Физические свойства

Кристаллические бесцветные вещества, плохо растворимые в холодной воде (лучше при нагревании), обладают высокими температурами плавления (бензойная кислота – 122⁰С, п-толуиловая – 181⁰С), возгоняются.

Химические свойства

Проявляют общие свойства карбоновых кислот, т.е.

1. кислотная диссоциация

   C6H5COO^- + H^+

2. образование солей

   + NaOH

   +HOH

3. образование сложных эфиров

+C2H5OH

+HOH

хлорангидридов, амидов

+NH2C2H5

Особенности свойств:

1. Кислоты, у которых группа –СООН связана непосредственно с ядром, обладают более сильными кислотными свойствами по сравнению с кислотами жирного ряда (за исключением муравьиной кислоты).

Формула	Константа диссоциации
Муравьиная кислота	2,1^.10^-14
Бензойная кислота	6,5^.10^-5
Уксусная кислота	1,8^.10^-5

Это объясняется следующим: кислотные свойства обуславливаются тем, насколько сильно оттянута электронная пара от водорода, что зависит не только от явления взаимного влияния атомов в самой карбоксильной группе (показаны у муравьиной кислоты), но и от влияния радикала. Все углеводородные радикалы обладают электронодонорными свойствами и уменьшают полярность связи О-Н по сравнению с муравьиной кислотой, но у Ar донорные свойства выражены слабее, чем у Alk.

Различная сила кислотных свойств проявляется в реакциях вытеснения кислот из их солей.

CH₃COONa + C₆H₅COOH C₆H₅COONa + CH₃COOH

ацетат натрия бензойная кислота растворимо в воде уксусная кислота

(нерастворима в воде)

При введении в ароматическое ядро электронодонорных групп константа диссоциации уменьшается, при введении электроноакцепторной группы – увеличивается.

Формула кислоты	Константа диссоциации
C6H5COOH	6,5^.10^-5
o-CH3C6H4COOH	6,95^.10^-3
o-NO2C6H4COOH	1,2^.10^-3

_{2) Образование хлорангидридов может происходить не только при действии PCl}5

+ PCl5

+

+ HCl

но и другими путями:

а) при непосредственном действии хлора на ароматические альдегиды. Хлор при этом замещается Н в альдегидной группе, т.к. нет подвижного водорода в -положении.

+ Cl2 HCl +

б) при гидролизе бензотрихлорида ограниченным количеством воды:

	+ H2O 2 HCl + -HCl
бензотрихлорид

3) Благодаря плоскому жесткому строению бензольного кольца реакционноспособность карбоксильной группы зависит от пространственных факторов.

Например, реакция этерификации ароматических кислот при наличии двух заместителей в о-положении не идет вследствие пространственных затруднений.

	+ ROH
1-метил-6-третбутилбензойная кислота

4. Реакции в ароматическом ядре.

Реакции электрофильного замещения в ядре затруднены, т.к. группа СООН обедняет ядро электронами. Однако, электроноакцепторные свойства группы СООН выражены слабее, чем у других заместителей 2 рода (нитро-, нитрильной, альдегидо-, кетоно- и сульфогрупп). В карбоксильной группе имеет место сопряжение карбонильного остатка с гидроксильной группой, положительный заряд у карбоксильного углерода уменьшается, и он слабее притягивает к себе -электроны ароматического ядра.

Поэтому реакции замещения могут идти не только в мета-положении, но и в орто- и в пара-. Так, при нитровании бензойной кислоты образуется 20% о-нитробензойной кислоты, 78% - мета- и 2% - пара-.

	+ HNO3 [H2SO4]		м- 78%
			о- 20%
			п- 2%

Отдельные представители

Бензойная кислота С₆H₅COOH – входит в состав различных ароматических веществ, встречающихся в природе.

Перуанский бальзам (бензиловый эфир бензойной кислоты), клюква.

Промышленное получение

Окисление толуола избытком кислорода

150^0C (нафтенат, кобальт) + 1,5 O2 Р=4 ат

+H2O

Применение

1. консервант используется в медицине в виде Na-соли;

2. эфиры – в парфюмерии.

Производные бензойной кислоты

Замещенные в ядре бензойные кислоты.

Получаются двумя путями:

1) Мета-изомеры – путем сульфирования, нитрования и галоидирования бензойной кислоты и последующих превращений полученных соединений.

Например,

	HNO3 H2SO4		H2
	1) диазотиро-вание
	2) реакции с выделением азота

2) о- и п-изомеры получают из толуола, который сульфируют, нитруют и галоидируют, а затем окисляют. Потом имеющиеся группы могут подвергаться дальнейшим превращениям.

Например,

	+HONO2			3О		3H2
				1) 3O 2)3H2			о-аминобензойная кислота
					п-аминобензой-ная кислота

Антраниловая (о-аминобензойная кислота) используется в синтезе красителей, например, индиго.

П-аминобензойная кислота относится к группе витаминов, применяется в синтезе обезболивающих препаратов:

анастезин – местное обезболивающее средство – ее эфир с этиловым спиртом, новокаин – более сильно обезболивающее средство – ее эфир с -этиламиноэтиловым спиртом.

	+				+ CH3COOH
ацилирование по фенольной группе				ацетилсалициловая кислота ацетил (спираевая), аспирин

Аспирин – ацетил + спираевая кислота (старое название салициловой кислоты)

	.. POCl3 + HOC6H5		+ H2O
образуется сложный эфир по карбокси-группе		“салол” фениловый эфир салициловой кислоты (в фармацевтике – дезинфицирует кишечник)

Наличие фенилгидроксила в салициловой кислоте делает ядро более способным вступать в реакции электрофильного замещения, например, с бромом.

	+2 Br2 [H2O]
		3,5-дибромсалициловая кислота

Используется как консервант фруктов и для получения лекарственных веществ.

Галловая кислота.

3,4,5-триоксибензойная кислота

Очень распространена в природе. В виде глюкозидов, входит в состав различных дубильных веществ (таннин). Легко отщепляет СО₂ (при нагревании), образуя трехатомный фенол – пирогаллол.

	t^0 CO2 +
галловая кислота		пирогаллол

Применяется для получения пирогаллола, при синтезе красителей в аналитике.