11

17. Монокарбонові кислоти

Монокарбоновими кислотами називають похідні вуглеводнів, до складу яких входить одна карбоксильна група (–СООН).

1. Класифікація. Номенклатура.

Загальна формула карбонових кислот . В залежності від природи та будови радикалу R вони бувають: насичені (аліфатичні), ненасичені, ароматичні і т.д. Слід відмітити, що карбонові кислоти можуть утворювати свої гомологічні ряди. Так, аліфатичні або кислоти жирного ряду мають загальну формулу C_nH_2n+1COOH. Назви деяких монокарбонових кислот та їх фізичні константи наведено у табл. 17.1.

Таблиця 17.1

Назви і фізичні константи деяких карбонових кислот.

Формула	Номенклатура		Тпл., С
	тривіальна	IUPAC
	мурашина	метанова	101	3,75
	оцтова	етанова	118	4,76
	пропіонова	пропанова	141	4,89
	масляна	бутанова	165	4,82
	ізомасляна	2-метилпропанова	154	4,84
	валеріанова	пентанова	187	4,86
	капронова	гексанова	205
	акрілова	пропенова	142	4,26
	олеїнова	9-октадекенова	–
	пальметінова	гексадеканова	–
	стеаринова	октадеканова	–
	бензойна	бензолкарбонова	249	4,17
	п-толуїлова	4-метилбензолкарбонова	–
	фталева	1,2-бензолдикарбонова	207	2,95,(5,40)
	терефталева	1,4-бензолдикарбонова	300 (субл.)	3,54, (4,50)

До сих пір дуже поширені тривіальні назви деяких карбонових кислот, які наведені у табл. 16.1.

Назва за номенклатурою IUPAC: вуглеводень, включаючи і атом карбону карбоксильної групи + суфікс -ова + кислота:

пентанова кислота

якщо вуглецевий скелет розгалужений, то спочатку називають радикали, указуючи їх місце в головному ланцюзі, а потім саму кислоту:

3-метил-4-гідроксигексанова кислота

2. Методи отримання.

2.1. Окиснення насичених вуглеводнів або спиртів та альдегідів. Хімічні перетворення цього ряду можна навести наступною схемою:

парафін	спирт	альдегід	кислота

Якщо ввести термін „умовного ступеню окиснення” атома карбону кінцевої метильної групи, то легко бачити, що кожне наступне перетворення пов’язане з втратою двох електронів атома карбону наведеного ряду відновників. В якості окисників використовують K₂Cr₂O₇,KMnO₄в кислому середовищі. Окиснення парафінів проводять киснем повітря в досить жорстких умовах: t=180-200 С; каталізатор – солі Mn²⁺,Co²⁺. Це – промисловий метод отримання синтетичних жирних кислот (СЖК) із довжиною вуглеводневого ланцюга С₁₂-С₂₀, які використовують у виробництві синтетичних миючих засобів. При окисненні спиртів до альдегідів використовують такі ж окисники і каталізатори, але при більш високих температурах 300-350 С. Так, оцтову кислоту отримують у промисловості по реакції:

Необхідно відмітити, що стадія окиснення спирту проходить одночасно із дегідруванням.

Алкіларени окиснюються за атомом карбону, що знаходиться у -положенні відносно бензольного ядра, з утворенням ароматичних карбонових кислот:

		бензойна кислота
толуол

2.2. Гідроліз нітрилів жирного та ароматичного ряду проходить за схемою (R=Alk):

Особливість методу:реакція іде з подовженням вуглеводневого ланцюга.

У випадку нітрилів ароматичного ряду останні отримують через діазосполуки:

2.3. Взаємодією магнійорганічних сполук із оксидом карбону(IV) отримують солі карбонових кислот, при підкисленні яких виділяють відповідні кислоти:

Наведені приклади (2.1-2.3) є найбільш загальними та універсальними для отримання карбонових кислот, але є ще ряд специфічних, важливих методів отримання. Деякі з них наведені нижче.

2.4. Карбонілювання спиртів (оксосинтез)є промисловим методом отримання оцтової кислоти:

або мурашиної кислоти за схемою:

2.5. Лужний гідроліз гліцеридів насичених та ненасичених карбонових кислотможна навести наступним чином:

				R–кислотний залишок, як правило, пальмітинової – С15Н31СООН, стеаринової – С17Н35СООН або олеїнової – С17Н33СООН кислот.
гліцерид кислоти		гліцерин	мило