Kwasy karboksylowe

OHC

H

O

OHC

CH3

OCH

3OH

CCH

2

O

CH2

CH3

OHC

CH2

O CH2

OHC

CH

O

CH3

CH2

OHC

C

O

OHC

O

OHC

O

OH O

CCH

3 O

OHC

O

OHC

CH

O

CH

mrówkowy propionowyakrylowy

metakrylowy

salicylowy

acetylosalicylowy

benzoesowy

masłowyoctowy

cynamonowy

Największą kwasowość spośród związków organicznych wykazują kwasy

karboksylowe.

Związki te zawierają w cząsteczce grupę karboksylową –COOH,

połączoną albo z grupą alkilową R (RCOOH)

albo grupą arylową Ar (ArCOOH).

C

O

OH

Nazewnictwo

CC

CC

CC

O

OH

C

6 5 4 3

2 1

Tworzenie nazw polega na dodaniu do nazwy węglowodoru końcówki –owy

i słowa kwas. Szeroko stosowane są też tradycyjne nazwy zwyczajowe tych związków.

HCOOH kwas metanowy (mrówkowy)

CH3COOH kwas etanowy (octowy)

CH3CH2COOH kwas propanowy (propionowy)

CH3CH2CH2COOH kwas butanowy (masłowy)

CH3CH2CH2CH2COOH kwas pentanowy (walerianowy)

Miejsce przyłączenia podstawnika do łańcucha podstawowego wskazuje się w nazwie liczbą

odpowiadającą kolejnemu numerowi wągla w łańcuchu. Za atom C-1 uważa się atom węgla grupy

karboksylowej.

W nazewnictwie zwyczajowym kolejne atomy węgla sąsiadujące z węglem grupy karboksylowej

oznacza się kolejnymi literami greckimi (α, β, γ itd.).

Atom węgla α w nazwie zwyczajowej odpowiada atomowi C-2 w nazwie systematycznej.

Budowa związku

Grupa funkcyjna zbudowana jest z dwóch części:

1. grupy karbonylowej C=O

2. grupy hydroksylowej –OH

Każda z tych grup oddzielnie nie wykazuje własności kwasowych.

Na skutek indukcji zachodzi przesunięcie elektronów od atomu wodoru ku atomowi

tlenu. W wyniku tego następuje osłabienie wiązania wodór – tlen, co ułatwia oderwanie

protonu.

OCH2

C

O

CH3

H

Z reguły kwasy organiczne są kwasami słabymi, ulegającymi tylko w nieznacznym

stopniu dysocjacji na jony.

OHCH2

C

O

CH3

Własności fizyczne

Kwasy karboksylowe są związkami polarnymi i podobnie jak alkohole silnie

zasocjowanymi stąd wysoka temperatura wrzenia wywołana tworzeniem

wiązań wodorowych.

C

O

O

R

H

C

O

O

R

H-asocjacja pomiędzy czasteczkami

kwasów karboksylowych

-asocjacja pomiędzy wodą i kwasem C

O

O

R

H

HO

H

HO

H

Wskutek możliwości koasocjacji z cząsteczkami wody kwasy karboksylowe

C1-C4 są łatwo rozpuszczalne w wodzie; kwas walerianowy (C5) rozpuszcza

się częściowo, wyższe homologi kwasów są praktycznie nierozpuszczalne.

Otrzymywanie kwasów karboksylowych

Utlenianie alkoholi 1°-rzędowych

Można utlenić do aldehydów, stosując mieszaninę K2Cr2O7 i rozcieńczonego kwasu

siarkowego. Utlenianie do kwasu realizuje się przez ogrzewanie z roztworem KMnO4.

