Methoden zur Beschaffung. 1 . Die Oxidation von Aldehyden und primären Alkoholen ist eine gängige Methode zur Herstellung von Carbonsäuren. />K M n O 4 und K 2 C r 2 O 7 werden als Oxidationsmittel verwendet.

2 Eine weitere gängige Methode ist die Hydrolyse von Halogenkohlenwasserstoffen mit drei Halogenatomen pro Kohlenstoffatom. Dabei entstehen Alkohole mit OH-Gruppen an einem Kohlenstoffatom – solche Alkohole sind instabil und spalten Wasser unter Bildung einer Carbonsäure ab:

	ZNaON
R-CCl 3			→	R - COOH + H 2 O
	-3NaCl

3. Die Gewinnung von Carbonsäuren aus Cyaniden (Nitrilen) ist eine wichtige Methode, mit der Sie die Kohlenstoffkette bei der Gewinnung des ursprünglichen Cyanids erhöhen können. Ein zusätzliches Kohlenstoffatom wird in das Molekül eingeführt, indem ein Halogen in einem Halogenkohlenwasserstoffmolekül durch Natriumcyanid ersetzt wird, zum Beispiel:

CH 3 -B r + NaCN→ CH 3 - CN + NaBr.

Das resultierende Essigsäurenitril (Methylcyanid) hydrolysiert beim Erhitzen leicht zu Ammoniumacetat:

CH 3 CN + 2H 2 O → CH 3 COONH 4.

Beim Ansäuern der Lösung wird Säure freigesetzt:

CH 3 COONH 4 + HCl→ CH 3 COOH + NH 4 Cl.

4 . Verwendung Grignard-Reagenz nach dem Schema:/>

H 2 O
R- MgBr+ CO 2 → R – COO – MgBr→ R – COOH + Mg(OH)Br

5 . Hydrolyse von Estern:/>

R – COOR 1 + KON → R – COOK + R'OH,

R - KOCHEN + HCl → R— COOH+ KCl .

6. Hydrolyse von Säureanhydriden:/>

(RCO) 2 O + H 2 O → 2 RCOOH.

7. Für einzelne Säuren gibt es spezielle Zubereitungsmethoden./>

Ameisensäure wird durch Erhitzen von Kohlenmonoxid hergestellt ( II ) mit pulverförmigem Natriumhydroxid unter Druck und Behandeln des resultierenden Natriumformiats mit einer starken Säure:

Essigsäure entsteht durch katalytische Oxidation von Butan mit Luftsauerstoff:

2C 4 H 10 + 5 O 2 → 4CH 3 COOH + 2H 2 O.

Um Benzoesäure zu erhalten, können Sie monosubstituierte Benzolhomologe mit einer sauren Lösung von Kaliumpermanganat oxidieren:

5C 6 H 5 -CH 3 + 6 KMnO 4 + 9 H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 COOH + 3 K 2 SO 4 + 6 MnSO 4 + 14 H 2 O.

Darüber hinaus kann Benzoesäure aus Benzaldehyd hergestellt werden Cannizzaros Reaktionen. Bei dieser Reaktion wird Benzaldehyd bei Raumtemperatur mit 40–60 %iger Natronlauge behandelt. Gleichzeitige Oxidation und Reduktion führen zur Bildung Benzoesäure und dementsprechend Phenylmethanol (Benzylalkohol):

Chemische Eigenschaften. Carbonsäuren sind stärkere Säuren als Alkohole, da das Wasserstoffatom in der Carboxylgruppe durch den Einfluss der CO-Gruppe eine erhöhte Beweglichkeit aufweist. In einer wässrigen Lösung dissoziieren Carbonsäuren:

RCOOH RCOO-+H+

Dies liegt jedoch an der kovalenten Natur der Kohlenstoffmoleküle Y-Säuren ist das obige Dissoziationsgleichgewicht ausreichend stark nach links verschoben. Somit sind Carbonsäuren - Dies sind normalerweise schwache Säuren. Zum Beispiel Ethan (Essigsäure)Die Säure zeichnet sich durch eine Dissoziationskonstante K a = 1,7*10 -5 aus./>

In einem Carbonsäuremolekül vorhandene Substituenten haben aufgrund ihrer Wirkung einen großen Einfluss auf dessen Säuregehalt induktiver Effekt. Substituenten wie Chlor oder Phenylradikale ziehen Elektronendichte an und bewirken daher einen negativen induktiven Effekt (-/). Der Entzug der Elektronendichte vom Carboxylwasserstoffatom führt zu einer Erhöhung des Säuregehalts der Carbonsäure. Säuren. Im Gegensatz dazu haben Substituenten wie Alkylgruppen elektronenschiebende Eigenschaften und erzeugen einen positiven induktiven Effekt, +I. Sie reduzieren den Säuregehalt. Einfluss von Substituenten auf den Säuregehalt von Carbonsäurenmanifestiert sich deutlich in den Werten der Dissoziationskonstanten K a für eine Reihe von Säuren. Außerdem die Stärke der Säurewird durch das Vorhandensein einer konjugierten Mehrfachbindung beeinflusst.

Formel für Carbonsäuren K a

Propionisches CH 3 CH 2 COOH 1,3*10 -5

Öl CH 3 CH 2 CH 2 COOH 1,5*10 -5

Essigsäure CH 3 COOH 1,7*10 -5

Croton CH 3 - CH = CH - COOH 2,0 * 10 -5

Vinylessigsäure CH 2 =CH-CH 2 COOH 3,8*10 -5

Acryl CH 2 =CH-COOH 5,6*10 -5

Ameisensäure HCOOH 6,1*10 -4

Benzoesäure C 6 H 5 COOH 1,4*10 -4

Chloressigsäure CH 2 ClCOOH 2,2*10 -3

Tetron CH 3 - C ≡ C - COOH 1,3*10 -3

Dichloressigsäure CHCl 2 COOH 5,6*10 -2

Oxalsäure HOOC – COOH 5,9*10 -2

TrichloressigsäureCCl 3 COOH 2,2*10 -1

Die gegenseitige Beeinflussung der Atome in den Molekülen von Dicarbonsäuren führt dazu, dass diese stärker sind als einbasige Säuren.

2. Bildung von Salzen. Carbonsäuren haben alle Eigenschaften gewöhnlicher Säuren. Sie reagieren mit aktiven Metallen, basischen Oxiden, Basen und Salzen schwacher Säuren:

2 RCOOH + M g → (RCOO) 2 Mg + H 2,

2 RCOOH + CaO → (RCOO) 2 Ca + H 2 O,

RCOOH+ NaOH → RCOONa+ H 2 O,

RCOOH+ NaHCO 3 → RCOONa+ H 2 O + CO 2.

Carbonsäuren sind schwach, daher verdrängen starke Mineralsäuren sie aus den entsprechenden Salzen:

CH 3 COONA + HCl→ CH 3 COOH + NaCl.

Salze von Carbonsäuren in wässrigen Lösungen werden hydrolysiert:

CH 3 COOK + H 2 O CH 3 COOH + CON.

Der Unterschied zwischen Carbonsäuren und Mineralsäuren besteht in der Möglichkeit, eine Reihe funktioneller Derivate zu bilden.

