REAKCJE ALIFATYCZNYCH

NASYCONYCH KWASÓW

KARBOKSYLOWYCH

REAKCJE ALIFATYCZNYCH

NASYCONYCH KWASÓW

KARBOKSYLOWYCH Z:

1)

metalami, tlenkami metali, wodorotlenkami

2)

solami kwasu węglowego

3)

nadtlenkiem wodoru

4)

alkoholami

5)

amoniakiem, aminami I-rzędowymi i II-
rzędowymi

6)

dekarboksylacja α- i β-ketokwasów, kwasów
1,1-dikarboksylowych, otrzymywanie metanu

7)

reakcja Hunsdieckera i anodowe utlenianie
kwasów karboksylowych.

REAKCJE Z METALAMI, TLANKAMI

METALI I WODOROTLENKAMI

W reakcjach kwasów karboksylowych z
metalami, tlenkami metali i
wodorotlenkami powstają SOLE

.

z metalami

z tlenkami metali

2 HCOOH+CaO →

(

HCOO

)

2Ca+ H2O

 

z wodorotlenkami

CH 3COOH +KOH→CH 3COOK+H 2O

 

octan sodu

mrówczan wapnia

octan potasu



SOLE WSZYSTKICH KWASÓW KARBOKSYLOWYCH W
ROZTWORACH WODNYCH ULEGAJĄ HYDROLIZIE



KWASY DIKARBOKSYLOWE TWORZĄ SOLE
OBOJĘTNE I WODOROSOLE



SOLE WYŻSZYCH KWASÓW KARBOKSYLOWYCH
(TŁUSZCZOWYCH) OKREŚLANE SĄ POTOCZNIE JAKO
MYDŁA, Z KTÓRYCH W WODZIE ROZPUSZCZAJĄ SIĘ
TYLKO MYDŁA SODOWE I POTASOWE

REAKCJE Z SOLAMI KWASU

WĘGLOWEGO

Reakcje kwasów karboksylowych z solami kwasu
węglowego zachodzą na zasadzie wypierania
kwasu słabszego przez kwas mocniejszy z jego soli

.

R−COOH + XHCO3→ R−COOX +CO 2↑+H 2O

 

2 R−COOH+X 2CO3→2 R−COOX+CO 2↑+H 2O

 

Kwas octowy jest mocniejszy od kwasu
węglowego, ponieważ wypiera CO

2

z jego

soli.

W reakcjach tego typu powstają SOLE.

CH 3COOH +NaHCO3→CH3 COONa+CO2↑+H 2O

 

REAKCJE Z NADTLENKIEM WODORU

Ze względu na odporność grupy –COOH na
działanie silnych utleniaczy reakcja utleniania
w przypadku kwasów karboksylowych nie
zachodzi.

Jednakże pod wpływem H

2

O

2

zachodzi

utlenianie grupy –OH wchodzącej w skład
grupy -COOH. W reakcji tej powstają
NADKWASY.

POWSTAWANIE NADKWASÓW

⇄

 

UTLENIANIE KWASÓW
KARBOKSYLOWYCH

Istnieją kwasy karboksylowe ulegające
utlenianiu (posiadające właściwości
redukujące):



kwas mrówkowy



kwas szczawiowy



kwas pirogronowy

REAKCJE Z ALKOHOLAMI

Reakcje alkoholi z kwasami karboksylowymi
nazywamy reakcjami ESTRYFIKACJI.
Produktami estryfikacji są ESTRY.

hydroliza

estryfikac

ja

kwa

s

alkoh

ol

est

er

wod

a

REAKCJA ESTRYFIKACJI

REAKCJA ESTRYFIKACJI

Właściwości:



niższe estry są cieczami, ale w miarę wzrostu łańcucha węglowego w
cząsteczce estru przechodzą one w ciecze oleiste, a następnie w
ciała stałe



są rozpuszczalnikami organicznymi do farb i lakierów np.
bezacetanowy zmywacz do paznokci to głownie octan etylu



substancje zapachowe roślin np. zapachy zwabiające owady
zapylające



estry kwasu salicylowego stosowane jako leki: salicylan fenylu –
środek przeciwreumatyczny, kwas acetylosalicylowy – środek
przeciwgorączkowy i przeciwbólowy (NLPZ)

REAKCJA Z AMONIAKIEM I

AMINAMI I- ORAZ II-RZĘDOWYMI



Kwasy karboksylowe w reakcjach z amoniakiem oraz aminami
I- i II-rzędowymi tworzą AMIDY KWASOWE.



Acylowanie amin to wprowadzenie grup acylowych do amin
przy pomocy różnych czynników acylujacych:

a)

kwasów karboksylowych

b)

ich bezwodników

c)

halogenów kwasowych

d)

estrów



W reakcji acylowania amin powstają:

1.

AMIDY KWASOWE II-RZĘDOWE (Z AMIN I-RZĘDOWYCH)

2.

