Otrzymywanie kwasów karboksylowych

Kwasy karboksylowe otrzymywanie obejmuje kilka metod:

1. Utlenianie alkoholi pierwszorzędowych za pomocą silnych utleniaczy jak KMnO4 lub K2Cr2O7.

Przykład: 5 CH3CH2OH + 4 KMnO4 + 6 H2SO4 → 5 CH3COOH + 4 MnSO4 + 2 K2SO4 + 11 H2O

2. Utlenianie aldehydów - próba Tollensa i próba Trommera.
3. Wypieranie słabszego kwasu karboksylowego przez mocniejszy kwas z jego soli.

Przykład: CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl

4. Produkcja przemysłowa kwasu octowego przez utlenianie etanolu lub aldehydu octowego.
5. Fermentacja octowa - metoda biologiczna otrzymywania kwasu octowego.

Highlight: Otrzymywanie kwasów karboksylowych ma duże znaczenie przemysłowe, szczególnie w przypadku kwasu octowego.

Reakcje kwasów karboksylowych

Kwasy karboksylowe reakcje obejmują szereg charakterystycznych przemian:

1. Reakcje kwasów karboksylowych z metalami, tlenkami metali i wodorotlenkami, prowadzące do powstania soli.

Przykład: 2 HCOOH + Mg → $HCOO$2Mg + H2

2. Dekarboksylacja - odłączenie grupy CO2.
3. Substytucja rodnikowa w przypadku kwasów nasyconych.
4. Dysocjacja elektrolityczna w roztworach wodnych.
5. Addycja do wiązań podwójnych w kwasach nienasyconych.

Highlight: Reakcje kwasów karboksylowych zależą od ich budowy i obecności grup funkcyjnych.

Kwasy karboksylowe właściwości specyficzne dla kwasu mrówkowego:

• Pozytywny wynik próby Tollensa i Trommera
• Właściwości redukujące
• Odbarwianie KMnO4

Vocabulary: Dekarboksylacja - reakcja odłączenia grupy CO2 od cząsteczki kwasu karboksylowego.

Kwasy polikarboksylowe

Kwasy polikarboksylowe zawierają więcej niż jedną grupę karboksylową w cząsteczce. Przykłady:

• Kwas etanodiowy $szczawiowy$ - $COOH$2
• Kwas propanodiowy $malonowy$
• Kwas butanodiowy $bursztynowy$
• Kwas benzeno-1,2-dikarboksylowy $ftalowy$

Reakcje kwasów polikarboksylowych:

1. Reakcje z metalami, tlenkami i wodorotlenkami - tworzenie soli.
2. Dekarboksylacja
3. Odbarwianie KMnO4 $kwas szczawiowy$

Przykład: $COOH$2 + 2 NaOH → $COONa$2 + 2 H2O

Highlight: Kwasy polikarboksylowe mają szersze zastosowanie ze względu na obecność wielu grup funkcyjnych.

Wyższe kwasy karboksylowe

Wyższe kwasy karboksylowe $tłuszczowe$ to ważna grupa związków o długich łańcuchach węglowych:

• Kwas palmitynowy $C15H31COOH$
• Kwas stearynowy $C17H35COOH$
• Kwas oleinowy $C17H33COOH$
• Kwas linolowy i linolenowy

Wyższe kwasy karboksylowe właściwości:

• Nasycone: białe ciała stałe, nietopliwe, nierozpuszczalne w wodzie
• Nienasycone: bezbarwne ciecze, brązowiejące na powietrzu

Highlight: Wyższe kwasy karboksylowe odgrywają kluczową rolę w budowie lipidów i tłuszczów.

Wyższe kwasy karboksylowe reakcje:

1. Reakcje z zasadami - tworzenie mydeł
2. Addycja bromu do wiązań podwójnych $kwasy nienasycone$
3. Uwodornienie kwasów nienasyconych

Przykład: C17H33COOH + Br2 → C17H33Br2COOH

Vocabulary: Mydła - sole wyższych kwasów karboksylowych.

Mydła i ich właściwości

Mydła to sole wyższych kwasów karboksylowych. Ich właściwości:

1. Anionowe substancje powierzchniowo czynne
2. Zasadowy odczyn w roztworach wodnych
3. Tworzenie piany w wodzie
4. Wytrącanie osadu w twardej wodzie

Definicja: Mydło składa się z hydrofilowej "główki" $grupa karboksylanowa$ i hydrofobowego "ogona" $łańcuch węglowy$.

Reakcje kwasów karboksylowych z wodorotlenkami:

C15H31COOH + NaOH → C15H31COONa + H2O

Highlight: Mydła mają zdolność emulgowania tłuszczów, co jest podstawą ich działania czyszczącego.

Reakcje charakterystyczne kwasów nienasyconych

Kwasy karboksylowe reakcje charakterystyczne dla kwasów nienasyconych:

1. Addycja bromu - odbarwianie wody bromowej
2. Utlenianie - odbarwianie KMnO4
3. Uwodornienie - nasycanie wiązań podwójnych

Przykład: CH3-$CH2$7-CH=CH-$CH2$7-COOH + Br2 → CH3-$CH2$7-CHBr-CHBr-$CH2$7-COOH

Highlight: Reakcje te pozwalają odróżnić kwasy nasycone od nienasyconych.

Wyższe kwasy karboksylowe zastosowanie:

• Produkcja mydeł i detergentów
• Składniki tłuszczów i olejów
• Przemysł kosmetyczny i farmaceutyczny

Vocabulary: Uwodornienie - reakcja przyłączania wodoru do wiązań podwójnych.

Page 8: Unsaturated Acid Reactions

This final section covers specific reactions of unsaturated carboxylic acids.

Definition: Addition reactions are characteristic of unsaturated compounds.

Example: The addition of bromine to oleic acid produces a dibrominated product.

Highlight: These reactions can be used to distinguish between saturated and unsaturated acids.

Nazewnictwo i klasyfikacja kwasów karboksylowych

Kwasy karboksylowe nazewnictwo opiera się na liczbie atomów węgla w łańcuchu głównym. Wyróżniamy kwasy monokarboksylowe nasycone o wzorze ogólnym CnH2n+1COOH oraz kwasy nienasycone, aromatyczne i cykliczne.

Przykład: HCOOH - kwas metanowy $mrówkowy$, CH3COOH - kwas etanowy $octowy$

Kwasy karboksylowe wzory strukturalne zawierają charakterystyczną grupę karboksylową -COOH. Kwasy nienasycone posiadają wiązania podwójne w łańcuchu węglowym.

Definicja: Grupa karboksylowa to połączenie grupy karbonylowej C=O i hydroksylowej -OH.

Kwasy aromatyczne, jak kwas benzoesowy, zawierają pierścień benzenowy. Kwasy cykliczne mają zamknięty łańcuch węglowy.

Highlight: Znajomość nazewnictwa i budowy kwasów karboksylowych jest kluczowa dla zrozumienia ich właściwości i reakcji.