A karbonsavak a szerves vegyületek egy osztálya, amelyek molekulái egy vagy több COOH funkciós karboxilcsoportot tartalmaznak . A savas tulajdonságokat az magyarázza, hogy ez a csoport viszonylag könnyen képes leválasztani a protonokat . Ritka kivételektől eltekintve a karbonsavak gyengék. Például CH 3 COOH ecetsav esetén a disszociációs állandó 1,75⋅10 -5 . A di- és trikarbonsavak erősebbek, mint a monokarbonsavak.
Az IUPAC nemzetközi nómenklatúrája szerint a karbonsavak elnevezése a -COOH csoportot tartalmazó leghosszabb szénlánc alapján történik, és a megfelelő szénhidrogén nevéhez hozzáadják az " ova " végződést és a " sav " szót. Ebben az esetben az első szám ahhoz a szénatomhoz tartozik, amely a karboxilcsoport részét képezi. Például a CH3-CH2 - COOH propánsav , a CH3- C (CH3 ) 2 - COOH jelentése 2,2-dimetil-propánsav.
A racionális nómenklatúra szerint a „ karbonsav ” végződést és a „ sav ” szót hozzáadják a szénhidrogén nevéhez, miközben a karboxilcsoport szénatomját nem veszik figyelembe a láncszámozásban. Például a C5H9COOH ciklopentánkarbonsav, a CH3- C (CH3 ) 2 - COOH terc - butil - karbonsav.
Sok karbonsavnak triviális neve van (néhányat felsorolunk a táblázatban).
Egybázisú telített karbonsavak neveiTriviális név | IUPAC név | Képlet | A sók neve |
---|---|---|---|
Hangyasav | Metánsav | HCOOH | formátumok |
Ecetsav | Etánsav | CH3COOH _ _ | acetátok |
propionsav | propánsav | C2H5COOH _ _ _ _ | propionátok |
Vajsav | Butánsav | C3H7COOH _ _ _ _ | butirátok |
Valeriánsav | Pentánsav | C4H9COOH _ _ _ _ | valerátok |
Kapronsav | Hexánsav | C5H11COOH _ _ _ _ | caprates |
Enantinsav | Heptánsav | C6H13COOH _ _ _ _ | enanthoates |
Kaprilsav | Oktánsav | C7H15COOH _ _ _ _ | kaprilátok |
Pelargonsav | Nonánsav | C8H17COOH _ _ _ _ | pelarogata |
kaprinsav | Dekánsav | C9H19COOH _ _ _ _ | kecskefélék |
Undecilsav | undekánsav | C 10 H 21 COOH | undecanoates |
Laurinsav | dodekánsav | C11H23COOH _ _ _ _ | díjazottak |
- | Tridekánsav | C12H25COOH _ _ _ _ | tridekanoátok |
Mirisztinsav | Tetradekánsav | C13H27COOH _ _ _ _ | mirisztiátusok |
- | Pentadekánsav | C14H29COOH _ _ _ _ | pentadekanoátok |
Palmitinsav | Hexadekánsav | C15H31COOH _ _ _ _ | palmitátok |
Margarinsav | Heptadekánsav | C16H33COOH _ _ _ _ | margarats |
Sztearinsav | Oktadekánsav | C17H35COOH _ _ _ _ | sztearátok |
- | Nonadekánsav | C18H37COOH _ _ _ _ | nonadecanoates |
Arachinsav | Eikozánsav | C19H39COOH _ _ _ _ | Arahats |
- | Heneicosanoic sav | C 20 H 41 COOH | geneikozanoátok |
Behénsav | Dokozánsav | C21H43COOH _ _ _ _ | behenates |
- | Trikozánsav | C 22 H 45 COOH | trikozanoátok |
Lignocerinsav | Tetrakozánsav | C23H47COOH _ _ _ _ | lignocerates |
- | Pentakozánsav | C 24 H 49 COOH | pentakozanoátok |
cerotinsav | Hexakozánsav | C 25 H 51 COOH | cerotitates |
- | Heptakozánsav | C 26 H 53 COOH | heptakozanoátok |
Montánsav | Oktakozánsav | C 27 H 55 COOH | montanoates |
- | Nonakozánsav | C 28 H 57 COOH | nonacosanoates |
Meliszsav | Triakontánsav | C 29 H 59 COOH | citrombalzsam |
