กรดคาร์บอกซิลิก

กรดคาร์บอกซิเป็นกรดอินทรีย์ที่ประกอบด้วยกลุ่ม carboxyl (C (= O) OH) ^[1]ที่แนบมากับ R-กลุ่ม สูตรทั่วไปของกรดคาร์บอกซิเป็นR-COOHหรือR-CO ₂ HกับR หมายกับอัลคิล , alkenyl , arylหรือกลุ่มอื่น ๆ กรดคาร์บอกซิลิกเกิดขึ้นอย่างแพร่หลาย ตัวอย่างที่สำคัญ ได้แก่กรดอะมิโนและกรดไขมัน deprotonation ของกรดคาร์บอกซิให้carboxylate ประจุลบ

โครงสร้างของกรดคาร์บอกซิลิก

คาร์บอกซิเลตแอนไอออน

โครงสร้าง 3 มิติของกรดคาร์บอกซิลิก

ตัวอย่างและระบบการตั้งชื่อ

กรดคาร์บอกซิลิกมักถูกระบุโดยชื่อที่ไม่สำคัญ พวกเขามักจะมีคำต่อท้ายกรด -icIUPAC - ชื่อที่แนะนำยังมีอยู่ ในระบบนี้กรดคาร์บอกซิลิกมีส่วนต่อท้ายกรด -oic ^[2]ตัวอย่างเช่นกรดบิวทิริก (C ₃ H ₇ CO ₂ H) เป็นกรดบิวทาโนอิกตามแนวทางของ IUPAC สำหรับการตั้งชื่อของโมเลกุลที่ซับซ้อนที่มีกรดคาร์บอกซิ, carboxyl สามารถพิจารณาตำแหน่งหนึ่งในห่วงโซ่ปกครองแม้ว่าจะมีอื่น ๆsubstituentsเช่นกรด 3 chloropropanoic อีกวิธีหนึ่งก็สามารถตั้งชื่อเป็น "Carboxy" หรือ "กรดคาร์บอกซิ" แทนที่ในโครงสร้างผู้ปกครองอื่นเช่น2 carboxyfuran

carboxylate ไอออน (R-COO ^-หรือ RCO ₂^- ) ของกรดคาร์บอกซิมักจะเป็นชื่อที่มีคำต่อท้ายแทรนซิชันในการรักษาด้วยรูปแบบทั่วไปของกรด -icและแทรนซิชันสำหรับกรดคอนจูเกตและฐานผันตามลำดับ ยกตัวอย่างเช่นฐานผันของกรดอะซิติกเป็นอะซิเตท

กรดคาร์บอซึ่งเกิดขึ้นในระบบบัฟเฟอร์ไบคาร์บอเนตในธรรมชาติไม่ได้จัดอยู่ในประเภททั่วไปเป็นหนึ่งในกรดคาร์บอกซิแม้ว่ามันมีครึ่งหนึ่งที่มีลักษณะเช่นกลุ่ม COOH

