Obtenir du carbone. Propriétés chimiques des acides carboxyliques monobasiques saturés
Les acides carboxyliques sont des dérivés d'hydrocarbures contenant un ou plusieurs groupes carboxyle.
Le nombre de groupes carboxyle caractérise la basicité de l'acide.
En fonction du nombre de groupes carboxyle, les acides carboxyliques sont divisés en acides carboxyliques monobasiques (contenant un groupe carboxyle), dibasiques (contenant deux groupes carboxyle) et acides polybasiques.
Selon le type de radical associé au groupe carboxyle, les acides carboxyliques sont divisés en saturés, insaturés et aromatiques. Les acides limitants et insaturés sont regroupés sous le nom général d'acides aliphatiques ou gras.
Acides carboxyliques monobasiques
1.1 Séries homologues et nomenclature
La série homologue d'acides carboxyliques saturés monobasiques (parfois appelés acides gras) commence par l'acide formique
Formule de série homologue
La nomenclature IUPAC permet de conserver de nombreux acides par leurs noms triviaux, qui indiquent généralement la source naturelle à partir de laquelle tel ou tel acide a été isolé, par exemple, formique, acétique, butyrique, valérique, etc.
Pour les cas plus complexes, les noms des acides sont dérivés du nom des hydrocarbures avec le même nombre d'atomes de carbone que dans la molécule d'acide, avec l'ajout de la terminaison -ovaya et des mots acide. L'acide formique H-COOH est appelé acide méthanoïque, l'acide acétique CH 3 -COOH est appelé acide éthanoïque, etc.
Ainsi, les acides sont considérés comme des dérivés d'hydrocarbures dont une liaison est convertie en carboxyle :
Lors de la dénomination des acides à chaîne ramifiée selon la nomenclature rationnelle, ils sont considérés comme des dérivés de l'acide acétique, dans la molécule desquels les atomes d'hydrogène sont remplacés par des radicaux, par exemple l'acide triméthylacétique (CH 3) 3 C - COOH.
1.2 Propriétés physiques des acides carboxyliques
Ce n'est qu'à partir de positions purement formelles que le groupe carboxyle peut être considéré comme une combinaison de fonctions carbonyle et hydroxyle. En fait, leur influence mutuelle les uns sur les autres est telle qu'elle change complètement leurs propriétés.
La polarisation de la double liaison C=0, courante pour le carbonyle, augmente fortement en raison de la contraction supplémentaire d'une paire d'électrons libres de l'atome d'oxygène voisin du groupe hydroxyle :
La conséquence en est un affaiblissement significatif de la liaison O-H dans l'hydroxyle et la facilité d'en séparer un atome d'hydrogène sous la forme d'un proton (H +). L'apparition d'une densité électronique réduite (δ+) sur l'atome de carbone central du carboxyle conduit également à la contraction des électrons σ de la liaison C-C voisine au groupe carboxyle et à l'apparition (comme dans les aldéhydes et les cétones) d'un densité électronique réduite (δ +) sur l'atome de carbone α de l'acide .
Tous les acides carboxyliques sont acides (détectés par des indicateurs) et forment des sels avec les hydroxydes, oxydes et carbonates de métaux et avec les métaux actifs :
Les acides carboxyliques dans la plupart des cas ne sont dissociés en solution aqueuse que dans une faible mesure et sont des acides faibles, nettement inférieurs à des acides tels que chlorhydrique, nitrique et sulfurique. Ainsi, lors de la dissolution d'une mole dans 16 litres d'eau, le degré de dissociation de l'acide formique est de 0,06, l'acide acétique - 0,0167, tandis que l'acide chlorhydrique est presque complètement dissocié avec cette dilution.
Pour la plupart des acides carboxyliques monobasiques RK un = 4,8, seul l'acide formique a une valeur de pKa plus faible (environ 3,7), ce qui s'explique par l'absence de l'effet électrodonneur des groupes alkyles.
