18. Ароматические углеводороды (арены). Строение бензола. Номенклатура. Способы получения. Химические свойства: реакции замещения, окисления, присоединения

Химические свойства.
Карбоксильная группа имеет Пи-Пи – сопряженную систему в результате взаимодействия Пи-орбитали кислорода гидроксильной группы с Пи-орбиталью атома углерода карбоксильной группы. Можно выделить реакционные центры:

1 ОН-кислотный центр. За счет которого карбоновые кислоты проявляют кислотные свойства

2 Электрофильный центр(-С=). При участии этого центра к-ты встпают в реакцию нуклеафильного замещения.
3 Основный центр – оксогруппа, со своей парой е, которая протонируется на стадии катализа в реакциях нуклеафильного замещения.
4 СН –кислотный центр – возникает у α-углеродного атома за счет индуктивного эффекта карбоксильной группы.

1) В водном растворе карбоновые кислоты диссоциируют:

RCOOH RCOO^- + Н⁺
2) Образование солей. Карбоновые к-ты вступают во взаимодействие с Ме, оксидами, щелочами, основаниями:
2RCOOH + Мg → (RCOO)₂Mg + Н₂,
2RCOOH + СаО → (RCOO)₂Ca + Н₂О,
RCOOH + NaOH → RCOONa + Н₂О,
RCOOH + NaHCO₃→ RCOONa + Н₂О + СО₂↑.
3) Сложные эфиры. При взаимодействии карбоновых к-т со спиртами в присутствии кислых катализаторов – конц. Серная к-та,хлороводород. В случае сильных карбоновых к-т отпадает введение катализатора, т.к. они сами катализируют реакцию :

4) Действие галогенов:
СН₃-СН₂-СООН + Вr₂ → СН₃-СНВr-СООН + НВr
5) Непредельные кислоты:
СН₂=СН-СООН + Н₂ → СН₃-СН₂-СООН,
СН₂=СН-СООН + Сl₂ → СН₂Сl-СНСl-СООН,
СН₂=СН-СООН + HCl → СН₂Сl-СН₂-СООН,
СН₂=СН-СООН + Н₂O → НО-СН₂-СН₂-СООН,

6) Реакции декарбоксширования:

CH₃-CH₂-COONa + NaOH → С₂Н₆↑ + Na₂CO₃
7) Образование ангидридов. При отнятии молекулы воды от 2х молекул карбоновой к-ты образуется ее ангидрид:

8) Образование галогенангидридов. Галогенангидриды – продукты замещения гидроксильных групп в карбоксиле на галоген. Образуются при взаимодействии к-ты с галогенидами фосфора и тионилом(SOCl₂):

Механизм этерификации. На стадии катализа протонируется карбонильный атом С. Гидроксильная группа не присоединяет ион Н,т.к. атом кислорода находится в сопряжении с карбонильной группой. Возникший карб-катион имеет более сильные электрофильные свойства, чем исходная карбоновая к-та. Следовательно может присоединять более слабый нуклеофил как спирт. В образовавшемся катионе перенос протона к одной из гидроксильных групп. Формируется уходящая группа НОН. После отщипления воды и возврата катализатора образуется сложный эфир:

Представители:

Карбоновые кислоты	Формула	Ka
Пропионовая	CH3CH2COOH	1,3*10^-5
Масляная	CH3CH2CH2COOH	1,5*10^-5
Уксусная	CH3COOH	1,7*10^-5
Кротоновая	CH3-CH=CH-COOH	2,0*10^-5
Винилуксусная	CH2=CH-CH2COOH	3,8*10^-5
Акриловая	CH2=CH-COOH	5,6*10^-5
Муравьиная	HCOOH	6,1*10^-4
Бензойная	C6H5COOH	1,4*10^-4
Хлоруксусная	CH2ClCOOH	2,2*10^-3
Тетроновая	CH3-C≡C-COOH	1,3*10^-3
Дихлоруксусная	CHCl2COOH	5,6*10^-2
Щавелевая	HOOC-COOH	5,9*10^-2
Трихлоруксусная	CCl3COOH	2,2*10^-1

Кислоты исходные соединения для получения промежуточных продуктов органического синтеза, в частности кетенов, галогенангидридов, виниловых эфиров, галогенкислот. Соли карбоновых кислот и щелочных металлов применяют как мыла, эмульгаторы, смазочные масла; соли тяжелых металлов - сиккативы, инсектициды и фунгициды, катализаторы. Эфиры кислот - пищевые добавки, растворители; моно- и диэфиры гликолей и полигликолей пластификаторы, компоненты лаков и алкидных смол; эфиры целлюлозы - компоненты лаков и пластмассы. Амиды кислот эмульгаторы и флотоагенты.