- | Gentriakontánsav | C 30 H 61 COOH | hentriaconanoates |
Csipkesav | dotriakontánsav | C31H63COOH _ _ _ _ | dotriacontanoates |
Pszillosztearinsav | Tritriakontánsav | C32H65COOH _ _ _ _ | pszichasztearilátok |
Heddinsav | Tetratriakontánsav | C33H67COOH _ _ _ _ | - |
Ceroplasztikus sav | Pentatriakontansav | C34H69COOH _ _ _ _ | - |
Hexatriakontilsav | Hexatriakontánsav | C35H71COOH _ _ _ _ | - |
Triviális név | IUPAC név | Képlet | A sók neve |
---|---|---|---|
Akrilsav | propénsav | C2H3COOH _ _ _ _ | Akrilátok |
Izokrotóniás (kvartenil) sav | cisz-2-buténsav | C3H5COOH _ _ _ _ | - |
Krotonsav | transz-2-buténsav | C3H5COOH _ _ _ _ | - |
Vinil-ecetsav (alilicsav). | 3-buténsav | C3H5COOH _ _ _ _ | - |
Allil-ecetsav | 4-penténsav | C4H7COOH _ _ _ _ | - |
Izohidroszorb | transz-2-hexénsav | C5H9COOH _ _ _ _ | - |
β-propenil-propionsav | 4-hexénsav | C5H9COOH _ _ _ _ | - |
Kaproleinsav | 9-decénsav | C 10 H 19 COOH | - |
Laurolsav | cisz-9-dodecénsav | C11H21COOH _ _ _ _ | - |
Mirisztoleinsav | cisz-9-tetradecénsav | C13H25COOH _ _ _ _ | - |
Palmitoleinsav | cisz-9-hexadecénsav | C15H29COOH _ _ _ _ | - |
Sapiensav | cisz-6-hexadecénsav | C15H29COOH _ _ _ _ | - |
Vazzénsav | transz-11-oktadecénsav | C17H33COOH _ _ _ _ | - |
petroszelinsav | cisz-6-oktadecénsav | C17H33COOH _ _ _ _ | - |
Petrozlandinsav | transz-6-oktadecénsav | C17H33COOH _ _ _ _ | - |
olajsav | cisz-9-oktadecénsav | C17H33COOH _ _ _ _ | - |
Elaidinsav | transz-9-oktadecénsav | C17H33COOH _ _ _ _ | - |
cisz-vakcénsav | cisz-11-oktadecénsav | C17H33COOH _ _ _ _ | - |
transz-vakcinsav | transz-11-oktadecénsav | C17H33COOH _ _ _ _ | - |
Gadolsav | cisz-9-eikozénsav | C19H37COOH _ _ _ _ | - |
Gondoinsav | cisz-11-eikozénsav | C19H37COOH _ _ _ _ | - |
Pálsav | cisz-13-eikozénsav | C19H37COOH _ _ _ _ | - |
Brasszidsav | transz-13-dokozénsav | C21H41COOH _ _ _ _ | - |
Erukasav | cisz-13-dokozénsav | C21H41COOH _ _ _ _ | - |
Cetoleinsav | cisz-11-dokozénsav | C21H41COOH _ _ _ _ | - |
Nervonsav (szelakolsav). | cisz-15-tetrakozénsav | C 23 H 45 COOH | - |
Ximenic sav | 17-hexakozén | C 25 H 49 COOH | - |
Lumeceinsav | 21-triakontén | C 29 H 57 COOH | - |
Szorbinsav | transz, transz-2,4-hexadiénsav | C5H7COOH _ _ _ _ | - |
Tuatársav | transz, cisz-4,6-oktadiénsav | C7H11COOH _ _ _ _ | - |
Stillingsav | cisz, cisz-2,4-dekadiénsav | C9H15COOH _ _ _ _ | - |
Linolsav | cisz, cisz-9,12-oktadekadiénsav | C17H31COOH _ _ _ _ | |
Rumenin (bovic) sav | cisz, transz-9,11-oktadekadiénsav | C17H31COOH _ _ _ _ | |
Linelaidinsav | transz-9,12-oktadekadiénsav | C17H31COOH _ _ _ _ | |
Chiragonsav | cisz, cisz, cisz-6,10,14-hexadekatriensav | C15H25COOH _ _ _ _ | |
punsav | cisz, transz, cisz-9,11,13-oktadekatriensav | C17H29COOH _ _ _ _ | - |
α-linolénsav | cisz, cisz, cisz-9,12,15-oktadekatrienosav | C17H29COOH _ _ _ _ | - |
Linolénsav | transz, transz, transz-9,12,15-oktadekatrién | C17H29COOH _ _ _ _ | - |
γ-linolénsav (gamalénsav). | cisz, cisz, cisz-6,9,12-oktadekatriensav | C17H29COOH _ _ _ _ | - |
