14. Kwasy karboksylowe.
(konwersatorium, gr. A1  Chemia, II rok, 2014/2015Z)
Zagadnienia
a) Nazewnictwo systematyczne i zwyczajowe kwasów karboksylowych i ich soli.
b) Struktura grupy karboksylowej. Wiązania wodorowe w cząsteczkach kwasów karboksylowych. Wpływ
podstawienia kwasów alifatycznych oraz aromatycznych (w szczególności pochodnych kwasu
benzoesowego) na stopień ich kwasowości.
c) Otrzymywanie kwasów karboksylowych: a) utlenianie alkoholi I-rz. lub aldehydów (kwasy alifatyczne;
/np. Na2Cr2O7/H2SO4 lub KMnO4/); b) utlenianie łańcuchów bocznych alkilobenzenów zawierających I lub
II-rz. grupy alkilowe (pochodne kwasu benzoesowego /Na2Cr2O7, H2SO4, ogrzew. lub KMnO4, H2O,
ogrzew.); c) utleniajÄ…ce rozszczepienie wiÄ…zania C=C w alkenach posiadajÄ…cych przynajmniej jeden
winylowy atom wodoru (kwasy karboksylowe lub mieszanina kw. karboksylowego i ketonu /stÄ™\
.
KMnO4, ogrzew./); d) ozonoliza lub utlenianie alkinów (1. O3, 2. H2O lub stę\
. KMnO4); e) kwasowa lub
zasadowa hydroliza nitryli (H+/H2O, lub -OH/H2O); f) karboksylowanie związków Grignarda (CO2).
d) Reakcje kwasów karboksylowych: a) deprotonowanie (sole kwasów karboksylowych); b) redukcja do
alkoholi I-rz. (1. LiAlH4, 2.H3O+ lub BH3·THF); c) redukcja do aldehydów (1. SOCl2,
2. LiAl[OC(CH3)3]3H); d) alkilowanie kwasów z utworzeniem ketonów (1. R-Li (2 mole), 2. H3O+);
e) substytucja nukleofilowa w grupie acylowej [chlorki kwasowe /SOCl2 lub (COCl)2/; bezwodniki
kwasowe /chlorek kwasowy+kwas karboksylowy lub anion karboksylanowy/; estry /kwas
karboksylowy+alkohol, kat. H+ (estryfikacja Fischera, mechanizm!) lub anion karboksylanowy+alifatyczny
halogenek I-rz. (SN2)/; amidy /kwas karboksylowy+amoniak lub amina, wysoka temperatura  metoda
małoefektywna i rzadko stosowana/]; f) substytucja elektrofilowa w kwasach aromatycznych;
g) ą-bromowanie  reakcja Hella-Volharda-Zielinskiego (reakcja HVZ; przykład substytucji w pozycji ą
/Br2, PBr3/).
Zadania
1. Nazwij poni\
sze zwiÄ…zki.
O
a) b) c) d) e) f) g)
O
O
COOH
COOH
Br COOH
COO
Ph OH 2
OH OH
Mg
HOOC
H3C NO2 COO
Br COOH
2. Narysuj wzory strukturalne następujących związków.
a) kwas chlorooctowy b) kwas ftalowy c) kwas bursztynowy
d) mrówczan magnezu e) benzoesan sodu f) kwas acetylooctowy
3. Uszereguj poni\
sze związki w kolejności rosnącej kwasowości.
O O
OH
O Cl O
O
Cl
a) b) CH3 OH c) d) e) f) g)
OH OH
OH OH
Cl Cl
4. W ka\
dej z podanych grup ułó\
związki w szeregu malejącej kwasowości.
I. a) kw. p-toluenosulfonowy b) kw. octowy c) kw. bromooctowy;
II. a) kw. benzoesowy b) kw. o-nitrobenzoesowy c) kw. m-nitrobenzoesowy
III. a) kw. p-metylobenzoesowy b) kw. p-chlorobenzoesowy c) kw. p-aminobenzoesowy
5. W ka\
dej z podanych par związków wska\
silniejszÄ… zasadÄ™.
a) CH3COO-, ClCH2COO-;
b) acetylenek (etynid) sodu, octan sodu;
c) octan sodu, etanolan sodu.
6. Przedstaw produkty poni\
szych reakcji.
1. LiAlH4
1. NaCN 1. SOCl2
b)
a)
CH2Br c)
2. H3O
2. AlCl3
2. H3O
COOH
COOH
KMnO4, H2O
Na2Cr2O7, H2SO4
KMnO4, H2O
d)
okt-4-yn e)
CH2OH
f) CH2OH
(stÄ™\
., ciepły)
(stÄ™\
., ciepły)
Br
1. Mg, eter
COOH
KMnO4, H2O 2. CO2
butan-2-ol, H
g)
h)
i)
O
(stÄ™\
., gorÄ…cy)
3. H3O
CH3
O
O
1. O3
COOH
NH3 H O
2. H2O
OH
j) CH3Br
k) l)
m)
t. pok.
OH
O Na
7. Zaproponuj mo\
liwe drogi realizacji poni\
szych, kilkuetapowych syntez.
O
COOH
OH
COOH
b)
a) c)
Ph
Ph OH
Br COOH
O
O
d) e)
H
OH
Br
O O