Свойства карбоновых кислот. (Лекция 4)

1. ЛЕКЦИЯ № 4

Свойства
карбоновых кислот
O
C
OH

2. Важнейшие представители монокарбоновых кислот

O
H3C
H3C
C
OH
Уксусная кислота
H2C
H2C
C
3
H2C
C
2
OH
OH
М асляная кислота
Пропановая кислота
O
H2C
HC
O
C
OH
Валерьяновая кислота
H3C
C
O
H3C
O
O
H2C
C
OH
C
OH
CH3
Акриловая кислота
Метакриловая кислота
COOH
O
COOH
N
Никотиновая кислота
N
H Пролин
H3C
HC
HC
C
OH
Кротоновая кислота

3. Дикарбоновые кислоты

O
O
O
C
C
HO
O
C
OH
O
C
OH
Щавелевая кислота,
Соли оксалаты
CH2 C
2
HO
Малоновая кислота,
Соли малонаты
OH
Янтарная кислота,
Соли сукцинаты
O
C
HO
CH2 C
HO
O
O
HOOC
CH2 C
3
HC
CH
COOH
Фумаровая кислота, соли фумараты
OH
Глутаровая кислота, соли глутараты

4. Ароматические карбоновые кислоты

O
O
C
C
C
OH
OH
OH
Бензойная кислота
CH 3
П-Толуиловая кислота
COOH
COOH
O
NH2
П-аминобензойная кислота
ПАБК
COOH
OH
COOH
Салициловая кислота
Терефталевая кислота
COOH
Ортофталевая
кислота

5.

Способы получения карбоновых кислот
1. Реакции окисления
2. Реакции гидролиза тригалогенопроизводных
OH
Cl
H3C
H2C
H2O
Cl
C
CH2
HOH
H3C O C
CH3CH2OH
OH
Cl H
OH
H3C
OH
O
O
O O
H3C
H3C
C - H2O
H
C
C
OH
OH
- 3 Na Cl-
O
3. Гидролиз нитрилов
H2O
H3C
C
N
Нитрил
OH
H3C
+ H
-NH4+
C
OH
OH
- H2O
H3C
+
C
OH
NH4+

6. Строение карбоксильной группы

+
O
R C
O
Основный центр
+
H
Эффект
π- p - сопряжения
H
R C C
δ+
H
- +
.
..
O H O
O
+
O H
R C
О-Н- кислотный
центр
+
O H . . .O
-
C R
Димеры карбоновых
кислот
1. За счет электронного эффекта π –p сопряжения склонность к реакциям
С-Н – кислотный центр
нуклеофильного присоединения AN у кислот по сравнению с
карбонильными соединениями снижается
2. Проявляется высокая О-Н кислотность
3. За счет высокой полярности связи С-О протекают реакции нуклеофильного
замещения SN
4. С-Н – кислотность проявляется, но существенно снижена

7. Кислотность карбоновых кислот

R
O
+
O
C
+
H
O
H2O
R
C
H3O +
O -
-1/2
O
R
O
C
R
OH
-H
O
O
C
R
C
O
R
C
O
O
-1/2
Ряд изменения кислотности
O
O
O
C
HO
>
C
H
OH
O
C
>
COOH
COOH
SO 3H
C
OH
COOH
>
H3C
OH
>
NH2

8. Образование солей

O
H 3C
O
NaOH
C
OH
H 3C
C
ONa
Ацетат натрия
Уксусная кислота
O
C17H35
NaOH
C
OH
O
C
HO
C17H35
C
Ca2+
O
C
O
C
OH
Щавелевая кислота
ONa
Стеарат натрия
Стеариновая кислота
O
O
C
O
O
Ca
Оксалат кальция – нерастворим в
воде и образует почечные
конкременты

