Acidi carbossilici






Modello molecolare di un acido carbossilico R=gruppo alchilico Nero=carbonio Rosso=ossigeno Bianco=idrogeno


Gli acidi carbossilici (o acidi organici) sono composti organici che contengono il gruppo carbossilico o carbossile (-COOH), ovvero un gruppo ossidrilico (-OH) legato a un gruppo carbonilico (C=O). Gli acidi carbossilici possono essere alifatici o aromatici, a seconda che il gruppo carbossilico si leghi a un radicale alifatico o a un anello benzenico.[1]




Indice






  • 1 Caratteristiche


    • 1.1 Solubilità e punto di ebollizione


    • 1.2 Acidità




  • 2 Nomenclatura


  • 3 Produzione degli acidi carbossilici


    • 3.1 Produzione per ossidazione di alcol e aldeidi


    • 3.2 Produzione per addizione di anidride carbonica ad un reattivo di Grignard


    • 3.3 Idrolisi dei nitrili




  • 4 Proprietà chimico-fisiche


  • 5 Reazioni tipiche


    • 5.1 Decarbossilazione degli acidi e alogenazione


    • 5.2 Riduzione




  • 6 Derivati degli acidi carbossilici


    • 6.1 Cloruri acilici


    • 6.2 Anidridi


    • 6.3 Esteri


    • 6.4 Ammidi




  • 7 Alcuni acidi carbossilici


  • 8 Note


  • 9 Bibliografia


  • 10 Altri progetti


  • 11 Collegamenti esterni





Caratteristiche |



Solubilità e punto di ebollizione |





Dimero carbossilico


Gli acidi carbossilici sono polari e possono formare legami idrogeno sia ricevendo con il gruppo carbonilico (-C=O) sia donando con il gruppo ossidrile (-OH). Formano facilmente legami idrogeno sia con sé stessi sia con altre molecole.
I più leggeri tra gli acidi carbossilici, fino a 3 atomi di carbonio, sono composti solubili in acqua con odori pungenti; i successivi sono liquidi oleosi con un alto punto di ebollizione. Al crescere del peso molecolare, gli acidi carbossilici diventano solidi cerosi bassofondenti.
In virtù dei legami idrogeno hanno normalmente un elevato punto di ebollizione, più alto del rispettivo alcole.



Acidità |


Sono composti che manifestano un comportamento acido debole, per via della stabilizzazione per risonanza dell'anione che viene a formarsi (uno ione carbossilato) per dissociazione dello ione H+ del gruppo idrossile. La costante di dissociazione acida degli acidi carbossilici è generalmente inferiore a 10−4, sono quindi più acidi dei fenoli.

La presenza di sostituenti elettronegativi (Cl, F) aumenta l'acidità.







































Acidi carbossilici[2]
pKa

Acido formico (HCOOH)		 3.75

Acido acetico (CH3COOH)		 4.76

Acido cloroacetico (CH2ClCO2H)		 2.86

Acido dicloroacetico (CHCl2CO2H)		 1.29

Acido tricloroacetico (CCl3CO2H)		 0.65

Acido trifluoroacetico (CF3CO2H)		 0.23

Acido ossalico (HO2CCO2H)		 1.27

Acido benzoico (C6H5CO2H)		 4.2

La presenza nella molecola di gruppi capaci di stabilizzare l'anione disperdendone o attenuandone la carica negativa (sia per risonanza sia per effetto induttivo) tende ad aumentare la forza dell'acido; gruppi che invece de-stabilizzano l'anione intensificandone la carica negativa hanno l'effetto opposto di diminuire l'acidità della molecola.



Nomenclatura |


La nomenclatura IUPAC degli acidi carbossilici alifatici si basa sul conteggio degli atomi di carbonio della catena con il prefisso che fa riferimento all'alcano corrispondente e il suffisso -oico nel caso di acidi monocarbossilici e - dioico nel caso di acidi dicarbosslici. Secondo la IUPAC l'acido acetico, con due atomi di carbonio, si chiama acido etanoico.