AMIDY KWASOWE III-RZĘDOWE (Z AMIN II-RZĘDOWYCH)



UŻYWAJĄC AMINY I-RZĘDOWEJ ZAMIAST NH

3

OTRZYMAMY

AMID II-RZĘDOWY



UŻYWAJĄC AMINY II-RZĘDOWEJ ZAMIAST NH

3

OTRZYMAMY

AMID III-RZĘDOWY

DEKARBOKSYLACJA



DEKARBOKSYLACJA to rozkład kwasów
karboksylowych z wydzieleniem CO

2

.



Najczęściej prowadzi do zastąpienia grupy –
COOH atomem wodoru.



Większość kwasów karboksylowych trudno ulega
reakcji dekarboksylacji.



Dekarboksylacji łatwo ulegają:

a)

β-ketokwasy

b)

kwasy 1,1-dikarboksylowe

c)

α-ketokwasy

DEKARBOKSYLACJA

Najprostszym β-ketokwasem jest kwas acetylooctowy. Jego
dekarboksylacja następuje przy łagodnym ogrzewaniu i
prowadzi do powstania acetonu i dwutlenku węgla.

DEKARBOKSYLACJA β-

KETOKWASÓW

Łatwość dekarboksylacji polega na powstawaniu pierścieniowych
stanów przejściowych. Jest to proces jednoetapowy z
jednoczesnym rozpadem i powstawaniem wiązań na drodze
kołowych przesunięć elektronów co powoduje przesunięcie atomu
wodoru z grupy karboksylowej do karbonylowego atomu tlenu
oraz rozpad wiązania C-C i powstanie wiązania C=C w enolu.

MECHANIZM

DEKARBOKSYLACJI

β-KETOKWASÓW

DEKARBOKSYLACJA

KWASÓW 1,1-DIKARBOKSYLOWYCH



Najprostszym kwasem dikarboksylowym jest kwas
malonowy.



Poddany ogrzewaniu ulega dekarboksylacji z
powstaniem kwasu octowego i wydzieleniem CO

2

.



Dekarboksylacji ulegają także pochodne kwasu malonowego,
w których jeden lub dwa atomy wodoru w grupie metylowej
zastąpione są grupami alkilowymi lub arylowymi.

MECHANIZM DEKARBOKSYLACJI

KWASÓW 1,1-DIKARBOKSYLOWYCH



Mechanizm reakcji jest analogiczny do
mechanizmu dekarboksylacji β-
ketokwasów.

DEKARBOKSYLACJA α-KETOKWASÓW



α-ketokwasy są metabolitami w różnego rodzaju szlakach

metabolicznych ustroju człowieka



w organizmie ich dekarboksylacja wywoływana jest najczęściej

poprzez działanie enzymów



kwas pirogronowy (2-oksopropanowy) – produkt glikolizy, który w

zależności od rodzaju bioreakcji, w której bierze udział może

ulegać dekarboksylacji w warunkach tlenowych lub beztlenowych

DEKARBOKSYLACJA α-KETOKWASÓW

OTRZYMYWANIE METANU

Metan można otrzymać w wyniku
prażenia octanu sodu z wodorotlenkiem
sodu

CH

3

COONa + NaOH → CH

4

 +

Na

2

CO

3

T

REAKCJA HUNSDIECKERA



Reakcja Hunsdieckera jest reakcją dekarboksylacji przy
jednoczesnym wprowadzeniu atomu bromu w miejsce
grupy karboksylowej.



Reakcji tej ulegają srebrowe lub rtęciowe sole kwasów
karboksylowych.



Reakcja jest wieloetapowa o mechanizmie rodnikowym

W pierwszym etapie powstaje nietrwała pochodna kwasu,
zawierająca wiązanie O-Br.

MECHANIZM REAKCJI

HUNSDIECKERA

MECHANIZM REAKCJI

HUNSDIECKERA

Następnie rozpad wiązania 0-Br zapoczątkowuje reakcje
rodnikowe, które prowadzą do powstania dwutlenku węgla i
bromoalkanu.

ANODOWE UTLENIANIE KWASÓW

KARBOKSYLOWYCH



Utlenianie odbywa się na anodzie, gdzie aniony kwasów
karboksylowych oddają elektrony – utleniając się do rodników.



Następnie zachodzi dekarboksylacja rodników karboksylowych
i dimeryzacja rodników alkilowych.



Jest to metoda przedłużania łańcucha węglowego, polegająca
na elektrolizie soli kwasów karboksylowych

PYTANIA KONTROLNE

1)

Co jest produktem utleniania kwasów karboksylowych

nadtlenkiem wodoru?

2)

Podaj reagenty reakcji estryfikacji.

3)

Czym jest dekarboksylacja?

4)

Jakie grupy funkcyjne zawierają ketokwasy?

5)

Jakie sole kwasów karboksylowych ulegają reakcji

Hunsdieckera?