Karboxylové kyseliny a jejich funkční deriváty



Podobné dokumenty
Karboxylové kyseliny

Karbonylové sloučeniny

OCH/OC2. Deriváty karboxylových kyseliny

Úvod Obecný vzorec alkoholů je R-OH.

Organická chemie (KATA) rychlý souhrn a opakování

Organická chemie 3.ročník studijního oboru - kosmetické služby.

Aminy a další dusíkaté deriváty

OCH/OC2. Karboxylové kyseliny

Obsah. 2. Mechanismus a syntetické využití nejdůležitějších organických reakcí Adiční reakce Elektrofilní adice (A E

EU peníze středním školám digitální učební materiál

Organická chemie II. Acylderiváty I. Zdeněk Friedl. Kapitola 21. Solomons & Fryhle: Organic Chemistry 8th Ed., Wiley 2004

Substituční deriváty karboxylových kyselin

HYDROXYDERIVÁTY. Alkoholy Fenoly Bc. Miroslava Wilczková

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

1. ročník Počet hodin

Sada 7 Název souboru Ročník Předmět Formát Název výukového materiálu Anotace

Základní chemické pojmy

Karbonylové sloučeniny

Ethery, thioly a sulfidy

Reaktivita karboxylové funkce

Kyslíkaté deriváty. 1) Hydroxyderiváty: a) Alkoholy b) Fenoly. řešení. Dle OH = hydroxylová skupina

ALKOHOLY, FENOLY A ETHERY. b. Jaké zdroje cukru znáte a jak se nazývají produkty jejich kvašení?

Vlastnosti. Pozor! H 3 C CH 3 H CH 3

Reakce aldehydů a ketonů s N-nukleofily

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Organická chemie pro biochemiky II část

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

nano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Hydroxysloučeniny Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Únor

OCH/OC2. Karbonylové sloučeniny 1

H H C C C C C C H CH 3 H C C H H H H H H

Alkoholy. Alkoholy. sekundární. a terciární

Karboxylové kyseliny

Charakteristika Teorie kyselin a zásad. Příprava kyselin Vlastnosti + typické reakce. Významné kyseliny. Arrheniova teorie Teorie Brönsted-Lowryho

CH 3 -CH 3 -> CH 3 -CH 2 -OH -> CH 3 -CHO -> CH 3 -COOH ethan ethanol ethanal kyselina octová

KARBOXYLOVÉ KYSELINY C OH COOH. řešení. uhlovodíkový zbytek. KARBOXYLOVÝCH funkčních skupin. - obsahují 1 či více

AMINOKYSELINY REAKCE

PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE bakalářský studijní obor Bioorganická chemie 2011

Školní vzdělávací program

CH 2 = CH 2 ethen systematický název propen CH 2 = CH CH 3 but-1-en CH 2 = CH CH 2 CH 3 but-2-en CH 3 CH = CH CH 3 buta-1,3-dien CH 2 = CH CH = CH 2

Alkeny. Alkeny. Největšíprůmyslový význam majíethen (ethylen) a propen (propylen) jako suroviny pro další přeměny nebo pro polymerace

1. nitrosloučeniny R-NO 2 CH 3 -NO aminosloučeniny R-NH 2 CH 3 -NH 2

Karboxylové kyseliny. Ing. Lubor Hajduch ZŠ Újezd Kyjov

4. ročník - seminář Vzdělávací obor - Člověk a příroda

Do této skupiny patří dusík, fosfor, arsen, antimon a bismut. Společnou vlastností těchto prvků je pět valenčních elektronů v orbitalech ns a np:

HALOGENDERIVÁTY UHLOVODÍKŮ

1. Jeden elementární záporný náboj 1, C nese částice: a) neutron b) elektron c) proton d) foton

MATURITNÍ OTÁZKY Z CHEMIE

projektu OPVK 1.5 Peníze středn CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu: Ing. Eva Kubíčková edmět: Deriváty uhlovodíků 41-l/01)

Aldehydy, ketony, karboxylové kyseliny

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Halogenderiváty. Halogenderiváty

Názvosloví anorganických sloučenin

karboxylové sloučeniny

OCH/OC2. Heterocyklické sloučeniny

OCH/OC2. Karbonylové sloučeniny 2

Chemie - Sexta, 2. ročník

Jednou z nejdůležitějších skupin derivátů uhlovodíků jsou sloučeniny obsahující jednovazné hydroxylové skupiny OH, proto hydroxyderiváty:

KARBOXYLOVÉ KYSELINY

HYDROXYLOVÉ SLOUČENINY KYSLÍKATÉ DERIVÁTY UHLOVODÍKŮ

Maturitní témata z chemie pro školní rok 2017/2018 pro jarní a podzimní termín maturit

Chemie 2018 CAUS strana 1 (celkem 5)

Organické látky. Organická geochemie a rozpuštěný organický uhlík

Téma : DERIVÁTY VYPRACOVAT NEJPOZDĚJI DO

Karboxylová skupina vzniká připojením hydroxylové skupiny OH ke karbonylové skupině (oxoskupině) >C=O. Souhrnně

Kyslíkaté deriváty uhlovodíků III

Chemická reaktivita NK.

