الوحدة السادسة الأحماض الكربوكسيلية ومشتقاتها

لوحدة السادسة


الأحماض الكربوكسيلية ومشتقاتها

المجموعة الوظيفية: cooH- كربوكسيل O
هيدروكسيل -C-OH كربونيل

اتحاد المجموعتين يزيد الاستقطاب ويسهل التأين ( أي انفصال ( H+ ويؤدي إلى ثبات ايون الكربوكسيل
O
-C -o –R بسبب ظاهرة الرنين .


O O
R-c R-c
O- H
O-



H++


O
R-c
O



تقسيم الأحماض الكربوكسيلية :
أ‌- تقسم الاحماض الكربوكسيلية إلى :

اليفاتية , أرومانية
R-cooH Ar - cooH
Ch3- cooH cooH
حمض البنزويك

ب‌- تقسيم الاحماض الكربوكسيلية الاليافية حسب عدد مجموعات الكربوكسيل إلى :




احاديه ثنائيه ثلاثيه
H-cooH cooH CH2-cooH
Ch3-cooH cooH Ho-c-cooH
Ch3-cH2-cooH حمض الاكساليك CH2-cooH
حمض الستريك

• تحضير الأحماض الكربوكسيلية :
1- اكسدة الكحولات الاوليه :
حمض كربوكسيلي اكسدة ألدهيد اكسدة كحول اولي
(0) (0)
R-CH2-OH R-C O R-C O

OH H
COOH- 3CH (0) O C CH3 - (0) OH-CH3-CH2
حمض خليك إثانويك كحول إيثيلي (ايثانول )
H
استيالد لدهيد ايثانال

2- التحلل المائي لسيانيد الالكيل ( نيتريل الالكان) :
أولا: نحصل على سيانيد الالكيل كما يلي :
R-X + K-C N R-C N + K-X
سيانيد البوتاسيوم هاليد الالكيل

ثانياً : نجرى تحلل مائي لسيانيد الالكيل الناتج
R-C N + 2H2O R-cooH + NH3

مثال :
CH3-cl + K- C N CH3 - C N + Kcl
سيانيد الميثيل (بنزيل الإيثان ) كلوريد ميثيل

تحلل مائي
CH3-C N + 2H2O CH3-CooH +NH3
مثال2 :
C2H5-Br + K-C N C2H5-C N +KBr سيانيد الايثيل ( بنزيل البروبان) بروميد الايثيل
C2H5-C N +2H2O C2H5-CooH + NH3
تفاعل كانيزاروا :
تفاعل 2 جزئ فورما لدهيد مع محلول NAOH 50%
ميثانول مركز HCHO
HCHO + NaOH CH3-OH + HCOONa قويات الصوديوم 50% 2HCooNa+ H2So4 Na2So4 + 2H-CooH
حمض الفورميك
• تسمية الاحماض الكربوكسيلية:
R-CooH
CnH2n+1
ألكانويك
اسم الالكان المقابل + المقطع ويك
أمثله :







الالكان
أسم الحمض بالايوباك
الاسم الشائع
المصدر
CH4 ميثان
C2H6 ايثان
C3H8 بروبان
C4H10 بيوتان
C5H12 بنتان
C6H14 هكسان ميثانويك H-CooH
إثانويك CH3CooH
بروبانويك C2H5-CooH
بيوتانويك C3H7-CooH
بنتانويك C4H9-CooH
هكسانويك C5H11-CooH فورميك
خليك
بروبيونك
بيوتريك
فايرك
كابريك النمل
الخل
الالبان
الزبد الفاسد
زهره الناردين
رائحة الماعز

CH3-CH2-CH-CH-CooH
1 2 3 4 5
CH3 CH3
2و3 ثنائي ميثيل بنتانويك


الخواص الفيزيائيه :
يمكن تقسيم الاحماض الكربوكسيلية حسب عدد ذرات الكربون إلى :









من 1: 4 ذرات الكربون من 9:5 من 10>.....
- بها رائحه نفاذه - بها روائح كريهه - ليس لها رائحه
- تمتزج بالماء بسهوله - شحيحة الامتزاج - لا تذوب في الماء
- سوائل خفيفه - زيتية القوام - مواد صلبه





علل: درجة غليان الاحماض الكربوكسيلية اعلى من درجة غليان الهيدروكربونات المقابلة ؟

الاجابه : - تكاثف ذرات الكربون في التركيب البلوري .
- وجود روابط هيدروجينيه .

علل: الاحماض الكربوكسيلية درجة غليانها اعلى من درجة غليان الكحولات بالرغم من إحتوء كل منها على روابط هيدروجينية

H-O..................... O رابطه هيدروجينية

R-C C-R

O- H ………. O
رابطه هيدروجينيه


R-OH
R-OH
وذلك لان الاحماض الكربوكسيلية كل 2 جزئ ترتبط مع بعضها البعض بعدد 2 رابطه هيدروجينيه لذلك فهي اعلى في درجة الغليان .

* الخواص الكيميائية :
1- الخاصية الحمضية :
علل: الأحماض الكربوكسيلية أكثر حامضيه من الكحولات والفينولات ؟
O

وذلك لان ارتباط مجموعة OH- , مجموعة C-- يزيد ثبات ايون الكربوكسيل --C

O

O
R- C + H2O
O-H


O
R-C
O
+H3O +

O
R-C
O



علل : الأحماض الكربوكسيلية أكثر حمضيه من حمض الكربونيك ؟

وذلك لأنها تحل محل حمض الكربونيك في أملاحه.

