Карбоновые кислоты - презентация презентация к уроку по химии (10 класс) на тему. Презентация на тему "карбоновые кислоты" Карбоновые кислоты классификация свойства презентация

Карбоновые кислоты производные
углеводородов, содержащие
функциональную группу-COOH
карбоксильную группу
R–COOH
Углеводородный
радикал
Карбоксильная
группа

Гомологический ряд и номенклатура

Н-
СН3-СН2-
метановая
(муравьиная) кислота
Пропановая
(пропионовая) кислота
СН3-
СН3-СН2-СН2-
этановая (уксусная)
кислота
Бутановая (масляная)
кислота

Названия карбоновых кислот

Классификация карбоновых кислот

В зависимости от числа
карбоксильных групп:
Одноосновные
содержат одну группу -COOH
Двухосновные
содержат две группы –
COOH
CH3-COOH
HOOC-COOH
CH3-CH2-CH2-COOH
HOOC-CH2-CH2-COOH
этановая к-та
бутановая к-та
щавелевая к-та
янтарная к-та

В зависимости от строения радикала:

Предельные –
(производные
алканов)
CH3-CH2-COOH
(пропановая к-та)
Непредельные
– (производные
алкенов и других
ненасыщенных
углеводородов)
CH2=CH-COOHпропеновая
кислота
Ароматические –
(производные
бензола,
содержащие одну
или несколько
карбоксильных
групп)
- бензойная
кислота

Дайте классификацию следующим кислотам:
COOH
O
O
||
HO – C – (CH2)2 – C – OH
бензойная
янтарная
O
CH3 – C – OH
уксусная
O
CH2 = CH – C – OH
акриловая
COOH
O
O
||
HO – C – CH = CH – C – OH
HOOC
терефталевая
C17H35COOH
стеариновая
C17H33COOH
олеиновая
малеиновая

Муравьиная кислота

Молочная кислота

Щавелевая кислота –
для производства пищевых добавок,
в косметологии - как отбеливающий
компонент в кремах.
для уменьшения жесткости воды и для ее очистки
от примесей, (в составе самых разных порошков
для чистки труб, моющих средств, а также
«Антинакипина»).
как инсектицид, особенно она востребована у
пчеловодов,
для дубления кож, а также при окраске
натуральных шелковых и шерстяных тканей,

Щавелевая кислота –
Соли щавелевой кислоты называются
оксалатами.
нерастворимые оксалаты кальция- проблемы с
отложением солей в суставах или с камнями в
почках, при лечении врачи рекомендуют снизить
употребление продуктов, в которых много
щавелевой кислоты.

Яблочная кислота

Лимонная кислота

Е330 до Е333 – это лимонная кислота и ее
соли, которые на химическом языке
называются цитратами.
консервант и антиоксидант, регулятор
кислотности

Для приготовления консервированной крови в качестве стабилизатора, с помощью которого можно предотвратить свертывание образцов

Для приготовления
консервированной крови в
качестве стабилизатора, с помощью
которого можно предотвратить
свертывание образцов крови.
Кроме того, может использоваться при
отравлении тяжелыми металлами как
детоксикант.
бомбочки для
ванны:
Соотношение
соды и лимонной
кислоты 2:1

САЛИЦИЛОВАЯ
КИСЛОТА
Антисептическое средство
Ацетилсалициловая
кислота
таблетки
ацетилсалициловой
кислоты (аспирина)
применяют для
консервирования
Ацетилсалициловая кислота

Номенклатура

В систематической номенклатуре кислот действуют
следующие правила:
1. Главная цепь должна начинаться и нумероваться с
карбоксильной группы.
2. В префиксе указываются положение и названия
заместителей.
3. После корня указывающего число атомов в цепи
идет суффикс, показывающий наличие или отсутствие
двойных, тройных связей, их положение.
4. После этого добавляется «– овая кислота». Если
карбоксильных групп несколько, то перед – овая
ставится числительное (ди –, три –…).

4
3
2
1
CH3 – CH2 – CH – COOH
OH
5
4
3
2
1
H2C = C – C = CH – COOH
2
3,4-диметилпентадиен-2,4овая кислота
CH3 CH3
CH3 CH3
|
HOOC – C = C – COOH
1
2 – гидроксибутановая кислота
3
4
2,3-диметилбутен-2-диовая
кислота

Изомерия

1)углеродного скелета
CH3 – CH2 – CH2 – COOH
бутановая кислота
CH3 – CH – COOH
CH3
2-метилпропановая кислота
2)межклассовая (сложные эфиры)
H–C=O
CH3 – C = O
|
O – C3H7
O – C2H5
пропиловый эфир
муравьиной кислоты
(пропилформиат)
этиловый эфир
уксусной кислоты (этилэтанат)

Строение

Поляризация
молекул
Возможность
образования
водородных связей
Высокие
температуры
кипения

Растворимость в воде
С увеличением молекулярной массы
растворимость кислот в воде уменьшается из-за
гидрофобности углеводородного радикала

Физические свойства

1.
2.
3.
С1-С3- легкоподвижные бесцветные
жидкости, неограниченно
смешиваются с водой, с характерным
острым запахом.
С4-С9-вязкие маслянистые жидкости с
неприятным запахом, растворимость
падает с ростом С.
>С9 –твердые вещества, не
растворимы в воде.
https://www.youtube.com/watch?v=kyMOEvJigWg

Химические свойства

I.Карбоновые кислоты обладают
свойствами, характерными для минеральных
кислот.
1.Из-за смещения электронной плотности от
гидроксильной группы O–H к сильно
поляризованной карбонильной группе C=O
молекулы карбоновых кислот способны к
электролитической диссоциации:
R–COOH → R–COO- + H+
Все карбоновые кислоты - слабые электролиты.