Dans les acides minéraux anhydres, les acides carboxyliques sont protonés à l'oxygène pour former des carbocations :
Le déplacement de la densité électronique dans la molécule d'acide carboxylique non dissocié, qui a été mentionné ci-dessus, abaisse la densité électronique sur l'atome d'oxygène hydroxyle et l'augmente sur celui du carbonyle. Ce décalage est encore augmenté dans l'anion de l'acide:
Le résultat du déplacement est une égalisation complète des charges dans l'anion, qui existe en fait sous la forme A - la résonance de l'anion carboxylate.
Les quatre premiers représentants de la série des acides carboxyliques sont des liquides mobiles, miscibles à l'eau à tous égards. Les acides, dont la molécule contient de cinq à neuf atomes de carbone (ainsi que l'acide isobutyrique), sont des liquides huileux, leur solubilité dans l'eau est faible.
Les acides supérieurs (à partir de C 10) sont des solides, pratiquement insolubles dans l'eau, ils se décomposent lors de la distillation dans les conditions normales.
Les acides formique, acétique et propionique ont une odeur piquante; les membres intermédiaires de la série ont une odeur désagréable, les acides supérieurs n'ont pas d'odeur.
Les propriétés physiques des acides carboxyliques sont affectées par un degré significatif d'association dû à la formation de liaisons hydrogène. Les acides forment de fortes liaisons hydrogène, car les liaisons O-H qu'ils contiennent sont hautement polarisées. De plus, les acides carboxyliques sont capables de former des liaisons hydrogène avec la participation de l'atome d'oxygène du dipôle carbonyle, qui a une électronégativité importante. En effet, à l'état solide et liquide, les acides carboxyliques existent principalement sous forme de dimères cycliques :
De telles structures dimères persistent dans une certaine mesure même à l'état gazeux et dans des solutions diluées dans des solvants non polaires.
13.1.1. Oxydation des hydrocarbures. Il existe deux voies : l'oxydation des alcanes inférieurs C 4 -C 8 principalement en acide acétique et l'oxydation de la paraffine solide avec formation d'acides gras synthétiques (FFA) à chaîne droite d'atomes de carbone C 10 -C 20, qui sont matières premières pour la synthèse de tensioactifs (tensioactifs) .
Le processus se déroule en phase liquide lorsqu'il est chauffé ou en présence de catalyseurs. Lors de l'oxydation des alcanes, la destruction se produit le long des liaisons entre les atomes de carbone secondaires; par conséquent, l'acide acétique est principalement formé à partir de n-butane, et la méthyléthylcétone et l'acétate d'éthyle sont formés comme sous-produits.
13.1.2 Synthèses à base de monoxyde de carbone (II). Les acides carboxyliques sont obtenus à partir du monoxyde de carbone par la réaction de carbonylation :
L'addition d'une double liaison dans la catalyse acide se déroule toujours selon la règle de Markovnikov, à la suite de quoi un acide à chaîne droite est obtenu uniquement à partir d'éthylène et des acides α-méthyl-substitués à partir de ses homologues. Cette méthode est particulièrement intéressante pour la synthèse d'acides à radical tertiaire (non acides) à partir d'oléfines ramifiées. (réaction de Koch):
Le mécanisme réactionnel consiste en la protonation préalable de l'alcène avec un acide pour former un ion carbénium, son interaction avec CO pour obtenir acylium - cation et les réactions de ce dernier avec l'eau pour former un acide carboxylique :
Les néo-acides et leurs sels ont une solubilité et une viscosité très élevées, et leurs esters ont une stabilité à l'hydrolyse, ce qui leur confère une large application dans un certain nombre d'industries.
La carbonylation des alcools est catalysée par des complexes métalliques (Ni, Co, Fe, Pd). Le procédé a été mis en œuvre dans l'industrie pour la synthèse d'acide acétique à partir de méthanol et se caractérise par des performances économiques élevées.
Les acides sont également obtenus par oxydation des aldéhydes (un produit de l'oxosynthèse).
Méthodes de laboratoire pour l'obtention d'acides carboxyliques
Oxydation des alcanes.
Oxydation des alcènes.