DUM č. 2 v sadě. 24. Ch-2 Anorganická chemie

3. ročník Vzdělávací obor - Člověk a příroda

Složení a struktura atomu Charakteristika elementárních částic. Modely atomu. Izotopy a nuklidy. Atomové jádro -

2. Karbonylové sloučeniny

Úvod do studia organické chemie

Chemie NÁRODNÍ SROVNÁVACÍ ZKOUŠKY KVĚTNA 2017

DUM VY_52_INOVACE_12CH31

EU peníze středním školám digitální učební materiál

TEST + ŘEŠENÍ. PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE bakalářský studijní obor Bioorganická chemie 2010

5. CHEMICKÉ REAKCE. KLASIFIKACE CHEMICKÝCH REAKCÍ a) Podle vnějších změn Reakce skládání = SYNTÉZY z jednodušších -> složitější 2H 2 + O 2 -> 2H 2 O

Kyselost, bazicita, pka

Quiz Karboxylové kyseliny & jejich deriváty

3.3.3 Karbonylové sloučeniny

Struktura lipidů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

DUM VY_52_INOVACE_12CH24

Aromacké uhlovodíky reakce

II. Chemické názvosloví

Repetitorium anorganické a organické chemie Ch51 volitelný předmět pro 4. ročník

NÁZVOSLOVÍ ANORGANICKÝCH SLOUČENIN

CHEMIE - Úvod do organické chemie

Seminář z chemie. Charakteristika vyučovacího předmětu

Chemie NÁRODNÍ SROVNÁVACÍ ZKOUŠKY DUBNA 2017

nenasycené uhlovodíky nestálé, přeměňují se na karbonyly

Substituční deriváty karboxylových kyselin

Alkany a cykloalkany

17. DUSÍKATÉ DERIVÁTY, EL. POSUNY

Sekunda (2 hodiny týdně) Chemické látky a jejich vlastnosti Směsi a jejich dělení Voda, vzduch

Vzdělávací obsah vyučovacího předmětu

Kyslík a vodík. Bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu, asi 14krát lehčí než vzduch. Běžně tvoří molekuly H2. hydridy (např.

Rozdělení uhlovodíků

18. Reakce v organické chemii

Transkript:

Karboxylové kyseliny a jejich funkční deriváty

Úvod Karboxylové kyseliny jsou nejdůležitější organické kyseliny. Jejich funkční skupina je karboxylová skupina a tento název je složen ze slov karbonyl a hydroxyl. Názvosloví karboxylových kyselin. Podle systematického názvosloví jsou jejich názvy odvozeny od mateřských uhlovodíků pomocí zakončení ová kyselina. U cyklických sloučenin se tvoří z názvu uhlovodíku, který dostaneme odtržením karboxylové skupiny, a zakončení karboxylová kyselina.

Triviální názvy

Fyzikální vlastnosti karboxylových kyselin

Struktura karboxylových kyselin

Kyselost a disociační konstanty karboxylových kyselin Karboxylové kyseliny disociují ve vodě za vzniku karboxylového anionu a protonu.

Vliv struktury na disociační konstantu, induktivní efekt Nejdůležitějším faktorem odpovědným za rozdíl kyselosti je indukční efekt skupin těsně sousedících s karboxylovou skupinou. Podobně jako u alkoholů a fenolů zde platí pravidlo, které říká, že elektronakceptorové skupiny (halogeny, nitro, kyano, atd.) zvyšují disociační konstantu a elektrondonorové skupiny ji naopak snižují.

Tvorba solí karboxylových kyselin Karboxylové kyseliny vytvářejí nejrůznější soli například reakcí s hydroxidy nebo uhličitany kovů. Některé soli karboxylových sloučenin jsou velmi důležité a setkáváme se s nimi i v běžném životě. Například octan hlinitý se používá v lékařství k obkladům při otocích. Octan olovičitý je oxidační činidlo. Sodné soli vyšších mastných kyselin (palmitové, stearové, olejové, atd.) se používají jako mýdla.

Příprava karboxylových kyselin Oxidace primárních alkoholů Pro tuto reakci se nejčastěji používají oxidační činidla jako manganistých draselný (KMnO 4 ), oxid chromový (CrO 3 ), kyselina dusičná a v případě aldehydů Ag 2 O. Ketony lze oxidovat pouze velmi silnými činidly na dikyseliny

Oxidace alkylových skupin na aromátech Aromatické karboxylové kyseliny je možné připravit oxidací (KMnO 4 nebo Na 2 Cr 2 O 7 ) postranního řetězce navázaného na aromatický kruh. Karboxylové kyseliny je možné také připravit oxidačním štěpením (KMnO 4 ) alkenů.

