КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ урок 3-4 Химические свойства Способы получения Применение Составитель: И.Н. Пиялкина, учитель химии МБОУ СОШ 37 города Белово

Химические свойства 1.Диссоциация Диссоциация CH 3 - COO H CH 3 - COOH Карбоновые кислоты – слабые электролиты, степень диссоциации увеличивается, если есть наиболее электроотрицательные элементы (Cl, F) СН 2 СООН СН 2 – СОО - + Н + Cl

2. Взаимодействие с металлами 2. Взаимодействие с металлами R – COOH +Ме + 2 R – COO H Ме

3.Взаимодействие с основными оксидами 3.Взаимодействие с основными оксидами 2 R – COOH + MgO = =(R – COO) 2 Mg + H 2 O =(R – COO) 2 Mg + H 2 O 4.Взаимодействие со щелочами 4.Взаимодействие со щелочами R – COOH + NaOH = =R – COONa + H 2 O =R – COONa + H 2 O

5. Взаимодействие с солями более слабых и летучих кислот, вытесняя их из солей 5. Взаимодействие с солями более слабых и летучих кислот, вытесняя их из солей

6.Реакции присоединения для непредельных карбоновых кислот: гидрирование, хлорирование R – CH = СH – COOH + Br 2 BrBr R – CH – CH – COOH

7. Реакция полимеризации t, p, kat n CH 2 = CH ( - CH 2 - CH - )n COOH COOH

Реакции карбоновых кислот по радикалу Ненасыщенные карбоновые кислоты + НBr СН 2 –СН 2 –СООН Br пропеновая кислота 3-бромпропановая кислота Реакции гидрогалогенирования акриловой кислоты протекают против правила Марковникова СН 2 =СН–С О ОН δ+δ+ δ-δ- + –

Ароматические карбоновые кислоты СООН Реакции электрофильного замещения по бензольному кольцу + Br 2 + НBr СООН Br бензойная кислота м-бромбензойная кислота FeBr 3 t o

8. РЕАКЦИЯ ЭТЕРИФИКАЦИИ РЕАКЦИЯ ЭТЕРИФИКАЦИИРЕАКЦИЯ ЭТЕРИФИКАЦИИ R – COOH + HO – R 1 R – COOR 1 -HOH t 0 C, H + СЛОЖНЫЙ ЭФИР СЛОЖНЫЙ ЭФИР КАРБОНОВАЯ КИСЛОТА СПИРТ

9. Реакции замещения HH 2 C – COOH + Cl 2 у/ф + H 2 C – COOH ClClH

При галогенировании карбоновых кислот, содержащих более одного атома углерода в УВ радикале возможно образование продуктов с различным положением галогена в молекуле. Если реакция протекает в присутствии Р красного, то она идёт селективно – водород замещается только в α положении (у ближайшего атома углерода к функциональной группе) Трихлоруксусная кислота – самая сильная

10. Безводная уксусная кислота – огнеопасное вещество, при поднесении горящей лучины её пары легко загораются, в результате образуется углекислый газ и вода СССС НННН 3333 СССС ОООО ОООО НННН ОООО СССС ОООО НННН 2222 ОООО

ПРОИЗВОДНЫЕ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ Производные карбоновых кислот – соединения, в которых группа ОН замещена нуклеофильной частицей.

Получение галогенангидридов 1) галогенангидриды кислот можно получить действием трихлорида фосфора (PCl 3 ), пентахлорида фосфора (PCl 5 ), хлористого тионила (SOCl 2 ).

2) галоген в галогенангидридах обладает большой реакционной способностью, поэтому галогенангидриды используют в качестве ацилирующих средств. Так получают ангидриды кислот. Например, уксусный ангидрид (R = CH 3 ) используется в органическом синтезе как сильное водоотнимающее средство.

Получение сложных эфиров Производные карбоновых кислот, в которых группа ОН замещена на группу RO - (алкоксид – ион) а). из карбоновых кислот б). из галогенангидридов

в) из ангидридов

Получение амидов Сначала карбоновые кислоты взаимодействуют с аммиаком и образуются аммониевые соли Производные карбоновых кислот, в которых группа ОН замещена на группу NH 2 - (аминогруппу). СН 3 СООН + NН 3 СН 3 СООNН 4 ацетат аммония Эти соли при нагревании отщепляют воду, превращаясь в амиды

Получение нитрилов При нагревании амидов кислот с водоотнимающими средствами, образуются нитрилы

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ 1.Окисление первичных спиртов и альдегидов СН 3 – СН 2 – ОН [О][О][О][О] - Н 2 О СН 3 – СОН СН 3 – СООН [О][О][О][О] - Н 2 О ПЕРВИЧНЫЙ СПИРТ АЛЬДЕГИД КАРБОНОВАЯ КИСЛОТА

2. Окисление алканов кислородом воздуха (в присутствии катализаторов) кат 2СН 3 – СН 2 – СН 2 – СН 3 + 5О 2 4CH 3 COOH + 2Н 2 О бутан уксусная кислота 3. Омыление сложных эфиров (т.е. их щелочной гидролиз): Омыление сложных эфиров

