Gli Acidi Carbossilici ed i loro Derivati
O
O
C
R
OH
C
R
X
O
O
C
C
R
Acido carbossilico
Anidride
Alogenuro acilico
O
O
R
OR'
Estere
C
N
C
C
R
R'
O
R
NH2
Ammide
Nitrile
Nomenclatura degli Acidi Carbossilici
CH3
O
O
CH3CH2COH
CH3CHCH2CH2COH
3
5
2
1
Acido propanoico
4
3
2
1
Acido-4-metilpentanoico
COOH
COOH
1
1
2
6
5
2
3
5
Br
4
Acido 3-bromocicloesancarbossilico
4
3
Acido 1-ciclopentencarbossilico
Nomi Comuni e Sistematici di alcuni Acidi Carbossilici
Formula
Nome Comune
Origine
Nome IUPAC
Punto di
Eboll.
HCO2H
Acido Formico
Formiche (L.
formica)
Acido Metanoico
101° C
CH3CO2H
Acido Acetico
Aceto (L. acetum)
Acido Etanoico
118° C
CH3CH2CO2H
Acido
Propionico
Latte (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
O
O
C
CH3CCl
Br
Cloruro di acetile
(da acido acetico)
O
Bromuro di benzoile
(da acido benzoico)
C
F
Fluoruro di cicloesancarbonile
(da acido cicloesancarbossilico)
Nomenclatura delle Anidridi
CH3C
O
CCH3
O
CH3(CH2)5C
O
C(CH2)5CH3
Anidride eptanoica
Anidride acetica
O
O
O
O
O
O
CH3(CH2)2C
Anidride succinica
O
O
O
CCH3
Anidride aceticobutirrica
Nomenclatura delle Ammidi
O
O
C NH 2
O
CH3C NH 2
CH3(CH2)4C NH 2
Acetammide
(da acido acetico)
Esanammide
(da acido esanoico)
Ciclopentancarbossiammide
(da acido ciclopentancarbossilico)
O
O
C N(CH2CH3)2
CH3CH2C NHCH3
N-metilpropanammide
N,N-Dietilciclobutanammide
Nomenclatura degli Esteri
O
O
CH3COCH2CH3
C
OCH3
C
OCH3
H2C
Acetato di etile
(estere etilco dell'acido acetico)
O
O
Malonato di dimetile
(estere dimetilico dell'acido malonico)
C OC(CH3)3
Cicloesancarbossilato di terz-butile
(estere terz-butilico dell'acido cicloesancarbossilico)
Nomenclatura dei Nitrili
CH3
CH3CN
CH3CHCH2CH2CN
5
4
3
2
1
Etanonitrile
(Acetonitile: dall'acido acetico)
4-Metilpentanonitrile
6
CN
1
5
CN
CH3
4
2
3
Benzonitrile
(dall'acido benzoico)
CH3
2,2-Dimetilcicloesancarbonitrile
(dall'acido 2,2-Dimetilcicloesancarbossilico
Struttura degli Acidi Carbossilici
O
H
H
+
H
C
C
O
-
O
H3C
H
O
C
C
O
H
CH3
O
H
Acido acetico
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
p-CH3OC6H4CO2H
CH3CH2OH
4.45
16
Cl3CCO2H
0.77
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
O
C
R +
_
O
_
H3O
C
C
Nu
R
R
OH
+
R
Nu
R
Nu
R
Acidi carbossilici e loro derivati: sostituzione nucleofila acilica
O
C
R +
_
_
X
Nu
R
O
O
C
C
X
Nu
R
Nu
Reattività Relativa dei Derivati degli Acidi
nelle Sostituzioni Nucleofile Aciliche
R
O
O
O
O
O
C
C
C
C
C
NH2
Ammide
R
OR'
R
O
Anidride
Estere
REATTIVITÀ
R
R
Cl
Cloruri acilici
Le Reazioni degli Acidi Carbossilici
Riduzione ad Alcoli:
O
R
1) LiAlH4
COH
R
+
2) H3O
CH2OH
Conversione a Cloruri acilici:
O
R
COH
O
SOCl2
R
CCl
+ HCl + SO2
CHCl3
Conversione ad Anidridi:
O
O
O
C
C
Calore
2 H3C
COH
H3C
O
CH3
+ H2O
Le Reazioni degli Acidi Carbossilici
Conversione ad Esteri:
O
O
R
-
+
CO Na
H3C I
Sn2
R
COCH3
Carbossilato di Metile
(un estere)
Carbossilato di Sodio
Esterificazione di Fischer:
O
R
COH
Acido carbossilico
O
+
R'
OH
Alcol
H2SO4
R
COR'
Estere
+ H2O
Meccanismo dell'Esterificazione di Fischer
+
O
O
+ H+
C
R
H2O +
R
H O
R'
OH
H
OH
C
R
+
C
OH
+
O
H
OR'
R
H
C
O+
H
OH
R'
O
R
C
HO
+ R'
O
H
Le Reazioni degli Alogenuri Acilici
O
H2 O
C
R
R'CO2H
Cl
Cloruro acilico
O
C
R
R'OH
OH
NH3
R
Acido
C
C
O
R'
C
C
R
O
Anidride
O
O
O
OR'
Estere
R
NH2
Ammide
Queste reazioni vengono condotte in presenza di piridina per bloccare l'acido cloridrico che si sviluppa
Le Reazioni delle Anidridi
R
O
O
C
C
O
Anidride
R
NH3
H2O
R'OH
O
O
C
R
O
OH
C
R
C
Acido
R
OR
NH2
Ammide
Estere
Queste reazioni vengono condotte in presenza di piridina per bloccare l'acido carbossilico che si sviluppa
Le Reazioni degli Esteri
O
C
H2O
R
(H+ o OH-)
O
R'MgX
OR
Estere
R'
C
R
OH
NH3
Acido
R'
C
LiAl H4
R
OH
o
Alcol 3
O
H
C
C
R
H
NH2
Ammide
R
OH
Alcol 1o
Meccanismo dell'Idrolisi Alcalina (Saponificazione) degli Esteri
_
O
O
C
C
R
OR'
R
+ OH-
OH
R'O
O
O
C
R
C
+ R'OH
O-
+ R'O-
R
OH
Le Reazioni delle Ammidi
O
C
R
NH2
Ammide
H2O
LiAl H4
H3O+ o OH-
H
O
R
C
+ NH3
C
OH
Acido carbossilico
H
R
NH2
Ammina
Le Reazioni dei Nitrili
H2O
R
H3O+ o OH-
C
N
Nitrile
O
C
R
LiAl H4
H
H
OH
C
+ NH3
R'MgX
R
NH 2
Ammina
Acido carbossilico
O
C
R
Chetone
R'
Meccanismo della Idrolisi Acida dei Nitrili
R
C
N
+ H+
R
C
N
H
R
C
N H
+
+
+ H2O
R
C
H
H
O
O
N
H
R
C
N H + H+
H
H2O, H+
O
R
C
OH
+ NH3
R
+
O
H
C
N H
Meccanismo della Reazione Fra Nitrile e Grignard
_
R
C
N
+ R' MgX
R
C
N
MgX+
R'
H3O+
OH
R'
R
R'
C
R'
MgX
R
C O
R'
+ MgXOH + NH3