KARBOXYLOVÉ KYSELINY

1. KARBOXYLOVÉ KYSELINY

2. Vznik karboxylových kyselin R – CH2OH  R – COH  R – COOH primární alkohol aldehyd karboxylová kyselina

3. Podle počtu karboxylových skupin mohou být kyseliny: - monokarboxylové - dikarboxylové - polykarboxylové

4. Názvosloví 1) uhlovodík + koncovka OVÁ (jednosytné) DIOVÁ (dvojsytné) TRIOVÁ (trojsytné) př. metanová HCOOH etandiová COOH - COOH hexantriová CH2 - COOH ‌‌ CH - COOH ‌‌ CH2 - COOH

5. 2) triviální názvy př. kys. octová kys. mravenčí 3) uhlovodík + karboxylová kyselina př. etankarboxylová kyselina CH3COOH

6. Vlastnosti - volné karboxylové kyseliny se v přírodě vyskytují jen zřídka, většina je ve formě solí - první tři kyseliny jsou bezbarvé kapaliny ostrého zápachu, rozpustné ve vodě - střední kyseliny jsou olejovité kapaliny, které mají odporný zápach - vyšší kyseliny jsou pevné látky, nezapáchají, jsou nerozpustné ve vodě - některé vyšší nasycené i nenasycené kyseliny jsou součástí tuků a olejů

7. - většina patří mezi slabé kyseliny (sílu kyselin zvyšuje přítomnost násobné vazby nebo aromatického jádra) - sílu karboxylových kyselin velmi ovlivňují uhlovodíkové zbytky a substituenty v jejich molekulách

8. Příprava karboxylových kyselin 1) oxidací uhlovodíků roztokem KMnO4 2) oxidací alkoholů a aldehydů 3) hydrolýzou (reakce s vodou) nitridů kyselin 4) reakcí halogenderivátů s vodou

9. Reakce karboxylových kyselin Nejvýznamnější reakcí karboxylových kyselin je ESTERIFIKACE = reakce karboxylových kyselin a alkoholů vznikají ESTERY KARBOXYLOVÝCH KYSELIN Opačný proces je hydrolýza esterů. Vznikají karboxylové kyseliny a alkoholy

10. Účinkem např. hydroxidů alkalických kovů, se tvoří soli karboxylových kyselin, které se vodou hydrolyzují, působí na ně silné anorganické kyse- liny, vytěsňuje se z nich karboxylová kyselina: RCOOH + NaOH  RCOONa RCOONa + HCl  RCOOH + NaCl

11. Prakticky významné jsou změny dikarbo- xylových kyselin při zahřívání; některé odštěpují oxid uhličitý,některé vodu, jiné obojí. 150°C HOOC  CH2 COOH  CH3  COOH + CO2 kyselina malonová kyselina octová

12. Přehled karboxylových kyselin

13. KYS. MRAVENČÍ (metanová) HCOOH - bezbarvá kapalina štiplavého zápachu - má leptavé účinky - volná kyselina mravenčí je v těle mravenců, komarů, včel, vos (žihadla), ale i listech kopřiv - nachází se i v potu, ve svalech a v moči

14. Použití: • v potravinářském průmyslu ke konzervo- vání - v textilním průmyslu k vyleptávání vzorků na barevné plátno (zpracování kůží) • dezinfekční prostředek, • v kožedělném průmyslu

15. KYS. OCTOVÁ (etanová) CH3COOH - ostře zapáchající bezbarvá kapalina • zbavená vody (bezvodá) tuhne při teplotě 16C  mění se na tzv. ledovou kyselinu octovou - zředěná kyselina octová (5-8 %) je OCET VZNIK: a) při octovém kvašení etanolu b) ze surového octa ( vedlejší produkt při karbonizaci dřeva) c) z acetylénu

16. Použití: - jako rozpouštědlo - surovina v chem. průmyslu - z octanu vápenatého - ACETON - k výrobě acetátového hedvábí - k výrobě léků (např. acylpyrinu)

17. KYS. MÁSELNÁ (butanová) C3H7COOH - bezbarvá nepříjemně zapáchající kapalina – zapáchá po zkaženém másle, které ji rovněž obsahuje - uvolňuje se při tzv. žluknutí másla - nachází se i v potu