โซ่ตรงกรดคาร์บอกซิลิกอิ่มตัว (กรดอัลคาโนอิก)
อะตอมของคาร์บอน	ชื่อสามัญ	ชื่อ IUPAC	สูตรเคมี	ตำแหน่งทั่วไปหรือการใช้งาน
1	กรดฟอร์มิก	กรดเมทาโนอิก	HCOOH	แมลงต่อย
2	กรดน้ำส้ม	กรดเอทาโนอิก	CH ₃ COOH	น้ำส้มสายชู
3	กรดโพรพิโอนิก	กรดโพรพาโนอิก	CH ₃ CH ₂ COOH	สารกันบูดสำหรับธัญพืชที่เก็บไว้กลิ่นตัวนมเนยชีส
4	กรดบิวทิริก	กรดบิวทาโนอิก	CH ₃ (CH ₂ ) ₂คูหา	เนย
5	กรดวาลิริก	กรด Pentanoic	CH ₃ (CH ₂ ) ₃ COOH	พืชValerian
6	กรดคาโปรอิก	กรดเฮกซาโนอิก	CH ₃ (CH ₂ ) ₄ COOH	ไขมันแพะ
7	กรด Enanthic	กรด Heptanoic	CH ₃ (CH ₂ ) ₅ COOH	น้ำหอม
8	กรดคาอะคริลิก	กรดออกทาโนอิก	CH ₃ (CH ₂ ) ₆คูหา	มะพร้าว
9	กรด Pelargonic	กรดโนนาโนอิก	CH ₃ (CH ₂ ) ₇ COOH	โรงงานPelargonium
10	กรดคาปริก	กรดเดคาโนอิก	CH ₃ (CH ₂ ) ₈ COOH	น้ำมันมะพร้าวและเมล็ดในปาล์ม
11	กรด Undecylic	กรด Undecanoic	CH ₃ (CH ₂ ) ₉ COOH	สารป้องกันเชื้อรา
12	กรดลอริก	กรด Dodecanoic	CH ₃ (CH ₂ ) ₁₀ COOH	น้ำมันมะพร้าวและสบู่ล้างมือ
13	กรดไตรเดไซลิก	กรดไตรเดคาโนอิก	CH ₃ (CH ₂ ) ₁₁ COOH	เมตาโบไลต์ของพืช
14	กรดไมริสติก	กรดเตตระเดคาโนอิก	CH ₃ (CH ₂ ) ₁₂ COOH	จันทน์เทศ
15	กรดเพนทาเดไซลิก	กรด Pentadecanoic	CH ₃ (CH ₂ ) ₁₃ COOH	ไขมันนม
16	กรด Palmitic	กรด Hexadecanoic	CH ₃ (CH ₂ ) ₁₄ COOH	น้ำมันปาล์ม
17	กรดมาร์การิก	กรดเฮปตาเดคาโนอิก	CH ₃ (CH ₂ ) ₁₅ COOH	ฟีโรโมนในสัตว์ต่างๆ
18	กรดสเตียริก	กรด Octadecanoic	CH ₃ (CH ₂ ) ₁₆ COOH	ช็อคโกแลตแว็กซ์สบู่และน้ำมัน
19	กรด nonadecylic	กรด nonadecanoic	CH ₃ (CH ₂ ) ₁₇ COOH	ไขมันน้ำมันพืชฟีโรโมน
20	กรดอะราคิดิก	กรดไอโคซาโนอิก	CH ₃ (CH ₂ ) ₁₈ COOH	น้ำมันถั่วลิสง

กรดคาร์บอกซิลิกอื่น ๆ
คลาสผสม	สมาชิก
กรดโมโนคาร์บอกซิลิกไม่อิ่มตัว	กรดอะคริลิก ( กรด 2-propenoic) - CH ₂ = CHCOOH ใช้ในการสังเคราะห์พอลิเมอร์
กรดไขมัน	กรดโมโนคาร์บอกซิลิกที่อิ่มตัวและไม่อิ่มตัวสายโซ่ยาวปานกลางที่มีคาร์บอนจำนวนเท่ากันตัวอย่างเช่นกรด docosahexaenoicและกรด eicosapentaenoic (ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร)
กรดอะมิโน	โครงสร้างของโปรตีน
กรดคีโต	กรดที่มีความสำคัญทางชีวเคมีที่มีกลุ่มคีโตนตัวอย่างเช่นกรดอะซิโตอะซิติกและกรดไพรูวิก
กรดคาร์บอกซิลิกที่มีกลิ่นหอม	ประกอบด้วยวงแหวนอะโรมาติกอย่างน้อยหนึ่งวงตัวอย่างเช่นกรดเบนโซอิก - เกลือโซเดียมของกรดเบนโซอิกใช้เป็นสารถนอมอาหารกรดซาลิไซลิก - ชนิดเบต้า - ไฮดรอกซีที่พบในผลิตภัณฑ์ดูแลผิวหลายชนิดกรดฟีนิลอัลคาโนอิก - ชั้นของสารประกอบที่ กลุ่มฟีนิลติดอยู่กับกรดคาร์บอกซิลิก
กรดไดคาร์บอกซิลิก	ประกอบด้วยหมู่คาร์บอกซิลสองกลุ่มตัวอย่างเช่นกรดอะดิปิกซึ่งเป็นโมโนเมอร์ที่ใช้ในการผลิตไนลอนและกรดอัลดาริกซึ่งเป็นกลุ่มของกรดน้ำตาล
กรดไตรคาร์บอกซิลิก	ประกอบด้วยกลุ่มคาร์บอกซิลสามกลุ่มตัวอย่างเช่นกรดซิตริก - พบในผลไม้รสเปรี้ยวและกรดไอโซซิตริก
กรดอัลฟาไฮดรอกซี	ที่มีกลุ่มไฮดรอกซีตัวอย่าง: กรด glyceric , กรดไกลโคลิกและกรดแลคติก (กรด 2 hydroxypropanoic) - พบในนมเปรี้ยวกรดทาร์ทาริก - พบในไวน์
กรดไขมัน Divinylether	ประกอบด้วยโซ่คาร์บอนที่ไม่อิ่มตัวทวีคูณซึ่งเชื่อมต่อผ่านพันธะอีเธอร์กับกรดไขมันซึ่งพบได้ในพืชบางชนิด