punsav | cisz, transz, cisz-6,9,12-oktadekatriensav | C17H29COOH _ _ _ _ | - |
α-eleosztearinsav | cisz, transz, transz-9,12,15-oktadekatrienosav | C17H29COOH _ _ _ _ | - |
β-eleosztearinsav | transz, transz, transz-9,12,15-oktadekatrién | C17H29COOH _ _ _ _ | - |
Pinolénsav | cisz, cisz, cisz-5,9,12-oktadekatriensav | C17H29COOH _ _ _ _ | - |
α-kalendinsav | transz, transz, cisz-8,10,12-oktadekatriensav | C17H29COOH _ _ _ _ | - |
katalpinsav | transz, transz, cisz-9,11,13-oktadekatriensav | C17H29COOH _ _ _ _ | - |
Eleosztearinsav | cisz, transz, transz-9,11,13-oktadekatriensav | C17H29COOH _ _ _ _ | - |
Midinsav | cisz, cisz, cisz-5,8,11-eikozatriénsav | C19H33COOH _ _ _ _ | - |
Dihomo-γ-linolénsav | cisz, cisz, cisz-8,11,14-eikozatriénsav | C19H33COOH _ _ _ _ | - |
Sztearidonsav | cisz, cisz, cisz, cisz-6,9,12,15-oktadekatetraénsav | C17H27COOH _ _ _ _ | - |
Arachidonsav | cisz, cisz, cisz, cisz-6,9,12,15-eikozatetraénsav | C19H31COOH _ _ _ _ | - |
α-parinarinsav | cisz, transz, transz, cisz-9,11,13,15-oktadekatetraénsav | C17H27COOH _ _ _ _ | - |
Adrensav | cisz, cisz, cisz, cisz-7,10,13,16-dokozatetraénsav | C21H35COOH _ _ _ _ | - |
Timnodonsav | cisz, cisz, cisz, cisz, cisz-5,8,11,14,17-eikozapentaénsav | C19H29COOH _ _ _ _ | - |
klapanodonsav | cisz, cisz, cisz, cisz, cisz-7,10,13,16,19-dokozapentaénsav | C21H33COOH _ _ _ _ | - |
zirvonsav | cisz, cisz, cisz, cisz, cisz, cisz-4,7,10,13,16,19-dokozahexénsav | C 21 H 31 COOH | - |
Nizinsav | cisz, cisz, cisz, cisz, cisz, cisz-6,9,12,15,18,21-tetrakozahexénsav | C 23 H 35 COOH | - |
Triviális név | IUPAC név | Képlet | A sók neve |
---|---|---|---|
Oxálsav | Etándisav | HOOCCOOH | oxalátok |
Malonsav | propándisav | HOOCCH 2 COOH | malonátok |
borostyánkősav | Butándisav | HOOC(СH 2 ) 2 COOH | szukcinátok |
Glutársav | Pentánsav | HOOC(СH 2 ) 3 COOH | glutarátok |
Adipinsav | Hexándisav | HOOC(СH 2 ) 4 COOH | adipátok |
pimelinsav | Heptándisav | HOOC(СH 2 ) 5 COOH | pimelinátok |
szubinsav | Oktándisav | HOOC(СH 2 ) 6 COOH | alárendeltjei |
Azelainsav | Nonándisav | HOOC(СH 2 ) 7 COOH | Azelainates |
Szebacinsav | Dekándisav | HOOC(СH 2 ) 8 COOH | sebacates |
- | Undekándisav | HOOC(СH 2 ) 9 COOH | |
- | Dodekándisav | HOOC(СH 2 ) 10 COOH | |
Braszilsav | Tridekándisav | HOOC(СH 2 ) 11 COOH | |
- | Tetradekándisav | HOOC(СH 2 ) 12 COOH | |
- | Pentadekándisav | HOOC(СH 2 ) 13 COOH | |
thapsia sav | Hexadekandisav | HOOC(СH 2 ) 14 COOH | |
- | Heptadekándisav | HOOC(СH 2 ) 15 COOH | |
- | Oktadekándisav | HOOC(СH 2 ) 16 COOH | |
- | Nonadekándisav | HOOC(СH 2 ) 17 COOH | |
- | Eikozándisav | HOOC(СH 2 ) 18 COOH | |
Japán sav | Heneikozándisav | HOOC(СH 2 ) 19 COOH |
A karboxilcsoporthoz kapcsolódó gyöktől függően a karbonsavak következő csoportjait különböztetjük meg:
A karboxilcsoportok számától függően a savak lehetnek:
Amikor más funkciós csoportokat viszünk be a savmolekulákba (például -OH, \u003d CO, -NH 2 stb.), hidroxi- , keto- , aminosavak és más vegyületcsoportok képződnek.
