Карбоновые кислоты. Классификация карбоновых кислот. Получение функциональных производных карбоновых кислот

Легкость нуклеофильной атаки зависит от величины эффективного положительного заряда атома углерода карбонильной группы. В функциональных   производных   карбоно

вых кислот                  он увеличивается с ростом –I-эффекта заместителя  и  уменьшается с усилением его +М-эффекта.

Получение функциональных производных карбоновых кислот (S_N)

1.  Получение сложных эфиров (реакция этерификации).

Реакция этерификации в отсутствии катализаторов протекает чрезвычайно медленно. Однако в присутствии минеральных кислот (Н₂SO_4,, HCl) реакция существенно ускоряется.

Функцией катализатора является повышение электрофильность атома углерода карбоксильной группы путем протонирования карбонильного атома кислорода и образование карбокатиона:

карбокатион

Процесс этерификации обратим.

2.  Получение аминов карбоновых кислот.

За счет взаимодействия неопределенной пары электронов атома азота с π-электронами поляризованной двойной связи карбонильной группы, связь C – N в амидах имеет часто двойной характер.

Амиды карбоновых кислот в зависимости от степени замещения у атома азота, могут быть первичными RCONH₂, вторичными RCONHR' и третичными. По сравнению с другими производными карбоновых кислот, амиды наиболее склонны к реакциям нуклеофильного замещения.

3.  Получение галогенангидридов

этановая кислота                                           хлорангидрид этановой кислоты

Галогенангидриды наиболее активны в S_N-реакциях.

4.  Получение ангидридов – 2 способа:

Путем взаимных превращений можно переходить от одних функциональных производных к другим. Большая часть этих превращений представляет собой реакции ацилирования, то есть введения ацильной группы RCOˉ в молекулу вместо атома водорода.

Процессы гидролиза функциональных производных карбоновых кислот, а также их взаимопревращений протекает по механизму S_N.

Способность к гидролизу и реакционная способность в S_N-реакциях зависит от эффективного положительного заряда на карбонильном атоме углерода в соединениях                     RCO – X, величина которого определяется природой Х, то есть совместным действием его –I- и +М-эффектов. Поэтому по легкости гидролиза функциональные производные карбоновых кислот в соответствии со своей ацилирующей способностью располагаются в следующий ряд:

Взаимопревращения функциональных производных

карбоновых кислот (S_N)

Так, например, сложные эфиры могут подвергаться гидролизу, как в кислой, так и в щелочной средах. Гидролиз в щелочной среде необратим и требует эквивалентного количества щелочи.

Так как амиды, по сравнению с другими производными карбоновых кислот, наименее склонны к реакциям нуклеофильного замещения, то их гидролиз осуществляется в достаточно жестких условиях (многочасовое кипячение с концентрированными водными растворами кислот или щелочей).

Особенности поведения двухосновных карбоновых кислот

Двухосновные карбоновые кислоты обладают более кислым характером, чем одноосновные и образуют два ряда функциональных производных – по одной и двум карбоксильным группам, которые можно получить общими для карбоновых кислот методами.

Расположение двух электроноакцепторных групп в непосредственной