Funkční deriváty karboxylových kyselin
- vznikají substitucí hydroxyskupiny v karboxylové skupině
- nitrily ($\equiv{N}$) substituují i kyslík v karboxylové skupině
Soli karboxylových kyselin
- obecný vzorec: $R-COOM$
- připravují se neutralizací karboxylové kyseliny hydroxidem nebo uhličitanem
- dají se připravit i reakcí s neušlechtilím kovem
Nomenklatura solí karboxylových kyselin
Substituční název
- název se skládá z latinského názvu kovu a názvu zbytku kyseliny
- název zbytku kyseliny se tvoří odtžením suffixu -ová a nhrazením suffixem -oát
- např.:
- $(CH_3COO)_3Al$ - aluminium-triethanoát
- $CH_3(CH_2)_2COONa$ - natrium-butanoát
Triviální název
- Český název
- v triviálním názvu kyseliny nahradíme suffix -ová suffixem -an a dále postupujeme stejně jako v anorganickém názvosloví
- např.:
- $(CH_3COO)_3Al$ - octan hlinitý
- $CH_3(CH_2)_2COONa$ - máselnan sodný
- Latinská název
- název se skládá z latinského názvu kovu a latinského názvu zbytku kyseliny
- název zbytku kyseliny se tvoří z kořene názvu kyseliny přidáním suffixu -át
- např.:
- $(CH_3COO)_3Al$ - aluminium-triacetát
- $CH_3(CH_2)_2COONa$ - natrium-butyrát
Reakce solí karboxylových kyselin
- Dekarboxylace
- provádí se u sodných solí
- sodná sůl se nechá zreagovat s hydroxidem sodným
- vzniká uhlovodík a uhličitan sodný
- $R-COONa+NaOH\longrightarrow{R-H}+Na_2CO_3$
vodě hydrolizují na anion z kyseliny a kation kovu
- anion kyseliny reaguje s vodou a vzniká karboxylová kyselina a hydroxidový anion
- $R-COO^-+H_2O\longrightarrow{R-COOH}+OH^-$
- roztok má bazický charakter
jí se z nich vytěsnit karboxylové kyseliny reakcí se silnou anorganickou kyselinou
Estery karboxylových kyselin
- obecný vzorec: $RCOOR'$
- jsou to málo polární látky příjemné vůně
Nomenklatura esterů karboxylových kyselin
- postupujeme obdobně jako u solí
- české názvy se nepoužívají
- např.:
- $CH_3-COO-CH_2CH_3$ - ethyl-ethanoát
- $H-COO-(CH_2)_2CH_3$ - propyl-methanoát
Opisný název
- můžeme použít opisný více slovná název
- název je trojslovný: název zbytku z alkoholu + -ester a název kyseliny
- např.:
- $CH_3-COO-CH_2CH_3$ - ethylester kyseliny octové (ethanové)
- $H-COO-(CH_2)_2CH_3$ - propylester kyseliny propionové (propanové)
Příprava esterů karboxylových kyselin
- Esterifikace
- nejčastěji se připravují esterifikací
- je to reverzibilní reakce alkoholu a karboxylové kyseliny
- mechanismus esterifikace
- protonace karboxylové skupiny
- při první fázi se na kyslík karbonylu karboxylové skupiny naváže proton
- ten má za následek zvýšení elektronového deficitu na karbonylovém uhlíku
- je náchylnější na ataku nukleofilního činidla
- odštěpení molekuly vody
- hydroxyskupina alkoholu se naváže na na uhlík karboxylové skupiny
- na kyslíku se vytvoří elektronový deficit
- následuje odštěpení protony z hydroxyskupiny, který se naváže na kyslík karboxylové skupiny
- dojde k vytvoření elektronového deficitu
- kyslík karboxylové skupiny se nakonec odštěpí
- posledním krokem je odštěpení protonu z karboxylové skupiny
- zpětná reakce k esterifikaci je kyselá hydrolýza esteru
- estery lze hydrolyzovat v přítomnosti silných zásad
- alkalická hydrolýza esteru, saponifikace
- je nevratná
- vzniká alkohol a sůl karboxylové kyseliny
- saponifikací tůků vznikají mýdla
- nejběžnejšímí složkami mýdel jsou:
- $C_{17}H_{35}COONa$ - sterean sodný, natrium-stereát, natrium-oktadekanoát
- $C_{15}H_{31}COOK$ - palmitan draselný, kalium-palmitát, kalium-hexadekanoát
echny tuky, oleje a vosky jsou estery vyšších mastných kyselin
Acylhalogenidy
- $-OH$ skupina v karboxylové skupině je nahrazena halogenem
- obecný vzorec: $R-C(O)-X$
- jsou to většinou krystalické pevné látky ostrého zápachu
Nomenklatura acylhalogenidů
