20. Karboxylové kyseliny a jejich deriváty

Jeden elektronový vzorec karboxylátového aniontu přesně nevystihuje rozložení záporného náboje a pozici dvojné vazby skutečnost je průměrem dvou rezonančních struktur = každý z kyslíků nese polovinu záporného náboje a vazby C-O mají charakter 1,5násobné vazby

- proton se odštěpuje mnohem snadněji než u alkoholů – je to dáno spojení karbonylové a hydroxylové skupiny kyslík v karbonylu má tendenci přitahovat pí-elektrony více než uhlík = oslabení vazby O-H v hydroxylové skupině a to zapříčiňuje snadnější disociaci ve vodném roztoku

Reakce

NEUTRALIZACE

- reakce karboxylových kyselin s hydroxidy, při níž vznikají soli karboxylových kyselin

CH3COOH + NaOH → CH3COONa (octan sodný) + H2O

DEKARBOXILACE

- reakce, při níž dojde k odštěpení CO2 (zániku karboxylové skupiny) při zahřívání některých karbox. kys.

HOOC - CH2 - COOH → CO2 + CH3COOH

ESTERIFIKACE

- reakce karboxylové kyseliny a alkoholu (kysele katalyzovaná), alkohol se aduje na částečný kladný uhlíkový atom karboxylu za vzniku esteru a současného odštěpení molekuly vody

- opačný proces je hydrolýza esterů

Podmínky průběhu:

• Katalýza kyselinou (vznik kyseliny + alkoholu)

• Zmýdelnění esterů – v zásaditém prostředí (vznik soli karboxylové kyseliny + alkohol)

Příprava

• Katalytickou oxidací vyšších alkanů vzdušným kyslíkem

• Oxidací nenasycených uhlovodíků roztokem manganistanu draselného

• Oxidací arenů (řízenou)

Přehled nejvýznamnějších zástupců

Kyselina mravenčí

− Bezbarvá, leptavá, ostře páchnoucí kapalina s baktericidními vlastnostmi

− Vyskytuje se v tělech mravenců, včelím jedu, listech kopřiv

− Používá se při konzervování, jako dezinfekční prostředek nebo v kožním lékařství

Kyselina octová

− Bezbarvá kapalina štiplavého zápachu

− Používá se k výrobě acetátového hedvábí, v konzervárenství, při výrobě léčiv (acylpyrin), její 5 až 8% vodný roztok se běžně prodává jako ocet

− Koncentrovaná kyseliny octová tuhne už při 17°C, nazýváme ji ledová kyselina octová

Kyselina máselná

- olejovitá, nepříjemně páchnoucí kapalina – vzniká ve žluklém másle, zvratky, pot savců

- ve formě esteru se vyskytuje v másle

Kyselina palmitová, stearová

− Pevné bílé látky

− Obě kyseliny jsou ve formě svých esterů s glycerolem přítomny v tucích, jejich alkalickou hydrolýzou vznikají soli těchto kyseliny - mýdla

Kyselina šťavelová

- výskyt v rostlinách ve formě solí = šťavelany – vážou v těle vápník, složka ledvinových kamenů

- příprava mořidel

Kyselina benzoová

− Pro své antioxidační a konzervační účinky se užívá v potravinářství (jako ochrana proti plísním a kvasinkám) a v lékařství při kožních infekcích

Kyselina akrylová, methakrylová

- výroba plexiskla (organické sklo), kontaktní čočky, zubní náhrady

Kyselina tereftalová