Az ecetsavat az ókor óta ismerték az emberek. John Glauber és Robert Boyle írása írja le a fa száraz desztillációval (levegő nélküli melegítéssel) történő előállítását. Ennek az anyagnak a természetét azonban csak a 19. században ismerték. Az alkimisták úgy vélték, hogy a bor erjedése során a boralkohol ecetté alakul, só-borkő ( kálium-hidrogén-tartarát ) részecskéket vesz fel. A 18. században az erjedést a bor savas és éghető elveinek kombinációjával magyarázták. Csak 1814- ben Jakob Berzelius határozta meg az ecetsav összetételét, 1845-ben pedig Adolf Wilhelm Hermann Kolbe német kémikus hajtotta végre szénből a teljes szintézist [1] .
Hangyasavat először 1670-ben John Ray angol természettudós nyert, hangyák desztilláló lombikban való melegítésével [1] .
Különféle karbonsavak nagyon elterjedtek a természetben.
Közülük a legegyszerűbb, az akril szúrós szagú (latinul acris - éles, maró), amelyet a glicerin dehidratálásával nyernek (amikor a zsírok égnek ). A krotonsav elnevezés a Croton tiglium növényről származik , amelynek olajából izolálták. Az angyalsavat az angelica officinalis ( Angelica archangelica vagy Archangelica officinalis ) - angelica, más néven angelica - növény gyökeréből nyert angyalsavat izolálták . És tiglinovaya - ugyanabból az olajból származó Croton tigliumas krotonsav, csak a botanikai kifejezés második részéről nevezték el. A szorbinsavat a berkenye bogyójából nyerték (latinul - Sorbus ). Az erukasavat a káposztával azonos Brassicaceae családba tartozó rukkola (Eruca) növény olajából és repceolajból izolálták . Kénsavval hosszan tartó hevítéskor az erukasav braszidinné izomerizálódik .
A nagy molekulatömegű telítetlen savak közül a leggyakoribb az olajsav . Izomer az elaidinsavval . A legtöbb kettős kötést tartalmazó savak rendelkeznek a legnagyobb biológiai aktivitással: a linolsav kettővel, a linolénsav hárommal és az arachidonsav 4-gyel. Az emberi szervezet nem képes önmagában szintetizálni a többszörösen telítetlen savakat, azokat készen kell megkapnia a táplálékkal. Ezeknek a savaknak a neve a görög nyelvből származik. elaion és lat. Az óleum olaj, és az arachidon (mint az arachid ) név a földimogyoróból származik. A telítetlen ricinolsavat a ricinusolajból izolálják , amely a ricinusbab ( Ricinus communis ) magjában található. Egy másik telítetlen hárombázisú akonitsavat izoláltak a ranunculus családba tartozó Aconite mérgező növényekből , és a telítetlen kétbázisú itakonsav nevét egyszerűen az akonitsav nevében szereplő betűk átrendezésével kapták.
