Прямые методы введения карбоксильной группы.

5.6.1. Оксосинтез. Процесс проводят при температуре 400^оС и давлении 200 атм. Катализаторами процесса могут являться тетракарбонилы никеля.

CH₃-CH=CH₂ + CO + H₂O → CH₃CH₂CH₂COOH +

масляная кислота

+ CH₃CH(CH₃)COOH

изомасляная кислота

5.6.2. Реакция Фридела-Крафтса.

[AlCl₃]

C₆H₆ + COCl₂ → C₆H₅-COOCl + H₂O → C₆H₅-COOH

бензол фосген

5.7. Одновременное введение карбоксильной группы и двойной связи.

(CH₃)₂CH=O + HCN → CH₂=C(CH₃)-COOH

5.8. Получение из натуральных продуктов.Некоторые карбоновые кислоты получают из природных продуктов. Так, щелочным гидролизом (омылением) жиров получают соли высших жирных кислот (мыла) и глицерин. Лимонную кислоту получают из ботвы хлопчатника и из стеблей махорки (после выделения из них никотина). Многие карбоновые кислоты получают сбраживанием углеводов в присутствии бактерий определённого вида (маслянокислое, молочнокислое, лимоннокислое и др. виды брожения).

6. Особенности химического строения и химические свойства.

Карбоксильная группа (сокращенно —COOH) - функциональная группа карбоновых кислот - состоит из карбонильной группы и связанной с ней гидроксильной группы.

В молекулах карбоновых кислот p-электроны атомов кислорода гидроксильной группы взаимодействуют с электронами π-связи карбонильной группы, в результате чего возрастает полярность связи O-H, упрочняется π-связь в карбонильной группе, уменьшается частичный положительный заряд ( ⁺) на атоме углерода и увеличивается частичный отрицательный заряд ( ^-) на атоме водорода.

Последнее способствует образованию прочных водородных связей между молекулами карбоновых кислот.

Упрочнение π-связи в карбонильной группе приводит к тому, что реакции присоединения для карбоновых кислот нехарактерны.

6.1.Горение:
CH₃COOH + 2O₂ → 2CO₂ + 2H₂O

6.2. Кислотные свойства. Кислотные свойства обусловлены способностью карбоновых кислот к диссоциации в водном растворе из-за высокой полярности связи O-H:

RCOOH ↔ RCOO^- + H⁺

Как правило, карбоновые кислоты слабее минеральных. Сила карбоновой кислоты существенно зависит от электрофильности радикала, связанного с карбоксилом. Введение электроотрицательных заместителей (например, NO₂, CN, Cl) в положение, соседнее с карбоксильной группой, резко повышает кислотность, например, циануксусная кислота CNCH₂COOH примерно в 200 раз сильнее уксусной кислоты CH₃COOH. По мере удаления от карбоксила влияние заместителей ослабевает.

Дикарбоновые кислоты сильнее монокарбоновых, причём влияние одного карбоксила на другой тем больше, чем они ближе расположены друг к другу. Так, например, в ряду кислот щавелевая кислота HOOC-COOH сильнее малоновой кислоты HOOC-CH_2-COOH, которая, в свою очередь, сильнее янтарной кислоты HOOC-(CH₂)₂-СOOH, и т.д. Кислотность непредельных кислот выше, чем предельных; влияние двойной связи тем сильнее, чем она ближе расположена к карбоксилу. Так, акриловая кислота CH₂=CH-СООН в 4 раза сильнее пропионовой CH₃-CH₂-COOH.

Ароматические кислоты сильнее предельных алифатических.

Карбоновые кислоты проявляют все свойства, присущие слабым кислотам:

Mg + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Mg + H₂

CaO + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Ca + H₂O

NaOH + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O

K₂CO₃ + 2CH₃COOH → 2CH₃COOK + H₂O + CO₂

Этерификация

Реакция карбоновых кислот со спиртами, приводящая к образованию сложного эфира. При взаимодействии карбоновых кислот со спиртами в присутствии минеральных кислот легко образуются сложные эфиры:

R–COOH + R'–OH → R–COO-R' + H₂O

В реакцию этерификации могут вступать и многоатомные спирты, например, глицерин. Сложные эфиры, образованные глицерином и высшими карбоновыми кислотами (жирными кислотами) - это жиры.

Жиры представляют собой смеси триглицеридов. Предельные жирные кислоты (пальмитиновая C₁₅H₃₁COOH, стеариновая C₁₇H₃₅COOH) образуют твердые жиры, которые содержатся в продуктах животного происхождения, а непредельные (олеиновая C₁₇H₃₃COOH, линолевая C₁₇H₃₁COOH и др.) - жидкие жиры (масла) растительного происхождения.