Composti Carbossilici
Acidi Carbossilici
ACIDI CARBOSSILICI
• Gli acidi carbossilici sono caratterizzati dalla
presenza del gruppo carbonilico legato ad un
gruppo idrossilico
O
R C
OH
• Il gruppo carbossilico viene comunemente
abbreviato -COOH o -CO2H
• Possono essere sia alifatici che aromatici a
seconda della natura del gruppo R
Esempi
• Numerosi acidi carbossilici sono presenti in
natura:
O
–
–
–
–
–
acido acetico
acido butanoico (butirrico)
acido esanoico (caproico)
acido colico
acido linolenico
H3C
Acido acetico
H
COOH
Acido linoleico
(acido grasso essenziale ω6)
H
COOH
OH
H
H
H
HO
OH
H
H
H
OH
Acido colico
(acido biliare)
Nomenclatura IUPAC
• La catena alchilica viene numerata assegnando
il numero 1 all'atomo di carbonio
carbonilico,
carbonilico si aggiunge all'inizio la parola
acido e alla fine il suffisso -oico.
oico
H2C C COOH
H
Br
H3C
H
COOH
Acido (R)-2-bromopropanoico
Acido propenoico
CH3
O
OH
CH3
Acido (2S,3R)-dimetilpentanoico
Nomenclatura IUPAC
• Il gruppo funzionale -COOH ha la precedenza su ogni
altro gruppo funzionale.
Nomenclatura IUPAC
• Gli acidi in cui R è una catena ciclica sono
denominati come acidi cicloalcan-carbossilici
COOH
COOH
Cl
CH(CH3)2
Acido 3-isopropilciclopentancarbossilico
Acido 3-clorocicloesancarbossilico
• Quelli in cui R è un anello benzenico sono
chiamati acidi benzoici
COOH
Acido 2-idrossibenzoico
(Acido salicilico)
OH
Nomenclatura comune
• Molti acidi alifatici hanno nomi comuni che
vennero loro dati in base alle sostanze nelle quali
erano presenti o alle loro caratteristiche
Nomenclatura IUPAC
• I diacidi alifatici vengono denominati numerando la
catena dalla parte dove un eventuale sostituente prende
il numero più piccolo.
COOH
HOOC
Br
Acido 3-bromoesandioico
(Acdio β -bromoadipico)
• I diacidi aromatici vengono detti benzendicarbossilici
COOH
COOH
Acido 1,2-benzendicarbossilico
(Acido ftalico)
COOH
HOOC
Acido 1,4-benzendicarbossilico
(Acido tereftalico)
• Per tutti i diacidi è più diffuso il nome comune
Nomenclatura comune
HOOC COOH
Acido ossalico
Acido malonico
COOH
HOOC
COOH
HOOC
COOH
HOOC
COOH
HOOC
Acido succinico
Acido glutarico
• Nella nomenclatura
comune la posizione
dei sostituenti si
indica con la lettera
greca
Acido adipico
OH
COOH
HOOC
Acido tartarico
β
γ
α COOH
OH
H
Cl
COOH
HOOC
ε
H
Acido maleico
HOOC
COOH
Ph
Acido fumarico
H
H
Acido α-clorobutirrico
δ
γ
β
COOH
α
Acido β-fenilcaproico
Esempi
O
O
O
OH
OH
HO
OH
Br
O
O
Acido 2-bromopropanoico
(Acido α-bromopropionico)
Acido 3-etil-6-metilottandioico
Acido 4-metilpentanoico
OH
O
OH
Br
Acido 3-bromocicloesancarbossilico
Acido 1-ciclopentencarbossilico
Esempi
O
H2N
OH
O
OH
O
H
OH
Acido 4-amminobutanoico
Acido 5-idrossiesanoico
OH
O
Acido 4-ossobutanoico
O
OH
O
Acido 4-ossopentanoico
Gruppo carbossilico
• L’atomo di carbonio carbonilico è ibridato sp2 e
forma angoli di legame di circa 120°.
• L'atomo di ossigeno del gruppo -OH è ibridato
anch'esso sp2 in modo che si possa avere
sovrapposizione tra l'orbitale π del gruppo
carbonilico ed un doppietto dell'ossigeno che si
trova in un orbitale p.
O
O
H
O
C
+
O
H
O
H
O
C
O
O
R
R
O
R
R
R
+
H
+
H
R
+
VO
H
O
O
Proprietà fisiche
• Le proprietà fisiche sono dovute al fatto che si
possono formare forti legami idrogeno che
portano alla formazione di dimeri
Punti di fusione
• Gli acidi alifatici con più di 8 atomi di carbonio
sono solidi a temperatura ambiente.
• I doppi legami (specialmente nella forma cis)
abbassano i punti di fusione.
• Ad esempio per i seguente acidi a 18 atomi di
carbonio
– Acido stearico (saturo): 72°C
– Acido oleico (un doppio legame cis): 16°C
– Acido linoleico (due doppi legami cis): -5°C
Acido oleico
Acido stearico
Acido linoleico
Solubilità
• La solubilità in acqua diminuisce
all'aumentare della lunghezza della catena.
• Fino a 4 atomi di carbonio gli acidi sono
miscibili con l'acqua.
• Sono più solubili negli alcoli
• Sono solubili anche nei solventi
relativamente non polari in quanto si
sciolgono come dimeri.
Acidità
• Gli acidi carbossilici sono molto più acidi
dei corrispondenti alcoli in quanto la loro
base coniugata, l'anione carbossilato è
stabilizzata per risonanza:
Acidità
Effetto dei Sostituenti
sull'Acidità
• Fra acidi carbossilici le acidità possono variare a
seconda degli altri gruppi presenti nella molecola.
• Tra l'acido acetico e gli acidi mono-, di- e
tricloroacetico, l'acidità aumenta di 10 000 volte.
• La causa è l'effetto induttivo dei gruppi vicini al
carbossile.
Effetto dei Sostituenti
sull'Acidità
COOH
COOH
COOH
COOH
NH2
OH
OMe
CH3
p-ammino
p-idrossi
p-metossi
p-metil
pKa = 4.85
4.58
4.48
4.38
COOH
4.20
COOH
COOH
Cl
NO2
p-cloro
p-nitro
3.98
3.44
Sali degli acidi carbossilici
• Gli acidi carbossilici reagiscono con le basi
forti (NaOH) per formare i sali
• L'addizione di un acido forte come HCl,
rigenera l'acido carbossilico.
O
NaOH
H3C C OH
O
H3C C O Na
HCl
+
Nomenclatura dei sali
• Per dare il nome al sale si sostituisce alla
desinenza -ico dell’acido la desinenza -ato
(come per gli anioni dei sali inorganici) e si
aggiunge il nome del catione
Cl
O
+
O K
β-clorovalerato di potassio
3-cloropentanoato di potassio
Proprietà dei sali
• Di solito sono solidi e non hanno odore.
• I sali carbossilati di Na+, K+, Li+, e NH4+
sono solubili in acqua.
• I saponi sono i sali di sodio solubili di acidi
grassi a lunga catena.
stearato di sodio
Metodo per purificare un Acido