Сила карбоновых кислот

С увеличением числа атомов углерода
сила кислот убывает (из-за снижения
полярности связи O-H). Так, в ряду
HCOOH CH3COOH C2H5COOH
сила кислот снижается

введение атомов галогена в

возрастанию силы кислоты.
CH3COOH
уксусная кислота

Химические свойства

2) Взаимодействуют с активными
металлами
Mg + 2CH3COOH (CH3COO)2Mg + H2
ацетат магния
3) Взаимодействуют с основными
оксидами
CaO+2CH3COOH (CH3COO)2Ca+H2O
Ацетат кальция

Химические свойства

4) Взаимодействуют с основаниями
CH3COOH+NaOH CH3COONa+H2O
3CH3COOH + Fe(OH)3 → (CH3COO)3Fe + 3H2O

Химические свойства

5) Взаимодействуют с солями слабых
кислот
2CH3COOH+CaCO3 (CH3COO)2Ca+CO2+H2O

6. Реагируют с аммиаком (как основанием)
СH3COOH + NH3 → СH3COONH4
ацетат аммония
Карбоновые кислоты слабее многих
сильных минеральных кислот (HCl, H2SO4 и
т.д.) и поэтому вытесняются ими из солей:
СH3COONa + H2SO4 → CH3COOH + Na2SO4
конц.
tº

Специфические свойства

7) Взаимодействуют со спиртами –
реакция этерификации
H2SO4(к). t

Реакция этерификации -

Реакция этерификации это реакция между
органической кислотой и
спиртом, в результате
которой образуется сложный
эфир и вода

Под действием SOCl2 и PCl5 карбоновые кислоты превращаются в соответствующие хлорангидриды:

Под действием SOCl2 и PCl5 карбоновые
кислоты превращаются в
соответствующие хлорангидриды:
8) Реакции галогенирования
O
CH3-C
+ PCI5
OH
CH3-C
O
+POCI3 + HCI
CI
ацетхлорид
Хлорангидрид уксусной кислоты

9. Галогенирование. У карбоновых кислот
под влиянием карбоксильной группы
увеличивается подвижность атомов
водорода, стоящих при атоме углерода,
соседним с карбоксильной группой. Поэтому
они могут быть легко замещены на атомы
хлора или брома:
СH3COOH+ Cl2 → СH2ClCOOH + HCl
2-хлорэтановая кислота
(хлоруксусная кислота)
α-Галогензамещённые кислоты – более
сильные кислоты, чем карбоновые.
Хлоруксусная кислота в 100 раз сильнее
уксусной.

введение атомов галогена в
углеводородный радикал приводит к
возрастанию силы кислоты.
CH3COOH уксусная кислота
CH2ClCOOH монохлоруксусная кислота
CHCl2COOH дихлоруксусная кислота
CCl3COOH трихлоруксусная кислота

10. Восстановление и каталитическое
гидрирование (с большим трудом).
СH3COOH+ H2 → СH3CH=O+ H2O
kat,tº
этаналь
СH3CH=O + H2 → СH3CH2OH
kat,tº
этанол
11. Реакции окисления:
CH3COOH+2O2 = 2CO2 + 2H2O

Получение:

Окисление альдегидов
CH3CHO + O2 CH3COOH
(в лаб.- Ag2O; Cu(OH)2; в пром.- O2, kat)
и первичных спиртов:
t,Cu
CH3-CH2-OH + O2 CH3-CH2-COOH +H2O
Окисление углеводородов:
t,p,kat
2C4H10 + 5O2 4CH3COOH + 2H2O

Гидролиз тригалогензамещенных углеводородов:
CI
CH3-C CI +3NaOH
CH3-COOH + 3NaCI + H2O
CI
Гидролиз сложных эфиров:
O
CH3-C
+ H2O
O-C2H5
O
H+, t
CH3-C
+C2H5OH
OH

Особые способы получения бензойной кислоты (ароматическая карбоновая кислота):

Окисление толуола:

Применение

Муравьиная кислота – в медицине, в
пчеловодстве, в органическом синтезе, при
получении растворителей и консервантов; в
качестве сильного восстановителя.
Уксусная кислота – в пищевой и химической
промышленности (производство
ацетилцеллюлозы, из которой получают
ацетатное волокно, органическое стекло,
киноплёнку; для синтеза красителей,
медикаментов и сложных эфиров).

Масляная кислота –

для получения
ароматизирующих добавок,
пластификаторов и флотореагентов.
бесцветная жидкость с запахом
прогорклого масла. Соли и эфиры
масляной кислоты называются
бутиратами

Стеариновая C17H35COOH и
пальмитиновая кислота C15H31COOH – в
качестве поверхностно-активных веществ,
смазочных материалов в металлообработке.
Олеиновая кислота C17H33COOH –
флотореагент и собиратель при обогащении
руд цветных металлов.

Проверь себя

Назовите вещества

СН3-СН2-ОН

Соотнесите формулу вещества и его название

Формула
1) СН3-СН2-ОН
2) С3Н8
3) СН3-ОН
4)
Название
а) пропан
б) метанол Дайте название карбоновым кислотамСН3-СН2-СН2-СН2-
СН3-СН2-СН2-СН2-СН2CH3 – CH2 – CH2 - COOH
CH3

1 слайд

2 слайд

Строение Карбоновые кислоты – это вещества, содержащие в молекуле одну или несколько карбоксильных групп. Карбоксильная группа – группа атомов Состав этих кислот будет отражаться общей формулой CnH2nO2, или CnH2n+1COOH, или RCOOH.