3. Bildung funktioneller Derivate von Carbonsäuren. Beim Austausch der OH-Gruppe in Carbonsäuren durch verschiedene Gruppen (/>X ) Es entstehen funktionelle Derivate von Säuren mit der allgemeinen Formel R-CO-X; hier R bedeutet eine Alkyl- oder Arylgruppe. Obwohl Nitrile eine andere allgemeine Formel haben ( R-CN ) gelten sie meist auch als Derivate von Carbonsäuren, da sie aus diesen Säuren hergestellt werden können.

Säurechloride entstehen durch die Einwirkung von Phosphorchlorid ( V) für Säuren:

R-CO-OH + PC l 5 → R-CO- Cl+ ROS l 3 + HCl.

Anschlussbeispiele

Säure Ethansäure (Essigsäure) Benzoesäure Säurechlorid Ethanoylchlorid Benzoylchlorid (Acetylchlorid) Säureanhydrid Ethan (Essigsäure) Benzoesäureanhydrit Anhydrit Ester Ethylethanoat (Ethylacetat) Methylbenzoat Amid Ethanamid (Acetamid) Benzamid Nitril Ethannitril Benzonitril (Acetonitril)

Anhydride entstehen aus Carbonsäuren unter Einwirkung wasserentziehender Mittel:

2 R - CO - OH + P 2 O 5 → (R - CO -) 2 O + 2HPO 3.

Ester entstehen durch Erhitzen einer Säure mit einem Alkohol in Gegenwart von Schwefelsäure (reversible Veresterungsreaktion):

Der Mechanismus der Veresterungsreaktion wurde aufgeklärt nach der Methode der „markierten Atome“.

Ester können auch durch Reaktion von Säurechloriden und Alkalialkoholaten gewonnen werden:

R-CO-Cl + Na-O-R’ → R-CO-OR’ + NaCl .

Reaktionen von Carbonsäurechloriden mit Ammoniak führen zur Bildung von Amiden:

CH 3 -CO-C l + CH 3 → CH 3 -CO-CH 2 + HCl.

Darüber hinaus können Amide durch Erhitzen von Ammoniumsalzen von Carbonsäuren hergestellt werden:

Wenn Amide in Gegenwart von Entwässerungsmitteln erhitzt werden, dehydrieren sie unter Bildung von Nitrilen:

	R 2 0 5
CH 3 - CO - NH 2	→	CH 3 - C ≡ N + H 2 O

Funktionelle Derivate niederer Säuren sind flüchtige Flüssigkeiten. Alle von ihnen werden leicht hydrolysiert, um die Ausgangssäure zu bilden:

R-CO-X + H 2 O → R-CO-OH + HX.

In einer sauren Umgebung können diese Reaktionen reversibel sein. Die Hydrolyse im alkalischen Milieu ist irreversibel und führt zur Bildung von Carbonsäuresalzen, zum Beispiel:

R-CO-OR‘ + NaOH → R-CO-ONa + R’OH.

4 . Eine Reihe von Eigenschaften von Carbonsäuren sind auf das Vorhandensein eines Kohlenwasserstoffrests zurückzuführen. Wenn also Halogene in Gegenwart von rotem Phosphor auf Säuren einwirken, entstehen halogensubstituierte Säuren und das Wasserstoffatom am Kohlenstoffatom (a-Atom) neben der Carboxylgruppe wird durch Halogen ersetzt:

	r cr
CH 3 -CH 2 -COOH + Br 2	→	CH 3 -CHBr-COOH + HBr

Ungesättigte Carbonsäuren sind zu Additionsreaktionen fähig:

CH 2 = CH-COOH + H 2 → CH 3 -CH 2 -COOH,

CH 2 =CH-COOH + C l 2 → CH 2 C l -SHC l -COOH,

CH 2 =CH-COOH + HCl → CH 2 C l -CH 2 -COOH,

CH 2 = CH-COOH + H 2 O → HO-CH 2 -CH 2 -COOH,

Die letzten beiden Reaktionen richten sich gegen Markownikows Herrschaft.

Ungesättigte Carbonsäuren und ihre Derivate sind dazu in der Lage Polymerisationsreaktionen.

5 . Redoxreaktionen von Carbonsäuren./>

Carbonsäuren können unter Einwirkung von Reduktionsmitteln in Gegenwart von Katalysatoren in Aldehyde, Alkohole und sogar Kohlenwasserstoffe umgewandelt werden:

Ameisensäure HCOOH weist eine Reihe von Eigenschaften auf, da sie eine Aldehydgruppe enthält:

Ameisensäure ist ein starkes Reduktionsmittel und wird leicht zu CO 2 oxidiert. Sie gibt „Silberspiegel“-Reaktion:

HCOOH + 2OH → 2Ag + (NH 4) 2 CO 3 + 2NH 3 + H 2 O,

oder in vereinfachter Form:

CH 3 HCOOH + Ag 2 O → 2Àg + CO 2 + H 2 O.

Darüber hinaus wird Ameisensäure durch Chlor oxidiert:

HCOOH + Cl 2 → CO 2 + 2 HCl.

In einer Sauerstoffatmosphäre werden Carbonsäuren zu CO 2 und H 2 O oxidiert:

CH 3 COOH + 2O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O.

6. Reaktionen Decarboxylierung. Gesättigte unsubstituierte Monocarbonsäuren lassen sich beim Erhitzen aufgrund der hohen Stärke der C-C-Bindung nur schwer decarboxylieren. Dazu ist es notwendig, das Alkalimetallsalz einer Carbonsäure mit Alkali zu verschmelzen:

Das Auftreten elektronenspendender Substituenten im Kohlenwasserstoffrest fördert Decarboxylierungsreaktionen:

Zweibasische Carbonsäuren spalten beim Erhitzen leicht CO 2 ab:

In der Tabelle 19.10 zeigt einige organische Verbindungen im Zusammenhang mit Carbonsäuren. Ein charakteristisches Merkmal von Carbonsäuren ist das Vorhandensein von Carbonsäure in ihnen.

Tabelle 19.10. Carbonsäuren

(siehe Scan)

funktionelle Gruppe. Eine Carboxylgruppe besteht aus einer Carbonylgruppe, die an eine Hydroxylgruppe gebunden ist. Organische Säuren mit einer Carboxylgruppe werden Monocarbonsäuren genannt. Ihre systematischen Namen haben das Suffix -ov(aya). Organische Säuren mit zwei Carboxylgruppen werden Dicarbonsäuren genannt. Ihre systematischen Namen haben das Suffix -diov(aya).

Gesättigte aliphatische Monocarbonsäuren bilden eine homologe Reihe, die durch die allgemeine Formel gekennzeichnet ist. Ungesättigte aliphatische Dicarbonsäuren können in Form verschiedener geometrischer Isomere vorliegen (siehe Abschnitt 17.2).

Physikalische Eigenschaften

Die unteren Mitglieder der homologen Reihe gesättigter Monocarbonsäuren sind unter normalen Bedingungen Flüssigkeiten mit einem charakteristischen stechenden Geruch. Beispielsweise hat Essigsäure (Essigsäure) einen charakteristischen „Essig“-Geruch. Wasserfreie Essigsäure ist bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit. Es gefriert zu einer eisigen Substanz namens Eisessig.