Oltre alla nomenclatura IUPAC, molti acidi carbossilici possiedono anche un nome comune, spesso legato alla fonte biologica o naturale da cui sono stati isolati le prime volte.
Alcuni acidi carbossilici alifatici sono:





































































Acidi carbossilici saturi a catena lineare
Atomi di carbonio
 Nome comune
 Nome IUPAC
 Formula molecolare
 Dove si trova
1 Acido formico Acido metanoico HCOOH
Pungiglioni degli insetti
2 Acido acetico Acido etanoico CH3COOH
Aceto
3 Acido propionico Acido propanoico CH3CH2COOH
Latte
4 Acido butirrico
Acido butanoico
 CH3(CH2)2COOH
Burro rancido
5 Acido valerico
Acido pentanoico
 CH3(CH2)3COOH
Valeriana officinalis
6 Acido caproico
Acido esanoico
 CH3(CH2)4COOH Grasso della capra
2 Acido ossalico
Acido etandioico
 HOOC-COOH piante del genere Oxalis
4 Acido succinico
Acido butandioico
 HOOC-(CH2)2-COOH
Ambra, succinum in latino

Gli acidi carbossilici alifatici aventi catena lineare (satura o insatura) con un numero di almeno 4 atomi di carbonio vengono genericamente detti anche acidi grassi, dato che alcuni possono essere ricavati per idrolisi dei grassi animali e vegetali.


Gli acidi carbossilici sono molto diffusi e sono classificabili in una ampia gamma di diversi composti organici:





















































classi di acidi carbossilici
 classe
 esempi
acidi monocarbossilici
acido acetico, acido formico
acidi monocarbossilici insaturi
acido acrilico
Acidi dicarbossilici acidi che contengono 2 gruppi carbossilici
acido adipico, acido aldarico, acido ossalico, acido ftalico, acido azelaico, acido sebacico
Acidi tricarbossilici acidi che contengono 3 gruppi carbossilici
acido citrico, acido isocitrico
Acidi grassi alifatici monocarbossilici saturi o insaturi con catena di almeno 4 atomi di carbonio, rappresentano una gran parte dei lipidi di origine vegetale o animale
acido butirrico, acido oleico, acido palmitico, acido stearico
Amminoacidi i componenti costitutivi delle proteine
acido glutammico, acido aspartico
Chetoacidi acidi presenti in significativi processi biologici contenenti un gruppo carbonilico, chetoni
acido acetoacetico, acido piruvico, acido levulinico
Acidi carbossilici aromatici acidi dove è presente un gruppo benzene o fenile
acido benzoico, acido salicilico, acido cinnamico, acido caffeico
Idrossiacidi acidi con almeno un ossidrile nel gruppo alifatico o in quello benzenico
acido glicolico, acido lattico, acido salicilico, acido gentisinico


Produzione degli acidi carbossilici |


Gli acidi carbossilici si preparano principalmente per ossidazione di alcoli primari e aldeidi (con reattivi ossidanti più o meno energici a seconda del substrato), oppure per idrolisi di esteri, ammidi, anidridi, alogenuri acilici e nitrili.



Produzione per ossidazione di alcol e aldeidi |


RCH2OH (alcol 1) + CrO3(aq) → RCOH (aldeide) + KMnO4 → RCO2H (acido carbossilico)

Come ossidante è preferibile utilizzare l'acido nitrico HNO3 in quanto è meno costoso di CrO3 e KMnO4.



Produzione per addizione di anidride carbonica ad un reattivo di Grignard |


Un altro metodo di preparazione è quello che fa uso dei reattivi di Grignard e anidride carbonica:


RMgX + CO2 → R-COO'[MgX]+(carbossilato di magnesio)

R-COO'[MgX]+ + HCl(aq) → RCOOH + Mg++

La carbonatazione di un reattivo di Grignard rappresenta una via molto conveniente per ottenere acidi carbossilici a partire da un alogenuro alchilico (R-X) o arilico (Ar-X); inoltre l'anidride carbonica è facilmente reperibile (il che è un aspetto non trascurabile dal punto di vista economico).