คุณสมบัติทางกายภาพ

ความสามารถในการละลาย

กรดคาร์บอกซิเป็นขั้วโลก เนื่องจากทั้งคู่เป็นตัวรับพันธะไฮโดรเจน (คาร์บอนิล –C = O) และผู้บริจาคพันธะไฮโดรเจน (ไฮดรอกซิล –OH) จึงมีส่วนร่วมในการสร้างพันธะไฮโดรเจนด้วย กลุ่มไฮดรอกซิลและคาร์บอนิลรวมกันเป็นหมู่คาร์บอกซิลที่ใช้งานได้ กรดคาร์บอกซิลิกมักจะมีอยู่เป็นตัวหรี่ในตัวกลางที่ไม่มีขั้วเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะ "เชื่อมโยงตัวเอง" กรดคาร์บอกซิลิกที่มีขนาดเล็กกว่า (1 ถึง 5 คาร์บอน) สามารถละลายได้ในน้ำในขณะที่กรดคาร์บอกซิลิกที่มีขนาดใหญ่กว่าจะมีความสามารถในการละลายที่ จำกัด เนื่องจากธรรมชาติของอัลคิลที่ไม่ชอบน้ำเพิ่มขึ้น กรดโซ่ที่ยาวกว่าเหล่านี้มักจะละลายได้ในตัวทำละลายที่มีขั้วน้อยเช่นอีเทอร์และแอลกอฮอล์ ^[3]โซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำและกรดคาร์บอกซิลิกแม้กระทั่งสารที่ไม่ชอบน้ำก็ทำปฏิกิริยาเพื่อให้ได้เกลือโซเดียมที่ละลายน้ำได้ ตัวอย่างเช่นกรดอีนาทิกมีความสามารถในการละลายในน้ำต่ำ (0.2 กรัม / ลิตร) แต่เกลือโซเดียมละลายในน้ำได้มาก

จุดเดือด

กรดคาร์บอกซิแนวโน้มที่จะมีจุดเดือดสูงกว่าน้ำเพราะพื้นที่ผิวมากขึ้นของพวกเขาและพวกเขามีแนวโน้มที่จะฟอร์ม dimers เสถียรผ่านพันธะไฮโดรเจน สำหรับการเดือดที่จะเกิดขึ้นต้องหักพันธะของไดเมอร์หรือการจัดเรียงของไดเมอร์ทั้งหมดจะต้องกลายเป็นไอเพิ่มความต้องการเอนทัลปีของการกลายเป็นไออย่างมีนัยสำคัญ

กรดคาร์บอกซิ dimers

ความเป็นกรด

กรดคาร์บอกซิลิกเป็นกรดBrønsted – Lowryเนื่องจากเป็นผู้บริจาคโปรตอน (H ⁺ ) พวกเขาเป็นชนิดที่พบมากที่สุดของกรดอินทรีย์

กรดคาร์บอกซิมักจะมีกรดอ่อนหมายความว่าพวกเขาเพียงบางส่วนที่แยกตัวออกเข้าH 3 O + ไพเพอร์และRCOO - แอนไอออนในกลางน้ำแก้ปัญหา ตัวอย่างเช่นที่อุณหภูมิห้องในสารละลายกรดอะซิติก 1 โมลาร์จะมีการแยกตัวของกรดเพียง 0.4% เท่านั้น สารทดแทนที่ถอนอิเล็กตรอนเช่นกลุ่ม-CF 3ให้กรดที่เข้มข้นกว่า (pKa ของกรดฟอร์มิกเท่ากับ 3.75 ในขณะที่กรดไตรฟลูออโรอะซิติกที่มีสารทดแทนไตรฟลูออโรเมทิลมี pK _aเท่ากับ 0.23) สารทดแทนที่บริจาคอิเล็กตรอนให้กรดที่อ่อนกว่า (pK _aของกรดฟอร์มิกคือ 3.75 ในขณะที่กรดอะซิติกที่มีสารทดแทนเมธิลมี pK _aเท่ากับ 4.76)