Alle in der Tabelle aufgeführten Dicarbonsäuren. 19.10, bei Raumtemperatur handelt es sich um weiße kristalline Substanzen. Die unteren Mitglieder der Reihe der Mono- und Dicarbonsäuren sind wasserlöslich. Die Löslichkeit von Carbonsäuren nimmt mit zunehmendem relativen Molekulargewicht ab.

Im flüssigen Zustand und in nichtwässrigen Lösungen dimerisieren Moleküle von Monocarbonsäuren durch die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen ihnen:

Die Wasserstoffbindung in Carbonsäuren ist stärker als in Alkoholen. Dies wird durch die hohe Polarität der Carboxylgruppe erklärt, die auf den Elektronenabzug vom Wasserstoffatom zum Carbonylsauerstoffatom zurückzuführen ist:

Dadurch haben Carbonsäuren relativ hohe Siedepunkte (Tabelle 19.11).

Tabelle 19.11. Siedepunkte von Essigsäure und Alkoholen mit ähnlichen relativen Molekulargewichten

Labormethoden zur Gewinnung

Monocarbonsäuren können aus primären Alkoholen und Aldehyden durch Oxidation mit einer angesäuerten Lösung von Kaliumdichromat im Überschuss gewonnen werden:

Monocarbonsäuren und ihre Salze können durch Hydrolyse von Nitrilen oder Amiden gewonnen werden:

Die Herstellung von Carbonsäuren durch Reaktion mit Grignard-Reagenzien und Kohlendioxid wird im Abschnitt beschrieben. 19.1.

Benzoesäure kann durch Oxidation der Methylseitenkette von Methylbenzol hergestellt werden (siehe Abschnitt 18.2).

Darüber hinaus kann Benzoesäure mithilfe der Cannischaro-Reaktion aus Benzaldehyd hergestellt werden. Bei dieser Reaktion wird Benzaldehyd bei Raumtemperatur mit 40–60 %iger Natronlauge behandelt. Durch gleichzeitige Oxidation und Reduktion entsteht Benzoesäure und damit Phenylmethanol:

Oxidation

Die Cannizzaro-Reaktion ist charakteristisch für Aldehyde, die keine -Wasserstoffatome haben. Dies ist die Bezeichnung für Wasserstoffatome, die an ein der Aldehydgruppe benachbartes Kohlenstoffatom gebunden sind:

Da Methanal keine -Wasserstoffatome besitzt, kann es die Cannizzaro-Reaktion eingehen. Aldehyde, die mindestens ein Wasserstoffatom enthalten, unterliegen in Gegenwart von Natronlauge einer säurekatalysierten Aldolkondensation (siehe oben).

Chemische Eigenschaften

Obwohl die Carboxylgruppe eine Carbonylgruppe enthält, gehen Carbonsäuren einige der Reaktionen nicht ein, die mit Aldehyden und Ketonen auftreten. Beispielsweise gehen sie keine Additions- oder Kondensationsreaktionen ein. Dies wird dadurch erklärt, dass das Atom

Kohlenstoff in der Carboxylgruppe hat eine weniger positive Ladung als in der Aldehyd- oder Ketogruppe.

Säure. Wird die Elektronendichte vom Carboxyl-Wasserstoffatom weggezogen, wird die O-H-Bindung geschwächt. Dadurch ist die Carboxylgruppe in der Lage, ein Proton zu abstrahieren (zu verlieren). Daher verhalten sich Monocarbonsäuren wie einbasige Säuren. In wässrigen Lösungen dieser Säuren stellt sich folgendes Gleichgewicht ein:

Das Carboxylat-Ion kann als Hybrid aus zwei Resonanzstrukturen betrachtet werden:

Ansonsten kann man es sich vorstellen als

Die Delokalisierung des Elektrons zwischen den Atomen der Carboxylatgruppe stabilisiert das Carboxylat-Ion. Daher sind Carbonsäuren viel saurer als Alkohole. Aufgrund der kovalenten Natur der Carbonsäuremoleküle verschiebt sich das obige Gleichgewicht jedoch stark nach links. Somit sind Carbonsäuren schwache Säuren. Beispielsweise zeichnet sich Ethansäure (Essigsäure) durch eine Säurekonstante aus

In einem Carbonsäuremolekül vorhandene Substituenten haben aufgrund ihrer induktiven Wirkung großen Einfluss auf dessen Säuregehalt. Substituenten wie Chlor ziehen die Elektronendichte zu sich selbst und bewirken daher einen negativen induktiven Effekt. Das Ziehen der Elektronendichte vom Carboxylwasserstoffatom führt zu einer Erhöhung des Säuregehalts der Carbonsäure. Im Gegensatz dazu haben Substituenten wie Alkylgruppen elektronenschiebende Eigenschaften und erzeugen einen positiv induktiven Effekt. Sie schwächen die Carbonsäure:

Der Einfluss von Substituenten auf den Säuregehalt von Carbonsäuren zeigt sich deutlich in den in der Tabelle angegebenen Werten für eine Reihe von Säuren. 19.12.

Tabelle 19.12. Carbonsäurewerte

Bildung von Salzen. Carbonsäuren haben alle Eigenschaften gewöhnlicher Säuren. Sie reagieren mit reaktiven Metallen, Basen, Alkalien, Carbonaten und Bicarbonaten und bilden die entsprechenden Salze (Tabelle 19.13). Die in dieser Tabelle aufgeführten Reaktionen sind sowohl für lösliche als auch für unlösliche Carbonsäuren charakteristisch.

Wie andere Salze schwacher Säuren reagieren Carboxylatsalze (Salze von Carbonsäuren) mit im Überschuss aufgenommenen Mineralsäuren und bilden die zugrunde liegenden Carbonsäuren. Wenn beispielsweise eine Lösung von Natriumhydroxid zu einer Suspension unlöslicher Benzoesäure in Wasser gegeben wird, löst sich die Säure aufgrund der Bildung von Natriumbenzoat auf. Fügt man der resultierenden Lösung dann Schwefelsäure hinzu, fällt Benzoesäure aus:

Tabelle 19.13. Bildung von Salzen aus Carbonsäuren

Veresterung. Wenn eine Mischung aus Carbonsäure und Alkohol in Gegenwart konzentrierter Mineralsäure erhitzt wird, entsteht ein Ester. Dieser als Veresterung bezeichnete Prozess erfordert den Abbau von Alkoholmolekülen. Es gibt zwei Möglichkeiten.

1. Alkoxywasserstoffspaltung. In diesem Fall dringt das Sauerstoffatom des Alkohols (von der Hydroxylgruppe) in das Molekül des resultierenden Ethers ein:

2. Alkylhydroxyl-Spaltung. Bei dieser Art der Spaltung gelangt das Sauerstoffatom des Alkohols in ein Wassermolekül:

Welcher dieser Fälle konkret verwirklicht wird, kann experimentell ermittelt werden, indem eine Veresterung mit einem Alkohol durchgeführt wird, der das Isotop 180 enthält (siehe Abschnitt 1.3), d. h. unter Verwendung eines Isotopen-Tags. Die Bestimmung des relativen Molekulargewichts des resultierenden Esters mittels Massenspektrometrie zeigt an, ob die Sauerstoff-18-Isotopenmarkierung darin vorhanden ist. Auf diese Weise wurde entdeckt, dass die Veresterung unter Beteiligung primärer Alkohole zur Bildung markierter Ester führt:

Dies zeigt, dass das Methanolmolekül während der betrachteten Reaktion eine Methoxy-Wasserstoff-Spaltung durchläuft.