Reakce Grignardových činidel s CO 2 Grignardova činidla se adují na karbonylovou skupinu oxidu uhličitého za vzniku kyselin. Reakce dává vysoké výtěžky a hodí se pro přípravu jak alifatických, tak aromatických karboxylových kyselin. V tomto případě je dobré si všimnout, že na rozdíl od předešlých metod, dochází k prodloužení uhlíkatého řetězce o jeden atom uhlíku, než bylo v mateřském alkyl nebo arylhalogenidu.

Hydrolýza nitrilů Nitrily mohou být hydrolyzovány na karboxylové kyseliny buď v kyselém nebo bazickém prostředí. Názvosloví nitrilů vychází z názvosloví odpovídajících mateřských uhlovodíků. K názvu mateřského uhlovodíku se přidá přípona -nitril (například, butan, butannitrile atd).

Funkční deriváty karboxylových kyselin

Příprava nitrilů Reakce halogenalkanů s kyanidy Dehydratace amidů Reaktivita nitrilů

Reaktivita derivátů karboxylových kyselin Většina reakcí karboxylových kyselin, esterů a podobných sloučenin zahrnuje nukleofilní atak na karbonylovou skupinu. Z obecného hlediska jsou estery vůči nukleofilnímu ataku méně reaktivní než aldehydy a ketony. To je dáno tím, že pozitivní náboj na atomu uhlíku karbonylové skupiny může být delokalizován mezi dvěma atomy kyslíku a tak je atom uhlíku karbonylové skupiny je méně positivní.

Estery Estery jsou deriváty karboxylových kyselin u nichž je OH skupina nahrazena OR skupinou Většina esterů jsou příjemně vonící látky, které odpovědné za vůni či chuť v mnoha druzích ovoce a květin.

Syntéza esterů Nejběžnější příprava esterů je založena na reakci karboxylových kyselin s alkoholy v přítomnosti kyselých katalyzátorů (HCl, H 2 SO 4, CH 3 C 6 H 4 SO 3 H, atd.) Mechanismus kysele katalyzované esterifikace

Hydrolýza esterů Bazická (alkalická) hydrolýza esterů se nazývá zmýdelnatění (saponifikace, z latinského sapon mýdlo), protože se tato reakce používala při přípravě mýdla z tuků.

Bazická hydrolýza esterů Kyselá hydrolýza esterů

Aminolýza esterů Aminolýza esterů čpavkem nebo primárními a sekudárními aminy je podobná saponifikaci a poskytuje amidy. Reakce esterů s Grignardovými činidly Reakce esterů karboxylových kyselin s Grignardovými nebo organolithnými činidly může probíhat v závislosti na molárním poměru obou reaktantů.

Redukce esterů Estery se redukují na alkoholy nejlépe pomocí tzv. komplexních hydridů jako LiAlH 4 (tetrahydridohlinitan lithný). Zastavit redukci ve stadiu aldehydu lze jen s použitím méně reaktivního hydridu (DIBAH) za nízké teploty

Acylhalogenidy Acylhalogenidy patří mezi nejreaktivnější deriváty karboxylových kyselin, což je dáno velkou elektronegativitou atomu chloru, který silně přitahuje elektrony a tím činí atom uhlíku náchylný k nukleofilní substituci. Acylhalogenidy jsou většinou velmi agresivní látky a mají dráždivé účinky, což je dáno tím, že většinou velmi rychle reagují s celou řadou nukleofilů.

Anhydridy karboxylových kyselin Anhydridy vznikají odštěpením molekuly vody ze dvou molekul karboxylových kyselin a spojením obou zbytků. Příprava nesymetrických anhydridů

Anhydridy jsou vůči nukleofilům reaktivnější než estery, ale méně reaktivní acylhalogenidy.

Amidy karboxylových kyselin Amidy jsou nejméně reaktivní mezi běžnými deriváty karboxylových kyselin a to je hlavní příčina proč se často vyskytují v přírodě. Mezi nejdůležitější zástupce amidů patří proteiny, jejich chemie však bude probírána později. 28

Amidy mají planární strukturu. To je způsobeno rezonancí, která je velmi důležitá. Jednoduchá vazba uhlík-dusík chová jako skoro jako dvojná vazba. Atom dusíku a karbonylový atom uhlíku a další atomy na ně navázané ve stejné rovině a rotace kolem vazby C-N je tak omezena. Délka vazby C-N je pouze 1.32 Å (délka normální vazba C-N je obyčejně 1.47 Å). Přítomnost dipólových momentů znamená, že amidy jsou velmi polární látky a snadno tvoří vodíkové vazby.

Stejně jako ostatní deriváty karboxylových kyselin reagují amidy s nukleofily. Typickým příkladem je jejich hydrolýza na karboxylové kyseliny. Amidy je možné redukovat na aminy. Amidy je možné dehydratovat na nitrily v přítomnosti silných dehydratačních činidel jako P 2 O 5.

Hoffmanovo odbourávání

Laktony cyklické estery Cyklické funkční deriváty karboxylových kyselin Laktamy cyklické amidy β-laktamy penicilinová antibiotika