4. В лаборатории карбоновые кислоты получают из их солей, действуя на них серной кислотой при нагревании: 2СН 3 СООNa + Н 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2CH 3 COOH ацетат натрия уксусная кислота 5. Гидролиз нитрилов 6. Гидролиз ангидридов

7. Гидролиз галогензамещенных углеводородов, содержащих три атома галогена у одного атома углерода: 8. Взаимодействие реактива Гриньяра с СО 2 : 9. Окисление алкенов - 3NaCl

10. Оксо-синтез

Специфические свойства муравьиной кислоты 1.Характерна реакция «серебряного зеркала» ( при нагревании). НСООН + 2[Аg(NН 3 ) 2 ]ОН 2Аg + (NН 4 ) 2 СО 3 + НСООН + 2[Аg(NН 3 ) 2 ]ОН 2Аg + (NН 4 ) 2 СО NН 3 + Н 2 О + 2NН 3 + Н 2 О 2. Вступает в реакцию с гидроксидом меди (II) ( при нагрев.) НСООН + 2Сu(ОН) 2 Сu 2 О + СО 2 + 3Н 2 О НСООН + 2Сu(ОН) 2 Сu 2 О + СО 2 + 3Н 2 О 3. Окисляется хлором ( нагрев., Н 2 О). НСООН + Сl 2 СО НСl НСООН + Сl 2 СО НСl 4. Разлагается при нагревании и в прис. к.Н 2 SО 4 4. Разлагается при нагревании и в прис. к.Н 2 SО 4 НСООН СО + Н 2 О НСООН СО + Н 2 О

Особенность муравьиной кислоты Свойства муравьиной кислоты как альдегида

Для пищевых целей уксусную кислоту получают уксуснокислым брожением жидкостей, содержащих спирт (вино, пиво): ферменты СН 3 -СН 2 ОН + О 2 CH 3 COOH + Н 2 О воздух Синтетическую уксусную кислоту для химических целей получают различными методами: а) окислением бутана б) окислением ацетальдегида: О О СН 3 -С + О СН 3 -С Н ОН в) синтезом метанола и оксида углерода (II) t, кат. CH 3 OH + СО CH 3 COOH г). Оксосинтез t, кат. CH 4 + СО CH 3 COOH Получение уксусной кислоты

Специфические способы получения Для отдельных кислот существуют специфические способы получения: Для получения бензойной кислоты можно использовать окисление монозамещенных гомологов бензола кислым раствором перманганата калия: Уксусную кислоту получают в промышленных масштабах каталитическим окислением бутана кислородом воздуха: Муравьиную кислоту получают нагреванием оксида углерода (II) с порошкообразным гидроксидом натрия под давлением и обработкой полученного формиата натрия сильной кислотой:

Применение карбоновых кислот Клей Гербициды Консервант, приправа Парфюмерия, косметика Искусственные волокна

Генетическая связь карбоновых кислот с другими классами органических соединений Карбоновые кислоты Сложные эфиры Альдегиды Ацетиленовые УВ Алканы Спирты Этиленовые УВ Галогенпроизводные УВ

Домашнее задание. 1.Уч. записи(для молекулярных уравнений написать ионные уравнения реакции); 2.Подготовиться к пр.работе 5; 3.Осуществить превращения: С 2 Н 5 ОН С 2 Н 5 ОН СН 3 СООNа 5 СН 3 СООН СН 3 СООNа 5 СН 3 СООН СН 3 СООС 2 Н 5 СН 3 СООС 2 Н 5

Решение. 1) Этанол окисляется до ацетата натрия хроматом натрия в щелочном растворе: ЗС 3 Н 5 ОН + 4Na 2 CrO 4 + 7NaOH + 4H 2 O 3CH 3 COONa + 4Na 3 [Cr(OH) 6 ]. 2) Этилацетат гидролизуется под действием щелочей: СН 3 СООС 2 Н 5 + NaOH CH 3 COONa + С 2 Н 5 ОН. 3) Этанол окисляется до уксусной кислоты дихроматом калия в кислом растворе: 5С 2 Н 5 ОН + 4KMnO 4 + 6H 2 SO 4 5СН 3 СООН + 2K 2 SO 4 +4MnSO H 2 O. 4) Этилацетат можно получить из ацетата натрия действием этилиодида: CH 3 COONa + C 2 H 5 I СН 3 СООС 2 Н 5 + Nal. 5) Уксусная кислота слабая, поэтому сильные кислоты вытесняют ее из ацетатов: CH 3 COONa + HCl СН 3 СООН + NaCl 6) Сложный эфир образуется при нагревании уксусной кислоты с этанолом в присутствии серной кислоты: СН 3 СООН + С 2 Н 5 ОН СН 3 СООС 2 Н 5 + Н 2 О

Какой информацией я владею после урока: Изучил химические свойства муравьиной и уксусной кислот, а также производных карбоновых кислот Знаю способы получения карбоновых кислот и их производных

«Единственный путь, ведущий к знанию, - это деятельность». Б. Шоу