A Tariri antidesma amerikai trópusi fa kéregének keserű kivonatából acetilén-kátránysavat izoláltak [2] .
A tejsav a cukrok tejsavas erjesztése során (a tej savanyítása, valamint a bor és a sör erjesztése során) keletkezik.
Alma , borkő , citrom , cinchona - a glükóz részleges oxidációja során a gyümölcssejtek vakuólumaiban képződik [1] .
Hidrolízis
Savval vagy bázissal katalizált; kezdetben egy amid képződik, amely savvá hidrolizálódik; csak ritka esetekben az amid ellenáll a hidrolízisnek (az amid könnyen hidrolizál lúgos környezetben H 2 O 2 vagy savas környezetben nitrit ion jelenlétében); kényelmes laboratóriumi módszer (ha van nitril).
Aromás savak szintézise
Számos specifikus módszert használnak csak aromás savak szintézisére.
Egyéb módszerek
Arra használják, hogy a savak magasabb homológjait állítsák elő alacsonyabbakból.
a. aldehideket nyernek és a megfelelő savakká oxidálják.
b. alkoholokat kapnak , majd 250-350 °C-on lúggal olvasztják [5] :
ban ben. az olefinek kölcsönhatása szén-monoxiddal (II) és vízgőzzel nikkel-tetrakarbonil vagy foszforsav jelenlétében 300-400 °C hőmérsékleten és 200-500 atmoszféra nyomáson, normál és izo szerkezetű savak keveréke kapott például:
Az alacsonyabb, legfeljebb 3 szénatomos savak könnyen mozgékony, színtelen, jellegzetes csípős szagú folyadékok, vízzel bármilyen arányban elegyednek. A legtöbb 4-9 szénatomos sav kellemetlen szagú olajos folyadék. A sok szénatomot tartalmazó savak vízben oldhatatlan szilárd anyagok. A hangyasav és az ecetsav sűrűsége nagyobb, mint egy, a többi kisebb. A forráspont a molekulatömeg növekedésével növekszik; azonos szénatomszám mellett a normál szerkezetű savak magasabb hőmérsékleten forrnak, mint az izoszerkezetű savak [6] .
A normál szerkezetű savaknak van egy mintázata: a páros atomszámú savak olvadáspontja magasabb, mint a páratlan számú szomszédos savaké. Ennek oka a metil- és karboxilcsoportok elhelyezkedése - a páros savakban a molekula tengelyének ellentétes oldalán, a páratlanban pedig egyenként. A szimmetrikusabb szerkezet miatt a páros szénatomszámú savmolekulák erősebben lépnek kölcsönhatásba egymással a kristályrácsban, és hevítés hatására nehezebben roncsolódnak [6] .
A karbonsavak sokkal magasabb hőmérsékleten forrnak, mint az alkoholok. Molekuláik sokkal erősebben kapcsolódnak egymáshoz, mivel a bennük lévő kötések típus szerint nagyobb mértékben polarizáltak . Ezenkívül a karbonsavak nem csak egy másik hidroxilcsoport oxigénjével, hanem a jelentős elektronegativitással rendelkező karbonil- dipól oxigénjével is képesek hidrogénkötést kialakítani. Valójában szilárd állapotban a karbonsavak főként ciklikus dimerek formájában léteznek [2] [5] , míg folyékony halmazállapotban lineáris asszociáció is előfordul [7] . Még párban is dimerizálódnak [6] . Két hidrogénkötés elég erős, a hangyasav dimerizációs energiája 14 kcal/mol [4] .
A karboxilcsoport sík, a C=O kötés hossza különböző savakban 0,118-0,126 nm, a CO kötés 0,121-0,137 nm - a disszociáció során a szén-oxigén kötések hosszainak egybeesése van [8] . A karboxilcsoport szénatomja sp 2 hibridizációs állapotban van , az OCO szöge különböző savakban 118-122,5°. A karboxilcsoport dipólusmomentuma ~5,4⋅10 −30 C m . A disszociáció során konjugációval stabilizált anion képződik. Ebben mindkét CO kötés ekvivalens és 0,127-0,129 nm [8] .
A dimerben lévő hidrogénkötés hossza 0,26 nm [5] .