9. Реакции декарбоксилирования

O
C
O
O
H
C
t
C
C
HO
OH
HO
R
O
C
O
O
H
C
t
C
OH
HO
NH 2
O
H2N
CH
C
CH2-NH2
C
HO
CO2
Глицил
t
CH2
OH
CH 2
CO2
CH 2R
CH2
Триптофан
CO 2
NH2
Триптамин
HN
HN
O
H2N
CH
C
OH
t
CH 2
CH 2
CH 2
Гистидин
N
Гистамин
N
NH
NH 2
NH
CO 2

10. Синтез ацетилхолина

O
H2N
CH
C
t
OH
H2C
CH2
OH
OH
HO
CH2
CO2
NH2
Этаноламин (коламин)
S-аденозилметионин
Алкилирование
CH2 CH2 NH2
CH3
HO
-S -аденизилгомоцистеин
CH2 CH2 N
Холин
CH3
HO
CH2 CH2 N
CH3-C
+
S -KoA
CH3
Холин
CH3
Ацилирование
O
CH3
CH3
Ацетилкоэнзим А
CH3
CH3-C-O - CH2 CH2
O
N
Ацетилхолин
CH3
CH3
+
HS-KoA
Коэнзим А

11. Получение функциональных производных карбоновых кислот Реакции SN

1. Реакция с аммиаком
O
R
C
NH3
O
R
OH
O
t
C
ONH4
- H2O
R
Амид
Соль аммония
P2O5
C
NH2
R
- H2O
C
N
Нитрил
O
COOH
C
NH3
ONH4
N
Никотиновая кислота
2. Реакция с гидразином
O
R
C
OH
O
C
N
N
Аммоний никотиновокислый
NH2
NH2
R
- H2O
NH2
- H2O
O
Амид никотиновой
кислоты –витамин
РР
C
Гидразид
HN
NH2

12. Получение функциональных производных кислот

3. Реакция этерификации
O
R
C
R'OH, H
O
R
- H 2O
OH
OR'
4. Получение ангидридов
R
R'
C
Сложный эфир
P2O2
O
O
C
OH
OH
C
O
R
-Н3РО4
O
R'
5. Получение галогенангидридов
O
R
C
Ангидрид
O
PCl5
O
R
C
OH
C
C
-POCl3, - HCl
Cl
Галогенангидрид

13. Важнейшие функциональные производные карбоновых кислот

O
R
O
O
R
C
R
C
OR'
NHNH2
NH2
Сложные эфиры
Амиды
Гидразиды
Реакция гидролиза производных кислот
O
R
C
X
C
O
HOH
H
R
C
OH

14. Широко известные производные карбоновых кислот, применяемые в медицине

CH3
H3C C O
O
O
O
O C C4H9
O
Валидол
H3C C CH3
H
N CH3
C O
H3C
COOH
O
Героин
C
O C CH3
O
Ацетилсалициловая кислота
NH2
N
Никотинамид (витамин РР)

15. Синтез медицинского шовного материала - лавсана

O
Этиленгликоль
C
C
n
n HO-CH2-CH2-OH
O
-Н2О
OH
HO
Терефталевая кислота
O
O
C
-O-CH2-CH2-O
O
O
C
C
C
O--
O-CH2-CH2-On-1
Полиэтиленгликольтерефталат (ЛАВСАН)
ПОЛИЭФИР

16. Сложные эфиры L-карнитина

O
CH3
+ HOOC CH CH2 N CH3
CH
3
OH
CH3-(CH2)16-C
OH
-Н2О
L-карнитин
Стеариновая кислота
O
CH3
CH3-(CH2)16-C
CH CH2 N CH3
CH3
O
COOH
Стеатат L - карнитина
L-карнитин переносит
Высшие жирные кислоты
через митохондриальную
мембрану в митохондрии, где
и происходит их окисление
И образуется АТФ

17. Получение производных кофермента А

O
O
O
O
H3C C O
P OR
HS
KoA
HO
H3C C
O
SKoA
АцетилКоА
Эфир ацетилфосфата
O
Y
H3C C
SKoA
O
H
H3C C
O
Эфир фосфорной
кислоты
HS KoA
Y
P OR