3 слайд

Органические кислоты, содержащие в молекуле одну карбоксильную группу, являются одноосновными. Общая формула этих кислот RCOOH. Карбоновые кислоты, содержащие две карбоксильные группы, называются двухосновными. К ним относится, например, щавелевая кислота: Существуют и многоосновные карбоновые кислоты, содержащие более двух карбоксильных групп. щавелевая кислота

4 слайд

В зависимости от природы углеводородного радикала карбоновые кислоты делятся на предельные, непредельные, ароматические. Предельные (или насыщенные) карбоновые кислоты не содержат π-связей в углеводородном радикале. Например, пропановая кислота: CH3 – CH2 – C В молекулах непредельных карбоновых кислот карбоксильная группа связана с ненасыщенным, непредельным углеводородным радикалом. Например, акриловая кислота: CH2 = CH – COOH Ароматические кислоты содержат в молекуле ароматическое (бензольное) кольцо. Например, бензойная кислота: O OH - C O OH

5 слайд

Номенклатура и изомерия Название карбоновой кислоты образуется от названия соответствующего алкана с добавлением суффикса –ов, окончания –ая и слова кислота. Нумерация атомов углерода начинается с карбоксильной группы. Например: H – C Количество карбоксильных групп указывается в названии префиксами ди-, три-, тетра-: C – C Многие кислоты имеют исторически сложившиеся, или тривиальные, названия. H OH метановая (муравьиная) кислота O O OH HO этандионовая (щавелевая) кислота

6 слайд

Физические свойства предельных одноосновных карбоновых кислот Низшие кислоты, содержащие в молекуле до 4 атомов углерода – жидкости с характерным резким запахом. Кислоты, содержащие от 4 до 9 атомов углерода – вязкие маслянистые жидкости с неприятным запахом; содержащие более 9 атомов углерода в молекуле – твердые вещества, которые не растворяются в воде. Температуры кипения предельных одноосновных карбоновых кислот увеличиваются с ростом числа атомов углерода в молекуле и с ростом относительной молекулярной массы.

7 слайд

Молекулы предельных одноосновных карбоновых кислот содержат полярную группу атомов – карбоксил и практически неполярный углеводородный радикал. Карбоксильная группа притягивается молекулами воды, образуя с ними водородные связи. С увеличением числа атомов в углеводородном радикале растворимость в воде карбоновых кислот снижается.

8 слайд

Химические свойства Диссоциация с образованием катионов водорода и анионов кислотного остатка: CH3 – COOH CH3 – COO- + H+ Взаимодействие с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода. Так, железо восстанавливает водород из уксусной кислоты: 2CH3 – COOH + Fe (CH3COO)2Fe + H2 Взаимодействие с гидроксидами металлов с образованием соли и воды (реакция нейтрализации): 2R – COOH + Ca(OH)2 (R - COO)2Ca + 2H2O Взаимодействие с солями слабых кислот с образованием последних: CH3COOH + C17H35COONa CH3COONa + C17H35COOH

9 слайд

Взаимодействие карбоновых кислот со спиртами с образованием сложных эфиров – реакция этерификации: CH3 – C – OH + C2H5 – OH CH3 – C – OC2H5 + H2O Взаимодействие карбоновых кислот со спиртами катализируется катионами водорода. Реакция этерификации обратима. Реакции присоединения по кратной связи – в них вступают непредельные карбоновые кислоты. Для кислоты, содержащей в радикале одну π-связь, можно записать уравнение в общем виде: CnH2n-1COOH + H2 CnH2n+1COOH O O катализатор

10 слайд

Взаимодействие с основными оксидами: 2RCOOH + СаО = (RCOO)2Ca + Н2О Окисление муравьиной кислоты (эта реакция свойственна только данной кислоте): 2KMnO4 + 5HCOOH + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + +5CO2 + 8H2O Реакции замещения (с галогенами) – в нее способны вступать предельные карбоновые кислоты. Например, взаимодействие уксусной кислоты с хлором: CH3 – COOH + Cl2 CH2Cl – COOH + HCl P (красный) хлоруксусная кислота

11 слайд

Способы получения Карбоновые кислоты могут быть получены окислением первичных спиртов и альдегидов: R – CH2 – OH R – C Ароматические карбоновые кислоты образуются при окислении гомологов бензола: - CH3 - COOH Гидролиз различных производных карбоновых кисло также приводит к получению кислот: CH3 – C – O – C2H5 + H2O CH3 – COOH + C2H5OH [O] O OH Бензойная кислота [O] H+ O

Cлайд 1

БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Лекция 4 Карбоновые кислоты План 1. Классификация. 2. Химические свойства. 3. Салициловая кислота, фарм. препараты на её основе. Лектор: доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой химии Ирина Петровна Степанова ОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ КАФЕДРА ХИМИИ http://prezentacija.biz/

Cлайд 2

Карбоновые кислоты Карбоновые кислоты – это органические вещества, содержащие в своем составе карбоксильную группу (- COOH).

Cлайд 3

Классификация карбоновых кислот I. По числу карбоксильных групп различают: монокарбоновые – содержат одну карбоксильную группу. Пример: гомологический ряд предельных одноосновных кислот CnH2n + 1COOH, n = 0, 1, 2, 3, 4 … HCOOH муравьиная (метановая) кислота (соли – формиаты)

Cлайд 4

Классификация карбоновых кислот H3C – COOH уксусная (этановая) кислота (соли – ацетаты) H3C – CH2 – COOH пропионовая (пропановая) кислота (соли – пропионаты)

Cлайд 5

Классификация карбоновых кислот H3C – CH2 – CH2 – COOH масляная (бутановая) кислота (соли – бутираты) H3C – CH2 – CH2 – CH2 – COOH валериановая (пентановая кислота) кислота (соли – валераты)

Cлайд 6

Классификация карбоновых кислот H3C – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – COOH капроновая (гексановая) кислота (соли – гексаноаты)

Cлайд 7

Классификация карбоновых кислот b) поликарбоновые – содержат в своем составе две и более карбоксильные группы. Пример: гомологический ряд предельных дикарбоновых кислот HOOC – CnH2n – COOH, n = 0, 1, 2, 3, 4 … HOOC – COOH щавелевая (этандиовая) кислота (соли – оксалаты), HOOC – CH2 – COOH малоновая (пропандиовая) кислота (соли – малонаты), HOOC – CH2 – CH2 – COOH янтарная (бутандиовая) кислота (соли – сукцинаты), HOOC – CH2 – CH2 – CH2 – COOH глутаровая (пентандиовая) кислота (соли – глутараты).