Halogenierung. Carbonsäuren reagieren mit Phosphorpentachlorid und Schwefeloxiddichlorid und bilden Säurechloride der entsprechenden Säuren. Zum Beispiel

Sowohl Benzoylchlorid als auch Phosphortrichloridoxid sind Flüssigkeiten, die voneinander getrennt werden müssen. Daher ist es für die Chlorierung von Carbonsäuren zweckmäßiger, Schwefeloxiddichlorid zu verwenden: Dadurch können gasförmiger Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid leicht aus dem flüssigen Carbonsäurechlorid entfernt werden:

Durch Einblasen von Chlor durch siedende Essigsäure in Gegenwart von Katalysatoren wie rotem Phosphor oder Jod und unter dem Einfluss von Sonnenlicht

Es entsteht Monochlorethansäure (Monochloressigsäure):

Weitere Chlorierung führt zur Bildung disubstituierter und trisubstituierter Produkte:

Erholung. Bei der Reaktion mit Lithium in trockenem Diethylether können Carbonsäuren zu den entsprechenden Alkoholen reduziert werden. Zunächst entsteht ein Alkoxid-Zwischenprodukt, dessen Hydrolyse zur Bildung von Alkohol führt:

Carbonsäuren werden durch viele gängige Reduktionsmittel nicht reduziert. Diese Säuren können nicht sofort zu den entsprechenden Aldehyden reduziert werden.

Oxidation. Mit Ausnahme von Methansäure (Ameisensäure) und Ethansäure (Essigsäure) sind andere Carbonsäuren schwer zu oxidieren. Ameisensäure und ihre Salze (Formiate) werden mit Kaliumpermanganat oxidiert. Ameisensäure ist in der Lage, Fehlings Reagenz zu reduzieren und bildet beim Erhitzen in einer Mischung mit einer wässrigen Ammoniaklösung von Silbernitrat einen „Silberspiegel“. Bei der Oxidation von Ameisensäure entstehen Kohlendioxid und Wasser:

Ethandisäure (Oxalsäure) wird auch durch Kaliumpermanganat oxidiert, wobei Kohlendioxid und Wasser entstehen:

Dehydrierung. Die Destillation einer Carbonsäure mit einem wasserentziehenden Mittel, beispielsweise einem Oxid, führt zur Spaltung eines Wassermoleküls aus zwei Säuremolekülen und zur Bildung eines Carbonsäureanhydrids:

Ausnahmen bilden hier Ameisen- und Oxalsäure. Die Dehydratisierung von Ameisensäure oder deren Kalium- oder Natriumsalz mit konzentrierter Schwefelsäure führt zur Bildung von Kohlenmonoxid und

Die Dehydratisierung von Natriummethanoat (Formiat) mit konzentrierter Schwefelsäure ist eine gängige Labormethode zur Herstellung von Kohlenmonoxid. Bei der Entwässerung von Oxalsäure mit heißer konzentrierter Schwefelsäure entsteht ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid:

Carboxylate

Natrium- und Kaliumsalze von Carbonsäuren sind weiße kristalline Substanzen. Sie lösen sich leicht in Wasser und bilden starke Elektrolyte.

Die Elektrolyse von Natrium- oder Kaliumcarboxylatsalzen, gelöst in einem Wasser-Methanol-Gemisch, führt zur Bildung von Alkanen und Kohlendioxid an der Anode und Wasserstoff an der Kathode.

An der Anode:

An der Kathode:

Diese Methode zur Herstellung von Alkanen wird als elektrochemische Kolbe-Synthese bezeichnet.

Die Bildung von Alkanen erfolgt auch beim Erhitzen einer Mischung aus Natrium- oder Kaliumcarboxylaten mit Natriumhydroxid oder Natronkalk. (Natronkalk ist eine Mischung aus Natriumhydroxid und Calciumhydroxid.) Diese Methode wird beispielsweise zur Herstellung von Methan im Labor verwendet:

Aromatische Natrium- oder Kaliumcarboxylate bilden unter ähnlichen Bedingungen Arene:

Beim Erhitzen einer Mischung aus Natriumcarboxylaten und Säurechloriden entstehen Anhydride der entsprechenden Carbonsäuren:

Calciumcarboxylate sind ebenfalls weiße kristalline Substanzen und im Allgemeinen wasserlöslich. Wenn sie erhitzt werden, bilden sie sich

tion mit geringer Ausbeute an den entsprechenden Ketonen:

Beim Erhitzen einer Mischung aus Calciumcarboxylaten und Calciumformiat entsteht ein Aldehyd:

Ammoniumsalze von Carbonsäuren sind ebenfalls weiße, wasserlösliche kristalline Substanzen. Bei starker Erhitzung bilden sie die entsprechenden Amide:

1. Carbonsäuren dissoziieren in wässriger Lösung unter Abspaltung von H+-Protonen, wodurch das saure Milieu der Lösung entsteht:

Wässrige Lösungen von Carbonsäuren verändern die Farbe von Indikatoren und sind Elektrolyte. Im Vergleich zu starken Mineralsäuren (H 2 SO 4, HNO 3, HCl) handelt es sich um schwache Säuren.

2. Carbonsäuren reagieren mit aktiven Metallen(ungefähr von Li bis Fe in der Reihe der Metallspannungen), wobei Wasserstoff freigesetzt wird:

3. Säuren reagieren mit basischen Oxiden:

4. Säuren reagieren mit Gründen:

5. Säuren reagieren mit Ammoniak bei Kälte unter Bildung von Ammoniumsalzen:

Ammoniumsalze von Carbonsäuren sind thermisch instabile Verbindungen; beim Erhitzen spalten sie Wasser ab und verwandeln sich in Säureamide:

Beim Erhitzen von Amiden mit wasserentfernenden Mitteln (zum Beispiel Phosphorpentoxid P 2 O 5), Carbonsäurenitrile:

6. Carbonsäuren reagieren mit Salzen schwächerer und flüchtiger Säuren:

7. RCOOH-Säuren reagieren mit Alkoholen R"OH (Veresterungsreaktion) um Ester RCOOR zu bilden. Dies ist eine reversible Reaktion:

8. Säuren reagieren mit Phosphorchloriden PCl 3, PCl 5 und auch mit Thionylchlorid SOCl 2, Austausch der Hydroxylgruppe gegen ein Chloratom:

9. Aufgrund der elektronenziehenden Wirkung der Carboxylgruppe COOH sind die Wasserstoffatome am Kohlenstoff in der -Position recht beweglich und können durch Chlor- oder Bromatome ersetzt werden:

Ameisensäure HCOOH unterscheidet sich in ihren chemischen Eigenschaften etwas von anderen Carbonsäuren. Daher sind das Säurechlorid und das Säureanhydrid dafür unbekannt. In Gegenwart wasserentfernender Mittel (PCl 5, SOCl 2, H 2 SO 4 (konz.)) spaltet Ameisensäure Wasser unter Freisetzung von Kohlenmonoxid (II) ab:

Aufgrund der Anwesenheit des Aldehydprotons im H-COOH-Molekül wird Ameisensäure leicht oxidiert und führt insbesondere zu der „Silberspiegel“-Reaktion:

Carbonsäureanhydride RC(O)–O–C(O)R werden durch Reaktion von Säurehalogeniden mit Carbonsäuresalzen hergestellt:

Aufgabe. Um ein Gemisch aus zwei benachbarten Vertretern der homologen Reihe dibasischer gesättigter Carbonsäuren zu neutralisieren, wurden 333 ml Bariumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 0,09 mol/l benötigt, was zur Bildung eines Salzgemisches mit einer Gesamtmasse von führte 7,31 g. Bestimmen Sie, welche Stoffe in welcher Menge in der Mischung enthalten waren.