13.2.3. Oxydation des alcools primaires.
13.2.4. Oxydation des aldéhydes et des cétones. Les aldéhydes s'oxydent beaucoup plus facilement que les cétones. De plus, l'oxydation des aldéhydes conduit à la formation d'acides ayant le même nombre d'atomes de carbone, tandis que l'oxydation des cétones procède à la rupture des liaisons carbone-carbone (il se forme deux acides ou un acide et une cétone) :
Les oxydants sont le permanganate ou le dichromate de potassium. L'oxydation des cétones nécessite des conditions plus strictes que celles des aldéhydes.
13.2.5. Hydrolyse des nitriles. Les nitriles sont obtenus par l'interaction d'haloalcanes avec du cyanure de potassium, l'hydrolyse est réalisée avec des solutions aqueuses d'acides ou d'alcalis. En milieu acide, l'azote est libéré sous forme de sel d'ammonium :
en alcalin - sous forme d'hydroxyde d'ammonium, qui se décompose avec dégagement d'ammoniac, l'acide est obtenu sous forme de sel:
13.2.6. Synthèse de Grignard. Lorsque les composés organomagnésiens interagissent avec le dioxyde de carbone, des sels d'acides carboxyliques se forment :
Un acide fort (généralement HCl) convertit le sel en acide :
Hydrolyse des graisses
Les graisses sont des esters d'acides carboxyliques et de glycérol (triglycérides). Les acides carboxyliques qui composent les graisses ont une chaîne carbonée de 3 à 18 atomes de carbone.
L'ébullition de graisses ou d'huiles avec des solutions aqueuses d'alcalis (NaOH, KOH) conduit à la formation de sels d'acides carboxyliques et de glycérol.
Cette opération s'appelle la saponification, car les sels d'acides carboxyliques sont utilisés pour fabriquer du savon.
Hydrolyse de dérivés d'acides carboxyliques.
Propriétés physiques
Les acides inférieurs contenant jusqu'à 3 atomes de carbone sont des liquides volatils et incolores avec une odeur piquante caractéristique, miscibles à l'eau dans n'importe quel rapport. La plupart des acides C 4 - C 9 sont des liquides huileux avec une odeur désagréable. La solubilité dans l'eau diminue considérablement avec l'augmentation de la masse molaire. Les acides de C 10 et plus sont des solides insolubles dans l'eau. Les densités des acides formique et acétique sont supérieures à un, les autres sont inférieures à un. Le point d'ébullition augmente avec l'augmentation de la masse molaire, avec le même nombre d'atomes de carbone, les acides de structure normale bouillent plus haut que les acides à squelette carboné ramifié. Une comparaison des points d'ébullition des acides et des alcools avec le même nombre d'atomes de carbone a montré que les acides bouillent à des températures beaucoup plus élevées que les alcools. Cela indique une association plus élevée de molécules d'acide par rapport aux alcools en raison de la formation de liaisons hydrogène.
Les acides carboxyliques, comme les alcools, sont capables de former des liaisons hydrogène. Si l'accepteur est une base suffisamment forte, la formation d'une liaison hydrogène précède le transfert complet d'un proton vers la base. Selon Bronsted, un composé donneur d'hydrogène est considéré comme un « acide ». Le fait qu'un composé donné soit un « donneur d'hydrogène » (« acide ») dépend de la nature de « l'accepteur d'hydrogène » (« base »). Plus la base est forte, plus il est probable que le composé se comporte comme un acide envers elle :
Les liaisons hydrogène intermoléculaires qui naissent entre les molécules d'acides carboxyliques sont si fortes que même à l'état gazeux, une partie importante des molécules existe sous forme de dimères :
Au fur et à mesure que la chaîne hydrocarbonée se développe, la capacité des acides à former des liaisons hydrogène diminue.
DÉFINITION
Les substances organiques dont les molécules contiennent un ou plusieurs groupes carboxyle liés à un radical hydrocarboné sont appelées acides carboxyliques.
Les trois premiers membres de la série homologue d'acides carboxyliques, y compris l'acide propionique, sont des liquides qui ont une odeur piquante et sont très solubles dans l'eau. Les homologues suivants, à commencer par l'acide butyrique, sont également des liquides qui ont une forte odeur désagréable, mais qui sont peu solubles dans l'eau. Les acides supérieurs, avec un nombre de carbone de 10 ou plus, sont des solides, inodores, insolubles dans l'eau. En général, dans la série d'homologues, avec un poids moléculaire croissant, la solubilité dans l'eau diminue, la densité diminue et le point d'ébullition augmente (tableau 1).
