Gli Acidi Carbossilici ed i loro Derivati

R OHC

O

Acido carbossilicoR X

C

O

Alogenuro acilico

R O

C

O

R'C

O

Anidride

R OR'C

O

Estere

R NH2

C

O

Ammide

R C N

Nitrile

Nomenclatura degli Acidi Carbossilici

COOH

Br

61

2

3

4

5

Acido 3-bromocicloesancarbossilico

COOH1

2

34

5

Acido 1-ciclopentencarbossilico

CH3CH2COH

O

123

Acido propanoico

45CH3CHCH2CH2COH

OCH3

3 2 1

Acido-4-metilpentanoico

Nomi Comuni e Sistematici di alcuni Acidi Carbossilici

Formula Nome Comune Origine Nome IUPACPunto di

Eboll.

HCO2H Acido FormicoFormiche (L.

formica)Acido Metanoico 101° C

CH3CO2H Acido Acetico Aceto (L. acetum) Acido Etanoico 118° C

CH3CH2CO2HAcido

PropionicoLatte  (Gk. protus

prion)Acido Propanoico 141° C

CH3(CH2)2CO2H  Acido Butirrico Burro (L. butyrum) Acido Butanoico 164° C

CH3(CH2)3CO2H  Acido Valerianico

Radice della valeriana

Acido Pentanoico 186° C

CH3(CH2)4CO2H  Acido Capronico Capra  (L. caper) Acido Esanoico 205° C

CH3(CH2)5CO2H  Acido Enantico Vite (Gk. oenanthe) Acido Eptanoico 223° C

Nomenclatura degli Alogenuri Acilici

CH3CCl

O

Cloruro di acetile(da acido acetico)

C

O

Br

Bromuro di benzoile(da acido benzoico)

C

O

F

Fluoruro di cicloesancarbonile(da acido cicloesancarbossilico)

Nomenclatura delle Anidridi

CH3C CCH3

O O

O

Anidride acetica

CH3(CH2)5C C(CH2)5CH3

O O

O

Anidride eptanoica

O OO

Anidride succinica

CH3(CH2)2C CCH3

O O

O

Anidride aceticobutirrica

Nomenclatura delle Ammidi

CH3(CH2)4C NH2

O

Esanammide(da acido esanoico)

C

O

NH2

Ciclopentancarbossiammide(da acido ciclopentancarbossilico)

CH3CH2C NHCH3

O

N-metilpropanammide

C

O

N(CH2CH3)2

N,N-Dietilciclobutanammide

CH3C

O

NH2

Acetammide(da acido acetico)

Nomenclatura degli Esteri

CH3COCH2CH3

O

Acetato di etile(estere etilco dell'acido acetico)

C

H2C

C

O

OCH3

O

OCH3

Malonato di dimetile(estere dimetilico dell'acido malonico)

C

O

OC(CH3)3

Cicloesancarbossilato di terz-butile(estere terz-butilico dell'acido cicloesancarbossilico)

Nomenclatura dei Nitrili

CH3CN

Etanonitrile(Acetonitile: dall'acido acetico)

CN

Benzonitrile(dall'acido benzoico)

CN

CH3

CH3

1

23

4

5

6

2,2-Dimetilcicloesancarbonitrile(dall'acido 2,2-Dimetilcicloesancarbossilico

CH3CHCH2CH2CN

CH3

12345

4-Metilpentanonitrile

Struttura degli Acidi Carbossilici

H

CC

H

H

O

OH

-

+

Acido acetico

-

H3C C

O

O H

CH3C

O

OH

legami ad idrogeno fra molecole di acido acetico

Acidità degli Acidi Carbossilici

 