Lösung

Schreiben wir zwei Gleichungen für die Reaktionen von Dicarbonsäuren mit Bariumhydroxid in allgemeiner Form auf:

Hier M 1 = A– Molmasse der ersten Dicarbonsäure und M 2 = A+ 14 – Molmasse des höchsten Homologen (+CH 2) dieser Säure.
Die Molmassen der Bariumsalze der ersten und zweiten Säure sind jeweils gleich (g/mol):

M = A+ 137 – 2 und M = A + 14 + 137 – 2.

Angegeben ist die Stoffmenge des niederen Homologen der Dicarbonsäure X Mol. Gleiche Substanzmengen = X Mol anderer an Reaktion (1) beteiligter Stoffe - Ba(OH) 2 und (CH 2) N(SOO) 2 Va. Ähnlich in Reaktion (2):

(NOOS(CH 2) N+1 COOH) = (Ba(OH) 2) = ((CH 2) N+1 (COO) 2 Va) = bei Mol.

Berechnen wir die Volumenmenge der Substanz Bariumhydroxid V= 333 ml (1/3 l) Lösung mit Konzentration C mol = 0,09 mol/l:

(Ba(OH) 2) = C Sie sagen V= 0,09 1/3 = 0,03 mol.

Der Verbrauch der Base Ba(OH) 2 in den Reaktionen (1) und (2) beträgt:

x + bei= 0,03 mol.

Wo X = 0,03 – bei.

In Reaktion (1) beträgt die Masse des resultierenden Salzes:

m 1 = M = X (A+ 135).

In Reaktion (2) beträgt die Masse des gebildeten Salzes:

m 2 = bei (A + 149).

X ( A + 135) + bei (A + 149) = 7,31.

Ersetzen X = 0,03 – bei, lösen wir diese Gleichung nach bei:

(0,03 – bei) (A + 135) + bei (A+ 149) = 7,31,

y = (3,26 – 0,03 A)/14.

Eine weitere Lösung erfolgt durch Auswahl von Varianten der Molmassenwerte M = A Mögliche Dicarbonsäuren:

Wenn M = A= 90 also bei= (3,26 – 0,03 90)/14 = 0,56/14 = 0,04 mol, was nicht den Bedingungen des Problems entspricht, wobei X + bei= 0,03 mol.

Wenn M = A= 104 also bei= (3,26 – 0,03 · 104)/14 = 0,01 mol.
Diese Lösung:
A= 104 g/mol, d.h. Säuren – Malonsäure NOOCCH 2 COOH ( X= 0,02 mol) und bernsteinfarbenes NOOCCH 2 CH 2 COOH ( bei= 0,01 mol) – erfüllt alle Anforderungen.

Nächstes Homolog: M = A= 118 g/mol ist nicht geeignet, weil dann die Stoffmenge bei= (3,26 – 0,03 · 118)/14 = –0,02 mol – negativer Wert.

Antwort. Die Mischung enthielt die Säuren HOOCCH 2 COOH (0,02 mol) und HOOCCH 2 CH 2 COOH
(0,01 Mol).

ÜBUNGEN.

1. Schreiben Sie die Reaktionsgleichungen für Benzoesäure auf C 6 H 5 COOH mit folgenden Reagenzien:
A) CON; B) Al; V) CaO; G) Na 2 CO 3 ; D) NH 3 (aq.). (Reaktionen laufen unter Austausch des Protons der Carboxylgruppe ab.)

2. Schreiben Sie die Gleichungen für die Reaktionen von Benzoesäure auf, bei denen es zu einer Bindungsspaltung kommt
TRAUM in der Carboxylgruppe. Reagenzien verwenden: a) PCl 5; B) SOCl2; c) 1-Propanol in Gegenwart von Mineralsäure HCl.

3. Schreiben Sie Reaktionsgleichungen mit welcher Isobuttersäure(CH 3) 2 CHCOUN kann in folgende Verbindungen umgewandelt werden: a) Natriumisobutyrat(CH 3) 2 CHCOONa ;
B) Ethylisobutyrat (Ester); c) Isobutyrylchlorid(CH 3) 2 SHC(O)Cl; d) Isobutyramid
(CH 3) 2 SHC(O)NH 2.

4. Schreiben Sie die Reaktionsgleichungen auf: a) Decarboxylierung von Benzoesäure C 6 H 5 COOH zu Benzol unter dem Einfluss einer heißen Lösung KMnO 4; b) Reduktion des Benzolrings der Benzoesäure(H 2, Ni, 20 ° C, 1 atm) unter Bildung von Cyclohexancarbonsäure;
c) Bromierung von Benzoesäure an der Metaposition des Benzolrings unter dem Einfluss von Br 2 in der Gegenwart Fe ; d) Nitrierung von Benzoesäure in die Metaposition unter Einwirkung einer Mischung konzentrierter Säuren HNO 3 /H 2 SO 4.

5. Die unbekannte Säure könnte ortho-Nitrobenzoesäure sein (t pl = 147 °C) oder ortho-Aminobenzoesäure (Anthranilsäure) (t pl = 146 °C). Bei der Neutralisation von 0,201 g einer Probe dieser Säure werden 12,4 ml einer Alkalilösung mit einer Konzentration von 0,098 mol/l verbraucht NaOH. Was ist das für eine Säure?

6. Zu 24,4 g einer Mischung aus Essig- und Ameisensäure wurden 227,3 ml einer 10 %igen Natriumhydroxidlösung (Dichte – 1,1 g/ml) hinzugefügt. Um überschüssiges Alkali zu einem sauren Salz zu binden, waren 2,8 Liter (n.s.) Schwefel(IV)-oxid erforderlich. Bestimmen Sie die Zusammensetzung der ursprünglichen Säuremischung.

7. Nach Kalzinierung des Natriumsalzes der Propionsäure RCOONa Es entsteht ein weißer, wasserlöslicher Rückstand. Dieser Rückstand verändert die Farbe des feuchten roten Lackmusblaus und reagiert mit verdünnter Salzsäure unter Bildung von Gasblasen. Wie ist die mögliche Zusammensetzung des Rückstandes? Schreiben Sie die Reaktionsgleichung für die thermische Zersetzung des Natriumsalzes der Propionsäure in feuchter Luft.