Cлайд 8

малеиновая кислота (цис-бутендиовая кислота) Токсична, в природе не встречается. фумаровая кислота (транс-бутендиовая кислота) Продукт обмена углеводов в анаэробных условиях. Пример: непредельная дикарбоновая кислота бутендиовая кислота НООС-СН=СН-СООН Классификация карбоновых кислот

Cлайд 9

Классификация карбоновых кислот II. В зависимости от наличия младших функциональных групп различают: a) гидроксикислоты COOH HO – C – H CH3 L (+) - молочная (2 – гидроксипропановая) кислота (соли – лактаты) Пример: L – молочная кислота D – молочная кислота

Cлайд 10

Классификация карбоновых кислот COOH HO – C – H CH2 COOH L (-) –яблочная кислота (2- гидроксибутандиовая) кислота (соли – малаты)

Cлайд 11

Классификация карбоновых кислот COOH CH2 H – C – OH CH3 D(+) – β-гидроксимасляная (2-гидроксибутановая) кислота, соли – β-гидроксибутираты COOH HO – C – CH2 – COOH СH2 – COOH лимонная (2-гидроксипропан- 1,2,3-трикарбоновая) кислота, соли – цитраты

Cлайд 12

Классификация карбоновых кислот Гидроксикислоты являются, как правило, твёрдыми телами. Рацемическая молочная кислота может быть жидкой (т. пл. 18оС). Запахом гидроксикислоты почти не обладают. Гидроксикислоты имеют очень большое значение в биологической химии; их можно встретить во многих очень важных метаболических путях – цикле Кребса, гликолизе, пентозофосфатном цикле, b-окислении жирных кислот, биосинтезе жирных кислот и т.д.

Cлайд 13

Классификация карбоновых кислот b) оксо- (кетоно-) кислоты – содержат в своем составе карбонильную группу. Пример: COOH C = O CH3 пировиноградная (2-оксопропановая) кислота (ПВК), соли – пируваты COOH C=O CH2 COOH щавелевоуксусная (2-оксобутандиовая) кислота (ЩУК), соли – соли щавелевоуксусной кислоты

Cлайд 14

Классификация карбоновых кислот COOH CH2 C = O CH3 ацетоуксусная (3-оксобутановая) кислота, cоли – соли ацетоуксусной кислоты

Cлайд 15

Классификация карбоновых кислот III. Особую группу составляют высшие (жирные) карбоновые кислоты (ВЖК); входят в состав липидов. Различают ВЖК: предельные. Пример: C15H31COOH – пальмитиновая кислота, C17H35COOH – стеариновая кислота, C23H47COOH – лигноцириновая кислота, C23H46 (OH)COOH – цереброновая кислота;

Cлайд 16

b) непредельные. Пример: C17H33COOH – олеиновая кислота (одна двойная связь), C17H31COOH – линолевая кислота (две двойных связи), C17H29COOH – линоленовая кислота (три двойных связи), C23H45COOH – нервоновая кислота (одна двойная связь). Классификация карбоновых кислот

Cлайд 17

Cлайд 18

Cлайд 19

Физические свойства Низшие жирные кислоты представляют собой легкоподвижные жидкости, средние члены – масла, высшие – твёрдые кристаллические вещества. Рис. 1. Температуры плавления карбоновых кислот.

Cлайд 20

Физические свойства Рис. 2. Температуры кипения в гомологическом ряду карбоновых кислот, альдегидов и спиртов.

Cлайд 21

Физические свойства Первые члены гомологического ряда карбоновых кислот обладают резким запахом, средние – прогорклым, неприятным, например, масляная кислота пахнет потом, высшие карбоновые кислоты вследствие нелетучести лишены запаха. Карбоновые кислоты, как правило, не ядовиты, однако приём внутрь концентрированных растворов (например, уксусной эссенции) вызывает тяжёлые ожоги. Нежелательно попадание этих растворов на кожу и тем более внутрь.

Cлайд 22

Строение карбоксильной группы Оδ- Сδ+ Оδ- Нδ+ .. Карбоксильная группа представляет собой плоскую p-π –сопряженную систему за счет взаимодействия pz–АО кислорода гидрокси-группы с π-связью карбонильной группы. Это приводит к повышению кислотных свойств карбоновых кислот по сравнению со спиртами.

Cлайд 23

В карбоновых кислотах частичный положительный заряд на атоме углерода меньше, чем в альдегидах и кетонах, поэтому для карбоновых кислот менее характерны реакции нуклеофильного присоединения (AN) по сравнению с альдегидами и кетонами. Строение карбоксильной группы

Cлайд 24

Строение карбоксильной группы В карбоновых кислотах выделяют следующие реакционные центры: Oδ- 1 R CH Cδ+ H OH 4 2 3 1 – основный, нуклеофильный центр, 2 – электрофильный центр, 3 – «OH» - кислотный центр, 4 – «CH» - кислотный центр. α

Cлайд 25

Кислотные свойства Взаимодействие с нуклеофильными реагентами по карбонильному углероду Восстановление до CH2 Декарбоксилирование α-H реакции Химические свойства

Cлайд 26

I. Реакции диссоциации (в «OH»-кислотном центре): За счет p-π –сопряжения отрицательный заряд в ацилат-ионе делокализован между двумя атомами кислорода: Химические свойства

Cлайд 27

Cлайд 28

Химические свойства II. Образование солей: а) С активными металлами: 2 CH3COOH + Mg → (CH3COO)2Mg + H2 б) С основными оксидами: 2 CH3COOH + CaO → (CH3COO)2Ca + H2O в) Со щелочами (реакция нейтрализации): CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O г) С солями более слабых кислот: CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + CO2 + H2O 2 CH3COOH + Na2CO3 → 2 CH3COONa + CO2 + H2O Эти реакции используются как качественные на карбоксильную группу (по выделению пузырьков CO2).