Idrolisi dei nitrili | 


                  HA                                                                                   OH- 



R-CH2-X + NaCN -------->  R-CH2-COOH + NH4+                 /                    R-CH2 -X + NaCN -------------->  R-CH2-COOH + NH3



                  H2O                                                                                  H2O

Questa tecnica costituisce un metodo per convertire un alogenuro alchilico in acido carbossilico con un atomo di carbonio in più rispetto all'alogenuro di partenza ("x" viene sostituito con COOH).


Essendo una SN2 se l'alogenuro è chirale avviene l'inversione al carbonio che subisce la SN2.



Proprietà chimico-fisiche |


Gli acidi carbossilici sono molecole polari e presentano una solubilità simile (o superiore) a quella dei relativi alcoli: i primi termini della serie sono solubili in acqua; sono abbastanza solubili anche in alcoli, eteri e benzene.

Sono molecole caratterizzate dalla formazione di legami a idrogeno, e per questo motivo presentano punti di ebollizione elevati.



Reazioni tipiche |


Gli acidi carbossilici subiscono principalmente reazioni di sostituzione del gruppo idrossile con altri gruppi, formando alogenuri, esteri, anidridi e ammidi. Alcuni loro sali possono essere de-carbossilati per riscaldamento, con conseguente perdita di biossido di carbonio.


Dalla disidratazione di un acido carbossilico si ottiene la corrispondente anidride organica, simile agli ossidi acidi inorganici solo nel comportamento, dato che come questi ultimi liberano l'acido in presenza di acqua. Infatti, secondo la IUPAC il termine anidride deve essere riservato agli acidi organici.
La reazione tipica che porta alla formazione di un'anidride è:


RCOOH + RCOOH → RCOOCOR + H2O

Gli acidi carbossilici, danno forma a reazioni di addizione di H+ e CN- cioè un'azione radicalica nucleofila perché il carbonio è positivizzato. I nucleofili più importanti sono i gruppi ROH-.


Successivamente si ha una reazione di sostituzione dove avviene una delocalizzazione degli elettroni e la formazione di una molecola d'acqua, dando forma a un estere se il reagente è un alcol o un'ammide se il reagente è un'ammina.



Decarbossilazione degli acidi e alogenazione |


In condizioni particolari gli acidi carbossilici possono perdere una molecola di CO2.
La reazione di Hunsdiecker, per esempio, si basa su un processo di decarbossilazione seguito da un'alogenazione:



CH3CH2CH2COOH + Pb4+ + Br2 → CH3CH2CH2Br + CO2↑ (solvente CCl4)

Un'altra reazione, particolarmente interessante per le implicazioni biochimiche, è la decarbossilazione a carico dei β-chetoacidi, se riscaldati sopra i 100 °C:


CH3COCH2COOH + Q → CH3COCH3 + CO2↑


Riduzione |


La reazione di riduzione degli acidi carbossilici con più resa è data da BH3 in tetraidrofurano con ambiente acido.



CH3COOH + BH3 → CH3CH2OH (catalizzatore: tetraidrofurano in ambiente acido)


Derivati degli acidi carbossilici |



Cloruri acilici |


La trasformazione diretta del carbossile in cloruro acilico è una reazione che si realizza con i seguenti agenti cloruranti: SOCl2, PCl3, PCl5.
Attraverso analoghi alogenuri è possibile ottenere anche i bromuri e ioduri di acile.



CH3COOH + SOCl2 → CH3COCl + SO2↑ + HCl↑ (solvente CHCl3)


Anidridi |


La preparazione diretta delle anidridi dagli acidi non è agevole anche se praticabile in presenza di un disidratante a elevata temperatura.