CH3

CH2

C O

H

CH3

CH2

CH2

OH

CH3

CH2

C O

OH

[O][O]

KMnO4

Hydroliza nitryli (poprzez ogrzewanie nitrylu z wodnym roztworem kwasu

mineralnego)

Reakcja związków Grignarda z dwutlenkiem węgla

CH3

CH2

C

N

CH3

CH2

C O

OH

H2O/H+

CH3

CH2

CH2

MgBr

CH2

CH2

C

OH

OCH3

CH2

CH2

C

O

OCH3

MgBr

CO2H2O/H+

Otrzymywanie kwasów karboksylowych

Schemat syntez z alkoholi:

CH3

CH2

CH2

MgBr

CH2

CH2

C

OH

OCH3

CH3

CH2

CH2

OH

CH3

CH2

C OH

O

CH3

CH2

CH2

Br C

CH3

CH2

CH2

N

CH2

CH2

C

OH

OCH3CH

2

CH2

C

OMgBr

OCH3CO2

H2O/H+

[O]

HBr

NaCN

Mg

H2O/H+

(C3)

(C3)

(C4)

(C4)

Reakcje kwasów karboksylowych

1.Reakcje wodoru grupy hydroksylowej

Kwasowość kwasów

karboksylowych związana

jest z ich strukturą

(silna stabilizacją ich

anionu przez rezonans)

Wpływ podstawników na kwasowość

OCH2

C

O

CH3

OCH2

C

O

CH3

OCH2

C

O

CH3OHCH

2

C

O

CH3

+ H+

OHHC

O17,7

OHCH3

C

O1,75

CH3 OHCH

2

C

O

CH2

1,52

OHCH2

C

O

Cl136

OHCC

O

Cl

Cl

Cl

23200

Ka

Kwasowość kwasów karboksylowych

Kwasowość kwasów karboksylowych jest przyczyną tworzenia soli.

Działanie na metale

Powoduje utlenienie metalu do jonu przez jon wodorowy z jednoczesna redukcją

tego ostatniego do wolnego wodoru.

2CH3COOH + Zn (CH3COO)2Zn + H2

Reakcja z wodorotlenkami, tlenkami metali, węglanami

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

2CH3COOH + HgO (CH3COO)2Hg + H2O

2CH3COOH +CaCO3 (CH3COO)2Ca + H2O + CO2

CH3COOH + NH4OH CH3COONH4 + H2O

Sole niższych kwasów karboksylowych są łatwo rozpuszczalne w wodzie,

co można wykorzystać do wydzielenia kwasów karboksylowych z

mieszanin z innymi związkami organicznymi.

Podstawianie grupy hydroksylowej w kwasch

-tworzenie chlorków kwasowych

CH2

CH2

C

OH

OCH3 CH

2

CH2

C

Cl

OCH3PCl5, PCl3 lub SOCl2

OHCH

3CH

3 OHCH2

C

O

CH2

OCH

3CH

3 CH2

C

O

CH2

H++ + H2O

CH3

CH2

C

OH

O CH3

CH2

C

Cl

O CH3

CH2

C

NH2

O

CH3

NH2

CH3

CH3

CH2

C

NH

O

PCl5+ NH4Cl

NH3

-przekształcanie w amidy

-tworzenie estrów

Pozostałe reakcje kwasów karboksylowych

Redukcja kwasów do alkoholi ma znaczenie praktyczne ze względu na dostępność

niektórych kwasów w wyniku hydrolizy tłuszczów.

Doskonałym reduktorem jest LiAlH4 RCOOH R CH2OH

Reakcje dekarboksylacji

– są to reakcje w których

cząsteczka kwasu rozkłada

się z wydzieleniem

dwutlenku węgla.

Chlorowanie kwasów w grupie alkilowej lub arylowej

CH3CH

2 OHCH2

C

O

C

O

CH3CH

2 CH3

C

O

T+ CO2

OHC

O

O

CH3

C

O

CH3

C

T+ CO2

CH3 OHCH

2

C

O

CH2

CH3 OHCH

C

O

CH2

Cl

Cl2 /P

Reakcja Cannizzaro

Pochodne kwasów karboksylowych

Są to związki, w których grupa –OH w grupie karboksylowej została zastąpiona

odpowiednim ugrupowaniem –Cl (chlorki kwasowe), –OCOR (bezwodniki), –NH2

(amidy), –OR’ (estry).