Acidità degli Acidi Carbossilici

Composto pKa   Composto pKa

HCl HCO2H

-7 3.75

  CH3CH2CH2CO2H 4.82

CH3CO2H 4.74   ClCH2CH2CH2CO2H 4.53

FCH2CO2H 2.65   CH3CHClCH2CO2H 4.05

ClCH2CO2H 2.85   CH3CH2CHClCO2H 2.89

BrCH2CO2H 2.90   C6H5CO2H 4.20

ICH2CO2H 3.10   p-O2NC6H4CO2H 3.45

Cl3CCO2H 0.77  p-CH3OC6H4CO2H

CH3CH2OH4.45

16

Stabilizzazione dell'Anione Carbossilato per Risonanza

Stabilizzazione dello Ione Carbossilato

Effetto dei Sostituenti sull'Acidità di vari Composti

Reazioni di Sostituzione Nucleofila Acilica

Aldeidi e Chetoni: addizione nucleofila

C

O

R R+

-

Nu_ C

O

R NuR

_

H3O+

C

OH

R NuR

Acidi carbossilici e loro derivati: sostituzione nucleofila acilica

C

O

R X+

-

Nu_ C

O

R NuX

_

C

O

R Nu

Reattività Relativa dei Derivati degli Acidi nelle Sostituzioni Nucleofile Aciliche

C

O

R NH2

C

O

R OR'C

O

R OC

O

RC

O

R Cl

Ammide Estere Anidride Cloruri acilici

REATTIVITÀ

Le Reazioni degli Acidi Carbossilici

Riduzione ad Alcoli:

COH

O

R1) LiAlH4

2) H3O+CH2OHR

Conversione a Cloruri acilici:

COH

O

R SOCl2

CHCl3

CCl

O

R + HCl + SO2

Conversione ad Anidridi:

COH

O

H3C2Calore

C

O

H3C C

O

CH3

O+ H2O

Le Reazioni degli Acidi Carbossilici

Conversione ad Esteri:

CO- Na+

O

R

Carbossilato di Sodio

H3C ISn2

COCH3

O

R

Carbossilato di Metile(un estere)

Esterificazione di Fischer:

COH

O

R + R' OH COR'

O

R + H2OH2SO4

Acido carbossilico Alcol Estere

Meccanismo dell'Esterificazione di Fischer

R OHC

O

+ H+

R OHC

OH+

H O R'+

RHO

C

OH

OR'

H

+R

O

C

OH

OR'

+H

H

R OR'C

OH+

H2O +

Le Reazioni degli Alogenuri Acilici

C

O

R Cl

Cloruro acilico

H2O

C

O

R OH

Acido

R'OH

C

O

R OR'

Estere

NH3

C

O

R NH2

Ammide

R'CO2H

C

O

R OC

O

R'

Anidride

Queste reazioni vengono condotte in presenza di piridina per bloccare l'acido cloridrico che si sviluppa

Le Reazioni delle Anidridi

C

O

R OC

O

RAnidride

H2O

C

O

R OH

Acido

R'OH

C

O

R OR

Estere

NH3

C

O

R NH2

Ammide

Queste reazioni vengono condotte in presenza di piridina per bloccare l'acido carbossilico che si sviluppa

Le Reazioni degli Esteri

C

O

R OR

Estere

H2O

(H+ o OH-)

C

O

R OH

AcidoNH3

C

O

R NH2

Ammide

LiAlH4

CR OH

H H

Alcol 1o

R'MgX

CR OH

Alcol 3o

R' R'

Meccanismo dell'Idrolisi Alcalina (Saponificazione) degli Esteri

+ OH-R OR'C

O

RR'O

C

O

OH

_

+ R'O-

R OHC

O

+ R'OH

R O-C

O

Le Reazioni delle Ammidi

C

O

R NH2

Ammide

H2O

H3O+ o OH-

C

O

R OH

Acido carbossilico

+ NH3

LiAlH4

CR NH2

Ammina

H H

Le Reazioni dei Nitrili

CR N

Nitrile

H2O

H3O+ o OH-

C

O

R OH

Acido carbossilico

+ NH3 R'MgX

C

O

R R'

Chetone

LiAlH4

CR NH2

Ammina

H H

CR N + H+CR N H

+CR N H+

+ H2O

CR N H

+O

H H

CR N H

OH

+ H+CR N H

O

H

H2O, H+

CR OH

O

+ NH3

Meccanismo della Idrolisi Acida dei Nitrili

Meccanismo della Reazione Fra Nitrile e Grignard

CR N + R' MgX CR N

R'

_MgX+

H3O+

CR O

R'

R' MgX + NH3 MgXOH+CR

R'

OH

R'