Názvosloví karboxylových kyselin

Názvosloví karboxylových kyselin

triviální - časté a důležité

systematické: 1. připojením koncovky -ová kyselina k názvu uhlovodíku CH3-(CH2)2-COOH kyselina butanová

2. není-li karboxyl součástí hlavního řetězce, lze užít zakončení -karboxylová kyselina

COOH

benzenkarboxylová kyselina

3. není-li karboxyl součástí hl. řetězce, užíváme předponu karboxy- R-CO-

acyl

Názvy některých karboxylových kyselinpočet C vzorec triviální latinský systematický acylu

1 H-COOH mravenčí formicum methanová formyl

2 CH3 -COOH octová aceticum ethanová acetyl

3 CH3 -CH2 -COOH propionová propionicum propanová propionyl

4 CH3 -(CH2 )2 -COOH máselná butyricum butanová butyryl

5 CH3 -(CH2 )3 -COOH valerová valericum pentanová valeryl

6 CH3 -(CH2 )4 -COOH kapronová capronicum hexanová kaproyl

16 CH3 -(CH2 )14 -COOH palmitová palmiticum hexadekanová palmitoyl

18 CH3 -(CH2 )16 -COOH stearová stearicum oktadekanová stearoyl

20 CH3 -(CH2 )18 -COOH arašídová arachicum eikosanová arachoyl

2 HOOC-COOH šťavelová oxalicum ethandiová oxalyl

3 HOOC-CH2 -COOH malonová malonicum propandiová malonyl

4 HOOC-(CH2 )2-COOH jantarová succinicum butandiová sukcinyl

5 HOOC-(CH2 )3-COOH glutarová glutaricum pentandiová glutaryl

6 HOOC-(CH2 )4-COOH adipová adipicum hexandiová adipoyl

Některé triviální názvy

COOH

COOH

k. ftalová

COOH

COOH

k. isoftalová COOH

COOHk. tereftalová

COOH

k. benzoová

CH2=CH-COOH

k. akrylová

CH2=C-COOH

CH3

k. methakrylová

C=CCH3

COOHH

Hk. isokrotonová

C=CCH3 COOH

H Hk. krotonová

Fyzikálně chemické vlastnosti

karboxyl

- silnější než kyselina uhličitá

- dochází k delokalizaci elektronů, obě vazby C-O mají stejnou délku

- CO méně reaktivní než u karbonylů- OH kyselejší než u alkoholů

R CO

O H

-

+

R CO

O-

R CO

O-

- HB

B-

Reakce karboxylových kyselin

• neutralizace• esterifikace• dekarboxylace

• neutralizace - vznik solí

hydrolýza solí

R CO

O H

-

+

Na OH+ -+ R C

O

O- +

NaH O2+

názvosloví: při užití českého názvu koncovka -an při užití mezinárodního názvu -at/-át

CH3-COONa octan sodnýnatriumacetát

Reakce karboxylových kyselin• neutralizace

}Na a K soli vyšších mastných kyselin jsou mýdla:

}nepolární konec obrácen do nepolární fáze

polární konec obrácendo vodné fáze

COO- Na+

reakce s alkoholy - nukleofilní adice

CH3-C=O

OH

H+CH3-C=O

O-CH3

Reakce karboxylových kyselin• esterifikace

CH3-COH

OH

+H+

CH3-C-OH

O

CH3

+

CH3-COH

OHO

HCH3

+

CH3-OH+

H2O

dekarboxylace (C2, C3, fumarová)

dehydratace (maleinová, ftalová)

CH3-COOH + CO2

Zahřívání karboxylových kyselin

• dikarboxylové

HOOC-CH2-COOH

COOH

COOH+ H2O

CO

COO

anhydridy (dehydratace)CH3-CO

CH3-COO

• monokarboxylové

CH3-COOH

CH3-COOH + H2O

vznikají změnou ve funkční skupině -COOH

• acylhalogenidy• anhydridy • amidy • estery• nitrily

R-C-X

=O

R-C-NH2

=O R-C- O -C-R´

=O =O

R-C-O-R´=O

R-C N

Funkční deriváty karboxyl. kyselin

R-C-XR-C-X

==OO

název: kombinace názvu acylu a zakončení halogenidpř. acetylchlorid, propionylbromid

reakce:

s H2O hydrolýza na kyselinu a HX

s alkoholem ester

s NH3amid

se solí kyseliny anhydrid

Acylhalogenidy

velmi reaktivnívyužití při organických syntézách (acylace)