18. Реакция омыления – гидролиз сложных эфиров

O
H3C
NaOH
C
OC2H5
H 2C
O
C
HC
O
C
H 2C
O
C
O
C17H35
O
C17H35
O
C17H35
Тристеарат глицерола
O
H3C
C2H5OH
C
ONa
H2C
OH
HC
OH
H2C
OH
O
3 NaOH
Глицерол
3
C17H35
C
Стеарат натрия –
твердое мыло
ONa

19. ХИМИЯ производных угольной кислоты

O
HO
C
OH
Угольная кислота
H2O
CO2
O
H2CO3
HO
H
C
O

20. Производные угольной кислоты

O
O
CO2
H
H2C
C
O
SKoA
Малонилкоэнзим А
C2H5OH
C2H5O
C
Cl
Cl
O
CH3
CH2 O
C
Cl
Бензилоксикарбонилхлорид
O
C2H5O
C2H5OH
C
Неполный эфир
Фосген
C6H5
CH2 C
SKoA
Ацетилкоэнзим А
Cl
HOOC
C
H3C
C
C2H5O
Полный эфир
угольной кислоты
O
C
H3C
O
Cl
O
Трет. бутокси карбонилхлорид –используются в
синтезе пептидов

21. Карбаминовая кислота и ее производные

O
H2N
C
Карбаминовая кислота
O
Cl
C
OH
NH3
O
H2N
C
OC 2H 5 Этиловый эфир
OC 2H 5
карбаминовой кислоты (уретан)
O
H2N
C
CH3
O
CH 2
C
O
CH2
CH2CH2CH 3
O
C
Мепробамат – дикарбамат 2-метил-2-пропилпропандиола -1, 3 –
обладает психотропным действием
NH2

22. Синтез мочевины и ее производных

O
HO
H2N
C
NH3
C
Угольная кислота OH
O
Мочевина, карбамид
H2N
Cl
C
O
NH3
O
NH 2
O
H 2N
O
C
C
Фосген
Cl
H2N
H 2N
O
150-160 C
H 2N
C
NH2
NH 2
H2N
C
Cu(OH)2
H2N
O
N
Cu
N
C
C
NH
C
NH2
Биурет
C
O
Биуретова реакция
H2N
- NH3
O
O
O
C
NH2
Комплексы синего цвета

23. Соли мочевины

O-
O
C
O
+
H 3N
C
+
H3N
CH
O
O
H2N C NH3
O
NO2
OНитрат мочевины
Оксалат мочевины

24. Производные мочевины

O
H 3C
C
H
N
O
C
O
NH2
H2N
C
NH
CH2
O
OH
Уреид уксусной кислоты
H 3C
CH
CH
H3C
Br
O
C
H2C
C
O
OC2H5
O
C
Уреидоуксусная кислота
O
NH
C
NH 2
Препарат бромизовал
Уреид 2-бромизовалерьяновой кислоты
Синтез барбитуровой кислоты
O
H
H 2N
C
OC2H5
C
H 2N
O
HN
H
- 2 C2H5OH
Барбитуровая
O
кислота
N
H
O

25. Производные барбитуровой кислоты - барбитураты

O
+
на различные радикалы
( С2Н5,фенил и др.)
O
+
H
HN
O
+
H
Все производные получены
замещением протонизированных
атомов Н
N
H
C2H5
HN
O -
C2H5
O
С-Н – кислотность в остатке малоновой кислоты
N
H
ВЕРОНАЛ
O

26. Синтез креатинфосфата –важнейший макроэрг –предшественник синтеза АТФ

H2N
C
H2N +
NH3
O
t
-Н2О
Мочевина
H2N
NH
H2N
C
C
NH
CH2
C
NH2
H2N
Гуанидиний-ион
Гуанидин
OH
CH3
Креатин
C
H2N
O
O
N
H2N
H
HO
P
NH
HN
C
O
N
CH2
C
OH
OH
CH3
Креатинфосфат
Креатинфосфат + АДФ → АТФ + креатин