Chlorki kwasowe (R–COCl) podobnie jak inne pochodne kwasów karboksylowych ulegają

substytucji nukleofilowej. Następuje odszczepienie jonu chlorkowego, a jego miejsce

zajmuje grupa o charakterze zasadowym.

Chlorki kwasowe są bardzo reaktywne.

Ich podstawowe reakcje to:

1)przemiana w kwasy i ich pochodne

-hydroliza

-alkoholiza

-amonoliza

CH3

CH2

C

Cl

O

CH3

CH2

O

CH3

CH2

C

OCH

3

CH2

OH

CH3

CH2

C

OH

O

CH3

CH2

C

NH2

O

NH3

H2O

Występowanie

Halogenki kwasowe nie występują w stanie naturalnym, ponieważ są bardzo reaktywne.

Wszystkie zostały otrzymywane syntetycznie. W praktyce laboratoryjnej i w przemyśle

znalazły zastosowanie głównie chlorki kwasowe.

Nomenklatura

Nazwę halogenków kwasowych tworzy się przez dodanie do nazwy halogenku (fluorku,

chlorku, bromku lub jodku) nazwę reszty acylowej, np. chlorek acetylu.

O

CH3

Cl

O

C2H

5Br

O

Cl

O

BrC C C Cchlorek

acetylu

bromek

propionylu

chlorek

cykloheksanokarbonylubromek

benzoilu

Otrzymywanie

Halogenki kwasowe otrzymuje się z kwasów karboksylowych. Najczęściej stosowanym

odczynnikiem do przekształcania kwasów w chlorki kwasowe jest chlorek tionylu (SOCl2).

Jego zaletą, oprócz niskiej ceny i zapewnienie dobrej wydajności jest to, że obok chlorku

kwasowego powstają łatwe do usunięcia produkty gazowe (SO2 i HCl). Podobne zalety

wykazuje chlorek oksalilu – ClCOCOCl.

CH3

CH3

CH3

O OH

CH3

CH3

CH3

O Cl

kwas 2,4,6-tri-

metylobenzoesowy

CSOCl2

CHCl3

C

+ SO2 + HCl

chlorek 2,4,6-tri-

metylobenzoilu (90%)

CH

2CH

2COOH CH

2CH

2COCl

ClCOCOCl+ HCl + CO + CO2

kwas 3-fenylopropanowy chlorek 3-fenylopropionylu (95%)

Reakcja kwasów karboksylowych z chlorkiem tionylu biegnie zgodnie z mechanizmem SN. W

wyniku addycji SOCl2 do acylowego atomu węgla powstaje chlorosiarczyn acylu, który pod

wpływem anionu chlorkowego traci cząsteczkę SO2 i przekształca się w chlorek kwasowy.

O

R O

Cl

S O

Cl

O

R OS

Cl

O

H

O

R OS

Cl

O

Cl

O

R ClC+ :

..

..:

C.. :

Cl-..

..

..

:

: :H+

C

-: ::

....

..C

..:

+ Cl- + SO2

kwas karboksylowy chlorosiarczynchlorek kwasowy

Chlorki kwasowe można otrzymywać również w reakcji kwasów z takimi pochodnymi

fosforu, jak PCl3, POCl3, PCl5. Bromki kwasowe syntezuje się z kwasów i PBr3 lub POBr3,

zaś jodki kwasowe powstają z chlorków kwasowych pod wpływem jodowodoru, a fluorki

kwasowe z bezwodników i bezwodnego fluorowodoru. 2 CH3COONa + POBr3

2 CH3COBr + NaPO3 + NaBr octan sodu bromek acetylu (65%)

COOH

NO2 NO

2

COCl

+ POCl3 + HClPCl5

kwas p-nitro-

benzoesowy chlorek p-nitrobenzolilu(95%)

Halogenki kwasowe są bardzo reaktywne, ulegają rozkładowi (lizie) pod wpływem wielu

odczynników. Z wodą zachodzi hydroliza do kwasów karboksylowych, z alkoholami w

wyniku alkoholizy powstają estry, z amoniakiem (amonoliza) tworzą się amidy

niepodstawione, z aminami (aminoliza) – amidy podstawione, a z solami kwasów

karboksylowych – bezwodniki kwasowe.