2CH3COOH + P2O5 + Q → CH3COOCOCH3 + H2O

Più facile è la realizzazione con un alogeno acilico e un sale dell'acido carbossilico:


CH3COO- Na+ + CH3COCl → CH3COOCOCH3 + Na+Cl-


Esteri |


Molteplici sono i metodi di preparazione degli esteri. I tre metodi più comuni svolgono il meccanismo tetraedrico.


  • Gli esteri si ottengono dalla reazione fra i cloruri o bromuri acilici e gli alcoli o i fenoli (in presenza di una base).


CH3COCl + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 + HCl (catalizzatore: piridina)

  • Altro metodo di preparazione comporta la reazione di un'anidride un alcol o un fenolo.

CH3OH + CH3COOCOCH3 → CH3OCOCH3 + CH3COOH

  • Più interessante è la preparazione degli esteri da acidi carbossilici e alcol catalizzati da una piccola dose di acido (H2SO4, H3PO4, HCl). La reazione è conosciuta come esterificazione di Fischer (Nobel per la chimica nel 1902) e risale al 1895.

CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOC2H5 + H2O


Ammidi |


Le ammidi si preparano dagli alogenuri acilici e dalle anidridi, principalmente, secondo le reazioni di sostituzione nucleofila acilica. Ad esempio:


  • Dagli alogenuri acilici:

CH3COCl + NH3 → CH3CONH2 + HCl

  • Dalle anidridi:

CH3COOCOCH3 + CH3NH2 → CH3NHCOCH3 + CH3COOH


Alcuni acidi carbossilici |



  • Acido acetico

  • Acido 2,4-diclorofenossiacetico

  • Acido iodoacetico

  • Acido arachico

  • Acido ftalico

  • Acido maleico

  • EDTA



Note |




  1. ^ (EN) IUPAC Gold Book, "carboxylic acids"


  2. ^ William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, nº 92, CRC Press, 2011, pp. 5–94 e 5–98, ISBN 1439855110.



Bibliografia |


  • T. W. Graham Solomons, Chimica organica, 2ª ed., Bologna, Zanichelli, 2001, pp. 57-58, ISBN 88-08-09414-6.


Altri progetti |



Altri progetti



  • Wikizionario

  • Wikimedia Commons





  • Collabora a Wikizionario Wikizionario contiene il lemma di dizionario «acido carbossilico»


  • Collabora a Wikimedia CommonsWikimedia Commons contiene immagini o altri file su acido carbossilico



Collegamenti esterni |



  • Esperienze in laboratorio - Gli acidi carbossilici, su itchiavari.org.


  • Esercizi sulla Nomenclatura degli Acidi Carbossilici, su mnemochimica.it.


.mw-parser-output .navbox{border:1px solid #aaa;clear:both;margin:auto;padding:2px;width:100%}.mw-parser-output .navbox th{padding-left:1em;padding-right:1em;text-align:center}.mw-parser-output .navbox>tbody>tr:first-child>th{background:#ccf;font-size:90%;width:100%}.mw-parser-output .navbox_navbar{float:left;margin:0;padding:0 10px 0 0;text-align:left;width:6em}.mw-parser-output .navbox_title{font-size:110%}.mw-parser-output .navbox_abovebelow{background:#ddf;font-size:90%;font-weight:normal}.mw-parser-output .navbox_group{background:#ddf;font-size:90%;padding:0 10px;white-space:nowrap}.mw-parser-output .navbox_list{font-size:90%;width:100%}.mw-parser-output .navbox_odd{background:#fdfdfd}.mw-parser-output .navbox_even{background:#f7f7f7}.mw-parser-output .navbox_center{text-align:center}.mw-parser-output .navbox .navbox_image{padding-left:7px;vertical-align:middle;width:0}.mw-parser-output .navbox+.navbox{margin-top:-1px}.mw-parser-output .navbox .mw-collapsible-toggle{font-weight:normal;text-align:right;width:7em}.mw-parser-output .subnavbox{margin:-3px;width:100%}.mw-parser-output .subnavbox_group{background:#ddf;padding:0 10px}

































