Tableau 1. Séries homologues d'acides carboxyliques.
Obtention d'acides carboxyliques
Les acides carboxyliques sont obtenus par oxydation d'hydrocarbures saturés, d'alcools, d'aldéhydes. Par exemple, l'acide acétique - en oxydant l'éthanol avec une solution de permanganate de potassium dans un milieu acide lorsqu'il est chauffé :
Propriétés chimiques des acides carboxyliques
Les propriétés chimiques des acides carboxyliques sont principalement dues aux particularités de leur structure. Ainsi, les acides hydrosolubles sont capables de se dissocier en ions :
R-COOH↔R-COO-+H+.
En raison de la présence de l'ion H + dans l'eau, ils ont un goût amer, sont capables de changer la couleur des indicateurs et de conduire l'électricité. En solution aqueuse, ces acides sont des électrolytes faibles.
Les acides carboxyliques ont des propriétés chimiques caractéristiques des solutions d'acides inorganiques, c'est-à-dire interagissent avec les métaux (1), leurs oxydes (2), hydroxydes (3) et sels faibles (4) :
2CH 3 -COOh + Zn → (CH 3 COO) 2 Zn + H 2 (1);
2CH 3 -COOH + CuO → (CH 3 COO) 2 Cu + H 2 O (2);
R-COOH + KOH → R-COOK + H20 (3);
2CH 3 -COOH + NaHCO 3 → CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 (4).
Une propriété spécifique des acides carboxyliques limitants, ainsi que des acides carboxyliques insaturés, qui se manifeste en raison du groupe fonctionnel, est l'interaction avec les alcools.
Les acides carboxyliques réagissent avec les alcools lorsqu'ils sont chauffés et en présence d'acide sulfurique concentré. Par exemple, si de l'alcool éthylique et un peu d'acide sulfurique sont ajoutés à l'acide acétique, une fois chauffé, une odeur d'ester éthylique d'acide acétique (acétate d'éthyle) apparaît:
CH 3 -COOH + C 2 H 5 OH ↔CH 3 -C (O) -O-C 2 H 5 + H 2 O.
Une propriété spécifique des acides carboxyliques saturés, manifestée en raison du radical, est la réaction d'halogénation (chloration).
Application d'acides carboxyliques
Les acides carboxyliques servent de matière première pour la production de cétones, d'halogénures d'acides, d'esters vinyliques et d'autres classes importantes de composés organiques.
L'acide formique est largement utilisé pour obtenir des esters utilisés en parfumerie, cuir (tannage), industrie textile (comme mordant dans la teinture), comme solvant et conservateur.
Une solution aqueuse (70-80%) d'acide acétique est appelée essence de vinaigre et une solution aqueuse à 3-9% est appelée vinaigre de table. L'essence est souvent utilisée pour faire du vinaigre à la maison par dilution.
