Karboksilne kiseline Jedinjenja koja sadrže karboksilnu grupu u

molekulu opšta formula za homologi niz

monokarboksilnih kiselina:

R C

O

OH

Nomenklatura Trivijalna imena

Nazivaju se još i masne kiseline, jer su prvi put izolovane iz prirodnih izvora, naročito hidrolizom masti i voskova

Davana su im imena koja su označavala mesto njihovog nalaženja (mravlja, sirćetna, buterna, itd.)

IUPAC imena za kiseline iznad C10 sa neparnim brojem C-atoma daju se radije nego uobičajena imena. Razlog: samo su kiseline sa parnim brojem C-atoma nađene u mastima, a sa neparnim brojem su dobivane sintezom.

Ime margarinska kiselina (C27) izgleda predstavlja jedini izuzetak.

Kao i kod ostalih homologih serija, ona jedinjenja koja imaju izopropil grupu na kraju normalnog ugljovodoničnog niza mogu dobiti prefiks izo na uobičajeno ime; na pr. (CH3)2CHCOOH - izobuterna kiselina

Nomenklatura (nastavak)

Kao derivati normalnih kiselina Kao osnovna supstanca se uzima CH3COOH, a

jedinjenja se nazivaju kao derivati kod kojih su H-atomi CH3-grupe u CH3COOH zamenjeni

drugim grupama

metil-sek-butilsirćetna kiselina

4 3 2 15

CH3 CH2 CH CH COOH

CH3CH3

Nomenklatura (nastavak)

IUPAC sistem Uzima se ime zasićenog ugljovodonika koji ima isti broj

C-atoma kao i najduži niz koji sadrži karboksilnu grupu, pa se njemu doda nastavak -ska kiselina.

Primer:

2,3-dimetilpentanska kiselina

CH3 CH2 CH CH COOH

CH3CH3

5 1234

IUPAC nomenklatura (nastavak)

Zasićene ciklične kiseline imenuju se kao cikloalkankarboksilne kiseline

Odgovarajuće aromatične kiseline su benzoeve kiseline

CH3CH2CH2

CHCH2CH2CH2COOHCHCH2

5-propil-6-heptenska kiselina

Cl

Br

COOH

1-brom-2-hlorociklopentan-karboksilna kiselina

COOH

HO

2-hidroksibenzoeva kiselina

Opšte metode za dobijanje

Iz Grinjarovog reagensa

MgX2+

O

OHR CHXOMgX

O

R CRMgX+OCO

Oksidacijom primarnih alkohola RCH2-OH + 2O RCOOH + H2O

Hidroliza nitrila (ORA 963)

H+

2H2O+CR N +H2O NH3+RCOOH

Ostale metode

Oksidacijom aldehida Dekarboksilacijom malonskih kiselina Hidrolizom:

anhidrida acil-halogenida estara amida masti i ulja, itd.

Fizičke osobine

Tačke ključanja karboksilnih kiselina rastu prosečno oko 18C za svaku metilensku grupu, isto kao i kod alkohola

T.k. su, međutim, abnormalnije od onih za alkohole: etanol ključa na 78C, a mravlja kiselina, HCOOH, koja ima istu molekulsku masu, na 101C

Objašnjenje - asocijacija molekula pomoću vodoničnih veza - građenje dimera

H O

OC R

HO

OCR

Rastvorljivost

Zbog delimične jonizacije u vodi, karboksilne kiseline su jače hidratisane od alkohola i stoga pokazuju veću rastvorljivost u vodi

Monokarboksilne kiseline se obično rastvaraju u organskim rastvaračima

Reakcije karboksilnih kiselina

Građenje soli Jače su kiseline od alkohola zbog:

dopunskog kiseonikovog atoma rezonancijom stabilizovanog karboksilatnog jona

-

O

OCRili

-

- O

OCR

O

OCR

Stoga reaguju: sa hidroksidima i grade soli

R-COOH + NaOH RCOONa + H2O

Reakcije karboksilnih kiselina sa karbonatima ili bikarbonatima, zato što CO2,

zbog slabe rastvorljivosti u vodenom rastvoru kiseline, pomera ravnotežu udesno

R-COOH + NaHCO3 RCOONa + CO2 + H2O

2R-COOH + Na2CO3 2RCOONa + CO2 + H2O Zamena hidroksilne grupe halogenom (ORA 909)

Koriste se neorganski halogenidi, najčešće PX3, PX5 i SOCl2 i dobijaju se acil-halogenidi

3 RCOOHPCl3 3 RCOCl + P(OH)3

RCOOH + SOCl2 RCOCl + SO2 + HCl

Acil-halogenidi

Dobijanje acil-halogenida reakcijom karboksilnih kiselina sa halogenidima

neorganskih kiselina (zamena hidroksilne grupe halogenom)

Reakcija je opisana kod karboksilnih kiselina Nomenklatura

Po IUPAC nomenklaturi ova grupa jedinjenja se imenuje tako što se trivijalnom nazivu acil-grupe doda naziv odgovarajućeg halogenida.

