KWASY

KWASY

KARBOKSYLOWE

KARBOKSYLOWE

II

II

PRZYKŁADY POLIFUNKCYJNYCH KWASÓW

KARBOKSYLOWYCH

COOH
COOH

COOH
CH

2

COOH

COOH
CH

2

CH

2

COOH

COOH
CH

2

CH

2

CH

2

COOH

kwas etanodiowy

(kwas szczawiowy)

kwas propanodiowy

(kwas malonowy)

kwas butanodiowy

(kwas bursztynowy)

kwas pentanodiowy

(kwas glutarowy)

COOH

COOH

COOH

COOH

HOOC

COOH

kwas ftalowy

kwas (Z)–

butenodiowy

(kwas maleinowy)

kwas (E)–

butenodiowy

(kwas fumarowy)

CH

H

3

C

COOH

OH

HOOCCH

2

CHCOOH

OH

CH

COOH

CH
COOH

OH
OH

kwas

2–hydroksypropanowy

(kwas mlekowy)

kwas

2–hydroksybutanodiowy

(kwas jabłkowy)

kwas

2,3–

dihydroksybutanodiowy

(kwas winowy)

CH

H

3

C

COOH

NH

2

C COOH

H

3

C

O

C

HO

COOH

CH

2

COOH

CH

2

COOH

kwas 2–

aminopropanowy

(alanina)

kwas 2–ketopropanowy

(kwas pirogronowy)

kwas cytrynowy

CH COOH

OH

COOH

OH

kwas 2–

hydroksyfenylooctowy

(kwas migdałowy)

kwas o–

hydroksybenzoesowy

(kwas salicylowy)

KWASY DIKARBOKSYLOWE

COOH
COOH

kwas etanodiowy

(kwas szczawiowy)

CO
CO

oksalil
grupa acylowa kwasu
szczawiowego

Zastosowanie w manganometrii do nastawiania miana KMnO

4

COOH
COOH

2 KMnO

4

K

2

SO

4

+ 2 MnSO

4

+ 10 CO

2

+ 8

H

2

O

5

+

3 H

2

SO

4

COOH
CH

2

COOH

OC CH

2

CO

kwas

propanodiowy

(kwas malonowy)

malonyl
grupa acylowa
kwasu malonowego

kwas dikarboksylowy

kwas monokarboksylowy

H

OOC

CHCOOH

R

RCH

2

COOH

– CO

2

Δ

CH

2

C

O

HO

C

O

H

O

kwas malonowy

– CO

2

C

HO

O

CH

3

C

O H

HO

CH

2

forma enolowa

kwasu

octowego

kwas octowy

COOH
CH

2

CH

2

COOH

kwas butanodiowy

(kwas bursztynowy)

OC CH

2

CH

2

CO

sukcynyl

grupa acylowa

kwasu bursztynowego

N Br

O

O

N-bromoimid kwasu bursztynowego

NBS

odczynnik do rodnikowego bromowania
układów allilowych

HOOC CH

2

CH

2

CH

2

COOH

HOOC CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

COOH

kwas glutarowy

kwas adypinowy

C

C

N

O

O

K

COOH

COOH

C

C

O

O

O

C

C

N

O

O

H

– H

2

O

NH

3

KOH

sól potasowa imidu kwasu ftalowego
substrat w syntezie amin metodą Gabriela

OH

OH

O

O

NH

O

O

O

O

O

H

2

O

H

2

O

Δ

NH

3

Δ

+

+

kwas dikarboksylowy

imid

bezwodnik

imid kwasu

butanodiowego

(sukcynimid)

O

O

O

NH

O

O

NH

O

O

N

H

O

O

O

O

O

O

O

O

bezwodnik kwasu

pentanodiowego

imid kwasu

pentanodiowego

imid kwasu

ftalowego (ftalimid)

bezwodnik kwasu

butanodiowego

(bezwodnik

bursztynowy)

bezwodnik kwasu

butenodiowego

(bezwodnik maleinowy)