กรดคาร์บอกซิลิก^[4]	p K ก
กรดอะซิติก (CH ₃ CO ₂ H)	4.76
กรดเบนโซอิก (C ₆ H ₅ CO ₂ H)	4.2
กรดฟอร์มิก (HCOOH)	3.75
กรดคลอโรอะซิติก (CH ₂ ClCO ₂ H)	2.86
กรดไดคลอโรอะซิติก (CHCl ₂ CO ₂ H)	1.29
กรดออกซาลิก (HO ₂ CCO ₂ H) (ความร้าวฉานครั้งแรก)	1.27
กรดออกซาลิก (HO ₂ CCO ₂^- ) (ความร้าวฉานครั้งที่สอง)	4.14
กรดไตรคลอโรอะซิติก (CCl ₃ CO ₂ H)	0.65
กรดไตรฟลูออโรอะซิติก (CF ₃ CO ₂ H)	0.23

การแตกตัวของกรดคาร์บอกซิลิกทำให้แอนไอออนคาร์บอกซิเลต สิ่งเหล่านี้มีความเสถียรของเรโซแนนซ์เนื่องจากประจุลบถูกจัดให้อยู่ในอะตอมของออกซิเจนทั้งสองซึ่งทำให้เสถียรภาพของไอออนเพิ่มขึ้น พันธะคาร์บอน - ออกซิเจนแต่ละตัวในแอนไอออนคาร์บอกซิเลตมีลักษณะพันธะคู่บางส่วน ประจุบวกบางส่วนคาร์บอนิลคาร์บอนยังอ่อนแอโดย - ¹ / ₂ประจุลบใน 2 อะตอมออกซิเจน

กลิ่น

กรดคาร์บอกซิลิกมักมีกลิ่นเปรี้ยวอย่างแรง Estersของกรดคาร์บอกซิมักจะมีกลิ่นที่ถูกใจและจำนวนมากถูกใช้ในน้ำหอม

ลักษณะ

กรดคาร์บอกซิจะมีการระบุอย่างง่ายดายเช่นนี้โดยอินฟราเรด พวกเขาแสดงเป็นวงดนตรีที่คมชัดที่เกี่ยวข้องกับการสั่นสะเทือนของ C-O สั่นสะเทือนพันธบัตร ( ν _{C = O} ) ระหว่าง 1680 และ 1725 ซม. -1ลักษณะν _O-Hวงปรากฏเป็นจุดสูงสุดในวงกว้างใน 2500-3000 ซม. ^-1ภูมิภาค ^[3]โดย¹ H NMRสเปกโตรเมตรีไฮดรอกซิลไฮโดรเจนจะปรากฏในพื้นที่ 10–13 ppm แม้ว่าจะขยายวงกว้างหรือไม่สังเกตเห็นได้เนื่องจากการแลกเปลี่ยนกับร่องรอยของน้ำ

การเกิดขึ้นและการใช้งาน

กรดคาร์บอกซิลิกจำนวนมากถูกผลิตขึ้นในระดับอุตสาหกรรมเป็นจำนวนมาก นอกจากนี้ยังพบได้บ่อยในธรรมชาติ Esters ของกรดไขมันที่เป็นส่วนประกอบหลักของไขมันและ polyamides ของกรด aminocarboxylicเป็นส่วนประกอบหลักของโปรตีน

กรดคาร์บอกซิลิกใช้ในการผลิตโพลีเมอร์ยาตัวทำละลายและวัตถุเจือปนอาหาร กรดคาร์บอกซิลิกที่สำคัญในอุตสาหกรรม ได้แก่กรดอะซิติก (ส่วนประกอบของน้ำส้มสายชูสารตั้งต้นของตัวทำละลายและสารเคลือบ) กรดอะคริลิกและเมทาคริลิก (สารตั้งต้นของโพลีเมอร์สารยึดติด) กรดอะดิปิก (โพลีเมอร์) กรดซิตริก (รสและสารกันบูดในอาหารและเครื่องดื่ม) ethylenediaminetetraacetic acid (chelating agent), กรดไขมัน (สารเคลือบ), กรดมาเลอิก (โพลีเมอร์), กรดโพรพิโอนิก (สารกันบูดในอาหาร), กรดเทเรฟทาลิก (โพลีเมอร์) เกลือคาร์บอกซิเลตที่สำคัญคือสบู่

สังเคราะห์

เส้นทางอุตสาหกรรม

โดยทั่วไปเส้นทางอุตสาหกรรมไปยังกรดคาร์บอกซิลิกแตกต่างจากที่ใช้ในระดับที่เล็กกว่าเนื่องจากต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ

คาร์บอนิลเลชันของแอลกอฮอล์ตามที่แสดงในกระบวนการ Cativaสำหรับการผลิตกรดอะซิติก กรดฟอร์มิกถูกเตรียมโดยวิถีคาร์บอนิลเลชันที่แตกต่างกันเช่นกันโดยเริ่มจากเมทานอล
ออกซิเดชันของอัลดีไฮด์กับอากาศโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์และแมงกานีส ลดีไฮด์ที่ต้องการจะได้รับได้อย่างง่ายดายจากแอลคีนโดยไฮโดรฟ
ออกซิเดชันของไฮโดรคาร์บอนโดยใช้อากาศ สำหรับอัลเคนธรรมดาวิธีนี้มีราคาไม่แพง แต่ไม่ได้เลือกมากพอที่จะเป็นประโยชน์ สารประกอบอัลลิลิกและเบนไซลิกได้รับการออกซิเดชั่นมากขึ้น กลุ่มอัลคิลบนวงแหวนเบนซีนจะถูกออกซิไดซ์เป็นกรดคาร์บอกซิลิกโดยไม่คำนึงถึงความยาวของโซ่ กรดเบนโซอิกจากโทลูอีน , กรด Terephthalicจากพารา - ไซลีนและกรดพาทาลิกจากออร์โธ - ไซลีนเป็นตัวอย่างการแปลงขนาดใหญ่ กรดอะคริลิถูกสร้างขึ้นจากรพี ^[5]
การออกซิเดชั่นของเอเธนโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยากรดซิลิโคทังสติก
การดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์ที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาพื้นฐาน
คาร์บอนิลควบคู่ไปกับการเติมน้ำ วิธีนี้เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและหลากหลายสำหรับแอลคีนที่สร้างมัธยมศึกษาและอุดมศึกษาcarbocationsเช่นisobutyleneเพื่อกรด pivalic ในปฏิกิริยา Kochการเติมน้ำและคาร์บอนมอนอกไซด์ให้กับอัลคีนจะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยกรดแก่ Hydrocarboxylations เกี่ยวข้องกับการเติมน้ำและCO พร้อมกัน ปฏิกิริยาดังกล่าวบางครั้งเรียกว่า " Reppe chemistry "

HCCH + CO + H ₂ O → CH ₂ = CHCO ₂ H

ไฮโดรไลซิสของไตรกลีเซอไรด์ที่ได้จากน้ำมันพืชหรือสัตว์ วิธีการเหล่านี้ของการสังเคราะห์กรดคาร์บอกซิโซ่ยาวบางส่วนที่เกี่ยวข้องกับการทำสบู่
การหมักเอทานอล. วิธีนี้จะใช้ในการผลิตน้ำส้มสายชู
ปฏิกิริยา Kolbe-มิตให้เส้นทางที่จะไปกรดซาลิไซลิ , ปูชนียบุคคลแอสไพริน

วิธีการทางห้องปฏิบัติการ

วิธีการเตรียมการสำหรับปฏิกิริยาขนาดเล็กสำหรับการวิจัยหรือการผลิตสารเคมีชั้นดีมักใช้น้ำยาสิ้นเปลืองที่มีราคาแพง

ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์หลักหรือลดีไฮด์มีความแข็งแกร่งอนุมูลอิสระเช่นdichromate โพแทสเซียม , โจนส์น้ำยา , ด่างทับทิมหรือโซเดียมคลอไร วิธีนี้เหมาะสำหรับสภาพห้องปฏิบัติการมากกว่าการใช้อากาศในอุตสาหกรรมซึ่งเป็น "สีเขียว" เนื่องจากให้ผลผลิตด้านอนินทรีย์น้อยเช่นโครเมียมหรือแมงกานีสออกไซด์ ^{[ ต้องการอ้างอิง ]}
ความแตกแยกออกซิเดชันของโอเลฟินโดยozonolysis , ด่างทับทิมหรือโพแทสเซียมไดโครเม
การย่อยสลายของไนตริล , เอสเทอหรือเอไมด์มักจะมีกรดหรือฐานการเร่งปฏิกิริยา
คาร์บอเนตของรีเอเจนต์Grignardและorganolithium reagents:

RLi + CO ₂ → RCO ₂ Li

RCO ₂ลิ + HCl → RCO ₂ H + LiCl

ฮาโลเจนตามด้วยไฮโดรไลซิสของเมทิลคีโตนในปฏิกิริยาฮาโลฟอร์ม
ความแตกแยกที่เร่งปฏิกิริยาพื้นฐานของคีโตนที่ไม่ทำให้เป็นสีได้โดยเฉพาะคีโตน aryl: ^[6]