Antworten zu den Übungen zu Thema 2

Lektion 27

a) C 6 H 5 COOH + KOH C 6 H 5 COOK + H 2 O;
b) 6C 6 H 5 COOH + 2Al 2 (C 6 H 5 COO) 3 Al + 3H 2;
c) 2C 6 H 5 COOH + CaO (C 6 H 5 COO) 2 Ca + H 2 O;
d) 2C 6 H 5 COOH + Na 2 CO 3 2C 6 H 5 COONa + H 2 O + CO 2;
e) C 6 H 5 COOH + NH 3 C 6 H 5 COOH 4.

5. Lassen Sie uns die Volumenmenge der Substanz NaOH ermitteln V= 12,4 ml (0,0124 l) Lösung mit molarer Konzentration C mol (NaOH) = 0,098 mol/l:

(NaOH) = C Sie sagen V= 0,098 · 0,0124 = 1,215 · 10 –3 mol.

Die bei der Neutralisationsreaktion verbrauchten Mengen an einbasiger Säure RCOOH und alkalischem NaOH sind gleich, d. h. (RCOOH) = 1,215·10 –3 mol. Dies bedeutet, dass die Molmasse der unbekannten Säure beträgt M(RCOOH) = M/ = 0,201/1,215 · 10 –3 = 165 g/mol.
Die Molmassen möglicher Säuren sind wie folgt:

Antwort. ortho-Nitrobenzoesäure.

6. Masse an NaOH, die in einem bestimmten Volumen enthalten ist V= 227,3 ml mit Konzentration C(NaOH) = 10 % und Dichte = 1,1 g/ml ist:
M(NaOH) = C(%)(NaOH) V/100(%) = 10 1,1 227,3/100 = 25 g.

Überschüssiges Alkali ( M*) Wir finden aus der Reaktionsgleichung:

Bei der Reaktion mit einem Säuregemisch HCOOH und CH 3 COOH wurden 20 g NaOH verbraucht.
Bezeichnen wir die Mengen an Essigsäure und Ameisensäure:

(CH 3 COOH) = bei Mol, (HCOOH) = z Mol.

Schreiben wir die Reaktionsgleichungen auf:

Der Verbrauch der Alkalisubstanzmenge bei den Reaktionen (1) und (2) ist der gleiche wie bei Säuren. Kenntnis der Gesamtmasse der Säuremischung ( M(Mischung) = 24,4 g) und Alkaliverbrauch (20 g) erstellen wir ein System aus zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten:

Wenn wir das System lösen, finden wir: bei= 0,1 mol, z= 0,4 Mol.

Nach Gewicht beträgt dies:

m(CH 3 COOH) = 0,1 60 = 6 g,
M(HCOOH) = 0,4 · 46 = 18,4 g.

Konzentration in Gewichtsprozent:

c(CH 3 COOH) = (6/24,4) 100(%) = 24,6 %.

Antwort. Die Zusammensetzung der anfänglichen Säuremischung beträgt 6 g (24,6 %) CH 3 COOH und 18,4 g (75,4 %) HCOOH.

7. Die Reaktionsgleichung für die thermische Zersetzung des Natriumsalzes der Propionsäure in feuchter Luft:

Der weiße Rückstand nach der Kalzinierung ist Na 2 CO 3 Soda. Soda löst sich in Wasser auf und hydrolysiert:

Na 2 CO 3 + H 2 O = NaHCO 3 + NaOH.

Das entstehende Alkali NaOH färbt roten Lackmus blau.

Soda reagiert mit saurem HCl unter Freisetzung von CO 2 -Gas.

CARBONSÄUREN.

Carbonsäuren sind Derivate von Kohlenwasserstoffen, deren Molekül eine oder mehrere Carboxylgruppen enthält

Allgemeine Formel Einbasisch begrenzen Carbonsäuren: MIT N H 2n Ö 2

Klassifizierung von Carbonsäuren.

1. Nach der Anzahl der Carboxylgruppen:

Einzelbasis (Monocarbon)

Mehrbasisch (Dicarbonsäure, Tricarbonsäure usw.).

1. 
   Nach der Art des Kohlenwasserstoffrestes:

Grenze CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH; Buttersäure.

- unbegrenzt CH 2 =CH-CH 2 -COOH; Buten-3-säure.
- aromatisch

para-Methylbenzoesäure
Namen von Carbonsäuren.

Name			Formel Säuren
Säuren		seine Salze und (Äther)
Ameise	Methan	formatieren	HCOOH
Essig	Ethan	Acetat	CH3COOH
Propionsäure	Propan	Propionat	CH3CH2COOH
Öl	Butan	Butyrat	CH3(CH2)2COOH
Baldrian	Pentan	wertschätzen	CH3(CH2)3COOH
Nylon	Hexan	Hexanat	CH3(CH2)4COOH
palmitisch	Hexadecan	palmitieren	C 15 H 31 COOH
Stearinsäure	Octadecan	Stearat	C 17 H 35 COOH
Acryl	Propen	Acrylat	CH 2 =CH–COOH
Ölsäure	cis-9-Octadecen	Oleat	CH 3 (CH 2) 7 CH=CH (CH 2) 7 COOH
Benzoe	Benzoe	Benzoat	C6H5-COOH
Sauerampfer	Ethanedium	Oxalat	NEIN – COOH

Isomerität von Carbonsäuren.

1. Isomerie der Kohlenstoffkette. Beginnt mit Buttersäure (MIT 3 N 7 UNS) , das in Form von zwei Isomeren vorliegt: Buttersäure (Butansäure) und Isobuttersäure (2-Methylpropansäure).
2. Isomerie der Position der Mehrfachbindung in ungesättigten Säuren, Zum Beispiel:

CH 2 =CH-CH 2 -COOH CH 3 -CH=CH-COOH

Buten-3-säure Buten-2-säure

(Vinylessigsäure) (Crotonsäure)
3. Cis-, Trans-Isomerie in ungesättigten Säuren, Zum Beispiel:

4. Interklassenisomerie: Carbonsäuren sind Isomere von Estern:

Essigsäure CH 3 -COUN und Methylformiat N-SOOSN 3

5. Isomerie Positionen funktioneller Gruppen bei heterofunktionell Säuren .

Beispielsweise gibt es drei Isomere der Chlorbuttersäure: 2-Chlorbuttersäure, 3-Chlorbuttersäure und 4-Chlorbuttersäure.

STRUKTUR DER CARBOXYLGRUPPE.

Die Carboxylgruppe vereint zwei funktionelle Gruppen – Carbonyl und Hydroxyl, die sich gegenseitig beeinflussen

Die sauren Eigenschaften von Carbonsäuren sind darauf zurückzuführenVerschiebung der Elektronendichte zu Carbonylsauerstoff und die daraus resultierende zusätzliche (im Vergleich zu Alkoholen) Polarisierung der O-H-Bindung.
In einer wässrigen Lösung dissoziieren Carbonsäuren in Ionen:

Die Wasserlöslichkeit und der hohe Siedepunkt der Säuren sind auf die Bildung zurückzuführen intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen. Mit zunehmendem Molekulargewicht nimmt die Löslichkeit von Säuren in Wasser ab.