Cлайд 29

Образование солей дикарбоновыми кислотами: гидрооксалат натрия оксалат натрия (кислая соль) (средняя соль) оксалат кальция Химические свойства

Cлайд 30

Cлайд 31

Химические свойства молочная кислота лактат кальция Образование солей гидроксикислотами: Лактат кальция используется в медицине как кальциевый препарат.

Cлайд 32

Химические свойства III. Реакции галогенирования (в СН - кислотном центре): CH3 CH2 COOH + Br2 CH3 CH COOH + HBr Br пропионовая кислота α- бромпропионовая кислота

Cлайд 33

Химические свойства IV. Реакции декарбоксилирования In vitro реакции протекают при нагревании, in vivo с участием ферментов декарбоксилаз. а) in vitro: HOOC COOH HCOOH + CO2 to янтарная кислота ангидрид янтарной кислоты

Cлайд 34

Химические свойства COOH COOH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 COOH глутаровая кислота масляная кислота F -CO2 б) in vivo:

Cлайд 35

Химические свойства c) Реакции окислительного декарбоксилирования Пример: Превращение ПВК в митохондриях с участием декарбоксилазы (F), дегидрогеназы (НАД+) и кофермента А (HS – KoA). O H3C C COOH H3C C O H O H3C C + НАД·H - -H+ S KoA F -CO2 HS – KoA, НАД+ Ацетил -KoA Ацетилкофермент A вовлекается в цикл трикарбоновых кислот или цикл Кребса.

Cлайд 36

Cлайд 37

Химические свойства V. Реакции этерификации или нуклеофильного замещения (SN)у sp2-гибридизованного атома углерода Пример: уксусная кислота этиловый спирт этилацетат вода

Cлайд 38

Химические свойства VI. Межмолекулярная дегидратация с образованием ангидридов (при пропускании паров кислот над водоотнимающими средствами P2O5, H2SO4конц: “Ангидрид” (an – отрицающая частица, греч. udor – вода) означает “лишённый воды”.

Cлайд 39

Химические свойства VII. Окисление карбоновых кислот В организме карбоновые кислоты окисляются в основном за счёт т.н. b-окисления. Кроме того in vivo встречается также α- и w-окисление. In vitro некоторые аналогичные реакции b-окисления можно осуществить с помощью 3% перекиси водорода.

Cлайд 40

Химические свойства Процесс α-окисления идёт в пероксисомах. При нарушении этого процесса развивается синдром Рефсума, характеризующийся накоплением фитановой кислоты в мозге. a-Окисление:

Cлайд 41

Химические свойства Окисление дикарбоновых кислот in vivo: янтарная кислота фумаровая кислота

Cлайд 42

Химические свойства VII. Реакции окисления гидроксикислот a) Окисление молочной кислоты COOH COOH HO C H C O CH3 CH3 молочная кислота + НАД+ - НАД · H, - H+ пировиноградная кислота

1. Выяснить функциональную группу, общую формулу карбоновых кислот.

2. Сформулировать определение.

3. Изучить классификацию карбоновых кислот.

4. Овладеть навыками номенклатуры.

5. Рассмотреть физические и химические свойства наиболее важных карбоновых кислот.

6. Выяснить области применения некоторых карбоновых кислот.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Задачи 1. Выяснить функциональную группу, общую формулу карбоновых кислот. 2. Сформулировать определение. 3. Изучить классификацию карбоновых кислот. 4. Овладеть навыками номенклатуры. 5. Рассмотреть физические и химические свойства наиболее важных карбоновых кислот. 6. Выяснить области применения некоторых карбоновых кислот.

Все карбоновые кислоты имеют функциональную группу - С ОН О Карбо нильная группа Гидро ксильная группа Карбоксильная группа Общая формула R C ОН О С n Н 2n +1 С Или для предельных одноосновных кислот О ОН? Что называется карбоновыми кислотами? Карбоновые кислоты- это органические соединения, молекулы которых содержат карбоксильную группу – СООН, связанную с углеводородным радикалом. ? Каким образом генетически карбоновые кислоты связаны с ранее изученным классом альдегидов? R C О Н + [О] R C О ОН [О]= КМ nO 4 , К 2 Cr 2 O 7+ H 2 SO 4 конц.

Классификация карбоновых кислот В зависимости от числа карбоксильных групп Одноосновные Двухосновные (уксусная) (щавелевая) СН 3 С С - С О ОН Многоосновные (лимонная) О ОН О НО Н 2 С – С О ОН НС - С О ОН Н 2 С - С О ОН В зависимости от природы радикала Предельные (пропионовая) О СН 3- СН 2- С ОН Непредельные (акриловая) О СН 2 =СН-С ОН Ароматические (бензойная) С О ОН По содержанию атомов С: С 1 -С 9 - низшие, С 10 и более - высшие

Проклассифицируйте предложенные кислоты 1) С H 3 – СН 2 – СН 2 – СН 2 - COOH 2) HOOC - СН 2 - СН 2 - COOH 3) COOH 4) CH 3 – (C Н 2) 7 – СН = СН - (СН 2) 7 - COOH 5) HOOC – СН 2 - CH – СН 2 - COOH COOH СН 3 1.Одноосновная, предельная, низшая 2. Двухосновная, предельная, низшая 3.Одноосновная, предельная, низшая 4. Одноосновная, непредельная, высшая 5.Многоосновная, предельная, низшая

НОМЕНКЛАТУРА КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ АЛКАН + ОВ + АЯ КИСЛОТА МЕТАН ОВ АЯ КИСЛОТА (МУРАВЬИНАЯ КИСЛОТА)

СН3 – СООН 1 2 ЭТАН ОВ АЯ КИСЛОТА (УКСУСНАЯ КИСЛОТА) СН3 – СН2 – СН2 - СООН 1 2 3 4 БУТАН ОВ АЯ КИСЛОТА (МАСЛЯНАЯ КИСЛОТА)

СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – СООН ПЕНТАН ОВ АЯ КИСЛОТА (ВАЛЕРИАНОВАЯ КИСЛОТА) 1 2 3 4 5 НООС – СООН ЭТАН ДИ ОВ АЯ КИСЛОТА (ЩАВЕЛЕВАЯ КИСЛОТА) 1 2

Гомологический ряд карбоновых кислот Химическая формула Систематическое название кислоты Тривиальное название кислоты Название кислотного остатка НСОО Н Муравьиная Форми ат СН3СОО Н Уксусная Ацет ат СН3СН2СОО Н Пропионовая Пропион ат СН3СН2СН2СОО Н Масляная Бутир ат СН3СН2СН2СН2СОО Н Валериановая валерин ат СН3-(СН2)4–СОО Н Капроновая капрон ат СН3-(СН2)8 – СОО Н каприновая каприн ат СН3-(СН2)14 – СОО Н Пальмитиновая пальмит ат СН3-(СН2)16- СОО Н Стеариновая стеар ат Метановая Этановая Пропановая Бутановая Пентановая Гексановая Декановая Гексадекановая Октадекановая

Алгоритм названия карбоновых кислот: 1 . Находим главную цепь атомов углерода и нумеруем её, начиная с карбоксильной группы. 2. Указываем положение заместителей и их название (названия). 3. После корня, указывающего число атомов углерода в цепи, идет суффикс «-овая» кислота. 4. Если карбоксильных групп несколько, то перед «- овая» ставится числительное (-ди, - три…) Пример: 3- метил бутан + -овая = 3-метил бутан овая кислота кислота

ДАЙТЕ НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВАМ ПО МЕЖДУНАРОДНОЙ НОМЕНКЛАТУРЕ (2 – МЕТИЛ ПРОПАН ОВАЯ КИСЛОТА) СН3 – СН – СООН 2. СН3 – СН2 – СН – СН – СООН 3. СН3 – СН = СН – СН – СООН 4. НООС – СН2 – СН – СООН (2, 3 – ДИМЕТИЛ ПЕНТА- Н ОВАЯ КИСЛОТА) (2 – МЕТИЛ ПЕНТ ЕН – 3 – ОВАЯ КИСЛОТА) (2 –ЭТИЛ БУТАН ДИ ОВАЯ КИСЛОТА) СН3 СН3 СН3 СН3 С 2 Н 5

: 1 . Выделить корень слова на основании, которого записать углеродный скелет в состав, которого входит карбоксильная группа. 2. Нумеруем атомы углерода, начиная с карбоксильной группы. 3. Указываем заместители согласно нумерации. 4. Необходимо дописать недостающие атомы водорода (углерод четырёхвалентен). 5. Проверить правильность записи формулы. 2- метил бутан овая кислота. Пример: Алгоритм записи формул карбоновых кислот

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА С 1 – С 3 Жидкости с характерным резким запахом, хорошо растворимые в воде С 4 – С 9 Вязкие маслянистые жидкости с неприятным запахом, плохо растворимые в воде C 10 и более Твердые вещества, не имеющие запаха, не растворимые в воде

Агрегатное состояние жидкое Цвет бесцветная прозрачная жидкость Запах резкий уксусный Растворимость в воде хорошая Температура кипения 118 º С Температура плавления 17 º С Физические свойства уксусной кислоты:

Низшие карбоновые кислоты – жидкости; высшие – твердые вещества Чем больше относительная молекулярная масса кислоты, тем меньше ее запах. С увеличением относительной молекулярной массы кислоты растворимость уменьшается Зависимость физических свойств карбоновых кислот от строения молекулы: Гомологический ряд альдегидов начинается с двух газообразных веществ (при комнатной температуре), а среди карбоновых кислот газов нет. С чем это связано?

Химические свойства карбоновых кислот І. Общие с неорганическими кислотами Растворимые карбоновые кислоты в водных растворах диссоциируют: СН 3 – СООН СН 3 – СОО + Н + Среда кислая? Как изменятся окраска индикаторов в кислой среде? Лакмус (фиолетовый) – краснеет Метилоранжевый- розовеет Фенофталеин – не меняет цвет 2. Взаимодействие с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода: 2СН 3 – СООН +М g Уксусная кислота (СН 3 –СОО) 2 М g Ацетат магния + Н 2 2СН 3 - СООН + Zn Уксусная кислота (СН 3 –СОО)2 Zn Ацетат цинка + Н 2 При взаимодействии металла с раствором карбоновой кислоты образуется водород и соль

3.Взаимодействие с основными оксидами: 2 СН 3 – СООН + С u О Уксусная кислота t (СН 3 – СОО) 2 С u Ацетат меди + Н 2 О 4. Взаимодействие с гидроксидами металлов (реакция нейтрализации) СН 3 – СООН + НО – Na Уксусная кислота СН 3 СОО Na Ацетат натрия + Н 2 О 5.Взаимодействие с солями более слабых и летучих кислот кислот (н-р, угольной, кремниевой, сероводородной, стеариновой, пальмитиновой…) 2СН 3 – СООН Уксусная кислота + Na 2 CO 3 карбонат натрия 2СН 3 СОО Na Ацетат натрия + Н 2 СО 3 СО 2 Н 2 О 2 СН3 – СООН + Cu(ОН) 2 Уксусная кислота (СН3СОО) 2 Cu Ацетат меди + Н2О

Специфические свойства муравьиной кислоты Реакция «Серебряного зеркала» Н- С О ОН + Ag 2 O t 2Ag + Н 2 СО 3 СО 2 Н 2 О Муравьиная кислота Оксид серебра серебро

Нахождение в природе и применение карбоновых кислот Муравьиная кислота (Метановая кислота) - Химическая формула СН2О2, или НСООН. - Муравьиная кислота открыта в кислых выделениях рыжих муравьев в 1670 г. английским естествоиспытателем Джоном Реем. Муравьиная кислота присутствует также в тончайших волосках крапивы, в пчелином яде, сосновой хвое, в небольших количествах найдена в различных фруктах, тканях, органах, выделениях животных и человека.

