Prof. Paolo Abis

Lic. Classico “D. A. Azuni”

SASSARI

Acidi carbossilici - Acidi grassi

Acidi carbossilici Sono caratterizzati dal

gruppo carbossilico C

OH

O

Hanno formula generale R—COOH

La nomenclatura IUPAC assegna agli acidi carbossilici il suffisso -oico

Nomenclatura ACIDI

H – C = O Acido metanoico (formico)

O - H

CH3 – CH2 - C = O Acido propanoico o propionico

O - H

C = O Acido benzoico

O - H

CH3 – C = O Acido etanoico (acetico)

O - H

ac. metanoico

ac. pentanoicoac. esanoico

ac. ottanoico

ac. decanoico

ac. etanoicoac. propanoico

ac. butanoico

123

4

56

8

10

ac. capronicoac. valerianico

ac. butirricoac. propionicoac. aceticoac. formico

ac.caprinico

ac. caprilico

nome IUPAC nome correnteN. atomi C

R CH2OH

R

H

OC

R

OC

OH

ossidazioneossidazione

riduzioneriduzione

riduzioneriduzione

ossidazioneossidazione

alcoolalcool

aldeidealdeide

acidoacido

ossidazione e riduzioneossidazione e riduzione

caratteristiche Le caratteristiche del gruppo carbossilico

dipendono dalla presenza del gruppo ossidrile –OH e del gruppo carbonilico -C=O che interagiscono fra loro.

gruppo carbonilicogruppo carbonilico

gruppo ossidrilicogruppo ossidrilico

R

OC

OH

CO

O HH3C C

O HH3C

O+

L’acidità del gruppo carbossilico è dovutaall’effetto elettron attrattore esercitato

dal gruppo carbonilico sul gruppo ossidrilico

L’acidità del gruppo carbossilico è dovutaall’effetto elettron attrattore esercitato

dal gruppo carbonilico sul gruppo ossidrilico

gruppo carbonilicogruppo carbonilico

gruppo ossidrilicogruppo ossidrilico

Questo fatto determina la polarizzazione elettrostatica della molecola

accumulo di carica positivaIdrogeno relativamente acido

accumulo di carica negativaOssigeno relativamente basico

O

O

HC

-

+

RO

OC

H....

....+

-

+

Polarità del carbossilePolarità del carbossile

RO

OC

H....

..

..+

-

è elettrofiloè elettrofilo

è acidoè acido

+

Proprietà del carbossileProprietà del carbossile

In chimica, un elettrofilo è una specie che prende parte ad una reazione accettando un doppietto elettronico da un'altra specie (il nucleofilo), legandosi ad esso.

È pertanto un acido di Lewis.

R

OH

O

C H2O+ R

O-

O

C H3O++

aciditàacidità

Nel gruppo carbossilico –COOH l’ossigeno legato al carbonio con il doppio legame esercita una forte attrazione sugli elettroni ed indebolisce il legame O-H. Per questo motivo gli acidi carbossilici hanno un comportamento acido: in presenza di una base si dissociano nell’anione corrispondente ed in un idrogenione (H+)

Acidità degli acidi carbossiliciNell’anione carbossilato il contributo delle due strutture di risonanza all’ibrido è uguale: i legami C–O hanno la stessa lunghezza (tra un doppio e singolo legame). Questa stabilizzazione porta ad un considerevole aumento dell’acidità.

— C

O

O

::

::

- H+

Acidità degli acidi carbossilici

Proprietà fisicheGli acidi carbossilici hanno punti di ebollizione eccezionalmente alti dovuti in gran parte alla capacità di associarsi in dimeri che coinvolgono due legami H.

Inoltre la struttura planare favorisce la sovrapposizione dei dimeri ottenendo una distribuzione ordinata.

il gruppo carbossilico può formare legami H con l’acqua

il gruppo carbossilico può formare legami H con l’acqua

Gli acidi carbossilici a corta catena sono solubili in acqua. L’allungamento della catena li rende praticamente insolubili in acqua ed aumenta la solubilità nei solventi organici apolari.

Gli acidi carbossilici a corta catena sono solubili in acqua. L’allungamento della catena li rende praticamente insolubili in acqua ed aumenta la solubilità nei solventi organici apolari.