18. KYS. ŠŤAVELOVÁ COOH COOH . 2H2O - krystalická jedovatá látka, ve vodě dobře rozpustná • nachází se v některých rostlinách (ve šťovíku, ve špenátu, v rebarboře) - synteticky se vyrábí z CO2 Použití: - k čištění skvrn - jako mořidlo v barvířství

19. KYS. AKRYLOVÁ CH2 = CH - COOH - ostře zapáchající kapalina - její deriváty se používají k výrobě organického skla (PLEXISKLO)

20. KYS. PALMITOVÁ C15 H31 COOH KYS. STEAROVÁ C17 H35 COOH - obě kyseliny se používají k výrobě svíček, krémů a leštících past - nejčastěji se vyskytující ve formě esterů s glyce- rolem v tucích - mazlavé, nerozpustné ve vodě; hl.součást lipidů - sodné soli = jádrová mýdla – dobře rozpustná ve vodě; snižují povrchové napětí → čistící účinek - draselné soli = mazlavá mýdla

21. KYS. OLEJOVÁ C17H33COOH - je součástí rostlinných olejů - hydrogenací se mění v nasycenou kyselinu steárovou ( tzv. ztužování tuků) Použití: - k maštění vlny - k výrobě mazlavého mýdla

22. KYS. BENZOOVÁ C6H5 - COOH - tvoří bílé, lesklé, šupinkovité krystalky - rozpouští se v etanolu i ve vodě - má antiseptické účinky - její sůl BENZOAN SODNÝ je konzervač-ním prostředkem v potravinářství (kompoty a zavařeniny)

23. KYS. ADIPOVÁ HOOC- (CH2)4-COOH - vyrábí se oxidací cyklohexanolu nebo cyklohexanonu. - použití při výrobě syntetických vláken.

24. KYS. FTALOVÁ(1,2-benzenkarboxylová) C6H4(COOH)2 - získává se oxidací naftalenu nebo xylenu - v čistém stavu tvoří bílé destičkovité krystalky - při zahřívání taje a zároveň se rozkládá - k výrobě barviv, indikátorů - k výrobě plastů

25. KYS. TEREFTALOVÁ(1,4-benzenkarboxylová)C6H4(COOH)2 - význam pro výrobu syntetických vláken (tesil)

26. DALŠÍ KYSELINY CH3(CH2)3COOH k.valerová (CH3)2CHCH2COOH k.isovalerová v kozlíku lékařském → valerinánová tinktura CH3(CH2)4COOH k.kapronová CH3CH=CHCOOH k.krotonová C17H31COOH k.linolová (dvě = vazby) C17H29COOH k.linolenová (tři = vazby) - v lipidech - výživně hodnotnější - některé mají esenciální charakter

27. Kyselina gallová - součást tříslovin - v čaji - součást taninu – léčebně jako tannalbin (tanin v komplexu s bílkovinou) - působí protiprůjmově

28. DERIVÁTY KARBOXYLOVÝCH KYSELIN - jsou to organické sloučeniny , které se odvozují od karboxylových kyselin substitucí některých atomů v karboxylu

30. SOLI KYSELIN R - COOM M ….. kov ESTERY R - COO - R R….. uhlovodík.zbytky

31. SOLI KARBOXYLOVÝCH KYSELIN - vznikají neutralizací karboxylových kyselin s hydroxidy Př. CH3COOH + NaOH  CH3COONa + H2O

32. Názvosloví název kyseliny + AN + název kovu + koncovka CH3COONa octan sodný (CH3COO)3Al octan hlinitý

33. DEKARBOXYLACE - reakce při níž dochází k odstranění karboxylové skupiny, vzniká uhlovodík, který má o jeden uhlík méně než měla původní sůl R-COONa + NaOH → R- H + Na2CO3

34. PŘEHLED SOLÍ

35. OCTAN OLOVNATÝ (CH3COO)2Pb . 3 H2O - k výrobě olovnatých barev PALMITAN DRASELNÝC15H31COOK STEARAN SODNÝC17H35COONa - tvoří složku mýdel OCTAN HLINITÝ - v lékařství, obklady