A karbonsavak gyenge savak, a legtöbb alifás sav pKa értéke 4,8 . Az elektronvonó szubsztituensek és a többszörös kötések fokozzák a savas tulajdonságokat, míg az elektrondonor szubsztituensek éppen ellenkezőleg, gyengítik (bár jóval kisebb mértékben) [5] . A szubsztituens hatása gyorsan csökken a karboxilcsoporttól való távolsággal [4] .
A karbonsavak disszociációjának mértéke alapvetően az oldószer természetétől függ. Aprotikus oldószerekben a karbonsavak gyakorlatilag nem disszociálnak. Protikus oldószerekben a legnagyobb disszociáció a vízben figyelhető meg [8] .
Egyes karbonsavak pKa értékei vízben 25°C-on [4]Név | p K a | Név | p K a |
---|---|---|---|
CF 3 COOH | 0.23 | СCl 3COOH _ | 0,64 |
CHCI2COOH _ _ | 1.26 | CH2NO2COOH _ _ _ _ | 1.48 |
CF3SO2CH2COOH _ _ _ _ _ _ | 1.88 | CH3SO2CH2COOH _ _ _ _ _ _ | 2.36 |
NCCH2COOH _ _ | 2.47 | CH 2 FCOOH | 2.59 |
CH2ClCOOH _ _ | 2.86 | CH2BrCOOH _ _ | 2.90 |
CH 2 ICOOH | 3.18 | CH2OHCOOH _ _ | 3.83 |
C 6 H 5 CH 2 CH 2 COOH | 4.66 | CH 3 C≡C-COOH | 1.84 |
CH≡C-COOH | 2.62 | CH2CHCOOH _ _ | 4.65 |
transz- CH3CH = CH-COOH | 4.68 | transz- C6H5CH = CH- COOH | 4.44 |
o-CH 3 OC 6 H 4 COOH | 4.08 | m - CH3OC 6H4COOH _ _ _ | 4.10 |
p-CH 3 OC 6 H 4 COOH | 4.50 | ( CH3 ) 3C6H4COOH _ _ _ _ _ | 4.20 |
p- ( CH3 ) 3C6H4COOH _ _ _ _ | 4.38 | p - FC 6H 4COOH | 4.15 |
p-ClC 6 H 4 COOH | 4.00 | HCOOH | 3.75 |
CH3COOH _ _ | 4.74 | CH3CH2COOH _ _ _ _ | 4.87 |
CH 3 CH 2 CH 2 COOH | 4.81 | CH3CH ( CH3 ) COOH | 4.84 |
(CH 3 ) 3 CCOOH | 5.03 | C6H5COOH _ _ _ _ | 4.2 |
o-CH 3 C 6 H 4 COOH | 3.91 | m - CH3C6H4COOH _ _ _ _ | 4.25 |
p - CH3C6H4COOH _ _ _ _ | 4.37 | o-O 2 NC 6 H 4 COOH | 2.17 |
m-O 2 NC 6 H 4 COOH | 3.46 | p-O 2 NC 6 H 4 COOH | 3.43 |
C6F5COOH _ _ _ _ | 1.75 | 2,4,6-(O 2 N) 3 C 6 H 2 COOH | 0,65 |
savmaradék | Név | ||
---|---|---|---|
acilcsoport | cím | acilátcsoport | |
H-CO¯ | Formyl | H-COO¯ | Formátum |
CH3 - CO¯ | Acetil | CH 3 -COO¯ | Acetát |
CH3CH2 - CO¯ _ _ | Propionil | CH3CH2 - COO¯ _ _ | Propionát |
CH3CH2CH2 - CO3 _ _ _ _ | Butyril | CH3CH2CH2 - COO¯ _ _ _ _ | Butirát |
C3H7 - CO3 _ _ | Izobutiril | C3H7 - COO¯ _ _ | Izobutirát |
CH3 ( CH2 ) 3 - CO3 | Valeril | CH3 ( CH2 ) 3 - COO¯ | Valerát |
С 6 H 5 -СО¯ | Benzoil | C6H5 - COO¯ _ _ | Benzoát |
A karbonsavak jellegzetes savas tulajdonságokat mutatnak - fémekkel, oxidjaikkal vagy bázikus hidroxidjaikkal reagálva a megfelelő fémek sóit adják, kiválthatnak egy gyengébb savat a sójából, és maguk is kiszoríthatók egy erősebb savval:
A karbonsavak vízben lévő sói hidrolízisen mennek keresztül , és lúgos reakcióba lépnek.
