Καρβοξυλικά οξέα και παράγωγα

Transcript

1 Καρβοξυλικά οξέα και παράγωγα

2 Καρβοξυλικά οξέα Μεθανικό οξύ Μυρμηκικό ή φορμικό οξύ Αιθανοϊκό οξύ Οξεικό οξύ Βενζοϊκό οξύ (συντηρητικό Ε210-Ε213)

3 Καρβοξυλικά οξέα Κιτρικό οξύ σε φρούτα (λεμόνι, lime, ) Ε330 Η συζυγής βάση του οξέος αποτελεί θεμελιώδες συστατικό των οστών, ελέγχοντας το μέγεθος των κρυστάλλων ασβεστίου. Υδροξυοξέα Μηλικό οξύ πράσινα μήλα, σταφύλια, Ε296 Γαλακτικό οξύ Συστατικό του ξυνισμένου γάλακτος Παράγεται στους μυς κατά την άσκηση στη ζυθοποιεία για μείωση του ph Ε270 Τρυγικό οξύ αντιοξειδωτική δράση γαλακτοματοποιητής Ε334 Μυϊκή τοξίνη

4 Καρβοξυλικά οξέα

5 Καρβοξυλικά οξέα Λιπαρά οξέα Ελαϊκό (oleic) οξύ Σε φυτικά και ζωϊκά λίπη και έλαια. Άοσμο και άχρωμο έως υποκίτρινο. Κατατάσσεται στα μονοακόρεστα ωμέγα-9 λιπαρά οξέα. Κύριο λιπαρό οξύ του ανθρώπινου αδιπικού ιστού. aluminum naphthenate Aluminum palmitate Λινελαϊκό (linoleic) οξύ Απαραίτητο λιπαρό οξύ (λαμβάνεται με την τροφή). napalm Παλμιτικό (palmitic) οξύ Τα λιπαρά οξέα απαντώνται με τη μορφή εστέρων, τα τριγλυκερίδια. Μεταβάλλει τα β-κύτταρα στο πάγκρεας που είναι υπεύθυνα για την έκκριση της ινσουλίνης και την καταστολή του αισθήματος πείνας στον οργανισμό. Η λεπτίνη και η ινσουλίνη είναι οι κύριες ορμόνες ρύθμισης του σωματικού βάρους.

6 Καρβοξυλικά οξέα α- αμινοξέα Δομικοί λίθοι για τη βιοσύνθεση πρωτεϊνών Πεπτιδική σύνθεση

7 Καρβοξυλικά οξέα Δι- και τρικαρβοξυλικά οξέα Κιτρικό οξύ Ηλεκτρικό οξύ Συντηρητικό Ε363 Αδιπικό οξύ Πρώτη ύλη nylon

8 Διμερές Σημεία ζέσεως και διαλυτότητα Καρβοξυλικών οξέων Δεσμοί υδρογόνου Υψηλότερα σ.ζ και υψηλότερη διαλυτότητα στο νερό από τις αντίστοιχες αλκοόλες

9 Οξύτητα Καρβοξυλικών οξέων HA + Η 2 Ο A - + Η 3 Ο + K a K [ A ] [ H O [ HA] 3 [ H2O] ] pk log a K a Όσο μικρότερη η pka τόσο ισχυρότερο το οξύ

10 Οξύτητα Καρβοξυλικών οξέων RCOO Σταθερότερο σε σχέση με RO - των αλκολών. Πιο ισχυρός όξινος χαρακτήρας από τις αλκοόλες. Καρβοξυλικά οξέα pka Μυρμηκικό οξύ ή Μεθανικό οξύ (HCO 2 H) 3,77 Οξεικό οξύ ή Αιθανικό οξύ (CH 3 COOH) 4,76 Χλωραιθανικό οξύ (ClCH 2 COOH) 2,86 Διχλωραιθανικό οξύ (CHCl 2 COOH) 1,29 Τριχλωραιθανικό οξύ (CCl 3 COOH) 0,65 Τριφθοραιθανικό οξύ (CF 3 COOH) 0,50 Βενζοϊκό οξύ(c 6 H 5 CO 2 H) 4,20 Οξαλικό οξύ (HO 2 CCO 2 H) 1,27

11 Διαφοροποίηση της οξύτητας καρβοξυλικών οξέων pk a HCOOH 3.75 CH 3 COOH 4.76 CH 3 CH 2 COOH 4.87 CH 3 CH 2 CH 2 COOH 4.82

12 Διαφοροποίηση της οξύτητας καρβοξυλικών οξέων pk a CH 3 COOH 4.76 CH 2 ClCOOH 2.86 CHCl 2 COOH 1.29 CCl 3 COOH 0.65

13 Διαφοροποίηση της οξύτητας καρβοξυλικών οξέων pk a CH 2 FCOOH 2.66 CH 2 ClCOOH 2.86 CH 2 BrCOOH 2.90 CH 2 ICOOH 3.17 Fluorine is the most electronegative. pk a CH 3 CH 2 CH 2 COOH 4.82 CH 3 CH 2 CHClCOOH 2.84 CH 3 CHClCH 2 COOH 4.06 CH 2 ClCH 2 CH 2 COOH 4.52 The effect falls off quite quickly as the attached halogen gets further away from the -COO - end.