Przykłady cyklicznych pochodnych kwasów karboksylowych

WPŁYW OBECNOŚCI DRUGIEJ GRUPY

KARBOKSYLOWEJ NA KWASOWOŚĆ ZWIĄZKU

(CH

2

)n

COOH

COOH

(CH

2

)n

COOH

COO

+

H

[HOOC(CH

2

)

n

COO

–

]

[H

+

]

K

1

=

[HOOC(CH

2

)

n

COO

H]

pierwszy stopień

dysocjacji

drugi stopień

dysocjacji

(CH

2

)n

COOH

COO

(CH

2

)n

COO

COO

+

H

[

–

OOC(CH

2

)

n

COO

–

]

[H

+

]

K

2

=

[HOOC(CH

2

)

n

COO

–

]

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE KWASÓW

DIKARBOKSYLOWYCH

Nazwa

zwyczajowa

Wzór

Temperatura

topnienia

o

C

pK

1

pK

2

Kwas szczawiowy (COOH)

2

189

1,3

4,3

Kwas malonowy

HOOCCH

2

COOH

137

2,8

5,7

Kwas

bursztynowy

HOOCCH

2

CH

2

COOH

185

4,3

5,6

Kwas maleinowy

(Z)–HOOCCH=CHCOOH

130

2

6,3

Kwas fumarowy

(E)–HOOCCH=CHCOOH

286

3

5,6

Kwas ftalowy

234

3

5,4

COOH

HOOC

Stałe kwasowości niektórych związków organicznych

Typ związku

Związek

pK

a

Kwas karboksylowy

CH

3

COO

H

5

1,3–Diketon

C

H

2

(COCH

3

)

2

9

1,3–Oksoester

CH

3

COC

H

2

CO

2

C

2

H

5

11

1,3–Dinitryl

C

H

2

(CN)

2

11

1,3–Diester

C

H

2

(CO

2

C

2

H

5

)

2

13

Woda

H

O

H

16

CH

2

COOC

2

H

5

COOC

2

H

5

CH

COOC

2

H

5

COOC

2

H

5

R

CH

COONa

COONa

R

CH

COOC

2

H

5

COOC

2

H

5

..

R

X

R’

X

Z

Z

H

2

O

NaOH

C

COOC

2

H

5

COOC

2

H

5

R

..

H

2

O/H

+

CH

COOH

COOH

R

C

COOC

2

H

5

COOC

2

H

5

R

R'

R CH

2

COOH

R CHCOOH

R'

Δ

–CO

2

1. NaOH
H

2

O

2. H

+

/H

2

O

Δ, –CO

2

A

B

C

D

E

F

G

H

malonian

dietylu

KWASY KETONO–KARBOKSYLOWE

(OKSOKWASY)

α–, β–, γ– itd. w zależności od położenia grupy
ketonowej
w stosunku do grupy karboksylowej

R C COOH

O

CH

3

C COOH

O

kwas α–
ketonokarboksylowy
kwas α–ketokarboksylowy

kwas pirogronowy
kwas 2–oksopropanowy

CH

CH

3

COOH

OH

C

CH

3

COOH

O

kwas mlekowy

[O]

R C CH

2

COOH

O

C CH

2

CH

3

O

COOH

kwas β–
ketonokarboksylowy
kwas β–ketokarboksylowy

kwas acetylooctowy
kwas β–ketomasłowy
kwas 3–oksobutanowy

R C CH

3

O

R C CH

2

COOH

O

metyloketon

CO

2

Δ

C

H

H

C

O

CH

3

CO

2

Et

C

R

H

C

O

CH

3

CO

2

Et

NaOCH

2

CH

3

CH

3

CH

2

OH

C

H

C

O

CH

3

CO

2

Et

–.

.

R’X

ester

acetylooctowy

monoalkilowa

pochodna estru

acetylooctoweg

o

C

R

H

C

O

CH

3

CO

2

Et

C

R

R'

C

O

CH

3

CO

2

Et

C

R

C

O

CH

3

CO

2

Et

–.