RC (O) Ar + H ₂ O → RCO ₂ H + ArH

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นน้อย

ปฏิกิริยาหลายชนิดผลิตกรดคาร์บอกซิลิก แต่ใช้เฉพาะในบางกรณีหรือส่วนใหญ่เป็นที่สนใจของนักวิชาการ

ความไม่สมส่วนของอัลดีไฮด์ในปฏิกิริยา Cannizzaro
การปรับปรุงใหม่ของ diketones ในสายใยกรด benzilicที่เกี่ยวข้องกับการสร้างกรดเบนโซอิกที่มีปฏิกิริยาฟอนริกเตอร์จาก nitrobenzenes และปฏิกิริยา Kolbe-มิตจากฟีนอล

ปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาอินทรีย์ของกรดคาร์บอกซิลิก

ปฏิกิริยาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายจะเปลี่ยนกรดคาร์บอกซิลิกเป็นเอสเทอร์เอไมด์เกลือคาร์บอกซิเลตกรดคลอไรด์และแอลกอฮอล์ กรดคาร์บอกซิปฏิกิริยากับฐานในรูปแบบเกลือ carboxylate ซึ่งในไฮโดรเจนของไฮดรอกซิ (OH) กลุ่มที่จะถูกแทนที่ด้วยโลหะไอออนบวก ตัวอย่างเช่นกรดอะซิติกที่พบในน้ำส้มสายชูจะทำปฏิกิริยากับโซเดียมไบคาร์บอเนต (เบกกิ้งโซดา) เพื่อสร้างโซเดียมอะซิเตตคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ:

CH ₃ COOH + NaHCO ₃ → CH ₃ COO ^- Na ⁺ + CO ₂ + H ₂ O

กรดคาร์บอกซิยังทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์เพื่อให้เอสเทอ กระบวนการนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายเช่นในการผลิตโพลีเอสเทอร์ ในทำนองเดียวกันกรดคาร์บอกซิลิกจะถูกเปลี่ยนเป็นเอไมด์แต่โดยทั่วไปแล้วการแปลงนี้จะไม่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาโดยตรงของกรดคาร์บอกซิลิกและเอมีน เอสเทอร์แทนเป็นสารตั้งต้นของเอไมด์ การเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนเข้ามาเปปไทด์เป็นกระบวนการทางชีวเคมีที่สำคัญที่ต้องใช้เอทีพี

กลุ่มไฮดรอกซิกรดคาร์บอกซิอาจถูกแทนที่ด้วยอะตอมคลอรีนใช้คลอไรด์ thionylเพื่อให้acyl คลอไรด์ โดยธรรมชาติแล้วกรดคาร์บอกซิลิกจะถูกเปลี่ยนเป็นไธโอเอสเทอร์

การลด

เช่นเดียวกับเอสเทอร์กรดคาร์บอกซิลิกส่วนใหญ่สามารถลดลงเป็นแอลกอฮอล์ได้โดยการเติมไฮโดรเจนหรือใช้สารถ่ายโอนไฮไดรด์หรืออัลคิล (เนื่องจากจะกำจัดกรดแทน^{[ ต้องการคำอธิบายเพิ่มเติม ]}โดยไม่ต้องถ่ายโอน) เช่นลิเทียมอลูมิเนียมไฮไดรด์หรือรีเอเจนต์กริกนาร์ด ( สารประกอบออร์กาโนลิเธียม )

N , N -Dimethyl (chloromethylene) แอมโมเนียมคลอไรด์ (ClHC = N ⁺ (CH ₃ ) ₂ Cl ^- ) เป็นสารเคมีที่ได้รับการคัดเลือกสูงสำหรับการลดกรดคาร์บอกซิลิก เลือกกระตุ้นการทำงานของกรดคาร์บอกซิลิกเพื่อให้เกลือคาร์บอกซีเมทิลีนแอมโมเนียมซึ่งสามารถลดลงได้โดยรีดักแตนท์อ่อน ๆ เช่นลิเธียมทริส ( t -butoxy) อะลูมิเนียมไฮไดรด์เพื่อจ่ายอัลดีไฮด์ในขั้นตอนเดียว ขั้นตอนนี้เป็นที่ทราบกันดีว่าทนต่อการทำงานของคาร์บอนิลที่มีปฏิกิริยาเช่นคีโตนเช่นเดียวกับเอสเตอร์ที่มีปฏิกิริยาปานกลางโอเลฟินไนไตรล์และโมไซด์เฮไลด์ ^[7]