Hydroliza

Chlorki kwasowe w reakcji z wodą ulegają hydrolizie do kwasów karboksylowych. Im

mniejsza masa cząsteczkowa chlorku tym szybciej reaguje on z wodą.

O

Cl

H

H

O

O

Cl

H

H

..

O

O

H

H

..

O

OHC

..:

O: :C

..::

+

-

C

..:

+

B:

C

..:

- HB

chlorek

benzoilu- Cl-

kwas benzoesowy

W praktyce hydroliza chlorków kwasowych nie jest wykorzystywana do otrzymywania

kwasów karboksylowych, gdyż to z kwasów otrzymuje się chlorki kwasowe. Należy jednak

pamiętać o tym, że chlorki kwasowe są wrażliwe na wilgoć. Powinno się, zatem

przechowywać je w szczelnie zamkniętych naczyniach, a reakcje z nimi prowadzić w

warunkach bezwodnych. Wyższe chlorki kwasowe są mniej reaktywne i można ich roztwory

w rozpuszczalniku niemieszającym się z wodą przemywać zimną wodą w celu oczyszczenia,

po czym roztwór dobrze wysuszyć (usunąć resztki wody).

Alkoholiza

Reakcja chlorków kwasowych z alkoholami, zwana alkoholizą, czyli rozkładem pod

wpływem alkoholu jest często stosowana do otrzymywania estrów. O

CH3

O(CH2)3CH

3

O

CH3

ClC

Py

- HClC

+ HO(CH2)3CH3

chlorek acetylu butan-1-oloctan butylu (90%)

COCl

O

OOH+Py C

- HCl chlorek benzoilu cykoheksanol benzoesan cykloheksylu (97%)

Reakcję prowadzi się wobec zasad, np. pirydyny (Py), NaOH lub NEt3, które pochłaniają

wydzielający się chlorowodór.

Alkoholiza chlorków kwasowych biegnie zwykle gwałtowniej niż ich hydroliza, ponieważ

są one rozpuszczalne w alkoholach. Z tego powodu alkoholizę należy prowadzić ostrożnie,

w obniżonej temperaturze, wkraplając chlorek do środowiska reakcji.

Szybkość alkoholizy chlorków kwasowych w dużym stopniu zależy od rzędowości

reagującego alkoholu. Alkohole 1o reagują znacznie szybciej niż 2

o, dlatego wykorzystując tę

zależność można alkohole niżej rzędowe selektywnie acylować w obecności wyżej

rzędowych.

COCl

O

O CH2 OHHOCH

2 OH+Py C

- HCl

chlorek benzolilu 4-hydroksymetylocykloheksanol 4-benzoiloksymetylocykloheksanol (80%) Amonoliza i aminoliza

Halogenki kwasowe w obecności amoniaku ulegają amonolizie, a pod wpływem amin 1o i 2

o

– aminolizie. W obu reakcja tworzą się z wysoką wydajnością amidy, odpowiednio

niepodstawione lub podstawione. Zarówno amonoliza jak i aminoliza niskocząsteczkowych

chlorków kwasowych biegnie gwałtownie.

(CH3)2CHCOCl + 2 :NH3 (CH3)2CHCONH22-metylopropanoamid (83%)chlorek 2-metylopropanoilu

- NH4Cl

Cl

ONH

2NH

O

C+

NaOH C

chlorek benzolilu anilinabenzanilid (75%)

Redukcja

Przez długi czas chlorki kwasowe stanowiły cenny substrat w syntezie aldehydów.

Pierwotnym ich substratem były łatwo dostępne kwasy karboksylowe, których

przekształcenie w chlorki kwasowe nie nastręczało trudności. Problem stanowiła ich

redukcja, ponieważ łatwiej jest zredukować chlorki kwasowe do alkoholi 1o, niż do

aldehydów. Przez długi czas jedynym dostępnym sposobem redukcji chlorków kwasowych

było ich uwodornienie wodorem w obecności katalizatora palladowego zatrutego związkami

siarki. Reakcję tę znaną pod nazwą reakcji Rosenmunda prowadziło się we wrzącym

ksylenie. Nie cieszyła się powodzeniem ze względu na stosunkowo niskie wydajności i

niezbyt dogodne warunki jej prowadzenia.