Вопрос: Почему нельзя смачивать водой место муравьиного укуса или ожога крапивой? Это приводит только к усилению болевых ощущений. Почему боль утихает, если пораненное место смочить нашатырным спиртом? Что ещё можно использовать в данном случае? При растворении муравьиной кислоты в воде происходит процесс электролитической диссоциации: НСООН НСОО + Н В результате кислотность среды повышается, и процесс разъедания кожи усиливается. Чтобы боль утихла, нужно нейтрализовать кислоту, для чего необходимо использовать растворы, обладающие щелочной реакцией, н-р, раствор нашатырного спирта. НСООН + N Н4ОН НСОО NH4 + Н2О или НСООН + NaHCO3 НСОО Na + CO2 + H2O

Уксусная кислота (этановая кислота) Это – первая кислота, полученная и использованная человеком. «Родилась» более 4 тыс.лет назад в Древнем Египте. На рубеже Х VII – Х VIII вв.в России ее называли «кислая влажность». Впервые получили при скисании вина. Латинское название – Acetum acidum , отсюда название солей – ацетаты. Ледяная уксусная кислота при температуре ниже 16,8 º С твердеет и становится похожей на лед - Уксусная эссенция - 70 % -раствор кислоты. - Столовый уксус - 6 % или 9 % -й раствор кислоты. Уксусная кислота - содержится в выделениях животных (моче, желчи, испражнениях), в растениях (в частности,в зеленых листьях) , в кислом молоке и сыре; - образуется при брожении, гниении, скисании вина и пива, при окислении многих органических веществ;

Применение уксусной кислоты - Водные растворы уксусной кислоты широко используются в пищевой промышленности (пищевая добавка E- 260) и бытовой кулинарии, а также в консервировании; при производстве: лекарств, н-р, аспирина; искусственных волокон, н-р, ацетатного шелка; красителей-индиго, негорючей кинопленки, органического стекла; растворителей лаков; химических средств защиты растений, - стимуляторов роста растений; Ацетат натрия СН3СОО N а применяется в качестве консерванта крови, предназначенной для переливания; Ацетат калия СН3СООК – как мочегонное средство; Ацетат свинца (СН3СОО) 2 Pb - для определения сахара в моче; Ацетаты железа (III) (СН3СОО)3Fe , алюминия (СН3СОО) 3Al и хрома (III) (СН3СОО) 3 С r используют в текстильной промышленности для протравного крашения; Ацетат меди (II) (СН3СОО) 2 С u входит в состав препарата для борьбы с вредителями растений, так называемой парижской зелени;

Применение уксусной кислоты Известно применение спиртового уксуса в косметологии. А именно для придания мягкости и блеска волосам после химической завивки и перманентной окраски. Для этого волосы рекомендуется ополаскивать теплой водой с добавлением спиртового уксуса (на 1 литр воды - 3-4 ложки уксуса). В народной медицине уксус используется как неспецифическое жаропонижающее средство. при головных болях методом примочек. при укусах насекомых посредством компрессов. незаменима в производстве парфюмерных продуктов Знаете ли вы, что - Если потребуется отвинтить ржавую гайку, то рекомендуется вечером положить на нее тряпку, смоченную в уксусной кислоте? Утром отвинтить эту гайку будет значительно легче. - В течении суток в организме образуется 400г уксусной кислоты? Этого хватило бы для изготовления 8 л обычного уксуса

Из всех кислот Она, конечно, прима. Присутствует везде И зримо и незримо. В животных и растениях есть она, С ней техника и медицина навсегда. Её потомство – ацетаты- Очень нужные «ребята». Всем известный аспирин, Он, как добрый господин, Жар больного понижает И здоровье возвращает. Это – меди ацетат. Он растеньям друг и брат, Убивает их врагов. От кислоты ещё есть толк – Нас одевает в ацетатный шелк. А пельмени любит кто, Знает уксус тот давно. Есть ещё вопрос кино: Хорошо всем надо знать, Что без пленки ацетатной нам кино не увидать. Конечно, есть и другие применения. И вам они известны без сомнения. Но главное, что сказано, друзья, «Хлеб промышленности» уксусная кислота. СН 3 СООН СН3СООН Водный раствор ацетата меди

Лимонная кислота COOH HOOC – CH 2 – C – CH 2 – COOH OH Щавелевая кислота HOOC –– COOH Муравьиная кислота Н –– COOH Ацетилсалициловая кислота СООН ОСОСН 3 Винная кислота HOOC – СН - СН –– COOH ОН ОН Молочная кислота СН 3 - СН –– COOH ОН Яблочная кислота HOOC – СН - СН 2 –– COOH ОН Янтарная кислота HOOC – СН 2 - СН 2 –– COOH Бензойная кислота СООН Аскорбиновая кислота НО ОН Н =О НОН 2 С-НОНС О Уксусная кислота H 3 C –– COOH Карбо- новые кислоты в порядке увеличе- ния их кислот- ности

Выводы 1.Карбоновые кислоты- это органические соединения, молекулы которых содержат карбоксильную группу – СООН, связанную с углеводородным радикалом. 2.Карбоновые кислоты классифицируются: по основности (одно-, двух- и многоосновные) по углеводородному радикалу (предельные, непредельные и ароматические) по содержанию атомов С (низшие и высшие) 3. Название карбоновой кислоты складывается из названия алкана + овая кислота. 4. С увеличением молекулярной массы карбоновой кислоты растворимость и сила кислоты уменьшается. 5. Как и неорганические кислоты, растворимые карбоновые кислоты диссоциируют в водном растворе, образуя ионы водорода и изменяют окраску индикатора. Реагируют с металлами (до Н), основными и амфотерными оксидами и гидроксидами, солями более слабых кислот, образуя соли. 6 Широко распространены в природе и имеют большое практическое значение для человека.