Derivate von Carbonsäuren – In ihnen ist die Hydroxogruppe durch einige andere Gruppen ersetzt. Sie alle bilden bei der Hydrolyse Carbonsäuren.

Salze	Ester	Säurehalogenide	Anhydride	Amide.

Gewinnung von Carbonsäuren.

1. Oxidation von Alkoholen unter rauen Bedingungen - mit einer Lösung von Kaliumpermanganat oder -dichromat in einer sauren Umgebung beim Erhitzen.
2.Oxidation von Aldehyden: eine Lösung von Kaliumpermanganat oder -dichromat in einem sauren Medium beim Erhitzen, die Reaktion eines Silberspiegels, Kupferhydroxid beim Erhitzen.
3. Alkalische Hydrolyse von Trichloriden:	R-CCl 3 + 3NaOH  + 3NaCl instabiler Stoff  RCOOH + H 2 O
4. Hydrolyse von Estern.	R-COOR 1 + KOH  RCOOK + R 1 OH RCOOK + HCl  R-COOH + KCl
5. Hydrolyse von Nitrilen, Anhydriden, Salzen.	1)Nitril: R-CN + 2H 2 O –(H +) RCOOH 2) Anhydrid: (R-COO) 2 O + H 2 O  2RCOOH 3) Natriumsalz: R-COONa+HClR-COOH + NaCl
6. Wechselwirkung des Grignard-Reagenzes mit CO 2:	R-MgBr + CO 2  R-COO-MgBr R-COO-MgBr -(+H 2 O) R-COOH +Mg(OH)Br
7. Ameisensäure erhalten Erhitzen von Kohlenmonoxid mit Natriumhydroxid unter Druck:	NaOH + CO –(200 o C,p) HCOONa 2HCOONa+ H 2 SO 4 2HCOOH + Na 2 SO 4
8. Essigsäure erhalten katalytische Oxidation von Butan:	2C 4 H 10 + 5O 2  4CH 3 -COOH + 2H 2 O
9. Empfangen Benzoesäure kann verwendet werden Oxidation monosubstituierter Benzolhomologe saure Lösung von Kaliumpermanganat:	5C 6 H 5 –CH 3 +6KMnO 4 +9H 2 SO 4 5C 6 H 5 -COOH+3K 2 SO 4 + MnSO 4 + 14H 2 O

CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN VON CARBONSÄUREN.

1. Säureeigenschaften – Ersatz des H-Atoms in der Carboxylgruppe durch ein Metall- oder Ammoniumion.

1. Wechselwirkung mit Metallen	2CH 3 COOH+Ca (CH 3 COO) 2 Ca+H 2 Calciumacetat
2. Wechselwirkung mit Metalloxiden	2CH 3 COOH+BaO (CH 3 COO) 2 Ba+H 2 O
3. Neutralisationsreaktion mit Metallhydroxiden	2CH 3 COOH+Cu(OH) 2  (CH 3 COO) 2 Cu + 2H 2 O
4. Wechselwirkung mit Salzen schwächerer und flüchtiger (oder unlöslicher) Säuren	2CH 3 COOH+CaCO 3  (CH 3 COO) 2 Ca + H 2 O + CO 2
4*. Qualitative Reaktion auf Carbonsäuren: Wechselwirkung mit Soda (Natriumbicarbonat) oder andere Carbonate und Bicarbonate. Dadurch wird Kohlendioxid freigesetzt. 2CH 3 COOH+Na 2 CO 3 à 2CH 3 COONa+H 2 O+CO 2 
2. Substitution der Hydroxylgruppe:
5. Veresterungsreaktion
6. Bildung von Halogenanhydriden – mit Hilfe von Phosphor(III)- und (V)-chloriden.
7. Bildung von Amiden:
8. Herstellung von Anhydriden.	Mit P 2 O 5 kann eine Carbonsäure dehydriert werden, was zu einem Anhydrid führt. 2CH 3 – COOH + P 2 O 5  (CH 3 CO) 2 O + HPO 3
3. Substitution eines Wasserstoffatoms am Kohlenstoffatom, das der Carboxylgruppe am nächsten liegt (-Kohlenstoffatom)
9.Halogenierung von Säuren– Die Reaktion findet in Gegenwart von rotem Phosphor oder im Licht statt.	CH 3 -COOH+Br 2 –(P cr) CH 2 -COOH + HBr
Eigenschaften von Ameisensäure.
1. Zersetzung beim Erhitzen.	H-COOH –(H 2 SO 4 konz.,t) CO + H 2 O
2. Reaktion eines Silberspiegels mit Kupfer(II)hydroxid – Ameisensäure weist die Eigenschaften von Aldehyden auf.	H-COOH+2OH(NH 4) 2 CO 3 +2 Ag +2NH 3 +H 2 O H-COOH + Cu(OH) 2 –t CO 2 + Cu 2 O + H 2 O
3. Oxidation mit Chlor und Brom sowie Salpetersäure.	H-COOH + Cl 2  CO 2 + 2HCl
Eigenschaften von Benzoesäure.
1. Zersetzung beim Erhitzen – Decarboxylierung.	P Beim Erhitzen zerfällt Benzoesäure in Benzol und Kohlendioxid:
2. Substitutionsreaktionen im aromatischen Ring.	Die Carboxylgruppe ist elektronenziehend, sie reduziert die Elektronendichte des Benzolrings und ist elektronenziehend Meta-Orientator. + HNO 3 –(H 2 SO 4) +H 2 O
Eigenschaften von Oxalsäure.
1. Zersetzung durch Hitze
2. Oxidation mit Kaliumpermanganat.
Eigenschaften ungesättigter Säuren (Acryl- und Ölsäure).
1. Additionsreaktionen.	Die Zugabe von Wasser und Bromwasserstoff zu Acrylsäure erfolgt gegen Markownikows Regel, weil Die Carboxylgruppe ist elektronenziehend: CH 2 = CH-COOH + HBr  Br-CH 2 -CH 2 -COOH Außerdem können ungesättigten Säuren Halogene und Wasserstoff zugesetzt werden: C 17 H 33 -COOH + H 2  C 17 H 35 -COOH (Stearinsäure)
2. Oxidationsreaktionen	Bei der milden Oxidation von Acrylsäure entstehen 2 Hydroxogruppen: 3CH 2 = CH-COOH + 2KMnO 4 + 2H 2 O  2CH 2 (OH)-CH(OH)-COOOK + CH 2 (OH)-CH(OH)-COOH + 2MnO 2

Eigenschaften von Salzen von Carbonsäuren.

Eigenschaften von Säurehalogeniden

Ester

– Dabei handelt es sich um Verbindungen, die eine Carboxylgruppe enthalten, die an zwei Alkylreste gebunden ist.

Die allgemeine Formel der Ester ist dieselbe wie die der Carbonsäuren: C n H 2 n O 2

Nomenklatur der Ester. Die Namen der Ester werden durch ihre Namen bestimmt Säure und Alkohol, aus dem sie entstehen.

ESTER ERHALTEN.

1) Ester können hergestellt werden bei der InteraktionCarbonsäuren mit Alkoholen(Veresterungsreaktion ). Die Katalysatoren sind Mineralsäuren.