Exemples de résolution de problèmes
EXEMPLE 1
| Exercer | Quelles réactions chimiques peuvent être utilisées pour effectuer les transformations suivantes : a) CH 4 → CH 3 Cl → CH 3 OH → HCHO → HCOOH → HCOOK. Écrivez les équations de réaction, indiquez les conditions de leur apparition. |
| Répondre | a) La chloration du méthane en présence de lumière conduit à la production de chlorométhane : CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl. Les dérivés halogénés des alcanes subissent une hydrolyse en milieu aqueux ou alcalin avec formation d'alcools : CH 3 Cl + NaOH -> CH 3 OH + NaCl. Suite à l'oxydation d'alcools primaires, par exemple avec du bichromate de potassium en milieu acide en présence d'un catalyseur (Cu, CuO, Pt, Ag), des aldéhydes se forment : CH 3 OH+ [O] →HCHO. Les aldéhydes sont facilement oxydés en acides carboxyliques correspondants, par exemple avec le permanganate de potassium : HCHO + [O]→HCOOH. Les acides carboxyliques présentent toutes les propriétés inhérentes aux acides minéraux faibles, c'est-à-dire capables d'interagir avec des métaux actifs pour former des sels : 2HCOOH+ 2K→2HCOOK + H2. |
EXEMPLE 2
| Exercer | Écrivez les équations de réaction entre les substances suivantes : a) l'acide 2-méthylpropanoïque et le chlore ; b) acide acétique et propanol-2; c) acide acrylique et eau bromée ; d) Acide 2-méthylbutanoïque et chlorure de phosphore (V). Précisez les conditions de réaction. |
| Répondre | a) à la suite de la réaction entre l'acide 2-méthylpropanoïque et le chlore, l'atome d'hydrogène est remplacé dans le radical hydrocarboné situé en position a ; L'acide 2-méthyl-2-chloropropanoïque se forme H 3 C-C (CH 3) H-COOH + Cl 2 → H 3 C-C (CH 3) Cl-COOH + HCl (kat \u003d P). b) à la suite de la réaction d'interaction entre l'acide acétique et le propanol-2, un ester est formé - l'ester isopropylique de l'acide acétique. CH 3 -COOH + CH 3 -C (OH) H-CH 3 → CH 3 -C (O) -O-C (CH 3) -CH 3. c) à la suite de la réaction d'interaction entre l'acide acrylique et l'eau de brome, l'ajout d'un halogène au site de la double liaison selon la règle de Markovnikov ; L'acide 2,3-dibromopropanoïque se forme CH 2 \u003d CH-COOH + Br 2 → CH 2 Br-CHBr-COOH d) à la suite de la réaction d'interaction entre l'acide 2-méthylbutanoïque et le chlorure de phosphore (V), le chlorure d'acide correspondant est formé CH 3 -CH 2 -C (CH 3) H-COOH + PCl 5 → CH 3 -CH 2 -C (CH 3) H-COOCl + POCl 3 + HCl. |
Classification
a) Par basicité (c'est-à-dire le nombre de groupes carboxyle dans une molécule) :
RCOOH monobasique (monocarboxylique); Par example:
CH3CH2CH2COOH;
HOOS-CH 2 -COOH acide propanedioïque (malonique)
Tribasique (tricarboxylique) R (COOH) 3, etc.
b) Selon la structure du radical hydrocarboné :
Aliphatique
limite; par exemple : CH 3 CH 2 COOH ;
insaturé; par exemple: CH 2 \u003d CHCOOH acide propénoïque (acrylique)
Alicyclique, par exemple :
Aromatique, par exemple :
Limiter les acides monocarboxyliques
(acides carboxyliques saturés monobasiques) - acides carboxyliques dans lesquels un radical hydrocarboné saturé est lié à un groupe carboxyle -COOH. Ils répondent tous à la formule générale C n H 2n+1 COOH (n ≥ 0) ; ou CnH 2n O 2 (n≥1)
Nomenclature
Les noms systématiques des acides carboxyliques saturés monobasiques sont donnés par le nom de l'alcane correspondant avec l'ajout du suffixe -ovaya et du mot acide.
1. Acide HCOOH méthane (formique)
2. CH 3 COOH acide éthanoïque (acétique)
3. CH 3 CH 2 COOH acide propanoïque (propionique)
isomérie
L'isomérie du squelette dans le radical hydrocarboné se manifeste, à commencer par l'acide butanoïque, qui possède deux isomères :
L'isomérie interclasse se manifeste, à commencer par l'acide acétique :
acide acétique CH 3 -COOH;
H-COO-CH 3 formiate de méthyle (ester méthylique de l'acide formique) ;
HO-CH 2 -COH hydroxyéthanal (aldéhyde hydroxyacétique);
Oxyde d'hydroxyéthylène HO-CHO-CH 2 .
