Transcript Jonizacja kwasów karboksylowych
CHEMIA ORGANICZNA
WYKŁAD
7
Etery
Synteza eterów
Synteza metoda przemysłowa
ZADANIE DOMOWE
Jakie produkty otrzymamy, gdy będziemy ogrzewać mieszaninę alkoholu etylowego i n-propylowego z katalityczną ilością kwasu siarkowego?
Alkoholany
Synteza Williamsona
Planowanie syntezy Williamsona S N E
Planowanie syntezy Williamsona
Związki Grignarda Victor Auguste Grignard 1871 – 1935 Nagroda Nobla z chemii w 1912
Związki Grignarda
THF –
T
etra
H
ydro
F
uran Chlorek etylomagnezowy Bromek izopropylomagnezowy Jodek fenylomagnezowy
Związki Grignarda - reakcje
Kwasy karboksylowe R = alkil, aryl
Kwas mrówkowy Kwas octowy Kwas propionowy Kwas masłowy Kwas walerianowy
Kwasy karboksylowe
Kwas benzoesowy Kwas
m
-toluilowy Kwas salicylowy Kwas ftalowy Kwas izoftalowy Kwas tereftalowy
Kwasy karboksylowe Wiązania wodorowe
Jonizacja kwasów karboksylowych K a
RCOO
H RCOOH
3
O
Tabela. Stałe dysocjacji wybranych kwasów (T = 25 °C)
Wzór Lp.
K a 1.
HCl aq.
10 000 000 pK a -7,00 2.
3.
4.
5.
6.
H 2 SO 4 HCOOH CH 3 COOH CH 3 CH 2 COOH Cl 3 CCOOH 1 000 17,78
10 -5 1,74
10 -5 1,38
10 -5 19 952,62
10 -5 -3,00 3,75 4,76 4,86 0,70 Dla kwasu mrówkowego T = 20 °C; dla kwasu siarkowego podana wartość dla pierwszego stopnia dysocjacji
Jonizacja kwasów karboksylowych
Każdy czynnik powodujący stabilizację anionu powoduje zwiększenie kwasowości
Struktury nierównoważne Struktury równoważne
3,75 4,76 4,19 Jonizacja kwasów karboksylowych
3,14 Jonizacja kwasów karboksylowych
3,47 Jonizacja kwasów karboksylowych
Sole kwasów karboksylowych
0,123 nm
Sole kwasów karboksylowych
0,127 nm 0,136 nm
Sole kwasów karboksylowych Octan sodu Palmitynian sodu Benzoesan sodu E211
Pochodne kwasów karboksylowych
Pochodne kwasów karboksylowych Estry
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa w grupie acylowej Grupa acylowa Węgiel w grupie acylowej ma hybrydyzację sp 2 Kąty pomiędzy wiązaniami mają 120° Fragment cząsteczki obejmujący bezpośrednie otoczenie węgla grupy acylowej jest płaski Atom tlenu ma skłonność do przyciągania elektronów
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa w grupie acylowej
na Atak nukleofila
trygonalny
substrat Produkt przejściowy
tetraedryczny
Ładunek ujemny na atomie tlenu Stan przejściowy częściowy ładunek na atomie tlenu zmiana geometrii cząsteczki Produkt
trygonalny
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa w grupie acylowej Kataliza kwasowa
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa w grupie acylowej synteza estrów
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa w grupie acylowej hydroliza kwasowa estrów
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa Estryfikacja – stan równowagi K R
RCOOR RCOOH
H
2
O ROH
K R
e
ΔG 0 RT
termodynamiczna stała równowagi
d
ln
K R
dT
H RT
2 równanie
van’t Hoffa
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa Estryfikacja – stan równowagi K R
RCOOR RCOOH
H
2
O ROH
Sposoby przesuwania stałej równowagi w kierunku produktów
Zastosowanie nadmiaru jednego z substratów Odbieranie ze środowiska reakcji tworzącego się estru Odbieranie ze środowiska reakcji tworzącej się wody
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa Estryfikacja – stan równowagi
Aparatura pozwalająca szybciej osiągnąć stan równowagi Aparatura pozwalająca przesunąć stan równowagi
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa Estryfikacja – reaktywność Reaktywność alkoholi Reaktywność kwasów karboksylowych > > 1 ° > 2 ° > 3 ° > > >
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa Inne metody otrzymywania estrów Chlorek kwasowy Inne odczynniki chlorujące
ZADANIE DOMOWE
Jakie produkty powstaną w reakcji kwasu benzoesowego z trójchlorkiem fosforu?
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa Inne metody otrzymywania estrów Często jako zasadę stosuje się pirydynę lub trietyloaminę Reakcję taką nazywa się metodą Schottena-Baumanna
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa Inne metody otrzymywania estrów Alkoholiza bezwodników kwasów karboksylowych
Pochodne kwasów karboksylowych Substytucja nukleofilowa Inne reakcje w grupie acylowej