МОНОКАРБОН КИСЛОТАЛАР.
Монокарбон кислоталар одатда углеводород қолдиғининг табиатига кўра таснифланади:
А) тўйинган монокарбон кислоталар (алканлар ва циклоалканларнинг ҳосилалари);
Б) тўйинмаган монокарбон кислоталар (алкенлар, алкинлар, алкадиенлар ва бошқа тўйинмаган углеводородларнинг ҳосилалари);
В) аренмонокарбон кислоталар.
Карбон кислоталарнинг номи углеводрод номидан келтириб чиқарилади, углеводород номига кислота сўзи қўшилади. Масалан метан кислотаси, этан кислотаси ва ҳ.к. Углерод атомларини рақамлаш карбоксил гуруҳдаги углерод атомидан бошланади. Агар бундай номлаш ноқулай бўлса карбоксил гуруҳ тутувчи углеводород ўринбосар сифатида номланиб, унга карбон кислота ибораси қўшилади. Биринчи ёки энг кичик рақам карбоксил гуруҳ тутган углерод атомига қўйилади.
Кўплаб карбон кислоталарни тарихий номлар билан номлаш қулайроқ.
Карбоксил гуруҳдан ОН-гуруҳ ажратиб олинса ацил гуруҳ ҳосил бўлади. Ацил гуруҳларнинг нми тегишли карбон кислоталарнинг номларидан, кўпроқ тарихий номларидан келтириб чиқарилади. Масалан формил-, ацетил-, пропионил-, бутирил-, изобутирил, валерил-, стеароил, бензоил, фенилацетил ва ҳ.к. –СН2СООН гуруҳ карбоксиметил гуруҳ деб юритилади.
Формула
|
Номлаш
|
Тривиал
|
Кислота номи билан
|
Карбон кислота номи билан
|
НСООН
|
Чумоли кислотаси
|
Метан кислотаси
|
|
СН3СООН
|
Сирка кислотаси
|
Этан кислотаси
|
Метан карбон кислотаси (қўлланилмайди)
|
СН3СН2СООН
|
Пропион кислотаси
|
Пропан кислотаси
|
|
СН3СН2СН2СООН
|
Мой кислотаси
|
Бутан кислотаси
|
|
СН3СН(СН3)СООН
|
Изомой кислотаси
|
2-метилпропан кислотаси
|
|
СН3С(СН3)2СООН
|
Пивал кислотаси
|
2,2-диметилпропан кислотаси
|
2-метил-пропан карбон-2 кислотаси
|
СН3СН2СН2СН2СООН
|
Валериан кислотаси
|
Пентан кислотаси
|
|
СН3(СН2)4СООН
|
Капрон кислотаси
|
Гексан кислотаси
|
|
СН3(СН2)5СООН
|
Энант кислотаси
|
Гептан кислотаси
|
|
СН3(СН2)14СООН
|
Пальмитин кислотаси
|
Гексадекан кислотаси
|
|
СН3(СН2)16СООН
|
Стеарин кислотаси
|
Октадекан кислотаси
|
|
|
|
|
Циклогексан карбон кислотаси
|
Тўйинган монокарбон кислоталар.
Монокарбон кислоталар органик бирикмаларни оксидлаш, галогенли ҳосилаларни гидролиз қилиш йўли билан, ҳамда металлорганик бирикмалар асосида олинади. Спиртларни, эфирларни, галогенуглеводородларни карбониллаш реакцияси муҳим саноат методи ҳисобланади. бундан ташқари бир қатор специфик методлар ҳам мавжуд. Айрим монокарбон кислоталар табиий манбалардан ҳам олинади.
Оксидлаш реакциялари. Кўплаб органик бирикмалар оксидланганда карбон кислотлар ҳосил бўлади. Оксидловчи сифатида катализаторлар (Co, Mn тузлари) иштирокида ҳаво кислороди, ноорганик (H2O2, CrO3, KMnO4, MnO2, HNO3, NO2) ва органик оксидловчилар (пероксикислоталар, гидропероксидлар) ишлатилади.
Гидролиз реакциялари. Трихлорметил ва нитрил гуруҳ тутувчи бирикмалар, баъзан мураккаб эфирлар ва амидлар гидролиз қилинганда карбон кислоталар ҳосил бўлади:
Металлорганик синтез. Фаол металлорганик бирикмалар СО2 билан реакцияга киришиб карбон кислоталарнинг тузларини ҳосил қилади:
Карбониллаш реакциялари. Углерод (II) оксиди махсус катализаторлар иштирокида юқори температурада ва яхшиси босим остида спиртлар, галогенуглеводородлар, оддий ва мураккаб эфирлар билан таъсирлашиб карбон кислоталар ҳосил қилади:
Катализатор сифатида кобальт ва родий карбониллари НСо(СО)4, Rh(CO)L3, Rh(CO)L2 қўлланилади. Реакция температураси 100-200 оС, босим 0,1 МПа дан 20 МПа гача. Родий карбониллари эффективроқ ҳисобланади. Катализатор иштирокида углерод оксиди молекулалари алкилланади.
