KWASY KARBOKSYLOWE - REAKCJE

1. Kwasowość i tworzenie soli

RCOOH

RCOO

-

+ H

3

O

+

H

2

O

R C

O

O

R C

O

O

sp

2

R

O

O

Grupy wyciągające elektrony stabilizują anion karboksylanowy i zwiększają moc kwasu

Grupy oddające elektrony destabilizują anion karboksylanowy i zmniejszają moc kwasu

Podstawnik fenylowy (C

6

H

5

), w porównaniu do grupy metylowej ma charakter bardziej elektronoakceptorowy,

przez co kwas benzoesowy (pKa = 4.20) jest mocniejszy niż kwas octowy (pKa = 4.75)

W kwasach alifatycznych:

o

moc kwasu maleje wraz ze wzrostem długości i stopnia rozgałęzienia łańcucha alkilowego

o

wpływ podstawnika maleje wraz z jego odległością od grupy karboksylowej

o

podstawniki elektronoakceptorowy zwiększają moc kwasu a elektrodonorowe - zmniejszają

Kwas alifatyczny

pKa

Kwas alifatyczny

pKa

mrówkowy (metanowy)

3.75

kwas dichlorooctowy

1.26

octowy (etanowy)

4.74

kwas trichlorooctowy

0.64

propionowy (propanowy)

4.87

kwas 2-chlorobutanowy

2.86

kwas 2-metylopropanowy

4.79

kwas 3-chlorobutanowy

4.05

kwas 2,2-metylopropanowy

5.04

kwas 4-chlorobutanowy

4.52

masłowy (butanowy)

4.82

kwas nitrooctowy

1.68

kwas fluorooctowy

2.59

kwas hydroksyoctowy

3.83

kwas chlorooctowy

2.86

kwas bromooctowy

2.90

kwas jodooctowy

3.18

W kwasach aromatycznych efekty podstawnikowe zależą od charakteru podstawnika i miejsca podstawienia

(o-, m- czy p-)

Kwas benzoesowy – pK

a

=4.20

orto

meta

para

Podstawniki oddające elektrony

-NH

2

4.80 (-)

4.72 (-)

4.85 (-)

-OH

2.98 (++)

4.08 (+)

4.59 (-)

-OCH

3

4.09 (+)

4.09 (+)

4.48 (-)

-CH

3

3.91 (+)

4.27 (-)

4.38 (-)

Podstawniki wyciągające elektrony

-F

3.27 (++)

3.85 (+)

4.14 (+)

-Cl

2.92 (++)

3.82 (+)

4.00 (+)

-Br

2.92 (++)

3.82 (+)

3.96 (+)

-J

2.85 (++)

3.85 (+)

4.04 (+)

-NO

2

2.17 (++)

3.49 (+)

3.44 (+)

(+) podwyższenie kwasowości
(-) obniżenie kwasowości

2. Przekształcenia w grupie funkcyjnej (przekształcenia w pochodne kwasów karboksylowych)

R C

Cl

O

chlorek

1. SOCl

2

2. PCl

3

3. PCl

5

pochodna

warunki

R C

OR

1

O

ester

1. R

1

OH, H

3

O

+

2. R

1

OH, OH

-

3. a. SOCl

2

b. R

1

OH, pirydyna

R C

NH

2

O

amid

a. SOCl

2

b. NH

3

3. Redukcja

R C

OH

O

LiBH

4

R CH

2

-OH

alkohol 1

0

4. Reakcja Hella-Volharda-Zielińskiego (halogenowanie w pozycji α

α

α

α

)

C

OH

O

R

X

2

, P

C

OH

O

R

X

X

2

: Cl

2

, Br

2

5. Substytucja w pierścieniu aromatycznym

COOH

COOH

P

grupa karboksylowa dezaktywuje pierścień w reakcjach
podstawienia elektrofilowego i kieruje w położenie meta

NaBH

4

nie redukuje kwasów