KYSLÍKATÉ DERIVÁTY

1. KYSLÍKATÉ DERIVÁTY KARBOXYLOVÉ KYSELINY

2. KARBOXYLOVÉ KYSELINY - obsahují karboxylovou skupinu: = karboxyl - skládá se ze skupiny karbonylové a hydroxylové

3. názvosloví a) uhlík karboxylové skupiny je součástí základního uhlíkatého řetězce název uhlovodíku + ová(popř. diová….) kyselina H-COOH CH3-COOH methanová kyselina ethanová kyselina CH3-CH2-COOH CH3-(CH2)4-COOH hexanová kyselina propanová kyselina CH3(CH2)5COOH heptanová kyselina

4. názvosloví b) uhlík karboxylové skupiny není součástí základ. uhlíkatého řetězce název uhlovodíku + karboxylová (dikarboxylová…) kyselina př. benzenkarboxylová kyselina - není-li karboxyl hlavní skupinou, nebo je-li připojen k substituentu, užíváme předponu -KARBOXY

6. dělení karboxylových kyselin 1) podle charakteru R vázaného na karboxyl a) alifatické nasycené nenasycené b) aromatické 2) podle počtu karboxylových skupin a) monokarboxylové (obsahují jednu –COOH) b) dikarboxylové (dvě –COOH) c) polykarboxylové(obsahují více –COOH)

10. struktura • kyselý charakter • silnější než kyselina uhličitá - slabší než ostatní anorganické kyseliny - přidisociaci se odštěpuje proton a vznikákarboxylátový anion delokalizaceπ elektronů - obě vazby C-O stejná délka

11. ve vodě částečně ionizované rovnováhu vyjadřuje disociační konstanta: KAzávisí na teplotě, charakteru rozpouštědla KAudává struktura sílu kyselin, popř. pKA=- log KA silnější kyseliny vyšší KA(silnější kyseliny nižší pKA) • HX > RCOOH > H2CO3 > ArOH > H2O > ROH • - silnější kyselina vytěsňuje slabší ze soli

12. příprava 1. oxidace alkanů, alkylarenů → alkoholy → karbonylové sloučeniny 2. oxidace alkenů

13. příprava 3. oxidace primárních alkoholů 4. oxidace aldehydů

14. fyzikální vlastnosti • - karboxylová skupina polární • možné H-můstky- vysoké body varu • rozpustnost ve vodě • roste s počtem karboxylových skupin • klesá s prodlužujícím se uhlíkatým řetězcem • aromatické většinou špatně rozpustné

15. fyzikální vlastnosti nižší monokarboxylové kyseliny • - kapaliny ostré vůně, mísitelné s vodou vyšší monokarboxylové kyseliny • - olejovité kapaliny, omezeně rozpustné ve vodě, nepříjemný zápach

16. fyzikální vlastnosti • nejvyšší monokarboxylové kyseliny • tuhé látky, nerozpustné ve vodě (klesá možnost tvorby H- můstků) • teplota varu monokarboxylových kyselin stoupá s rostoucí hmotností molekul • fyzikální vlastnosti nenasycených monokarboxylových kyselin jsou analogické vlastnostem nasycených karboxylových kyselin

17. fyzikální vlastnosti • dikarboxylové, polykarboxylové, aromatické kyseliny • krystalické látky, nižší dikarboxylové kyseliny- rozpustné ve vodě

18. reakce • 1. neutralizace • = tvorba solí • - karboxylové kyseliny – kyselý charakter vodíku - sodné a draselné soli vyšších kyselin (palmitové, stearové) vytváří mýdla - karboxylové kyseliny tvoří též soli reakcí s uhličitany 2RCOOH + K2CO3 → 2RCOOK + H2O + CO2

19. reakce • 2. esterifikace • = tvorba esterů H+ - nukleofilní adice alkoholu na karboxylový uhlík, za současné eliminace vody a vzniku esteru - kysele katalyzována

20. reakce • 3. dekarboxylace • = ztráta –COOH skupiny • - hl. u dikarboxylových kyselin - při zahřívání – uvolnění CO2

21. zástupci • KYSELINA MRAVENČÍ (methanová) HCOOH • - bezbarvá kapalina, leptavé účinky, silně čpící, ve vodě bez omezení rozpustná • výroba • výskyt-v přírodě ve volné formě (kopřivy, mravenci) • užití-organické technologie (výroba esterů), snadno se oxiduje (redukční činidlo), baktericidní účinky (konzervace potravin)

22. zástupci • KYSELINA OCTOVÁ (ethanová) CH3-COOH • - bezbarvá kapalina, silně čpící, ve vodě bez omezení rozpustná • výroba- oxidací acetaldehydu nebo alkanů vzduchem • výskyt- volně v přírodě i ve formě esterů • užití- 5 až 8% roztok = ocet, rozpouštědlo, acetylační činidlo, konzervace potravin, zpracování kůží

23. zástupci • KYSELINA MÁSELNÁ (butanová) CH3-(CH2)2-COOH • kapalina, nepříjemný zápach • obsažena např. v potu a ve žluklém másle kyseliny nejčastěji se vyskytující ve formě esterů s glycerolem v tucích a rostlinných olejích: • KYSELINA PALMITOVÁ (hexadekanová) • CH3-(CH2)14-COOH • KYSELINA STEAROVÁ (oktadekanová) • CH3-(CH2)16-COOH • KYSELINA OLEJOVÁ (oktadek-9-enová) • CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

24. NASYCENÉ DIKARBOXYLOVÉ KYSELINY kyselina šťavelová (ethandiová kyselina) (COOH)2 • ve vodě tvoří dobře rozpustné krystaly, je jedovatá, roztokem manganistanu draselného se oxiduje na CO2 (MnVIIse v kyselém prostředí redukuje na MnII): kyselina jantarová (butandiová kyselina) HOOC(CH2)2COOH • přítomná v jantaru, meziprodukt některých biochemických dějů (citrátový cyklus) kyselina adipová (hexandiová kyselina) HOOC(CH2)4COOH • vyrábí se oxidací cyklohexanolu nebo cyklohexanonu, použití při výrobě syntetických vláken NENASYCENÉ MONOKARBOXYLOVÉ KYSELINY kyseliny akrylová (propenová kyselina) CH2=CH-COOH • štiplavě páchnoucí kapalina NENASYCENÉ DIKARBOXYLOVÉ KYSELINY kyselina maleinová (cis-butendiová kyselina) HOOCCH=CHCOOH (s) • zisk katalytickou oxidací benzenu, výroba syntetických polyesterů kyselina fumarová(trans-butendiová kyselina) • meziprodukt některých biochemických dějů (citrátový cyklus) • užití- v potravinářském průmyslu (prášek do pečiva, šumivé prášky)

25. AROMATICKÉ KYSELINY kyselina benzoová C6H5COOH (s) • vyrábí se oxidací toluenu, užívá se jako konzervační prostředek a jako surovina k výrobě mnoha aromatických sloučenin • v přírodě volně i ve formě esterů (balzámy) kyselina ftalová (benzen-1,2-dikarboxylová kyselina) C6H4(COOH)2 (s) • zisk katalytickou oxidací naftalenu nebo o-xylenu • surovinou při výrobě plastů a barviv kyselina tereftalová(benzen-1,4-dikarboxylová kyselina) C6H4(COOH)2 (s) • získává se oxidací p-xylenu • má mimořádný význam pro výrobu syntetických vláken • s etylenglykolem kondenzuje na lineární polyester- terylen