Айни шароитларда алкенлар ҳам карбон кислоталар ҳосил қилади. Алкенлар водород иштирокида карбонилланса альдегидлар ҳосил бўлади:
Карбониллаш реакциялари айрим карбон кислоталар олишнинг саноат усуллари ҳисобланади.
Карбон кислоталар галогенангидридларга диазометан таъсир эттириб ҳам олинади. Бунда углерод занжири биттага узаяди:
Мазкур реакция Арндт-Эйстерт реакцияси деб юритилади.
Кетенларга сув бирикиши натижасида ҳам карбон кислоталар ҳосил бўлади:
Кетонлар пероксикислоталар таъсирида ўзига хос оксидланишга учрайди. Бунда мураккаб эфир ва карбон кислота ҳосил бўлади (Байер-Виллигер реакцияси):
Фаворский қайта гуруҳланиши натижасида кучли асослар таъсирида α-галогенкетонлардан карбон кислоталарнинг тузлари ҳосил бўлади:
Карбон кислоталар мураккаб эфирлар, ангидридлар ва амидлар гидролизи натижасида ҳам ҳосил бўлади.
Тўйинган монокарбон кислоталар ўзига хос ўткир ҳидли рангсиз суюқ ёки кристалл моддалардир. Юқори карбон кислоталар (С15-С18) кучсиз стеарин ҳидига эга.
Бирикма
|
Т. с., оC
|
Т. қ., оC
|
d420
|
HCOOH
|
8,4
|
100,7
|
1,22
|
CH3COOH
|
16,6
|
118,1
|
1,049
|
CH3CH2COOH
|
-22,4
|
141,1
|
0,992
|
CH3CH2CH2COOH
|
-7,9
|
163,5
|
0,959
|
CH3CH(CH3)COOH
|
-47
|
154,4
|
0,949
|
CH3CH2CH2CH2COOH
|
-34,5
|
187
|
0,942
|
CH3CH(CH3)CH2COOH
|
-37,6
|
176,7
|
0,937 (15 oC)
|
CH3(CH2)14COOH
|
64
|
271 (13,3 kPa)
|
0,853 (62 oC)
|
CH3(CH2)16COOH
|
69,4
|
291 (13,3 kPa)
|
0,847 (69 oC)
|
Тўйинган монокарбон кислоталар анча юқори қайнаш температураларига эга (нима учун?).
Электронографик тадқиқотлар натижарига кўра карбон кислоталарнинг молекулаларида карбонил ва гидроксил гуруҳлар мавжуд. С=О боғи кетонлардагига қараганда узунроқ, С-О боғи эса спиртлардагига қараганда қисқароқ. Бу кислород атомининг электрон системасини карбонил гуруҳ билан ўзаро таъсирини кўрсатади:
Гидроксил гуруҳдаги кислород атомининг тақсимланмаган электронлари карбонил гуруҳнинг π-электронлари билан таъсирлашади, шунинг учун электронодонор таъсирни (+М) намоён қилади. Натижада O-H боғининг қутблилиги ортади, углерод атомидаги мусбат заряд карбонил бирикмаларга қараганда бироз камаяди. Бир вақтнинг ўзида кислород атомларининг электроноакцептор эффекти намоён бўлади.
Шундай қилиб, карбоксил гуруҳда кучли қутбланган мусбат зарядланган водород атоми ва углерод атоми мавжуд бўлиб, улар электрофил марказлар ҳисобланади. Кислород атомлари эса нуклеофил марказлар ҳисобланади.
Кимёвий хоссалари.
Монокарбон кислоталар кўп томонлама реакцион қобилиятга эга. Бу асосан карбоксил гуруҳ бўйича борадиган реакцияларда кўринади. Бундан ташқари α-углерод атоми бўйича борадиган реакциялар ҳам маълум. Боғларни термик парчалаш ва карбоксил гуруҳни парчалашнинг бошқа усуллари ҳам мавжуд.
Карбон кислоталарнинг эритмалари солватланган протон ва карбоксилат-анион ҳосил бўлиши билан ионланади.
Карбоксилат-ион симметрик тузилган. Одатда у қуйидагича тасвирланади:
|