série homologue
Nom trivial |
Nom IUPAC |
|
Acide formique |
Acide méthanoïque |
|
Acide acétique |
Acide éthanoique |
|
l'acide propionique |
acide propanoïque |
|
Acide butyrique |
Acide butanoïque |
|
Acide valérique |
Acide pentanoïque |
|
Acide caproïque |
Acide hexanoïque |
|
Acide énanthique |
Acide heptanoïque |
|
Acide caprylique |
Acide octanoïque |
|
Acide pélargonique |
Acide nonanoïque |
|
acide caprique |
Acide décanoïque |
|
Acide undécylique |
acide undécanoïque |
|
L'acide palmitique |
Acide hexadécanique |
|
Acide stéarique |
Acide octadécanique |
Résidus acides et radicaux acides
résidu acide |
Radical acide (acyle) |
|
DSNU |
NSOO- |
|
CH 3 COOH |
CH 3 SOO- |
|
CH 3 CH 2 COOH |
CH 3 CH 2 COO- |
|
CH 3 (CH 2) 2 COOH |
CH 3 (CH 2) 2 COO- |
|
CH 3 (CH 2) 3 COOH |
CH 3 (CH 2) 3 COO- |
|
CH 3 (CH 2) 4 COOH |
CH 3 (CH 2) 4 COO- |
Structure électronique des molécules d'acide carboxylique
Le déplacement de la densité électronique indiqué dans la formule vers l'atome d'oxygène du carbonyle provoque une forte polarisation de la liaison O-H, ce qui facilite le détachement de l'atome d'hydrogène sous la forme d'un proton - dans les solutions aqueuses, le processus de la dissociation acide se produit :
RCOOH ↔ RCOO - + H +
Dans l'ion carboxylate (RCOO -), p, π-conjugaison de la seule paire d'électrons de l'atome d'oxygène du groupe hydroxyle avec des nuages p formant une liaison π a lieu, en conséquence, la liaison π est délocalisée et la charge négative est uniformément répartie entre les deux atomes d'oxygène :
A cet égard, pour les acides carboxyliques, contrairement aux aldéhydes, les réactions d'addition ne sont pas caractéristiques.
Propriétés physiques
Les points d'ébullition des acides sont beaucoup plus élevés que les points d'ébullition des alcools et des aldéhydes avec le même nombre d'atomes de carbone, ce qui s'explique par la formation d'associés cycliques et linéaires entre les molécules d'acide dues aux liaisons hydrogène :
Propriétés chimiques
I. Propriétés acides
La force des acides diminue dans la série :
HCOOH → CH 3 COOH → C 2 H 6 COOH → ...
1. Réactions de neutralisation
CH 3 COOH + KOH → CH 3 COOK + n 2 O
2. Réactions avec les oxydes basiques
2HCOOH + CaO → (HCOO) 2 Ca + H 2 O
3. Réactions avec les métaux
2CH 3 CH 2 COOH + 2Na → 2CH 3 CH 2 COONa + H 2
4. Réactions avec des sels d'acides plus faibles (y compris les carbonates et les bicarbonates)
2CH 3 COOH + Na 2 CO 3 → 2CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O
2HCOOH + Mg(HCO 3) 2 → (HCOO) 2 Mg + 2CO 2 + 2H 2 O
(HCOOH + HCO 3 - → HCOO - + CO2 + H2O)
5. Réactions avec l'ammoniac
CH 3 COOH + NH 3 → CH 3 COONH 4
II. -Remplacement du groupe OH
1. Interaction avec les alcools (réactions d'estérification)
2. Interaction avec NH 3 lorsqu'il est chauffé (formation d'amides d'acide)
Amides acides 
hydrolysé pour former des acides :
ou leurs sels :
3. Formation d'halogénures d'acide
Les chlorures d'acide sont de la plus haute importance. Réactifs de chloration - PCl 3 , PCl 5 , chlorure de thionyle SOCl 2 .
4. Formation d'anhydrides d'acide (déshydratation intermoléculaire)
Les anhydrides d'acides sont également formés par l'interaction de chlorures d'acides avec des sels anhydres d'acides carboxyliques ; dans ce cas, des anhydrides mixtes de divers acides peuvent être obtenus ; Par example:
III. Réactions de substitution d'atomes d'hydrogène sur l'atome de carbone α
Caractéristiques de la structure et des propriétés de l'acide formique
La structure de la molécule
La molécule d'acide formique, contrairement aux autres acides carboxyliques, contient un groupe aldéhyde dans sa structure.