36. ESTERY - vznikají esterifikací R1-COOH + H-O- R2H2O + R1-C-O – R2 karboxylová kyselina alkohol ester kys.karboxylové

37. Rozdíly mezi esterifikací a neutralizací Esterifikace neutralizace - probíhá pomaleji - probíhá rychle - za zvýšené teploty - je to zvratná reakce opak esterifikace = HYDROLÝZA ESTERŮ ESTER se rozkládá na sloučeniny, z nichž vznikl -------- na kyselinu a alkohol

38. REAKCE ESTERŮ a) reakce esterů s vodou (hydrolýza) R1COOR2 + H2O → ROH + RCOOH b) reakce esterů s hydroxidem R1COOR2 + NaOH → R1COONa + R2OH

39. DUSIČNAN GLYCEROLU (trinitrát glycerolu) - nesprávně označován jako nitroglycerín - vzniká reakcí nitrační směsí s glycerolem (NITRACÍ GLYCEROLU) - v upravené podobě se používá jako léčivo - používá se jako surovina k výrobě dynamitu CH2 - O - NO2 | CH - O - NO2 | CH2 - O - NO2

40. POUŽITÍ ESTERŮ Estery vyšších jednosytných kyselin s vyššími alkoholy = VOSKY Estery kyseliny palmitové, stearové, olejové s glycerolem = GLYCERIDY (jejich směsi tvoří TUKY a OLEJE) Estery kys. akrylové CH2=CHCOOR a methakrylové CH2=C(CH3)COOR - užívají se k výrobě plastů - polyakrylátů Estery kyseliny ftalové slouží jako změkčovadla plastů

41. SUBSTITUČNÍ DERIVÁTY KARBOXYLOVÝCH KYSELIN

42. SUBSTITUČNÍ DERIVÁTY KYSELIN - organické sloučeniny, které vznikají nahraze- ním vodíkových atomů karboxylových kyselin atomy jiných prvků nebo skupinami prvků

43. R - CH - COOH l Y Y ……………….. charakteristická skupina Y = Cl, F, Br, I HALOGENKYSELINY Y = OH HYDROXYKYSELINY Y = NH2AMINOKYSELINY

44. Názvosloví - názvy původních karboxylových kyselin + předpony HALOGEN, HYDROXY, AMINO - uhlíkový atom karboxylové skupiny je označen číslicí 1 - řeckým písmenem se označuje uhlíkový atom, který sousedí s karboxylovou skupi- nou

45. HYDROXYKYSELINY - má dvě charakteristické skupiny: KARBOXYL - COOH HYDROXYL - OH

46. Kys. glykolová (hydroxyoctová) CH2OH - COOH - je obsažena v řepě a v nezralých vinných hroznech

47. kyselina mléčná (kys. –hydroxypropionová) CH3-CHOH-COOH - vzniká mléčným kvašením a průmyslově se vyrábí zkvašováním cukerných roztoků mléčnou bakterií - vzniká při přípravě kyselého zelí, okurek, krmiv a při kysání mléka - při kysání mléka, intenzivní svalové práci se hro- madí v těle únava - v potravinářském průmyslu se používá k ochu- cování potravin a konzervaci

48. kyselina salicylová Jiný název: kys. 2-hydroxybenzoová OH- C6H4 - COOH - tvoří bezbarvé jehličky, snadno se rozpustí ve vodě a etanolu - vyrábí se z ní známé léčivo ACYLPYRIN (kys. acetylsalicylová) - používá se ke konzervování zavařenin - citlivější osoby → zvracení, vyrážky - antiseptické vlastnosti → v kožním lékařství - odvozena léčiva s antipyretickým, analgetickým i antirevmatickým účinkem

49. kyselina vinná COOH - CHOH - CHOH - COOH - vyskytuje se ve vinných hroznech • vyrábí se z tzv. VINNÉHO KAMENE, který se usazuje při dokvašování vína - kyselina vinná krystalizuje ve velkých krystalech, rozpustných ve vodě - přidává se do ovocných šťáv a limonád

50. Kyselina citronová • vyskytuje se v citrusových plodech, v rybízu, brusinkách • v potravinářském průmyslu jako konzervační prostředek • s vápníkem tvoří nerozpustné soli • citran sodný – nejběžnější preparát pro konzervaci krve