A karbonsavakat lítium-alumínium-hidrid segítségével primer alkoholokká redukálják tetrahidrofuránban vagy diboránban , enyhébb körülmények között történő visszafolyatás közben, emellett az NO 2 , COOR és CN csoportok nem redukálódnak [4] :
A szelektív redukciót aldehidekké a Li metil-aminnal való kezelésével érik el (a keletkező aldehidet oldószerrel védik azometin formájában) [5] :
A savak radikális halogénezése klórral UV fénnyel 300–400°C-on történő besugárzás hatására nem szelektív módon megy végbe, és nehezen szétválasztható izomerek keverékéhez vezet. A regoszelektív α-halogénezést a Gell-Volhard-Zelinsky módszerrel érik el - a savat klórral vagy brómmal kezelik vörös foszfor vagy a megfelelő foszfor(III) -klorid vagy -bromid jelenlétében [4] .
Az sp 2 -hibrid acil szénatomon végbemenő nukleofil szubsztitúciós reakciók esetében az addíciós-eliminációs kétlépcsős mechanizmus megy végbe. Az első lépésben a nukleofil szert hozzáadják a karbonsavhoz (vagy származékához), hogy töltéssel ( anionos nukleofil ágens esetén) vagy töltetlen (semleges) tetraéderes köztiterméket képezzenek. A második lépésben a Z kilépő csoport leválik erről az intermedierről anion vagy semleges molekula formájában, és létrejön a végső addíciós termék. A reakció reverzibilis , de ha a Z - és a Nu - bázikusságában és nukleofilitásában nagymértékben különbözik, akkor irreverzibilissé válik [4] .
A víz felszabadulása a sav karboxilcsoportjának hidroxilcsoportjának és az alkohol hidroxilcsoportjának hidrogénatomjának köszönhető. Ugyanakkor, ha 18 O-val jelölt savat használtunk a karbonilnél, aktivitáscsökkenést figyeltünk meg. Ez azt jelzi, hogy a reakcióban a karbonil-oxigénatom is érintett [8] .
A kétbázisú borostyánkősav és glutársav melegítés hatására könnyen belső anhidridekké alakul [7] .
A ketének belső savanhidridek. Főleg savkloridok eltávolításával nyerik őket. A ketén ecetsav és ecetsavanhidrid pirolízisével állítható elő [5] [8] .
Melegítéskor a karbonsavak ammóniumsói amidokat képeznek :
Amikor az amidokat P 2 O 5 -tel hevítjük , a víz leválik, és savas nitrilek képződnek:
A Borodin-Hunsdicker reakció - egy karbonsav ezüstsója, ha bróm CCl 4 -es oldatával hevítjük, alkil-halogeniddé alakul [4] :
Az ólom-tetraacetáttal végzett oxidáció-dekarboxilezés a körülményektől függően alkánokat , alkéneket vagy ecetsav- észtereket eredményez :
A karbokáció a protont lehasítva alkénné, az acetanion befogása pedig éterré [4] .
A Kolbe-reakció egy elektrokémiai reakció szénhidrogének karbonsavakból történő előállítására [4] :
Schmidt reakció - hidrazoesavval reagálva aminok képződnek (köztes termék az izocianát ) és szén-dioxid szabadul fel :
Bárium-hidroxid jelenlétében hevítve a karbonsavak (valamint kalcium- és bárium-sóik) dekarboxileznek, és szimmetrikus ketonokat képeznek. Ez a reakció az, amely régóta az aceton előállításának fő módszere [9] :
Az ilyen típusú intramolekuláris reakcióra példa a ciklopentanon előállítása adipinsav pirolízisével és ciklohexanon előállítása pimelinsav pirolízisével bárium- vagy kalciumsók jelenlétében ( Ruzicka-ciklizáció ) [7] .