Pd/S

chlorek kwasowy R-COCl + H2 R-CHO + HCl aldehyd ksylen, tw

Obecnie chlorki kwasowe najdogodniej przeprowadza się w aldehydy za pomocą tri-tert-

butyloksyhydroglinianu litu. O

R Cl

O

R HC

1. LiHAl[OC(CH3)3]3

2. H+/HOHC

chlorek kwasowy aldehyd

Ten selektywny reduktor otrzymuje się w reakcji t-butanolu z tetrahydroglinianem litu. 3 (CH3)3COH + LiAlH4

LiHAl[OC(CH3)3]3 + 3 H2

Tri-tert-butyloksyhydroglinian litu selektywnie redukuje chlorki kwasowe, ponieważ ma

słabsze zdolności redukujące niż LiAlH4, a jego rozbudowana przestrzennie cząsteczka

zawiera tylko jeden atom H. Odczynnik ten pozwala redukować chlorki kwasowe w

obecności grupy nitrowej. COCl

NO2 NO

2

CHO1. LiAlH[OC(CH3)3]3

2. H+/HOHchlorek p-nitrobenzoilu p-nitrobenzaldehyd

(81%)

Oczywiście nie ma zalet bez wad, tri-tert-butyloksyhydroglinian litu w porównaniu do

LiAlH4 jest mniej wydajny (stechiometrycznie redukuje cztery razy mniej chlorku). W takim

przypadku mówimy o niskiej wydajności atomowej reakcji. Z powodów ekonomicznych ten

reduktor jest stosowany jedynie w badaniach naukowych i do wytwarzania drogich

produktów.

Tetrahydroglinian litu redukuje chlorki kwasowe do alkoholi 1o.

COCl CH2OH1. LiAlH4

2. H+/HOH

chlorek

benzoilu

alkohol

benzylowy(96%)

Reduktorem w tej reakcji jest anion wodorkowy: H-. Reakcja biegnie wg mechanizmu SN.

Przejściowo powstaje aldehyd, ale reakcja nie zatrzymuje się na tym etapie i biegnie dalej do

alkoholu.

O

ClR

O

HRCl

O

HR

O

HRH

C + :H

..:

-

C

..: :

-

C

:..

:H-

..

C

: :-

H+/HOH

R-CH2OH

chlorek kwasowy alkohol 1o- Cl-

W praktyce chlorki kwasowe rzadko redukowane są za pomocą LiAlH4, ponieważ te same

produkty można otrzymać z kwasu lub estru, niepotrzebny jest więc etap przekształcania

kwasów w chlorki kwasowe, również niektóre estry są łatwo dostępne.

Acylowanie Firedla - Craftsa

Chlorki kwasowe służą nie tylko do O-acylowania (otrzymywania estrów) i N-acylowania

(otrzymywania amidów), ale również do C-acylowania prowadzącego do ketonów. Pośród

reakcji C-acylowania najbardziej znaną jest reakcja Friedla - Craftsa polegająca na

działaniu chlorku kwasowego na związek aromatyczny w obecności bezwodnego chlorku

glinu. W procesie tym następuje wymiana protonu związane z aromatycznym pierścieniem na

resztę acylową. Reakcja biegnie wg mechanizmu SE. Chlorek glinu ułatwia wytworzenie

kationu acyliowego z chlorku kwasowego. O

Cl

O

CH3CH2C + AlCl3 CH3CH2C+

AlCl4

-chlorek propanolilu kation propanoliowy

Acylowanie związków aromatycznych kationami acyliowymi prowadzi do utworzenia

ketonów poprzez podstawienie aromatycznego protonu.