2) Phenolester kann nicht durch Veresterung gewonnen werden, um sie zu erhalten, verwenden Sie die Reaktion Phenolat mit Säurehalogenid:

C 6 H 5 -O - Na + + C 2 H 5 –C=O  NaCl + C 6 H 5 –O-C=O

Cl C 2 H 5

Propansäurephenylester (Phenylpropanoat)

Arten der Isomerie von Estern.

1. Isomerie Kohlenstoffkette Es beginnt mit Buttersäure in seinem Säurerest und mit Propylalkohol in seinem Alkoholrest, zum Beispiel sind Ethylisobutanoat, Propylacetat und Isopropylacetat Isomere.

2. IsomeriePosition der Estergruppe -SO-O-. Diese Art der Isomerie beginnt bei Estern, deren Moleküle mindestens 4 Kohlenstoffatome enthalten, wie beispielsweise Ethylacetat und Methylpropionat.

3. Interklassenisomerie mit Carbonsäuren.
EIGENSCHAFTEN VON ESTERN.
1. Hydrolyse von Estern.

Die Veresterungsreaktion ist reversibel. Der umgekehrte Vorgang – die Spaltung des Esters unter Einwirkung von Wasser unter Bildung einer Carbonsäure und eines Alkohols – wird als Esterhydrolyse bezeichnet.

Säurehydrolyse kehren wir um:

Alkalische Hydrolyse verläuft irreversibel:

Diese Reaktion wird aufgerufen Verseifung Ester.

2. Erholungsreaktion. Die Reduktion von Estern mit Wasserstoff führt zur Bildung von zwei Alkoholen:

Carbonsäuren sind Derivate von Kohlenwasserstoffen, deren Molekül eine oder mehrere Carboxylgruppen enthält

Allgemeine Formel gesättigter einbasiger Carbonsäuren: MIT N H 2n Ö 2

Klassifizierung von Carbonsäuren.

1. Nach der Anzahl der Carboxylgruppen:

Einzelbasis (Monocarbon)

Mehrbasisch (Dicarbonsäure, Tricarbonsäure usw.).

Nach der Art des Kohlenwasserstoffrestes:

Grenze CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH; Buttersäure.

Unbegrenzt CH 2 =CH-CH 2 -COOH; Buten-3-säure.

Aromatisch

para-Methylbenzoesäure

Namen von Carbonsäuren.

Name
		seine Salze und
Ameise	Methan
Essig	Ethan
Propionsäure	Propan	Propionat
Öl	Butan		CH3(CH2)2COOH
Baldrian	Pentan		CH3(CH2)3COOH
Nylon	Hexan	Hexanat	CH3(CH2)4COOH
palmitisch	Hexadecan	palmitieren	C 15 H 31 COOH
Stearinsäure	Octadecan		C 17 H 35 COOH
Acryl	Propen
Ölsäure			CH 3 (CH 2) 7 CH=CH (CH 2) 7 COOH
Benzoe	Benzoe
Sauerampfer	Ethanedium		NEIN – COOH

Isomerität von Carbonsäuren.

1. Isomerie der Kohlenstoffkette. Beginnt mit Buttersäure (MIT 3 N 7 UNS) , das in Form von zwei Isomeren vorliegt: Buttersäure (Butansäure) und Isobuttersäure (2-Methylpropansäure).

2. Isomerie der Position der Mehrfachbindung in ungesättigten Säuren, Zum Beispiel:

CH 2 =CH-CH 2 -COOH CH 3 -CH=CH-COOH

Buten-3-säure Buten-2-säure

(Vinylessigsäure) (Crotonsäure)

3. Cis-, Trans-Isomerie in ungesättigten Säuren, Zum Beispiel:

4. Interklassenisomerie: Carbonsäuren sind Isomere von Estern:

Essigsäure CH 3 -COUN und Methylformiat N-SOOSN 3

5. IsomeriePositionen funktioneller Gruppen bei heterofunktionell Säuren .

Beispielsweise gibt es drei Isomere der Chlorbuttersäure: 2-Chlorbuttersäure, 3-Chlorbuttersäure und 4-Chlorbuttersäure.

Die Struktur der Carboxylgruppe.

Die Carboxylgruppe vereint zwei funktionelle Gruppen – Carbonyl und Hydroxyl, die sich gegenseitig beeinflussen

Die sauren Eigenschaften von Carbonsäuren sind darauf zurückzuführenVerschiebung der Elektronendichte zu Carbonylsauerstoff und die daraus resultierende zusätzliche (im Vergleich zu Alkoholen) Polarisierung der O-H-Bindung. In einer wässrigen Lösung dissoziieren Carbonsäuren in Ionen:

Die Wasserlöslichkeit und der hohe Siedepunkt der Säuren sind auf die Bildung zurückzuführen intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen. Mit zunehmendem Molekulargewicht nimmt die Löslichkeit von Säuren in Wasser ab.

Derivate von Carbonsäuren– In ihnen ist die Hydroxogruppe durch einige andere Gruppen ersetzt. Sie alle bilden bei der Hydrolyse Carbonsäuren.

	Ester	Säurehalogenide	Anhydride

Gewinnung von Carbonsäuren.

1. Oxidation von Alkoholen unter rauen Bedingungen – mit einer Lösung von Kaliumpermanganat oder -dichromat in einer sauren Umgebung beim Erhitzen.
2.Oxidation von Aldehyden: eine Lösung von Kaliumpermanganat oder -dichromat in einem sauren Medium beim Erhitzen, die Reaktion eines Silberspiegels, Kupferhydroxid beim Erhitzen.
3. Alkalische Hydrolyse von Trichloriden:	R-CCl 3 + 3NaOH  + 3NaCl instabiler Stoff  RCOOH + H 2 O
4. Hydrolyse von Estern.	R-COOR 1 + KOH  RCOOK + R 1 OH RCOOK + HCl  R-COOH + KCl
5. Hydrolyse von Nitrilen, Anhydriden, Salzen.	1)Nitril: R-CN + 2H 2 O –(H +) RCOOH 2) Anhydrid: (R-COO) 2 O + H 2 O  2RCOOH 3) Natriumsalz: R-COONa+HClR-COOH + NaCl
6. Wechselwirkung von Grignard-Reagenz mitCO 2 :	R-MgBr + CO 2  R-COO-MgBr R-COO-MgBr -(+H 2 O) R-COOH +Mg(OH)Br
7. Ameisensäure erhalten Erhitzen von Kohlenmonoxid mit Natriumhydroxid unter Druck:	NaOH + CO –(200 o C,p) HCOONa 2HCOONa+ H 2 SO 4 2HCOOH + Na 2 SO 4
8. Essigsäure erhalten katalytische Oxidation von Butan:	2C 4 H 10 + 5O 2  4CH 3 -COOH + 2H 2 O
9. Empfangen Benzoesäure kann verwendet werden Oxidation monosubstituierter Benzolhomologe saure Lösung von Kaliumpermanganat:	5C 6 H 5 –CH 3 +6KMnO 4 +9H 2 SO 4 5C 6 H 5 -COOH+3K 2 SO 4 + MnSO 4 + 14H 2 O

CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN VON CARBONSÄUREN.