A legegyszerűbb kétbázisú savak ( oxálsav és malonsav ) termikusan instabilak és könnyen dekarboxileződnek [7] :
A karbonsavak infravörös spektrumában a hidroxilcsoport nyújtási rezgéseivel kapcsolatos két jellemző abszorpciós sáv jelenik meg - 3550–3500 cm – 1 szabadon és 3330–2500 cm – 1 hidrogénkötésű és karboxil esetében 1725–1700 cm – 1 az alifás savak esetében 1715–1690 cm – 1 az α,β-telítetlen, 1700–1680 cm– 1 az aromás, és 1680–1650 cm – 1 az intramolekuláris hidrogénkötéseknél. A karboxilát anionnak két abszorpciós sávja van, 1610–1550 cm– 1 és 1420–1335 cm– 1 [5] [8] .
A karbonsavak tömegspektrumában az acilkötés felszakadásakor keletkező acilkationok csúcsai a legintenzívebbek. Szintén az alkilgyök elvesztése, m/z=45 CO 2 H + ion képződésével , α- és β-hasítással és átrendeződésekkel, a γ-helyzetben H atomot tartalmazóknál a Mac- Jellemző a laffertitás átrendeződés. A normál karbonsavakat az ecetsavnak megfelelő m/z=60 ioncsúcs jelenléte jellemzi [8] [10] .
Az UV-spektrumban az n → π* átmenet gyenge sávjai vannak 200-210 nm-en. α,β-korlátlanra a π→π* átmenet erősebb sávjai jellemzőek 210-220 nm-en [5] .
Az NMR-spektrumokat a karboxilcsoport protonjának kémiai eltolódása jellemzi 10,5-12 ppm-nél. [5] .
A karbonsavak kiindulási vegyületek szerves szintézis közbenső termékek, különösen ketének , savhalogenidek , vinil-észterek és halogénsavak előállításához. A karbonsavak és alkálifémek sóit szappanként , emulgeálószerként , kenőolajként használják ; nehézfémek sói - szárítók , rovar - és gombaölők , katalizátorok . Savak észterei - élelmiszer-adalékanyagok , oldószerek ; glikolok és poliglikolok mono- és diészterei - lágyítók , lakkok és alkidgyanták komponensei; A cellulóz-éterek lakkok és műanyagok összetevői. A savamidok emulgeálószerek és flotációs szerek.
A hangyasav erős redukálószer és erős baktériumölő hatású. Orvosi felhasználása ezeken a tulajdonságokon alapul (hangyaalkoholt használnak - hangyasav 1,25%-os alkoholos oldatát), tartósítószerként (zöldmassza és gyümölcslevek silózásakor) és fertőtlenítésre. Bőr megmunkálására, valamint textíliák és papír kikészítésére is használják. A hangyasav-észtereket széles körben használják - metil-formiát , etil-formiát és izoamil -formiát [11] .
Ecetsav - az élelmiszer- és vegyiparban ( cellulóz-acetát előállítása , amelyből acetátszálat , szerves üveget , filmet nyernek ; színezékek, gyógyszerek és észterek szintéziséhez). A háztartásban ízesítőként és tartósítószerként. Az iparban - oldószer lakkokhoz, koaguláns latexhez, acetilezőszer [12] .
Vajsav - ízesítő adalékanyagok ( metil- butirát és izoamil-butirát észterei - ízesítők az iparban), lágyítók és flotációs reagensek előállításához, alkáliföldfémek extrahálószereként. [13]
Oxálsav - a kohászati iparban ( vízkőmentesítés ), maróanyagként festésben, szalma fehérítéséhez, tinta előállításához, analitikai szerves kémiában reagensként [14] .
Sztearin C 17 H 35 COOH és palmitinsav C 15 H 31 COOH - felületaktív anyagként (nátriumsó), kenőanyagként a fémmegmunkálásban, krémek és kenőcsök komponenseként és emulgeálószereként. Az észterek antioxidánsok, élelmiszer-stabilizátorok, ragasztópaszták összetevői, valamint textil- és bőrfeldolgozáshoz [15] .
A C 17 H 33 COOH olajsav flotációs szer a színesfém-ércek dúsításában.
![]() | |
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |
|
A szerves vegyületek osztályai | |
---|---|
szénhidrogének | |
Oxigén tartalmú | |
Nitrogén tartalmú | |
Kén | |
Foszfor tartalmú | |
haloorganikus | |
szerves szilícium |
|
Szerves elem | |
További fontos osztályok |