- název se skládá z názvu acylu a suffixu -halogenid (podle příslušného halogenidu)
- název acylu se tvoří odtržením suffixu -ová z názvu kyseliny a nahrazením suffixem -oyl nebo z latinského kořenu karboxylové kyseliny přidáním suffixu -yl
- např.:
- $CH_3CH_2COCl$ - propionylchlorid, propanoylchlorid
- $HCOBr$ - formylbromid, methanoylbromid
- $ClOC-(CH_2)_2-COCl$ - sukcinyldichlorid, butandioyldichlorid
Opisný název
- můžeme použít opisný název
- název je trojslovný: název halogenidu a název kyseliny
- např.:
- $CH_3CH_2COCl$ - chlorid kyseliny propionové (propanové)
- $HCOBr$ - bromid kyseliny mravenčí (methanové)
- $ClOC-(CH_2)_2-COCl$ - dichlorid kyseliny jantarové (butandiové)
Příprava acylhalogenidů
- připravují se rakcí kyseliny s halogenidy síry nebo fosforu
- $R-COOH+SOX_2\longrightarrow{R-C(O)-X}+SO_2+HX$
- $3\ R-COOH+PX_3\longrightarrow{3\ R-C(O)-X}+H_3PO4$
Reakce acylhalogenidů
- jsou to jedny z nejreaktivnějších organických látek
- používají se při organické syntéze
- Hydrolýza
- $R-C(O)X+H_2O\longrightarrow{R-COOH}+HX$
- vzniká karboxylová kyselina a halogenovodíková kyselina
- Alkoholýza
- $R-C(O)X+R’OH\longrightarrow{R-CO-OR'}+HX$
- vzniká ester a halogenovodíková kyselina
- Amonolýza
- $R-C(O)X+NH_3\longrightarrow{R-C(O)-NH_2}+HX$
- vzniká amid a halogenovodíková kyselina
- Reakce se solí karboxylové kyseliny
- $R-C(O)X+R'-COOM\longrightarrow{R-C(O)-O-C(O)-R'}+MX$
- vzniká anhydrid a halogenid
Anhydridy
- obecný vzorec: $R-C(O)-O-C(O)-R$
Nomenklatura anhydridů
- kmen systematického nebo latinského názvu se zakončí suffixem -anhydrid
- může se vytvořit opisem
- např.:
- $CH_3-C(O)-O-C(O)-CH_3$ - acetanhydrid, ethananhydrid, anhydrid kyseliny octové (ethanové)
Příprava anhydridů
- vznikají dehydratací dvou molekul karboxylových kyselin
- $2\ R-COOH\stackrel{P_4H_{10}}{\underset{-H_2O}{\longrightarrow}}R-C(O)-O-C(O)-R$
- některé dikarboxylové kyseliny tvoří cyklické anhydridy
- jiné se zahříváním přeměňují specificky
- získávají se rekcí acylhalogenidu kyseliny s její sodnou solí
- $R-COONa+R-C(O)-X\longrightarrow{R-C(O)-O-C(O)-R}+NaX$
Reakce anhydidů
- Hydrolýza
- $R-C(O)-O-C(O)-R+H_2O\longrightarrow{2\ R-COOH}$
- vznikají dvě molekuly karboxylových kyselin
- Alkoholýza
- $R-C(O)-O-C(O)-R+R’OH\longrightarrow{R-C(O)-O-R'}+R-COOH$
- vzniká ester a karboxylová kyselina
- Amonolýza
- $R-C(O)-O-C(O)-R+NH_3\longrightarrow{R-C(O)-NH_2}+R-COOH$
- vzniká amid a karboxylová kyselina
- Alkalýza
- $R-C(O)-O-C(O)-R+2\ MOH\longrightarrow{2\ R-COOM}+H_2O$
Amidy
- odvozujeme je náhradou hydroxyskupiny karboxylové skupiny za aminoskupinu
- obecný vzorec: $R-C(O)-NH_2$
- jsou to kapalné nebo krystalické látky
Nomenklatura amidů
- název se tvoří pomocí latinského základu kyseliny nebo názvu uhlovodíku přidáním suffixu -amid
- lze tvořit i opisem
- např.:
- $HC(O)-NH_2$ - formamid, methanamid, amid kyseliny mravenčí (methanové)
- $CH_3-C(O)-NH_2$ - acetamind, ethanamid, amid kyseliny octové (ethanové)
ipravují amonolýzou jiných derivátů nebo termickým rozkladem amonných solí
Nitrily
- odvozují se náhradou hydroxyskupiny a kyslíku dusíkem
- obecný vzorec: $R-C\equiv{N}$
Nomenklatura nitrilů
- Latinský název
- tvoří se z kořene názvu karboxylové kyseliny přidáním suffixu -onitril
- Český název
- tvoří se z názvu uhlovodíku přidáním suffixu -nitril
- dá se také tvořit z uhlovodíkového substituentu piřdáním suffixu kyanid
- např.:
- $CH_3-C\equiv{N}$ - acetonitril, ethannitril, methylkyanid
- $H-C\equiv{N}$ - formanitril, methannitril, kyanovodík
nikají dehydratací amidů
Methannitril**
- je to nejjednodušší nitril
- je prudce jedovatý
- vyskytuje se vázaný v glykosidu amygdalinu
- je obsažen v hořkých mandlích