KABNSAVAK karboxilcsoport Példák A) Nyílt láncú telített monokarbonsavak (zsírsavak) "alkánsav" pl. metánsav, etánsav, propánsav... (nem használjuk) omológ sor hangyasav 3 2 2 2 valeriánsav 3 ecetsav 3 2 2 2 2 kapronsav 3 2 propionsav 3 ( 2 ) 14 palmitinsav 3 2 2 vajsav 3 ( 2 ) 16 szterarinsav
B) Nyílt láncú telített dikarbonsavak "alkándisav" pl. etándisav, propándisav... 2 ( 2 ) 2 oxálsav malonsav borostyánkősav ( 2 ) 3 ( 2 ) 4 glutársav adipinsav ) Telítetlen karbonsavak 3 2 2 propénsav 2-metilpropénsav akrilsav metakrilsav ( 2 ) 7 ( 2 ) 7 3 olajsav maleinsav fumársav (cisz) (cisz) (transz)
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"
A karbonsavak szerkezete + - - + + - + 121 pm 136 pm 125 A karboxilátion szerkezete - + - - 127 pm 1/2-1/2-
FIZIKAI TULAJDNSÁGK Forráspont 3 3 3 2 3-24 78 118 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. = 190 3 2 5 etil-acetát fp. = 77 Vízoldhatóság 1-4 : korlátlan; 9 -: oldhatatlan
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 2. 3 + Malonészter-szintézis (ld. karbonsavszármazékok) Et 2 Et malonészter 4 lépés 2
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
A karbonsavak savi jellege Etil-alkohol savassága 3 2 + 2 G o = 91 kj/mol 3 2 - + 3 + etoxid-ion K s = 3 2-3 2 3 + = 10-16 pk s = 16,0 negatív töltés 3 2 - etoxid-ion Ecetsav savassága 3 + 2 3 + 3 + G o = 27 kj/mol acetát-ion 3-3 + K s = = 1,8 x 10-5 pk s = 4.7 3 3 acetát-ion 1/2-1/2-1/2-1/2- negatív töltés szimmetrikus elektronszerkezet
A karbonsavak sóképzési reakciói Sav-bázis reakciók víz szénsav pk s =15,7 2 + 2 - + 3 + pk s =6,4 2 3 + 2-3 + 3 + ecetsav 3 + 2 pk s =4,7 3 - + 3 + 2 2 3 3 savi erősség - 3 - bázis erősség 3 - Sóképzés 3 + - 3 - + 2 3 + 3-3 - + 2 3 ( 2 + 2 )
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
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 1.48 0.70 pk s 3 2 2 vajsav 2 l 2 2 4.82 4.50 3 l 2 4.05 3 2 l 2.85
+I effektusú csoportok hatása 3 3 2 pk s 3.75 4.76 4.87 3 3 5.05 3 A dikarbonsavak savi jellege ( 2 ) n - - + - ( + 2 ) n + + + + - ( 2 ) n - n pk 1 pk 2 oxálsav 0 1.27 4.28 malonsav 1 2.85 5.70 borostyánkősav 2 4.19 5.64 A térszerkezet hatása - - - - - + - + + + + + - - maleinsav pk s2 =6.3 fumársav pk s2 =4.5
A KABNSAVAK DEKABXILEZÉSE hevítés + 2 Példák erős hevítés 3 Na + Na (szilárd fázis) nátrium-acetát 4 + 2 elektronvonzó csoport segít (pl. nitrocsoport) N 2 2 150 N 2 3 + 2 nitroecetsav N 2 N 2 N 2 100 N 2 + 2 N 2 2,4,6-trinitrobenzoesav N 2 2,4,6-trinitrobenzol Mechanizmus karbanion jellegű átmeneti állapot - + + + 2
A dikarbonsavak hevítése dekarboxilezés oxálsav + 2 2 malonsav 3 + 2 gyűrűs anhidridek képződése 2 2-2 borostyánkõsav 2 2-2 2 glutársav 2 2 2 2 2 ftálsav - 2
A KABNSAVAK ÁTALAKÍTÁSA SAVKLIDKKÁ karbonsav l karbonsav-klorid A) + Sl 2 + S 2 + l tionil-klorid l (fp. 77 ) B) 3 + 2 Pl 3 3 + P 2 3 + 3 l (fp. 75 ) l nem desztillálható ) + Pl 5 l + Pl 3 + (fp. 107 ) l
A KABNSAVAK -ELYZETŰ ALGÉNEZÉSE 2 1) Br 2, P 2) 2 Br -bróm-karbonsav Példa 1) Br 2, P 3 2 2 3 2 2) 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
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
Walden-inverzió, 1893 (S N 2 reakció inverziója) inverzió l K 2 2 2-(S)-klór-borostyánkősav Pl 5 ()-almasav inverzió