Домашнее задание § 14 , упражнения №6 упр.№9 Царица Клеопатра по совету придворного медика растворила в уксусе самую крупную из известных ювелирам жемчужину, а затем принимала полученный раствор в течение некоторого времени. Какую реакцию осуществила Клеопатра? Какое соединение она принимала? 3. Подготовить сообщение по высшим карбоновым кислотам

Спасибо за внимание

Слайд 2

Карбоновые кислоты - класс органических соединений, молекулы которого содержат карбоксильную группу - COOH. Состав предельных одноосновных карбоновых кислот соответствуетобщей формуле О R – C OH.

Слайд 3

Классификация

По числу карбоксильных групп карбоновые кислоты делятся на: монокарбоновые или одноосновные (уксусная кислота) дикарбоновые или двухосновные (щавелевая кислота) В зависимости от строения углеводородного радикала, с которым связана карбоксильная группа, карбоновые кислоты делятся на: алифатические (уксусная или акриловая) алициклические (циклогексанкарбоновая) ароматические (бензойная, фталевая)

Слайд 4

Примеры кислот

Слайд 5

Изомерия

1.Изомерия углеродной цепи. 2. Изомерия положения кратной связи, например: СН2=СН-СН2-СООН Бутен-3-овая кислота (винилуксусная кислота) СН3-СН=СН-СООН Бутен-2-овая кислота (кротоновая кислота) 3. Цис-, транс-изомерия, например: 4. Межклассовая изомерия: например: С4Н8О2 СН3 - СН2- СО - О - СНз метиловый эфир пропановой кислоты СН3 - СО - О - CH2- СН3этиловый эфир этановой кислоты С3Н7 – СООН бутановая кислота

Слайд 6

Строение

Карбоксильная группа СООН состоит из карбонильной группы С=О и гидроксильной группы ОН. В группе СО атом углерода несет частичный положительный заряд и притягивает к себе электронную пару атома кислорода в группе ОН. При этом электронная плотность на атоме кислорода уменьшается, и связь О-Н ослабляется: В свою очередь, группа ОН "гасит" положительный заряд на группе СО.

Слайд 7

Физические и химические свойства

Низшие карбоновые кислоты - жидкости с острым запахом, хорошо растворимые в воде. С повышением относительной молекулярной массы растворимость кислот в воде уменьшается, а температура кипения повышается. Высшие кислоты, начиная с пеларгоновой С8Н17СООН - твердые вещества, без запаха, нерастворимые в воде. Наиболее важные химические свойства, характерные для большинства карбоновых кислот: 1) Взаимодействие с активными металлами: 2 CH3COOH + Mg (CH2COO)2Mg + H2 2) Взаимодействие с оксидами металлов: 2СН3СООН + СаО (СН3СОО)2Са + Н2О

Слайд 8

3) Взаимодействие с основаниями:CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O 4) Взаимодействие с солями:CH3COOH + NaHCO3 CH3COONa + СО2 + Н2О 5) Взаимодействие со спиртами (реакция этерификации):CH3COOH + СН3СН2ОН CH3COOСН2СН3 + H2O 6) Взаимодействие с аммиаком:CH3COOH + NH3CH3COONH4 При нагревании аммонийных солей карбоновых кислот образуются их амиды:CH3COONH4 CH3CONH2 + H2O7) Под действием SOCl2 карбоновые кислоты превращаются в соответствующие хлорангидриды.CH3COOH + SOCl2 CH3COCl + HCl + SO2

Слайд 9

Способы получения

Окисление альдегидов и первичных спиртов - общий способ получения карбоновых кислот: 2. Другой общий способ - гидролиз галогензамещенных углеводородов, содержащих три атома галогена у одного атома углерода: 3. Взаимодействие реактива Гриньяра сСО2: -3NaCl

Слайд 10

4. Гидролиз сложных эфиров: 5. Гидролиз ангидридов кислот:

Слайд 11

Специфические способы получения

Для отдельных кислот существуют специфические способы получения: Для получения бензойной кислоты можно использовать окисление монозамещенных гомологов бензола кислым раствором перманганата калия: Уксусную кислоту получают в промышленных масштабах каталитическим окислением бутана кислородом воздуха: Муравьиную кислоту получают нагреванием оксида углерода (II) с порошкообразным гидроксидом натрия под давлением и обработкой полученного формиата натрия сильной кислотой:

Слайд 12

Применение карбоновых кислот Клей Гербициды Консервант, приправа Парфюмерия, косметика Искусственные волокна

Слайд 13

Задача. Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей схеме:

Слайд 14

Решение. 1) Этанол окисляется до ацетата натрия хроматом натрия в щелочном растворе: ЗС3Н5ОН + 4Na2CrO4 + 7NaOH + 4H2O3CH3COONa + 4Na3. 2) Этилацетат гидролизуется под действием щелочей: СН3СООС2Н5 + NaOH CH3COONa + С2Н5ОН. 3) Этанол окисляется до уксусной кислоты дихроматом калия в кислом растворе: 5С2Н5ОН + 4KMnO4 + 6H2SO4 5СН3СООН + 2K2SO4 +4MnSO4 + + 11H2O. 4) Этилацетат можно получить из ацетата натрия действием этилиодида: CH3COONa + C2H5I СН3СООС2Н5 + Nal. 5) Уксусная кислота - слабая, поэтому сильные кислоты вытесняют ее из ацетатов: CH3COONa + HCl СН3СООН + NaCl 6) Сложный эфир образуется при нагревании уксусной кислоты с этанолом в присутствии серной кислоты: СН3СООН + С2Н5ОН СН3СООС2Н5 + Н2О

Посмотреть все слайды