Propriétés chimiques
L'acide formique entre dans des réactions caractéristiques des acides et des aldéhydes. Présentant les propriétés d'un aldéhyde, il s'oxyde facilement en acide carbonique :
En particulier, HCOOH est oxydé avec une solution d'ammoniac d'Ag 2 O et d'hydroxyde de cuivre (II) Сu (OH) 2, c'est-à-dire donne des réactions qualitatives au groupe aldéhyde:
Lorsqu'il est chauffé avec du H 2 SO 4 concentré, l'acide formique se décompose en monoxyde de carbone (II) et en eau :
L'acide formique est nettement plus fort que les autres acides aliphatiques, car le groupe carboxyle qu'il contient est lié à un atome d'hydrogène et non à un radical alkyle donneur d'électrons.
Méthodes d'obtention d'acides monocarboxyliques saturés
1. Oxydation des alcools et des aldéhydes
Le schéma général de l'oxydation des alcools et des aldéhydes:
KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7 , HNO 3 et d'autres réactifs sont utilisés comme oxydants.
Par example:
5C 2 H 5 OH + 4KMnO 4 + 6H 2 S0 4 → 5CH 3 COOH + 2K 2 SO 4 + 4MnSO 4 + 11H 2 O
2. Hydrolyse des esters
3. Clivage oxydatif des doubles et triples liaisons dans les alcènes et les alcynes
Méthodes d'obtention de HCOOH (spécifique)
1. Interaction du monoxyde de carbone (II) avec l'hydroxyde de sodium
CO + NaOH → HCOONa formiate de sodium
2HCOONa + H2SO4 → 2HCOOH + Na2SO4
2. Décarboxylation de l'acide oxalique
Méthodes d'obtention du CH 3 COOH (spécifique)
1. Oxydation catalytique du butane
2. Synthèse à partir d'acétylène
3. Carbonylation catalytique du méthanol
4. Fermentation acide acétique de l'éthanol
C'est ainsi que l'acide acétique de qualité alimentaire est obtenu.
Obtention d'acides carboxyliques supérieurs
Hydrolyse des graisses naturelles
Acides monocarboxyliques insaturés
Représentants clés
Formule générale des acides alcénoïques : C n H 2n-1 COOH (n ≥ 2)
CH 2 \u003d CH-COOH acide propénoïque (acrylique)
Acides insaturés supérieurs
Les radicaux de ces acides font partie des huiles végétales.
C 17 H 33 COOH - acide oléique, ou cis-acide octadiène-9-oïque
Transe-l'isomère de l'acide oléique est appelé acide élaïdique.
C 17 H 31 COOH - acide linoléique, ou cis, cis-acide octadiène-9,12-oïque
C 17 H 29 COOH - acide linolénique, ou cis, cis, cis-acide octadécatriène-9,12,15-oïque
En plus des propriétés générales des acides carboxyliques, les acides insaturés sont caractérisés par des réactions d'addition au niveau de liaisons multiples dans le radical hydrocarboné. Ainsi, les acides insaturés, comme les alcènes, sont hydrogénés et décolorent l'eau bromée, par exemple :
Représentants individuels des acides dicarboxyliques
Acides dicarboxyliques limitants HOOC-R-COOH
HOOC-CH 2 -COOH acide propanedioïque (malonique), (sels et esters - malonates)
HOOC-(CH 2) 2 -COOH acide butadiique (succinique), (sels et esters - succinates)
Acide HOOC-(CH 2) 3 -COOH pentadiique (glutarique), (sels et esters - glutorates)
Acide HOOC-(CH 2) 4 -COOH hexadioïque (adipique), (sels et esters - adipinates)
Caractéristiques des propriétés chimiques
Les acides dicarboxyliques sont à bien des égards similaires aux acides monocarboxyliques, mais sont plus forts. Par exemple, l'acide oxalique est presque 200 fois plus fort que l'acide acétique.
Les acides dicarboxyliques se comportent comme des acides dibasiques et forment deux séries de sels - acide et moyen :
HOOC-COOH + NaOH → HOOC-COONa + H 2 O
HOOC-COOH + 2NaOH → NaOOC-COONa + 2H 2 O
Lorsqu'ils sont chauffés, les acides oxalique et malonique sont facilement décarboxylés :