.mw-parser-output .CdA{border:1px solid #aaa;width:100%;margin:auto;font-size:90%;padding:2px}.mw-parser-output .CdA th{background-color:#ddddff;font-weight:bold;width:20%}



Controllo di autorità
LCCN (EN) sh85020144 · GND (DE) 4009464-9


ChimicaPortale Chimica: il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia



-

Popular posts from this blog

Costa Masnaga

Image
.mw-parser-output .avviso .mbox-text-div>div,.mw-parser-output .avviso .mbox-text-full-div>div{font-size:90%}.mw-parser-output .avviso .mbox-image div{width:52px}.mw-parser-output .avviso .mbox-text-full-div .hide-when-compact{display:block} Questa voce o sezione sull'argomento Lombardia non cita le fonti necessarie o quelle presenti sono insufficienti . Puoi migliorare questa voce aggiungendo citazioni da fonti attendibili secondo le linee guida sull'uso delle fonti. Segui i suggerimenti del progetto di riferimento. Costa Masnaga comune Localizzazione Stato   Italia Regione Lombardia Provincia Lecco Amministrazione Sindaco Sabina Panzeri (Al centro il cittadino) dall'08/06/2009 Territorio Coordinate 45°46′N 9°17′E  /  45.766667°N 9.283333°E 45.766667; 9.283333  ( Costa Masnaga ) Coordinate: 45°46′N 9°17′E  /  45.766667°N 9.283333°E 45.766667; 9.283333  ( Costa Masnaga ) Altitudine 318 m s.l.m...
Read more

Fotorealismo

Image
Guerrino Boatto, Venice's St. Barnaba Church and canal Il fotorealismo è un genere di pittura basato sull'uso di una o più fotografie dalle quali l'artista prende le informazioni necessarie da utilizzare poi nel processo della creazione dell'opera, in genere ad olio o ad acrilico, al fine di avere un aspetto finale il più simile possibile alla fotografia. Indice 1 Storia 2 Lista dei fotorealisti 3 Note 4 Voci correlate 5 Altri progetti Storia | Il fotorealismo è un movimento che nasce negli Stati Uniti d'America alla fine degli anni sessanta [1] sulla scia della Pop Art [2] [3] [4] , e insieme condividono il carattere reazionario verso la travolgente ascesa dei media, che alla metà del ventesimo secolo si trasforma in un fenomeno di massa talmente imponente da minacciare il valore dell'immagine nell'arte. [5] [6] Ne consegue così che, colto il gesto d'inizio che fu della Pop Art, i fotorealisti aprono ad un ...
Read more

Sidney Franklin

Image
Questa voce sull'argomento registi statunitensi è solo un abbozzo . Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia. Sidney Franklin, foto di Carl Van Vechten Oscar alla memoria Irving G. Thalberg 1943 Sidney Franklin , all'anagrafe Sidney Arnold Franklin , (San Francisco, 21 marzo 1893 – Santa Monica, 18 maggio 1972), è stato un regista, produttore cinematografico e attore statunitense. Il 20 giugno 1963, si sposò con l'attrice australiana Enid Bennett. Il matrimonio durò fino alla morte dell'attrice, il 14 maggio 1969 [1] Indice 1 Filmografia 1.1 Regista 1.2 Aiuto regia (parziale) 1.3 Produttore 1.4 Attore (parziale) 2 Note 3 Altri progetti 4 Collegamenti esterni Filmografia | Regista | The Baby , co-regia Chester M. Franklin (1915) The Rivals , co-regia Chester M. Franklin (1915) Little Dick's First Case , co-regia Chester M. Franklin (1915) Her Filmland Hero , co-...
Read more