Trivijalno ime acil-grupe dobija se od korena trivijalnog naziva odgovarajuće kiseline (na engleskom)kome se doda nastavak –il ili –oil.

BR. C-ATOMA

SISTEMSKO IME

TRIVIJALNO IMETRIVIJALNO IME

ACIL-GRUPESRPSKO ENGLESKO

1 METANSKA KISELINA MRAVLJA KISELINA FORMIC ACID FORMIL

2 ETANSKA KISELINA SIRĆETNA KISELINA ACETIC ACID ACETIL

3 PROPANSKA KISELINA PROPIONSKA KISELINA PROPIONIC ACID PROPIONIL

4 BUTANSKA KISELINA BUTERNA KISELINA BUTYRIC ACID BUTIRIL

5 PENTANSKA KISELINA VALERIJANSKA KISELINA VALERIC ACID VALERIL

12 DODEKANSKA KISELINA LAURINSKA KISELINA LAURIC ACID LAUROIL

14 TETRADEKANSKA KISELINA MIRISTINSKA KISELINA MYRISTIC ACID MIRISTOIL

16 HEKSADEKANSKA KISELINA PALMITINSKA KISELINA PALMITIC ACID PALMITOIL

18 OKTADEKANSKA KISELINA STEARINSKA KISELINA STEARIC ACID STEAROIL

18 CIS-9-OKTADECENSKA KISELINA OLEINSKA KISELINA OLEIC ACID OLEOIL

18CIS,CIS-9,12-OKTADEKADIENSKA

KISELINALINOLNA KISELINA LINOLIC ACID LINOLOIL

18CIS,CIS,CIS-9,12,15-

OKTADEKATRIENSKA KISELINA

LINOLENSKA KISELINA LINOLENIC ACID LINOLENOIL

Posebno je izraženo dejstvo nitro-grupe u orto-položaju, zbog malog rastojanja na kome ona deluje svojim jakim –I efektom na karboksilnu grupu, a verovatno i zbog sternih faktora

Hidroksi- i metoksi- (odnosno u opštem slučaju alkoksi, -OR) grupe, kao i halogeni, pokazuju –I efekat (povećava aciditet kiseline) i +R efekat (smanjuje aciditet).

Kod benzoevih kiselina koje u para-položaju imaju ove supstituente, dolazi upravo do izražaja +R efekat, koji može postati i preovlađujući.

SUPSTITUENTPOLOŽAJ

H CH3 NO2 OH OCH3 F Cl Br I

orto 6,27 12,35 671 101 8,06 54,1 114 140 137

meta 6,27 5,35 32,1 8,27 8,17 13,6 14,8 15,8 14,1

para 6,27 4,24 37,0 2,95 3,38 7,22 10,5 10,7 -

Konstante aciditeta (Ka 105) pojedinih supstituisanih benzoevih

kiselina na 25°C u vodi

2. Esterifikacija Ako nema supstituenata u orto-položajima,

esterifikacija karboksilne grupe odvija se kao i kod alifatičnih kiselina

Ako je jedan orto- položaj supstituisan, brzina esterifikacije je znatno smanjena, dok ako su oba orto- položaja zauzeta, do esterifikacije ne dolazi (Viktor-Majerovo pravilo esterifikacije).

Zapaženo je da pomenuti efekti ne zavise od prirode supstituenata, što upućuje na zaključak da se radi o sternom efektu.

3. Građenje acil-halogenida Ide teže nego kod alifatičnih kiselina, pa se

umesto PCl3 koristi PCl5 Acil-halogenidi su nerastvorni u vodi i vrlo sporo

reaguju s njom

4. Dekarboksilacija

Pri topljenju soli aromatičnih karboksilnih kiselina sa nekom jakom bazom, dolazi do dekarboksilacije, pri čemu baza vezuje ugljen-dioksid u obliku karbonata i izdvaja se benzen

+ Na2CO3NaOH+

COONa

Ovoj reakciji podležu i soli alifatičnih kiselina, ali osim što CH3COONa daje metan, ostale soli daju niz drugih proizvoda, pa je ova reakcija u alifatičnoj seriji ostala bez praktične primene.