14 Σύνθεση Καρβοξυλικών οξέων Οξείδωση πρωτοταγών αλκοολών και αλδεϋδών

15 Σύνθεση Καρβοξυλικών οξέων Υδρόλυση νιτριλίων, εστέρων ή αμιδίων Όξινη R-CN + HCl + 2H 2 O R-COOH + NH 4 Cl Αλκαλική R-CN + NaOH + H 2 O R-COONa + NH 3 Παράγεται οξύ με ένα άτομο C περισσότερο από το αλκύλιο του νιτριλίου

16 Σύνθεση Καρβοξυλικών οξέων Επίδραση CO 2 σε ενώσεις Grignard Παράγεται οξύ με ένα άτομο C περισσότερο από το αλκύλιο της ένωσης Grignard

17 Σύνθεση Καρβοξυλικών οξέων Οξείδωση αλκυλοβενζολίων Ανεξάρτητα από το μέγεθος της αλειφατικής αλυσίδας, η οξείδωση οδηγεί στο σχηματισμό -COOH

18 Σύνθεση Καρβοξυλικών οξέων Οξειδωτική διάσπαση αλκενίων Αν ο C του δ.δ συνδέεται με H.

19 Σύνθεση Καρβοξυλικών οξέων Οξειδωτική διάσπαση αλκενίων Οζονόλυση Εναλλακτική της οζονόλυσης

20 Χημικές ιδιότητες καρβοξυλικών οξέων Το Η του COOH είναι όξινο CH 3 COOH + NaHCO 3 CH 3 COO Na + + CO 2 + H 2 O Σάπωνες

21 Χημικές ιδιότητες καρβοξυλικών οξέων Αναγωγή προς πρωτοταγείς αλκοόλες Μπορούν να παρασκευαστούν αλκοόλες μεγάλης αλειφατικής αλυσίδας από οξέα που υπάρχουν στη φύση.

22 Χημικές ιδιότητες καρβοξυλικών οξέων Ηλεκτρονιόφιλη Αρωματική Υποκατάσταση σε αρωματικά οξέα meta- προσανατολισμός

23 Χημικές ιδιότητες καρβοξυλικών οξέων Σχηματισμός παραγώγων (αντικατάσταση ΟΗ) Ακυλαλογονίδια Συμπαράγεται και μια ποσότητα RCH 2 COX (αλογόνωση σε α-θέση) Ονοματολογία Η κατάληξη ικό οξύ του οξέος γίνεται υλο αλογονίδιο, πχ. προπανοϊκό οξύ > προπανοϋλο χλωρίδιο Απευθείας επίδραση με διφθόριο αποφεύγεται, ως επικίνδυνη. Προτιμάται η παραγωγή άλλου αλοκαρβονικού οξέος και μετά υποκατάσταση με χρήση υποφθοριούχου υδραργύρου: Μεγάλη δραστικότητα > ασταθή σε υδατικό περιβάλλον > καρβονικό οξύ.

24 Χημικές ιδιότητες καρβοξυλικών οξέων Σχηματισμός παραγώγων (αντικατάσταση ΟΗ) Ανυδρίτες Λιγότερο δραστικοί από τα ακυλαλογονίδια. Ονοματολογία Η κατάληξη οξύ του οξέος γίνεται ανυδρίτης, πχ. οξικό οξύ > οξικός ανυδρίτης Χημικές ιδιότητες ανυδριτών

25 Χημικές ιδιότητες καρβοξυλικών οξέων Σχηματισμός παραγώγων (αντικατάσταση ΟΗ) Αμίδια Αμιδικός δεσμός 1 ο ταγές αμίδιο NH 3 2 ο ταγές αμίδιο RNH 2 3 ο ταγές αμίδιο R 2 NH

26 Χημικές ιδιότητες καρβοξυλικών οξέων Σχηματισμός παραγώγων (αντικατάσταση ΟΗ) Αμίδια Λιγότερο δραστικά από ακυλαλογονίδια και ανυδρίτες Όξινη υδρόλυση Αλκαλική υδρόλυση nylon kevlar

27 Χημικές ιδιότητες καρβοξυλικών οξέων Σχηματισμός παραγώγων (αντικατάσταση ΟΗ) Αναγωγή αμιδίων

28 Παράγωγα καρβοξυλικών οξέων Εστέρες Όνομα καρβοξυλικού οξέος (χωρίς το οξύ) + αλκυλεστέρας Οξεικός αιθυλεστέρας R-O-H HO-CO-R

29 Εστέρες Παρασκευή εστέρων Εστεροποίηση Fischer RCO 2 H + R'OH RCO 2 R' + H 2 O Αμφίδρομη αντίδραση- Αρχή Le Chatelier Αντίδραση ακυλοχλωριδίου ή ανυδρίτη οξέος με αλκοόλη RCOCl + R'OH RCO 2 R' + HCl (RCO) 2 O + R'OH RCO 2 R' + RCO 2 H Παραπροϊόν το οξύ Σαλικυλικό οξύ Οξεικός ανυδρίτης Ακετυλοσαλικυλικό οξύ

30 Εστέρες Ιδιότητες εστέρων Όξινη υδρόλυση Αλκαλική υδρόλυση (σαπωνοποίηση)

31 Σάπωνες

32

33 R Χημικές ιδιότητες εστέρων Μετεστεροποίηση Υδρόλυση Αμινόλυση Αναγωγή

34 Λακτόνες (κυκλικοί εστέρες)

35