3 . Axit hữu cơ (axit cacboxylic)



3 . Axit hữu cơ (axit cacboxylic)

I. Định nghĩa Axít cacboxylic: Là một loại axit hữu cơ chứa nhóm chức cacboxyl, có công thức tổng quát là R-C(=O)-OH, đôi khi được viết thành R-COOH hoặc R-CO2H trong đó R- là gốc hydrocarbon no hoặc không no.Loại axít cacboxylic đơn giản nhất là no, đơn chức, ký hiệu R-COOH trong đó R- là gốc hydrocarbon thậm chí chỉ là 1 nguyên tử hydro.

 

 Đồng đẳng và danh pháp

1 . Đồng đẳng

Axit cacboxylic no đơn chức là những hợp chất hữu cơ mà phân tử gồm một nhóm - COOH liên kết với gốc alkyl.

Công thức tổng quát CnH2n+1COOH  (n ³ 0)  Hay  CmH2mO2 (m ³ 1)

Công thức tổng quát của ãit mạch hở là : CnH2n +2 – 2k –x  (COOH) x

  1. Tên gọi

Số nguyên tử Carbon

Tên thông dụng

Danh pháp IUPAC

Công thức cấu tạo

Thường có trong

1

Axít formic

Axít metanoic

HCOOH

Nọc của côn trùng

2

Axít axetic

Axít etanoic

CH3COOH

Giấm ăn

3

Axít propionic

Axít propanoic

CH3CH2COOH

 

4

Axít butyric

Axít butanoic

CH3(CH2)2COOH

Bơ ôi

5

Axít valeric

Axít pentanoic

CH3(CH2)3COOH

 

6

Axít caproic

Axít hexanoic

CH3(CH2)4COOH

 

7

Axít enantoic

Axít heptanoic

CH3(CH2)5COOH

 

8

Axít caprylic

Axít octanoic

CH3(CH2)6COOH

 

9

Axít pelargonic

Axít nonanoic

CH3(CH2)7COOH

 

10

Axít capric

Axít decanoic

CH3(CH2)8COOH

 

12

Axít lauric

Axít dodecanoic

CH3(CH2)10COOH

Có nhiều trong dầu dừa

18

Axít stearic

Axít octadecanoic

CH3(CH2)16COOH

 

Tên thay thế = tên ankan +oic

Nếu axit không no: CH2 = CH - COOH             (axit acrylic)

CH2 = C - COOH                        (axit metacrylic)

CH3

 
 

 


CH3 - (CH2)7 - CH = CH - (CH2)7 - COOH

                                                   (Cis-axit oleic)

 

 

II. Tính chất vật lí

- Các axit tan trong H2O vì tạo liên kết hiđro với H2O

- Các axit có nhiệt độ soi cao hơn hẳn so với ancol có cùng số nguyên tử C do giữa hai phân tử axit tạo được 2 liên hết hiđro.

 

-Axit cacboxylic là  những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm cacboxyl ( -COOH) liên kết trực tiếp với nguyện tử cacbon hoặc nguyên tử hiđro.

III. Tính chất hóa học

1. Tính axit:

-      Axit cacboxylic điện li không hoàn toàn trong nước theo cân bằng:

R –COOH +H2O  H3O+ + R –COO-  ;   

 (Ka là mức đo lực axit, Ka càng lớn thì axit càng mạnh và ngược lại)

-          Axit cacboxylic là một axit yếu. Tuy vậy, chúng có đủ tính chất của 1 axit: làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng được với kim loại giải phóng hiđro, với oxit kim loại, với bazơ, với muối và rượu.

HCOOH +Na à HCOONa +1/2 H2

2CH3COOH +MgO à (CH3COO)2Mg +H2O

2CH2=CH –COOH +Na2COà2CH2CH –COONa +CO2+H2O

HOOC –COOH +Ca(OH)2 à

-          Trong các axit no đơn chức, axit fomic (HCOOH) mạnh hơn cả. Các nhóm ankyl đẩy electron về phía nhóm cacboxyl nên làm giảm lực axit. Các nguyên tử có độ âm điện lớn ở gốc R hút electron của nhóm cacboxyl .

 

2 Phản ứng với ancol ( phản ứng este hóa )

 

3. Phản ứng tách nước liên phân tử:

Khi cho tác dụng với P2O5. hai phân tử axit tách đi một phân tử nước tạo thành phân tử anhiđrit axit:

4. Phản ứng thế ở gốc no.

Khi dùng photpho xúc tác, Cl chỉ thế cho H ở cacbon bên cạnh nhóm cacboxyl

CH3CH2 CH2COOH +Cl2 

 

      5. Phản ứng thế ở Cacbon

Cl

 
CH3 - CH­2 - COOH + Cl2 CH3 - CH - COOH + HCl

     

6. Phản ứng thế ở gốc thơm.

Nhóm cacboxyl ở vòng benzen định hướng cho phản ứng thế tiếp theo vào vị trí meta làm cho phản ứng khó khăn hơn so với thế vào benzen.

 

            7. Phản ứng đặc biệt của gốc R:

 + Nếu HOOH có khả năng tham gia tráng bạc:

  HOOH +2AgNO3 + 4NH3  →( NH4 )2CO3 + 2Ag  + 2NH4NO3

  +R  có nối đôi , thì có phản ứng tham gia trùng hợp, cộng, oxi hóa

     Axit chưa no còn cho phản ứng cộng, trùng hợp.

CH2=CH –COOH +H2O à HO –CH2 –CH2 –COOH

nCH2=CH –COOH

 

  +Ngoài ra axit có khả năng tham gia phản ứng trùng ngưng:

 

IV. Điều chế

                                                                                

1.      Oxi hóa anđêhit tương ứng Oxi hóa hiđrocacbon, ancol, andehyt tương ứng:

C6H5 –CH3 C6H5COOK C6H5 –COOH

+Oxi hóa rượu bậc I tương ứng:

5CH2 –CH2OH + 4KMnO4 + 6H2SO4 à 5CH3COOH + 2K2SO4+4MnSO4+11H2O

+Oxi hóa hiđrocacbon chưa no:

5CH3 –CH = CH –CH3 +8KMnO4+12H2SO4à 10CH3COOH + 4K2SO4+8MnSO4 +12H2O

+Oxi hóa ankan thích hợp:

R –CH3 RCOOH +H2O

 

CH3 - CH2 - CHO + O2  CH3 - CH2 - COOH

2. Riêng CH3COOH còn thêm các phương pháp điều chế khác như sau:

a. Lên men giấm

C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O

b. Tổng hợp từ C2H2

C2H2 + H2O  CH3CHO

CH3CHO + O2 CH3COOH

    CH2OH +CO CH3COOH

 

3 . R -C≡N + 2H2O →RCOOH + NH3

 




No comments:

 

© 2012 Học Để ThiBlog tài liệu