20. Karboxylové kyseliny a jejich deriváty

Typická reakce všech esterů je hydrolýza

a) Kyselá (= opak esterifikace; reakce esteru a vody v kyselém prostředí – produktem je alkohol a kyselina)

b) Zásaditá

Polyestery

− Některé estery jsou základem makromolekulárních sloučenin – polyesterů (PES)

např. textilní výrobky (obsahují polyesterová vlákna, jejichž základem je kys. tereftalová), potravinářství jako součásti vonných látek (esencí - ethyl-formiát – složka rumové esence), repelent (dimethyl-ftalát)

Schéma polykondenzace:

a) Estery nižších karboxylových kyselin a alkoholů (ovocné estery)

- Do 5 uhlíků: nižší kyseliny a alkoholy nbl. ovocné estery

CH3 - CH2 - COOH + CH3 - CH2 - OH → CH3 - CH2 - CO - O - CH2 - CH3 + H2O

a) Kys. propanová → propanoát … ethanol → ethyl = ethylpropanoát

b) Kys. propionová → propionan … ethanol → ethylnatý = propionan ethylnatý

c) ethylester kys. propanové (propionové)

CH3 - CO - O - CH2 - CH2 - CH3 propylester kys. octové / propylethanoát / octan propylnatý

Kyselá hydrolýza - H - CO - O - CH2 - CH3 + H2O → H - COOH + CH3 - CH2 - OH kys. mravenčí a ethanol

Zásaditá hydrolýza - H - CO - O - CH2 - CH3 + NaOH → H - COONa + CH3 - CH2 - OH

Ester a zásada (hydroxid) za vzniku alkoholu a soli (mravenčan sodný)

b) Estery vyšších mastných karboxylových kyselin a vyšších jednosytných alkoholů (vosky)

příklad vyšší jednosytné alkoholy: C30H61OH myricylalkohol, C16H33OH cetylalkohol

k. palmitová C15H31COOH + myricylalkohol C30H61OH → C15H31 - CO - O - C30H61 (palmitan myricylnatý =včelí vosk) + H2O

c) Estery vyšších mastných kyselin a trojsytného alkoholu glycerolu (tuky, oleje)

Zmýdelňování esterů - výroba mýdla

5) AMIDY

− Vzniknou náhradou hydroxylové skupiny v karboxylové skupině amidoskupinou NH2

- Kapalné nebo krystalické látky

- Vysoké teploty tání a varu – díky přítomnosti vodíkových vazeb

− Nemají zásadité vlastnosti

− Vyskytují se v přírodních látkách - v peptidech a bílkovinách

H-COOH → H-CO-NH2 amid kys. mravenčí / amid kys. methanové / methanamid / formamid

CH3-CO-NH2 → amid kys. octové / amid kys. ethanové / ethanamid / acetamid

N, N.dimethylformamid – DMF, laboratorní rozpouštědlo

Příprava:

• Termický rozklad amonných solí

• Reakce anhydridu, esterů, halogenidů + amoniak, primární/sekundární aminy

Polyamidy:

- silon/nylon - vzniká reakcí diaminu + dikarboxylové kyseliny

Př. hexan-1,6-diamin + hexandiová kyselina → nylon 66 PAD (= polyamid)

6) NITRILY

− Vzniknou náhradou karboxylové a hydroxylové skupiny dusíkem s trojnou vazbou

R-COOH → R-CN (R - C ≡ N)

- jedovaté látky

Příprava:

- dehydratace amidů

CH3 - CN nitril kyseliny octové / acetonitril

Akrylonitril – surovina pro výrobu umělých vkáken

Reakce:

Adice kyanovodíku na ethyn (acetylen) za vzniku akrylonitrilu

CH ≡ CH + HCN → CH2 = CH - CN kyselina akrylová → nitril kyseliny akrylové / akrylonitril