Bài giảng hóa học acid carboxylic

ACID CARBOXILIC
VÀ DẪN XUẤT
5 tiết
MỤC TIÊU
•
Đọc được tên theo danh pháp IUPAC và danh pháp
thông thường các acid đơn giản. Trình bày được
tính acid và ảnh hưởng của cấu trúc đến tính acid.
•
Trình bày được các phản ứng chính của acid và dẫn
xuất. So sánh và giải thích khả năng phản ứng của
chúng.
•
Nêu được những tính chất hóa học chính của các
hợp chất tạp chất chứa nhóm carboxyl.
•
Đưa ra một số phương pháp điều chế acid
carboxylic và ý nghĩa y học của acid và các hợp chất
tạp chức nói trên.
PHÂN LOẠI - DANH PHÁP
PHÂN LOẠI
-Dựa vào gốc HC: acid béo no,acid không no, acid
thơm
-Dựa vào số nhóm COOH: (di, tri carboxylic)
DANH PHÁP Tên theo IUPAC
H
3
C CH CH
2
COOH

CH
3
acid 3-metylbutanoic
COOH
COOHHOOC
Acid ciclohexan carboxylic
Acid benzen-1,4-dicarboxylic
LÝ TÍNH
-Acid monocarboxylic: R-COOH
1C-4C là chất lỏng linh động, hòa tan vô hạn trong
nước
5C – 9C: chất lỏng sánh như dầu, hòa tan kém trong
nước.
10C trở lên: chất rắn, không tan trong nước, dễ tan
trong alcol ethylic và ether
-Acid dicarboxylic: HOOC-COOH
Dạng tinh thể, dễ tan trong nước.
-Acid monocarboxylic thơm:
Là những chất rắn kết tinh, dễ thăng hoa, chỉ tan trong
nước nóng, dễ tan trong alcolethylic và ether.
COOH
CẤU TẠO VÀ HÓA TÍNH
Tính acid: Phản ứng với base
Thế thân hạch: Thay nhóm OH
Tính oxi hóa: Phản ứng khử
R C
O
O H
R C
O

O H
R C O H
O
1. Tính acid
RCOO-H + H
2
O → RCOO

+ H
3
O
⊕


K
a
=
[RCOO ] [H
3
O ]
[RCOOH]
Hằng số acid:
R-COOH + Na → RCOONa + 1/2H
2
R-COOH + NaOH → RCOONa + H
2
O
2R-COOH + Na
2
CO

3
→ 2RCOONa + H
2
O + CO
2
Giá trị K
a
càng lớn thì tính acid càng mạnh
2. Phản ứng thế nhóm OH
2.2. Tạo thành acid hydrohalid
CH
3
CO-OH + PCl
5
→ CH
3
CO-Cl + HCl + OPCl
3
R C
O
O H
Z
R C O H
O
Z
R C
Z
O
O H
CH

3
C
O
OH
CH
3
C
O
OH CH
3
C
O
CH
3
C
O
O
P
2
O
5
, t
0
H
2
O
R C OH
2
O
OR'

H
H
2
O
H
R C
O
OR'
R' OH
R C OH
OH
OR' H
2.1.Tạo ester
R C OH
O
H
R C OH
OH
2.3. Tạo thành anhydric acid
3.1 Phản ứng thế nguyên tử Hα
3.2 Phản ứng khử nhóm COOH →CHO hay OH
CH
3
CH
2
COOH LiAlH
4
CH
3
CH

2
CH
2
OH
Phản ứng khử CO
2
của acid dicarboxylic
HOOC-CH
2
-COOH t
0
CH
3
-COOH + CO
2
CH
3
CH
H
C
O
OH
Cl
2
P
CH
3
CH
Cl
C

O
OH
α
α
3. Một số phản ứng khác
Ứng dụng
- Acid formic dùng bảo quản nước ép hoa quả
- Acid acetic dùng làm giấm ăn và đóng hộp
- Acid adipic dùng sản xuất nylon 6,6
-
Nhiều acid là nguyên liệu tổng hợp thuốc:
Acid acetyl salycylic(aspirin) Natribenzoat
làm thuốc ho.
COOH
O C CH
3
O
aspirin
COONa
natri benzoat
DẪN XUẤT ACID
ESTER
AMID
AMINO ACID
ESTER
1.Ester hoa quả:
là ester của acid và alcol béo thấp và trung bình
HCOOC
2
H

5
ethylformiat mùi rượu Rum
HCOOC
5
H
11
amyl formiat mùi mận
CH
3
COOC
5
H
11
isoamyl acetat mùi chuối
C
3
H
7
COOC
2
H
5
ethylbutyrat mùi dứa
2.Glycerid(chất béo)
là ester của acid béo cao, Glycerid
không nhánh với Glycerin.
C
17
H
35

COOH acid stearic
C
15
H
31
COOH acid palmitic + Glycerin
→

C
17
H
33
COOH acid oleic
CH
2
CH
CH
2
O
O
O
C R
1
O
C
C
R
2
R
3

O
O
3. Serid(sáp): là ester của acid và alcol béo cao
C
15
H
31
COOH + C
30
H
61
OH → C
15
H
31
COOC
30
H
61
+ H
2
O
a.palmitc alcolmiricylic miricyl palmitat (sáp ong)
4. Sterid:
là ester của acid béo cao với alcol vòng như sterol.
RCOOH
HO
RCOO
cholesterol
cholesterid