ปฏิกิริยาเฉพาะ

เช่นเดียวกับสารประกอบคาร์บอนิลทั้งหมดโปรตอนในที่αคาร์บอนเป็น labile เนื่องจากKeto-enol tautomerization ดังนั้นαคาร์บอนเป็นฮาโลเจนได้ง่ายในhalogenation นรก Volhard-Zelinsky
ปฏิกิริยา Schmidtแปลงกรดคาร์บอกซิเพื่อเอมีน
กรดคาร์บอกซิจะ decarboxylated ในปฏิกิริยา Hunsdiecker
ปฏิกิริยา Dakin ตะวันตกแปลงกรดอะมิโนที่จะสอดคล้องคีโตนอะมิโน
ในการย่อยสลายแบบบาร์บิเอร์- วีแลนด์กรดคาร์บอกซิลิกบนโซ่อะลิฟาติกที่มีสะพานเมทิลีนอย่างง่ายที่ตำแหน่งอัลฟาสามารถทำให้โซ่สั้นลงด้วยคาร์บอนหนึ่งตัว ขั้นตอนผกผันคือการสังเคราะห์ Arndt – Eistertซึ่งกรดจะถูกเปลี่ยนเป็นอะซิลเฮไลด์ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับไดอาโซมีเทนเพื่อให้เมทิลีนเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งตัวในห่วงโซ่อะลิฟาติก
กรดหลายคนได้รับการdecarboxylation ออกซิเดชัน เอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาเหล่านี้เรียกว่าcarboxylases ( EC 6.4.1) และdecarboxylases (EC 4.1.1)
กรดคาร์บอกซิลิกจะถูกลดลงเป็นอัลดีไฮด์ผ่านทางเอสเทอร์และDIBALผ่านทางกรดคลอไรด์ในการรีดิวซ์โรเซนมันด์และผ่านทางไธโอเอสเตอร์ในการรีดิวซ์ฟูกูยามา
ในกรดคาร์บอกซิลิกของคีโทนิกจะถูกเปลี่ยนเป็นคีโตน
รีเอเจนต์ Organolithium (> 2 equiv) ทำปฏิกิริยากับกรดคาร์บอกซิลิกเพื่อให้ไดลิเธียม 1,1-diolate ซึ่งเป็นตัวกลางเตตระฮีดอลที่เสถียรซึ่งจะสลายตัวเพื่อให้คีโตนในการทำงานที่เป็นกรด
การอิเล็กโทรลิซิส Kolbeเป็นปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลต์ที่เป็น decarboxylative dimerization มันจะกำจัดหมู่คาร์บอกซิลของโมเลกุลกรดสองตัวและรวมส่วนที่เหลือเข้าด้วยกัน

คาร์บอกซิลหัวรุนแรง

คาร์บอกซิลหัวรุนแรง • COOH มีอยู่ในช่วงสั้น ๆ เท่านั้น ^[8]คงแยกออกจากกันกรดของ^• COOH ได้รับการวัดโดยใช้paramagnetic กำทอนอิเล็กตรอนสเปกโทรสโก ^[9]กลุ่ม carboxyl มีแนวโน้มที่จะ dimerise ในรูปแบบกรดออกซาลิก

ดูสิ่งนี้ด้วย

กรดแอนไฮไดรด์
กรดคลอไรด์
เอไมด์
กรดอะมิโน
เอสเตอร์
รายชื่อกรดคาร์บอกซิลิก
กรดไดคาร์บอกซิลิก
กรดโพลีไฮดรอกซีคาร์บอกซิลิก (PHC)
Pseudoacid
ธิโอคาร์บ็อกซี