O

CH2CH

3

O

+ CH3CH2C+ C

benzen

kation propanoliowy

propiofenon

Reakcja Friedla - Craftsa jest szeroko wykorzystywana w syntezie organicznej. Zamiast

chlorków kwasowych stosuje się też bezwodniki kwasowe.

Reakcje ze związkami metaloorganicznymi

Chlorki kwasowe reagują z dwoma molami związku Grignarda (2 mole/1 mol chlorku),

ponieważ powstający przejściowo keton ulega w warunkach reakcji przyłącza kolejną

cząsteczkę związku Grignarda i po hydrolizie tworzy się alkohol 3o. Reakcja biegnie

mechanizmem SN.

O

Cl

O

CH3

Cl

O

CH3

OH

CH3

CH3

+ CH3MgClC

..: :

C

..: MgCl

C

..:

- MgCl2

H+/HOH CH3MgClC

chlorek

benzoilu chlorek metylomagnezowy acetofenon2-fenylopropan-2-ol

(92%)

Reakcję można zatrzymać na etapie ketonu pod warunkiem, że użyje się mniej reaktywnych

reagentów, takich jak odczynniki Gilmana czy związki kadmoorganiczne. Odczynniki

Gilmana nie reagują z estrami, ani z bezwodnikami. Dietylomiedzian litu został

wykorzystany do otrzymywania manikonu, feromonu alarmowego mrówek Manica.

H

CH3

Cl

O

CH3

H

CH3

CH2CH

3

O

CH3

C C

CH3CH2CH

C(CH3CH2)2CuLi

eter, -78oC

C C

CH3CH2CH

C

manikon

(92%)

chlorek 2,4-dimetyloheks-2-enoilu

Zadanie: nazwij systematycznie manikon

Związki kadmoorganiczne są też mniej reaktywne od magnezoorganicznych i można za ich

pomocą otrzymywać ketony z chlorków kwasowych. Powstają one ze związków Grignarda w

reakcji w chlorkiem kadmu. 2 RMgX + CdCl2 R2Cd + 2 MgXCl

R2Cd + 2 R'COCl 2 R-CO-R' + CdCl2

Mniejsza reaktywność związków kadmoorganicznych pozwala na selektywne przyłączanie

reszt alkilowych wobec innych reaktywnych grup.

COCl

NO2

CO-CH3

NO2

+ (CH3)2Cd2 2- CdCl2chlorek

p-nitrobenzoilu dimetylokadmketon

metylowo-p-nitrofenylowy

Również estry nie reagują ze związkami kadmoorganicznymi. O O O O

2 CH3OCCH2CH2CCl + [(CH3)2CHCH2CH2]2Cdchlorek 3-metoksykar-

bonylopropanoilu - CdCl2

2 CH3OCCH2CH2-C-CH2CH2CH(CH3)2

bis(3-metylobutylo)kadm 4-oksy-7-metylooktanoilan metylu

Bezwodniki kwasowe R C

O

O C

O

R

Bezwodniki kwasowe ulegają takim samym reakcjom jak chlorki kwasowe, przy czym zamiast

cząsteczki HCl w reakcjach tworzy się cząsteczka kwasu karboksylowego.

Acylowanie soli kwasów

Klasyczny sposób otrzymywania bezwodników, zarówno symetrycznych, jak i

niesymetrycznych polega na reakcji soli kwasu z chlorkiem kwasowym. O

H ONa

O

Cl CH3

O

H O

O

CH3

(64%)C C+

- Na C Cmrówczan

sodu

chlorek

acetylubezwodnik

octowo-mrówkowyCl

. Hydroliza

Bezwodniki hydrolizują w obecności wody do kwasu (kwasów), z którego się wywodzą. Nie

jest to jednak metoda otrzymywania kwasów, należy jednak pamiętać o możliwości hydrolizy

bezwodników podczas ich przechowywania i pracy z nimi.

(RCO)2O + HOH 2 RCOOH

W wyniku reakcji alkoholu z bezwodnikiem tworzy się ester i wydziela cząsteczka kwasu. (RCO)2O + HOR’ RCOOR’ + RCOOH

O

R

O

O R

R'

H

O

R O

O

OR'

R

H

..