.

R’’X

NaOCH

2

CH

3

CH

3

CH

2

OH

monoalkilowa

pochodna estru

acetylooctoweg

o

dialkilowa

pochodna estru

acetylooctoweg

o

monoalkilowa

pochodna estru

acetylooctoweg

o

C

CO

2

Et

COCH

3

R

H

H

3

O

+

Δ

C

C

C

O

H

O

CH

3

O

R

H

C

C

H

R

O

H

CH

3

+

CO

2

C

C

O

CH

3

R

H

H

aceton

α–jednopodstawiony

C

R

R'

C

O

CH

3

CO

2

Et

H

3

O

+

Δ

dialkilowa

pochodna estru

acetylooctoweg

o

C

R

R'

C

O

CH

3

H

+

CO

2

+

CH

3

CH

2

OH

aceton

dwupodstawion

y

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

Br

CH

2

CCH

3

CO

2

Et

O

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CCH

3

O

+

1. Na

+ –

OEt

2. H

3

O

+

1–bromobutan

ester

acetylooctowy

2-heptanon (65%)

Na przykład

HYDROKSYKWASY

H

O

CO

OH

O

O

– H

2

O

kwas 4–

hydroksybutanowy

(kwas γ–

hydroksymasłowy)

lakton

– H

2

O

kwas 3–hydroksybutanowy

(kwas β–

hydroksymasłowy)

OH

COOH

COOH

kwas but–2–enowy

(kwas krotonowy)

COOH

OH

kwas 2–

hydroksybutanowy

(kwas α–

hydroksymasłowy)

O

O

O

O

laktyd

AMINOKWASY

 L–α–aminokwasy wchodzą w skład białek

H

2

N

CO

OH

NH

O

H

2

O

kwas 4–aminobutanowy

butyrolaktam

NH

O

H

2

N

CO

OH

H

2

O

kwas 6–aminoheksanowy

(kwas 6–

aminokapronowy)

kaprolaktam

NADTLENOKWASY

R

C

O

O O H

O

C O

O

H

R

– –

nadtlenokwas

Nadtlenokwasy są związkami nietrwałymi, rozkładają się do kwasów
karboksylowych z wydzieleniem tlenu

Przykłady nadtlenokwasów

C

H

3

C

O OH

O

C O OH

O

C O OH

O

Cl

kwas

nadoctowy

kwas

nadbenzoesowy

kwas

m–chloronadbenzoesowy

Reakcja utleniania nadkwasami alkenów do epoksydów jest

stereospecyficzna. Z alkenu o konfiguracji E powstaje oksiran o

konfiguracji trans, a z alkenu o konfiguracji Z powstaje oksiran o

konfiguracji cis.

C
C

H

H

CH

3

CH

3

C
C

H

H

CH

3

CH

3

O

C

O

OH

C

6

H

5

O

C O

O

H

C

6

H

5

– –

– –

–

–

+

+

kwas

nadbenzoesow

y

(Z)–but–2–en

cis–1,2–oksiran

(epoksyd)

kwas

benzoesow

y

ZASTOSOWANIE POCHODNYCH POLIFUNKCYJNYCH KWASÓW

KARBOKSYLOWYCH DO OTRZYMYWANIA POLIMERÓW

Nazwa

monomeru

Wzór

Zwyczajowa lub

handlowa

nazwa polimeru

Zastosowanie

Heksametyleno

diamina

H

2

N

(CH

2

)

6

NH

2

nylon 66

Włókna,

odzież, kord

oponowy,

elementy

łożysk

Kwas adypinowy

HOOC

(CH

2

)

4

COOH

Glikol etylenowy

HO

CH

2

CH

2

OH

dakron,

terylen,

mylar

włókna,

odzież, kord

oponowy, folia

Tereftalan

dimetylu

Kaprolaktam

nylon 6

perlon

włókna,

odlewy

wielkogabary-

towe

COOCH

3

COOCH

3

NH

O