R-C- O -C-R´

=O =O

dělení:otevřené

uzavřené neboli vnitřní (ftalanhydrid, maleinanhydrid)

jednoduché acetanhydrid

smíšené anhydrid k.octové a propionové

reakce: s H2O kyseliny (hydratace)

s alkoholem ester a kyselina

s NH3amid a kyselina

s HCl chlorid a kyselina

Anhydridy

velmi reaktivní

R- C -NH2=O

R-C N

R-C-ONH4

=O

-H2O

-H2O

+2 H2O

R-C-OH

=O

+ NH3

+H2O

+H2O

R-C-NH2

=Oreakce:

Amidy

dělení: primárnísekundární (vnitřní) neboli imidy

CH3-CO-NH2 acetamid

ftalimid

CO

CONH

Pozor! Srovnej imid a laktam!

C=ON-H

R-C-O-R´=O

příprava:reakcí alkoholu a karboxylové kyselinyacylací alkoholu působením acylhalogenidu nebo anhydridu

názvosloví:

obdobné jako u solíCH3-COO-CH3

methylacetát octan methylnatý

methylester kyseliny octové

CH3-COOH+C2H5 OHCH3-COO-C2H5

H+

hydrolýza:• kyselá

• zásaditá

CH3-COO-C2H5 + NaOH CH3-COONa+C2H5OH

Estery

= zmýdelnění

R-C N

jednovazná kyanidová skupina -CN prudce jedovaté HCN kyanovodík - nejjednodušší

nitril k. mravenčí acetonitril - rozpouštědlo akrylonitril CH2=CHCN (propennitril, ethenylkyanid) - monomer pro výrobu umělých vláken (PAN)

Nitrily (kyanidy)

náhradou vodíkového atomu v uhlovodíkovém zbytku

aldokyseliny ketokyseliny

• halogenkyseliny• hydroxykyseliny • oxokyseliny

•aminokyseliny

X-CH2 -COOH

H-O -CH2 -COOH

C-CH2 -COOH =O

HCH3- C -COOH

=O

NH2 -CH2 -COOH

polohu substituentu označujeme číslem nebo řeckým písmenem

CH3-......-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH

Substituční deriváty karb. kyselin

kyselina chloroctová

silnější kyseliny než jejich mateřské kyselinyvlivem -I efektu halogenů

Cl CC =O

O H

--

H

H

reakce:

s H2O hydroxykyseliny

s NH3 aminokyseliny

Halogenkyseliny

hydroxy- skupina reaguje stejně jako v alkoholech tj. tvorba etherů, esterů, oxidace kyselost karboxylu je vyšší díky -I efektu kyslíku

Hydroxykyseliny

často opticky aktivní (k. mléčná, k. vinná) zahříváním se dehydratují:

hydroxykys.

hydroxykys.

hydroxykys.

hydroxykys.

laktidy

nenasycené kyseliny

laktony (vnitřní laktidy)

polyestery

=

=

O

O

OO

C=OO

Hydroxykyseliny

k. salicylová

COOH

OH

k. gallová

COOH

HO

HO

HO

HOOC-CH- CH -COOH-

OH

OH

k. vinná

HO-CCH2-COOH

COOHCH2-COOH

k. citronová

k. acetylsalicylová

-COCH3

CH2-COOH

-

OHC-COOH

=O

Hk. glykolová k. glyoxalová

CH3-C-COOH=

O

CH3-CH-COOH

-

OH k. mléčná k. pyrohroznová

CH3-C- CH2 -COOH=

O

CH3-CH- CH2 -COOH

-

OH k. -hydroxymáselná k. acetooctová

HOOC-CH- CH2 -COOH

-

OH

HOOC-C- CH2 -COOH=

Ok. jablečná k. oxaloctová

Hydroxykyseliny a oxokyseliny

na karboxy- i aminoskupině mohou probíhat všechny reakce pro ně typické vysoce polární látky tvoří vnitřní soli, mají dipolární charakter

R-CH -C

=O-

NH3+

- - O

R-CH -C

=O-

NH2

- - OR-CH -C

=O

NH3+

- - OH

pIkyselejší pH zásaditější pH

Aminokyseliny (AK)

reakce: polymerace -L-aminokyselin tvorbou peptidové vazby tj. vznik bílkovin

R-CH-C=O

OHNH2

R-CH-C=O

OHNH2

+

R-CH-C =O

NHNH2

-CH-C =O

OH

R

Aminokyseliny

tvorba laktamů - vnitřních amidů

H2N-CH2-CH2-CH2-COOHC=ON-H

-H2O