O

R OH

O

R'O R:

..C C O: C -

:..+ + C+ CC +

H+

bezwodnik alkohol ester kwas

O

R O

O

R

O

R OH

O

R O-R'

O

R NR'2

O

R H

O

R Ar

C C

C

C

HOH

hydroliza R'OH

alkoholiza

HNR'2amonoliza

C

C [H]

C

R-CH2-OH

[H]

redukcja ArH/AlCl3

reakcjaFriedla-Craftsa(C-acylowanie)

(N-acylowanie)(O-acylowanie)

Estry (RCOOR’)

Jeśli w reakcji bierze udział alkohol i kwas nieorganiczny, powstaje ester nieorganiczny.

Reakcje te mają charakter odwracalny Zamiast kwasów w reakcji estryfikacji

można wykorzystać bezwodniki lub chlorki kwasowe. Np.

RCOCl + R’OH RCOOR’ + HCl reakcja ma charakter nieodwracalny.

Nitroestry (azotany) mają właściwości wybuchowe.

OHCH3

C

O

CH3

CH2

CH2

OHCH

2

CH3

CH2

CH2

CH2

OCH3

C

O

H+

+ + H2O

Estry są związkami powstałymi przez eliminację wody w reakcji alkoholu z

kwasem.

OHCH3

CH2

ON

OCH3

CH2

O

HNO3

Podstawowe reakcje estrów

Estry ulegają substytucji nukleofilowej.

W wyniku reakcji grupa –OR’ zostaje zastąpiona grupą –OH, –OR” lub –NH2.

:Z = :OH–, :OR”–, :NH3

1.Hydroliza

ORCH3

C

O

ORCH3

C

O

Z

ZCH3

C

O

+ + OR–:Z–

OHCH3

C

O

CH3

OHCH

2

CH3

CH2

OCH3

C

OH+

++ H2O

OCH3

C

O

CH3

OHCH

2

CH3

CH2

OCH3

C

O

OH ++

kwasowa

odwracalna

zasadowa

nieodwracalna

Podstawowe reakcje estrów

3. Amonoliza

2.Transestryfikacja - czynnikiem nukleofilowym jest cząsteczka alkoholu.

NH2

CH3

C

O

CH3

OHCH

2

CH3

CH2

OCH3

C

O

++ NH3

CH3

CH2

CH2

OHCH

2CH3

CH2

CH2

CH2

OCH3

C

O

CH3

OH CH3

OCH3

C

OH+

++

CH3

OHCH

2

CH3

CH2

OCH3

C

ONH

2

NH

NHNH

CH3

C

O+

+

N-(1-naftylo)-etylenodiamina

Amidy (RCONH2)

Amidy otrzymuje się w reakcji amoniaku z chlorkami kwasów karboksylowych lub

odpowiednimi bezwodnikami.

Najważniejszą reakcją amidów jest hydroliza do kwasów karboksylowych

NH2

CH2

C

O

CH3

OH3

+

OH

OHCH2

C

O

CH3

OCH2

C

O

CH3

Podsumowanie

CH3

CH2

C

OH

O CH3

CH2

C

Cl

O

CH3

CH2

O

CH3

CH2

C

O CH3

CH2

C

NH2

O

CH3

CH2

C

O

O

CH3

CH2

C

O

Tautomeria keto-enolowa:

- Tylko dla związków karbonylowych zawierających H

przy C α;

-Tautomery (różne związki), formy rezonansowe (ta sama

struktura inaczej przedstawiona)

-- Większość związków karbonylowych istnieje niemal

wyłącznie w formie ketonowej;

-Kataliza kwasowa – protonowanie karbonylowego

atomu tlenu (zasady Lewisa) z utworzeniem produktu

pośredniego – karbokationu, który może oddysocjować

proton z atomu węgla α i utworzyć obojętny enol.

-Kataliza zasadowa – oddziaływanie kwas – zasada;

Związek karbonylowy działa jak saąby kwas protonowy i

oddaje zasadzie jeden z wodorów α, powstały anion

enolanowy ulega protonowaniu.