ESTER
LÝ TÍNH
Nhiều ester có mùi thơm đặc trưng của quả chín
Các ester nhẹ và trung bình là những chất lỏng,
nhẹ hơn nước, dễ bay hơi.
Ester tan rất ít trong nước, tan nhiều trong dung
môi hữu cơ.
R C
O
O R'
Z
R C O R'
O
Z
R C
Z
O
O R
CẤU TẠO VÀ HÓA TÍNH
Thủy phân và Thế gốc alcol
1.Phản ứng thủy phân
Ester dễ bị thủy phân trong môi trường base(xà phòng hóa)
RCOOR’ + NaOH → R-COONa + R’-OH
CH
2
CH
CH
2
O
O

O
C C
17
H
35
O
C
C
C
17
H
35
C
17
H
35
O
O
CH
2
CH
CH
2
OH
OH
OH
3
NaOH
3
C

17
H
35
COONa
R C
O
O R' R C O R'
O
OH
R C
O
O
HO R
HO
Tristeroyl glycerid Glycerin Natristerat
2. Thế gốc alcol
2.1. Thế bỡi NH
3
: tạo amid
RCO-OR’ + NH
3
→ RCO-NH
2
+ R’-OH
C
6
H
5
-COOCH
3

+ NH
3
→ C
6
H
5
-CO-NH
2
+ CH
3
OH
Methylbenzoat benzylamid
2.2. Thế bỡi hợp chất cơ magnesi :
tạo alcol bậc ba
R C OR'
O
R''MgX
R C R''
O
R''MgX
R C R''
R''
OH
1.
2.
H
2
O
OR
3. Phản ứng khử ester

CH
3
CH=CHCOOCH
2
CH
3
+ LiAlH
4
→ CH
3
CH=CHCH
2
OH + CH
3
CH
2
OH
R COOR'
LiAlH
4
eter
RCH
2
OH
R'OH
Ứng dụng
-Các ester thấp có mùi thơm, làm thực phẩm.
-Lipid trong cơ thể có bản chất là ester, cung
cấp năng lượng gấp đôi glucid hoặc protid
-Diethyl phtalat(DEP) dùng trị cái ghẻ

-Methyl salycilat gây kích thích da, làm giảm
đau cơ bắp
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
DEP
OH
COOCH
3
Methyl salicilat
AMID

amid amid thế
R C
OH
O
R C
NH
2
O
R C
NH
O
R'
R C

N
O
R'
R''
CH
3
C NH
2
O
acetamid
CH
2
CH C NH
2
O
acrylamid
C NH
O
CH
3
N_methylbenzamid
Chỉ có formamid là chất lỏng ở nhiệt độ thường.
Các amid khác đều là chất rắn kết tinh.
Các amid thấp có thể hòa tan được trong nước,
các amid tinh khiết đều không có mùi.
R C
O
N H
H
R C N H

O H
Amid có tính lưỡng tính
Acid, base đều rất yếu
CẤU TẠO VÀ HÓA TÍNH
LÝ TÍNH
HÓA TÍNH
1. Amid chỉ phản ứng với acid mạnh,
tạo các muối không bền và dễ bị thủy phân
CH
3
-CO-NH
2
+ HCl → [CH
3
-CO-NH
3
]
+
Cl
Muối kim loại của các amid không bền
(trừ thủy ngân)
CH
3
-CO-NH
2
+ HgO → (CH
3
-CO-NH)
2
Hg + H

2
O
2. Phản ứng thủy phân
ở nhiệt độ sôi amid dễ bị thủy phân trong
acid loãng
CH
3
-CO-NH
2
+ H
2
O → CH
3
-COOH + NH
3
3. Phản ứng riêng của ure
H
2
N C
O
NH
2
H
2
N C
O
NH C
O
R'
HN C

O
NHC C
OO
R' R'
monoureit
diureit
C
NH
NH
O
H
H
ure
C
CH
2
C
HO
HO
O
O
C
NH
NH
O
C
CH
2
C
O

O
acid malonic malonylure(acid barbituric)
C
NH
NH
O
C
C
C
O
O
C
2
H
5
C
6
H
5
5
_ethyl_
5
_phenylbarbituric(gardenal)
5
NH
NH
O
OO
R
1

R
2
ỨNG DỤNG
-Urê là một sản phẩm chuyển hóa quan trọng
trong cơ thể, urê còn là nguyên liệu tổng hợp
urosulfan(p-amino benzen sulfonyl ure) là một
sulfamid chữa nhiểm trùng đường tiết niệu
-Một số polyamid làm nylon 6,6; capron hay
perlon công thức chung(-NH-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-
CO-)
n
-Gramicidin là kháng sinh do Bac.Brevis tiết ra có
bản chất là amid.
H
2
N SO
2
NH C NH
2
O
urosulfan
AMINO ACID

-Dựa vào gốc HC
acid amin béo, acid amin thơm, acid amin dị vòng.
CH
3
CH
NH
2
COOH
CH
2
CH
2
COOH
NH
2
alanin alanin
CH
2
CH
NH
2
COOH
CH
NH
2
COOH
CH
2
N
NH

phenylalanin
histidin
CH
2
NH
2
COOH
H
2
N (CH
2
)
4
CH
NH
2
COOH
HOOC (CH
2
)
2
CH
NH
2
COOH
glycin
lycin
acid glutamic
-Dựa vào số nhóm acid và nhóm amin:
trung tính, acid, bazơ

LÝ TÍNH
Acid amin là những chất kết tinh không màu, bền vững ở nhiệt độ thường, nóng chảy ở nhiệt độ cao.
Trong nước acid amin tồn tại dưới hai dạng
C
COOH
NH
2
R H
C
COO
NH
3
R H
C
COOH
CH
3
NH
2
H
D_alanin
C
COOH
CH
3
HH
2
N
L_alanin
Dựa vào cấu hình không gian: acid amin D và L

Dạng trung hòa Dạng đẳng điện
Tan kém trong nước Tan tốt trong nước