Chương V Axit carboxylic và dẫn xuất

CHƯƠNG V AXIT CARBOXYLIC VÀ DẪN XUẤT R C O OH A- AXIT CARBOXYLIC I. Tên gọi : Tự đọc 1. Tên thông thường : Xuất phát từ nguồn gốc (hầu hết từ gốc Latin, một số gốc Hy Lạp). Thường sử dụng : iso, sec, tert, neo. Còn sử dụng đánh số theo mẫu tự Hy Lạp : α, β, γ … H C O OH CH3 C O OH CH3-CH2-COOH Axit formic Axit axetic Axit propionic 2. Tên quốc tế : Axit + tên hidrocarbon + oic (số được đánh bắt đầu từ nhóm -COOH) HC C COOH HC CH COOHCH3 Axit propinoic Axit 2-butenoic Nhị chức : Axit + tên hidrocarbon + dioic Axit butandioic ( axit sucinic ) HOOC-(CH2)2-COOHCH2 COOHHOOC Axit propandioic ( axit malonic ) CH3 – CH2 – CH2 – COOH CH3 – CH – CH2 – COOH CH3Axit butanoic Axit 3-metilbutanoic C C HOOC H COOH H C C HOOC H H COOH Axit cis-2-butendioic ( axit maleic ) Axit trans-2-butendioic ( axit fumaric ) II. Điều chế : R CH CH R' R C C R' KMnO4 RCOOH R’COOH+ to 1. Phản ứng oxi hóa : a. Từ anken, ankin : b. Từ aren (có dây nhánh) : điều chế axit thơm COOHCH2 CH2 CH3 α β KMnO4 to CH3COOH+ [O] RCOOH b. Từ ancol bậc 1 hoặc andehit : R-CH2-OH R-CH=O ( Xem tính chất hóa học ancol, andehit ) 2. Điều chế axit bằng phản ứng thủy phân: R C O Cl R C O O C O R H+ + H2O H++ H2O RCOOH + HCl 2RCOOH C NR R C O NH2 + H+ + 2H2O + H+ + H2O RCOOH + NH4+ RCOOH + NH4+ � Thủy phân clorua axit: � Thủy phân anhidrit axit: � Thủy phân nitrin: � Thủy phân amit: 3. Điều chế axit bằng tổng hợp Grignard : R C O OMgX H2O H+ R C O OHR MgX δ- δ+ + O C O 2) H3O+ 1) CO2RMgX Axit (+1C)RCOOH Ví dụ: Điều chế axit 2,2-dimetilpropanoic từ 2-metilpropen CH3 C CH2 CH3 ClCH3 C CH3 CH3 COOHCH3 C CH3 CH3 1- CO2 2- H3O + Mg MgClCH3 C CH3 CH3 HCl eter 4. Tổng hợp malonic : COOC2H5 COOC2H5 H2C α CH2 COOHHOOC EtONa EtOH H2O/H+ CH COOH COOH R to to R-CH2-COOH -CO2 Axit malonic hay C2H5OCO – CH2 – COOC2H5 Dietilmalonat Axit ankil axetic COOC2H5 COOC2H5 α H C H COOC2H5 COOC2H5 H C R – X δ+ δ− COOC2H5 COOC2H5 R CH � Điều chế axit ankil axetic ( * ) � Điều chế axit diankil axetic: Nếu sau (*): COOC2H5 COOC2H5 R CH COOC2H5 COOC2H5 R C R' COOH COOH R C R' 1- EtONa 2- R’ – X H2O/H+ to - CO2 R CH R' COOH Axit diankil axetic � Điều chế diaxit: COOC2H5 COOC2H5 α H C H EtONa COOC2H5 COOC2H5 H C X – R – X δ+δ− δ− R CH COOC2H5 COOC2H5 CH C2H5OOC C2H5OOC H2O/H+ R CH COOH COOH CH HOOC HOOC to -CO2 HOOC – CH2 – R – CH2 – COOH Diaxit Ví dụ 1: Điều chế axit 3-metilbutanoic từ CH2(COOEt)2. Các chất cần thiết khác được chọn tùy ý. CH2(COOC2H5)2 H3C CH CH2CH3 COOH CH(COOC2H5)2 H3C CH CH(COOH)2CH3 C2H5ONa 1- (CH3)2CH Cl 2- H2O/H+ to -CO2 δ+ δ− Ví dụ 2: Điều chế axit glutaric HOOC – CH2 – CH2 – CH2 – COOH từ dietilmalonat CH2(COOC2H5)2 CH2(COOC2H5)2 CH(COOC2H5)2 CH2 CH(COOC2H5)2(C2H5OOC)2CH HOOC – CH2 – CH2 – CH2 – COOH C2H5ONa Cl – CH2 – Cl 1- H2O/H+ 2- toδ+ III. Tính chất vật lý : Tự đọc Các axit đơn chức đều là chất lỏng hoặc chất rắn. Các axit thơm đều là chất rắn. Tạo liên kết hidro liên phân tử nên có nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy cao hơn các nhóm chức hữu cơ khác có cùng số C. Tạo liên kết hidro với H2O tan tốt trong nước. RC O O R C O O H H IV. Tính chất hóa học : R C O O H Tuy cũng chứa nhóm C=O nhưng axit carboxylic lại không cho phản ứng cộng ái nhân như hợp chất carbonyl (phản ứng với CN-, NaHSO3, NH3, …) δ− δ+ R C O O H R C O OH+ + 1. Tính axit : Ka của axit carboxylic khoảng 10-5 (pka≈5). Tính axit mạnh hơn phenol, ancol nhưng yếu hơn các axit vô cơ mạnh như : HCl, H2SO4, … R-COOH > HOH > ROH > RC CH > R-H Ka = H+ RCOO - RCOOH Những nhóm rút đ iện tử làm tăng t ính axit, những nhóm đẩy điện tử làm giảm tính axit. Đối với axit thơm những nhóm rút điện tử ở vị trí orto, para làm tăng tính axit, ngược lại những nhóm cho điện tử ở vị trí này làm giảm tính axit. Axit carboxylic thể hiện tính axit qua các phản ứng : + Phản ứng với kim loại : Na, Zn, … + Phản ứng với oxit kim loại : CaO, … + Phản ứng với bazơ : NaOH, NH3, … + Phản ứng với muối của axit yếu : CaCO3, … 2. Phản ứng tạo các dẫn xuất của axit : R C O OH a. Clorua axit : + PCl5 R C O Cl + POCl3 + HCl R C O OH + SOCl2 R C O Cl + SO2 + HCl b. Este (xem lại ancol) : c. Amid : RCOOH + NH3 RCOONH4 RCOONH4 to RCONH2 + H2O 3. Phản ứng thế Hα R CH2 COOH R CH Br COOH+ Br2 P đỏ + HBr OH- NH3 α-hidroxi acid Ứng dụng R CH Br COOH R CH NH2 COOH R CH OH COOH α-amino acid