L'acido formico (o acido metanoico) è il più semplice degli acidi carbossilici. Ha formula chimica HCOOH

È un liquido incolore dall'odore pungente, è corrosivo e, se tenuto a contatto con la pelle provoca ustioni, distruggendo l'intero spessore del tessuto cutaneo.

È miscibile in glicerolo, acetato di etile, metanolo e acqua; è molto solubile in acetone. È un forte agente riducente.

Deve il suo nome alle formiche, nel cui organismo viene sintetizzato, che lo usano come veleno urticante.

L'uso principale dell'acido formico è come agente conservante ed antibatterico nei mangimi per animali d'allevamento.

Acido metanoico (Formico)

Acido etanoico (acetico)

A temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore dal pungente odore caratteristico. È completamente solubile in acqua ed etanolo. È un acido debole; È un composto molto diffuso in natura, gli organismi superiori lo impiegano ampiamente come intermedio di sintesi, è anche il prodotto finale della fermentazione acetica in cui l'etanolo viene ossidato dall'Acetobacter in presenza di aria.

La sua presenza determina la trasformazione del vino in aceto, in cui è generalmente presente in quantità variabili comprese tra il 4% e l'8%.

L'acido acetico trova vasti impieghi industriali: è usato per la produzione di rayon, materie plastiche, pellicole fotografiche, solventi per vernici e farmaci.

Acidi Grassi Si chiamano acidi grassi gli acidi carbossilici

alifatici a lunga catena carboniosa.

Si suddividono in:Si suddividono in:

saturisaturi insaturiinsaturi

Solo legami semplici

Solo legami semplici

Contengono doppi legami

Contengono doppi legami

ac. tetradecanoico

ac. ottadecanoico

14

18

ac. miristico

ac. stearicoac. esadecanoico 16 ac. palmitico

nome IUPAC nome correnteN. atomi C

ac. cis-9-ottadecenoico 18 ac. oleico

saturisaturi

insaturiinsaturi

Strutture degli acidi grassi saturi ed insaturi

Ogni atomo di carbonio lega il maggior numero possibile di atomi di idrogeno

Contengono doppi legami che influenzano la forma della molecola e quindi della struttura di cui fa parte

combinazione di acidi grassi e glicerolo. La maggior parte dei lipidi neutri è rappresentata da trigliceridi.

I Lipidi

Trigliceridi

I saponi Si chiamano saponi i Sali sodici o potassici degli

acidi grassi a lunga catena carboniosa Questi sali hanno un particolare comportamento in

acqua dovuto alla coesistenza nella stessa molecola di regioni sia idrofile che idrofobe.

testa idrofilica o polare

coda idrofobica o apolare

Acidi grassi nell’acqua

Gli acidi grassi sono praticamente insolubili e, per la loro più bassa densità, galleggiano sulla superficie dell’acqua formando uno stato monomolecolare in cui i gruppi carbossilici polari formano legami H all’interfaccia con l’acqua (mentre le catene alchiliche si allineano tra loro allontanandosi dall’acqua), gruppi carbossilici

polari

catene alchiliche apolari

I saponi formano micelle

i sali di sodio o di potassio degli acidi grassi sono più solubili e quando concentrati si assemblano reversibilmente in aggregati chiamati micelle.

I saponi formano micelle perché le porzioni idrofobe si orientano l’una accanto all’altra nel centro della micella minimizzando la perdita di legami H con l’acqua e permettendo alle porzioni idrofile, gli ioni carbossilato, di estendersi nell’acqua circostante partecipando ai legami H.

Estremità idrofobica

micella

Azione detergente del sapone

Meccanismo d'azione dei tensioattivi I tensioattivi attaccano lo sporco e lo

sciolgono mediante la loro catena idrocarburica. L'acqua poi lo rimuove.

La reazione di saponificazione

I saponi sono sali degli acidi carbossilici a lunga catena (da 10 a 20 atomi di C)

Si ottengono per idrolisi basica dei trigliceridi.

CH2

CH

CH2

O

O

O C R3

C R1

R2

O

CO

O3NaOH

CH2

CH

CH2

OH

OH

OH

O

O

CR [Na]

NaOH

KOH

+ + 3