2CH3CooH+Na2Co3 2CH3CooNa+Co2+H2O
CH3CooH+NaHCo3 CH3CooNa + CO2+H2O
-------------

* مع الفلزات :
2CH3CooH+Mg (CH3Coo)2Mg + H2
كرات المغنيسيوم
2- الحصول على هاليدات الاسيل من الاحماض الكربوكسيلية :


O O

CH3-C-OH+ Pcls CH3-C-Cl + Pocl3+ Hcl
كلوريد الاستيل
O O

3 CH3- C – Br + H3Po3 3CH3- C-OH+PBr3
حمض الفوسفوروز

3- الحصول على الستر من الأحماض الكريوكسيلية :
CH3-C-OH+HO-CH3 CH3-C-O-CH3 +H2O
خلات الميثيل O
O
4- الحصول على الاميرات من الاحماض الكربوكسيلية :
CH3-C-OH+NH3 CH3-C-O-NH4
خلات الامونيوم
O O


O O

CH3-C-O-NH4 CH3-C-NH2 + H2O
استياميد

5- الحصول على الكحول من الاحماض الكربوكسيلية :
هيدريد الليثيوم والألمنيوم عن طريق الاختزال بمادة LiAlH4
LiAlH4
CH3CooH CH3-CH2-OH-
إيثانول حمض مخفف + ماء ايثانويك

6- الحصول على اندريد الحمضي من الاحماض الكربوكسيلية :
O O

CH3-C O عامل مساعد CH3-C-OH
CH3-C H2O CH3-C-OH

اندريد حمض الخليك O O

ملاحظه : اندريد الحمضي تعني نزع جزئ ماء من 2 جزئ حمض .

7- الحصول على الالكانات والبنزين : من أملاح الأحماض الكربوكسيلية :

CH3CooNa +NaOH CaO Na2CO3 + CH4 الميثان ▲
C6H5-CooNa+NaOH CaO Na2CO3 + C6H6
البنزين ▲




* استخدامات الأحماض الكربوكسيلية :
1- حمض الايثانويك: في صناعة الحرير الصناعي والبوليمرات والألياف الصناعية .
2- حمض البنزريك :في صناعة بنزوات الصوديوم وفي حفظ المعلبات .
3- حمض السلسليك: في صناعة الادويه و الأسبرين .
4- أملاح الأحماض العضوية : في تثبيت الألوان على الاقمشه .




(مشتقات الاحماض الكربوكسيلية )

الاسترات : R-C-O-R

O
هي مركبات مشتقه من الاحماض الكربوكسيلية باستبدال H من الحمض بمجموعه الكيل

ألكانوات الالكيل مثال

ميثانوات الميثيل H-COO-CH3
ايثانوات الميثيل CH3-COO-CH3
بروبانات الايثيل CH3-CH2-COO-C2H5
ايثانوات الايثيل CH3-Coo-C2H5



طرق تحضيرها:
1-حمض + كحول استر + ماء
2- من تفاعل أملاح الفضة مع هاليدات الالكيل

R-C-O-Ag +R-X R-C-O-R + Ag-X

O O

مثال :
CH3-CooAg+C2H5-cl CH3-Coo-C2H5 + Agcl
كلوريد الفضه خلات الايثيل كلوريد الايثيل خلات الفضه

* الخواص الفيزيائية للاسترات :
1- كلما زادت عدد ذرات الكربون في الاستر زادت درجة الغليان .
2- لا تمتزج بالماء .
3- الاسترات التي بها عدد قليل من ذرات الكربون متطايره .

* الخواص الكيميائية للاسترات :
أ- التحلل المائي :
1- في وجود حمض :
R-C-OR + HOH H+ R-c-OH + R-OH

O O
مثال :
CH3-C-O-C2H5 + HOH H+ CH3- C- OH + C2 H5 -OH
ايثانول حمض خليك ▲ اتيونات الايثيل
O O



2- في وسط قاعدي :
مثال:
CH3-C-O-C2H5 + NaOH HOH CH3-C-O-Na + C2H5-OH
▲
O O

تسمى هذه المعادله بالتصبن ( تحلل الاستر بالقلوي )

علل: الاحماض الكربوكسيلية التي بها عدد قليل من الذرات الكربون لها رائحة نفاذه وذلك لانها قابلة للتطاير .
س1: وضح بالمعادله كيف يمكن الحصول على ايثانوات الصوديوم من ايثانوات الامونيا ؟


ب‌- التحلل الكحولي للاستدة (تحويل الاستدة ) :
CH3COOC2H5 + CH3OH CH3CooCH3 + C2H5OH
ايثانول خلات الميثيل ميثانول خلات الايثيل


ج- التحلل النشادري : يعطي الامكيد والكحول :
CH3CooC2H5 + H-NH2 CH3CONH2 + C2H5OH

استياميد
د- التحلل الحراري للاستد: (يعطي الالكين والحمض )




O H O

CH3-C-O-CH2-CH2 300 CH3-C-OH + CH2=CH2

ايثانوات الايثيل

CH3-C-O-CH2-CH-CH3 CH3-C-O-OH+CH2=CH-CH3
خلات البر وبيل
اثانوات الروبيل