อ้างอิง

^ IUPAC ,บทสรุปของคำศัพท์ทางเคมี , 2nd ed. ("หนังสือทองคำ") (2540). ฉบับแก้ไขออนไลน์: (2549–) "กรดคาร์บอกซิลิก " ดอย : 10.1351 / goldbook.C00852
^ แนะนำ 1979 เคมีอินทรีย์ IUPAC Nomenclature. กฎ C-4 กรดคาร์บอกซิลิกและอนุพันธ์
^ a b มอร์ริสัน, RT; บอยด์, RN (1992). เคมีอินทรีย์ (6th ed.). ISBN 0-13-643669-2.
^ Haynes, William M. , ed. (2554). คู่มือ CRC เคมีและฟิสิกส์ (ฉบับที่ 92) CRC Press . หน้า 5–94 ถึง 5–98 ISBN 978-1439855119.
^ Riemenschneider, Wilhelm (2002). "กรดคาร์บอกซิลิกอะลิฟาติก". อูลแมนน์ของสารานุกรมเคมีอุตสาหกรรม ไวน์ไฮม์: Wiley-VCH ดอย : 10.1002 / 14356007.a05_235 . ISBN 3527306730..
^ เพอร์รีซีรีฟส์ (2520). "Carboxylation Of Aromatic Compounds: Ferrocenecarboxylic Acid". องค์กร Synth . 56 : 28. ดอย : 10.15227 / orgsyn.056.0028 .
^ ฟูจิซาวะ, ทาโมสึ; ซาโต้โทชิโอะ. "การลดกรดคาร์บอกซิลิกเป็นอัลดีไฮด์: 6-Ooxdecanal" . การสังเคราะห์สารอินทรีย์ 66 : 121. ดอย : 10.15227 / orgsyn.066.0121 .; Collective Volume , 8 , p. 498
^ มิลลิแกน, DE; Jacox, ME (1971). "อินฟราเรดสเปกตรัมและโครงสร้างของตัวกลางในปฏิกิริยาของ OH กับ CO". วารสารฟิสิกส์เคมี . 54 (3): 927–942 Bibcode : 1971JChPh..54..927M . ดอย : 10.1063 / 1.1675022 .
^ ค่าคือ p K _a = −0.2 ± 0.1 จีวราจารย์อส.; คาร์ไมเคิลฉัน.; เฟสเซนเดน, RW (1990). "การวัดค่า ESR ของ p K _aของ Carboxyl Radical และ Ab Initio การคำนวณของ Carbon-13 Hyperfine Constant" วารสารเคมีกายภาพ . 94 (4): 1372–1376 ดอย : 10.1021 / j100367a033 .

ลิงก์ภายนอก

กรดคาร์บอกซิลิก pH และการไตเตรท- ฟรีแวร์สำหรับการคำนวณการวิเคราะห์ข้อมูลการจำลองและการสร้างแผนภาพการกระจาย
พช.

[1] IUPAC ,บทสรุปของคำศัพท์ทางเคมี , 2nd ed. ("หนังสือทองคำ") (2540). ฉบับแก้ไขออนไลน์: (2549–) "กรดคาร์บอกซิลิก " ดอย : 10.1351 / goldbook.C00852

[2] แนะนำ 1979 เคมีอินทรีย์ IUPAC Nomenclature. กฎ C-4 กรดคาร์บอกซิลิกและอนุพันธ์

[M&B-3] มอร์ริสัน, RT; บอยด์, RN (1992). เคมีอินทรีย์ (6th ed.). ISBN 0-13-643669-2.

[4] Haynes, William M. , ed. (2554). คู่มือ CRC เคมีและฟิสิกส์ (ฉบับที่ 92) CRC Press . หน้า 5–94 ถึง 5–98 ISBN 978-1439855119.

[5] Riemenschneider, Wilhelm (2002). "กรดคาร์บอกซิลิกอะลิฟาติก". อูลแมนน์ของสารานุกรมเคมีอุตสาหกรรม ไวน์ไฮม์: Wiley-VCH ดอย : 10.1002 / 14356007.a05_235 . ISBN 3527306730..

[6] เพอร์รีซีรีฟส์ (2520). "Carboxylation Of Aromatic Compounds: Ferrocenecarboxylic Acid". องค์กร Synth . 56 : 28. ดอย : 10.15227 / orgsyn.056.0028 .

[7] ฟูจิซาวะ, ทาโมสึ; ซาโต้โทชิโอะ. "การลดกรดคาร์บอกซิลิกเป็นอัลดีไฮด์: 6-Ooxdecanal" . การสังเคราะห์สารอินทรีย์ 66 : 121. ดอย : 10.15227 / orgsyn.066.0121 .; Collective Volume , 8 , p. 498

[8] มิลลิแกน, DE; Jacox, ME (1971). "อินฟราเรดสเปกตรัมและโครงสร้างของตัวกลางในปฏิกิริยาของ OH กับ CO". วารสารฟิสิกส์เคมี . 54 (3): 927–942 Bibcode : 1971JChPh..54..927M . ดอย : 10.1063 / 1.1675022 .

[9] ค่าคือ p K _a = −0.2 ± 0.1 จีวราจารย์อส.; คาร์ไมเคิลฉัน.; เฟสเซนเดน, RW (1990). "การวัดค่า ESR ของ p K _aของ Carboxyl Radical และ Ab Initio การคำนวณของ Carbon-13 Hyperfine Constant" วารสารเคมีกายภาพ . 94 (4): 1372–1376 ดอย : 10.1021 / j100367a033 .

[1]