7. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ

водными карбоновых кислотпринято называть соединения, при гидролизе которых образуются карбоновые кислоты.

Рис. 7.1 Схема образования карбоновых кислот из их производных

7.1.Основные пути получения карбоновых кислот:

I)Окислениепервичныхспиртовиальдегидовиликетонов(см. раздел 6.3).

II)Гидролиз производных карбоновых кислот–ангидридов, сложных эфиров, ацилхлоридов, амидов и нитрилов (Рис.

7.1.):

ангидрид карбоновой кислоты

104

III) малоновый синтез карбоновых кислот с использованием диэтилового эфира малоновой кислоты.

7.2. Малоновый синтез карбоновых кислот

Малоновый эфир – это тривиальное название диэтилового эфира малоновой кислоты:

Благодаря наличию двух электроноакцепторных этоксикарбонильных групп в молекуле малонового эфира увеличивается подвижность атомов водорода метиленовой группы так же, как и в малоновой кислоте (Рис. 7.2).

Рис. 7.2 Схема синтеза диэтилового эфира малоновой кислоты

105

На основе малонового эфира разработан универсальный метод синтеза карбоновых кислот, основанный на повышенной подвижности α-водородных атомов метиленовой группы и необыкновенной легкости реакции декарбоксилирования одной из карбоксильных групп малоновой кислоты.

Рис. 7.3 Схема малонового синтеза карбоновых кислот

Благодаря повышенной подвижности водорода у α-углеродного атома (С-Н-кислотность) в щелочной среде малоновый эфир легко отщепляет протон от метиленовой группы с образованием енолятаниона (Рис. 7.3). Синтетическая важность диэтилмалоната связана с возможностью использования легко образующегося енолята в качестве нуклеофила, который может алкилироваться алкилгалогенидами.

106

Образующиеся алкилмалоновые эфиры гидролизуются в соответствующие дикарбоновые кислоты, которые при нагревании декарбоксилируются с образованием монокарбоновой кислоты. Таким образом, при помощи так называемого малонового синтеза мы можем получить различные монокарбоновые кислоты в зависимости от радикала R алкилгалогенида.

7.3. Классификация карбоновых кислот

Карбоновые кислоты классифицируют по:

1.По числу карбоксильных групп (моно-, ди-, три).

2.По строению углеродной цепи (разветвленные и неразветвлен-

ные).

3.По типу связи (насыщенные, ненасыщенные, ароматические),

(Табл.7.1-7.3).

Карбоновые кислоты в водных растворах подвергаются ионизации,

собразованием карбоксилат-аниона и катиона водорода.

Карбоксилат анион является резонансным гибридом двух канонических структур:

Делокализация отрицательного заряда приводит к стабилизации аниона, т.е. к его более лёгкому образованию.

Простые насыщенные кислоты являются слабыми кислотами, образующими с сильными основаниями устойчивые соли, например, натрий ацетат, СН3СОО–Na+. Однако по кислотности они сильнее угольной кислоты и вытесняют диоксид углерода из карбонатов и бикарбонатов.

107

Таблица 7.1

Монокарбоновые предельные и ароматические кислоты

Таблица 7. 2

Предельные двухосновные карбоновые кислоты

Таблица 7. 3

Непредельные карбоновые кислоы

Непредельные одноосновные карбоновые кислоты

Непредельные двухосновные и ароматические

карбоновые кислоы

Исходя из электронного строения и электронных эффектов (индуктивного и мезомерного) в молекулах карбоновых кислот формируются реакционные центры (Рис.7.4).

109