZIKAI TULAJDNSÁGK Forráspont Asszociáció hidrogénkötéssel (dimer szerkezet) 3 3 molekulatömeg x 2 = 120 fp: 118 ~100 pm ~170 pm 3 ( 2 ) 6 3 (n-oktán) molekulatömeg = 114 fp: 126 oxálsav op. = etil-acetát fp. = 77 Vízoldhatóság 1-4 : korlátlan; 9 -: oldhatatlan

6 Karbonsavak előállítása xidációs reakciók 2 (ld. alkoholok és oxovegyületek oxidációja) ''' + ''' Ar Ar Karbonsavészterek- és nitrilek hidrolízise (ld. karbonsavszármazékok hidrolízise) ' + ' észter N nitril Grignard-reagens karboxilezése Br Mg 1. 2 MgBr Malonészter-szintézis (ld. karbonsavszármazékok) Et 2 Et malonészter 4 lépés 2

7 A karbonsavak reaktivitása (általános jellemzés) Savi jelleg karboxilátion Szubsztitúció a karbonil-szénatomon Nu Nu karbonsavszármazék Dekarboxilezés - 2 alkán Szubsztitúció az -szénatomon 2 X X pl. -bróm-karbonsav

8 A karbonsavak savi jellege Etil-alkohol savassága G o = 91 kj/mol etoxid-ion K s = = pk s = 16,0 negatív töltés etoxid-ion Ecetsav savassága G o = 27 kj/mol acetát-ion K s = = 1,8 x 10-5 pk s = acetát-ion 1/2-1/2-1/2-1/2- negatív töltés szimmetrikus elektronszerkezet

9 A karbonsavak sóképzési reakciói Sav-bázis reakciók víz szénsav pk s =15, pk s =6, ecetsav pk s =4, savi erősség bázis erősség 3 - Sóképzés ( )

10 Tiszta karbonsav izolálása reakcióelegyből nyerstermék ( + szerves és szervetlen szennyezések) éter + víz vizes fázis szerves fázis vízoldható sók + szerves szennyezések +Na ( 2 ) szerves fázis vizes fázis szerves szennyezések Na ( 2 ) +l + éter vizes fázis vízoldható sók szerves fázis (éter) szennyezett karbonsav éteres oldatban extrakciók tisztított karbonsav éteres oldatban

11 Szubsztituált karbonsavak savi erőssége - - -I effektusú -csoport növekvő stabilitású anion erősebb sav +I effektusú -csoport csökkenő stabilitású anion gyengébb sav Példák 3 ecetsav pk s 4.76 l 2 klórecetsav 2.86 l l diklórecetsav l l l triklórecetsav pk s vajsav 2 l l l 2.85

12 +I effektusú csoportok hatása pk s A dikarbonsavak savi jellege ( 2 ) n ( + 2 ) n ( 2 ) n - n pk 1 pk 2 oxálsav malonsav borostyánkősav A térszerkezet hatása maleinsav pk s2 =6.3 fumársav pk s2 =4.5

13 A KABNSAVAK DEKABXILEZÉSE hevítés + 2 Példák erős hevítés 3 Na + Na (szilárd fázis) nátrium-acetát elektronvonzó csoport segít (pl. nitrocsoport) N N nitroecetsav N 2 N 2 N N N 2 2,4,6-trinitrobenzoesav N 2 2,4,6-trinitrobenzol Mechanizmus karbanion jellegű átmeneti állapot

14 A dikarbonsavak hevítése dekarboxilezés oxálsav malonsav gyűrűs anhidridek képződése borostyánkõsav glutársav ftálsav - 2

15 A KABNSAVAK ÁTALAKÍTÁSA SAVKLIDKKÁ karbonsav l karbonsav-klorid A) + Sl 2 + S 2 + l tionil-klorid l (fp. 77 ) B) Pl P l (fp. 75 ) l nem desztillálható ) + Pl 5 l + Pl 3 + (fp. 107 ) l

16 A KABNSAVAK -ELYZETŰ ALGÉNEZÉSE 2 1) Br 2, P 2) 2 Br -bróm-karbonsav Példa 1) Br 2, P ) 2 vajsav Br 2-brómvajsav Mechanizmus 2 Br 2, P (PBr 3 ) 2 savbromid Br enol. Br Br Br - + -Br - Br -bróm-karbonsav 2 Br Br -bróm-savbromid

17 Az -halogénezett karbonsavak reakciókészsége: S N 2 reakciók I - 3 I 2-jódpropionsav 3 1) - 2) + 3 tejsav Br 2-brómpropionsav 1) N 3 2) + 3 N2 alanin N - 3 N 2-cianopropionsav

18 Walden-inverzió, 1893 (S N 2 reakció inverziója) inverzió l K (S)-klór-borostyánkősav Pl 5 ()-almasav inverzió