Persamaan produksi asam karboksilat tak jenuh. Sifat kimia asam karboksilat. Kelas asam karboksilat: ciri-ciri umum

1.Asam karboksilat – ini adalah zat organik yang mengandung oksigen yang molekulnya mengandung satu atau lebih gugus karboksil

(-C OOH ), terhubung ke radikal karbon atau atom hidrogen.

Gugus karboksil mengandung dua gugus fungsi - karbonil >C=O dan hidroksil -OH, yang terikat langsung satu sama lain:

2. Klasifikasi

A) Berdasarkan jumlah gugus karboksil dalam molekul

B) Berdasarkan sifat radikal hidrokarbon

3. Isomerisme dan tata nama

SAYA . Struktural

A) Isomerisme kerangka karbon (mulai dari C 4 )

B) Antarkelas dengan ester R - CO – O - R 1 (mulai dari C 2)

Contoh: untuk C 3 H 6 O 2

CH 3 -CH 2 -COOH asam propionat

DENGAN H 3 -CO -OCH 3 metil ester asam asetat

II . Spasial

A) Optik

Misalnya:

B) Isomerisme cis-trans untuk asam tak jenuh

Contoh:

4. Tata nama asam karboksilat

Nama sistematis asam diberikan berdasarkan nama hidrokarbon yang bersangkutan dengan penambahan akhiran -baru dan kata-kata asam.

Untuk menunjukkan posisi substituen (atau radikal), penomoran rantai karbon dimulai dari atom karbon gugus karboksil. Misalnya senyawa dengan rantai karbon bercabang (CH 3) 2 CH-CH 2 -COOH disebut asam 3-metilbutanoat. Nama-nama sepele juga banyak digunakan untuk asam organik, yang biasanya mencerminkan sumber alami tempat senyawa tersebut pertama kali ditemukan.

Beberapa asam monobasa

Sufiks digunakan untuk asam polibasa -diovaya, -triovaya dll.

Misalnya:

HOOC-COOH- asam etanadioat (oksalat);

HOOC-CH 2 -COOH - asam propanedioat (malonat).

BATAS ASAM KARBOKSIL MONOBASIS

CnH 2 N +1 - COOHatauCnH 2 NHAI 2

Deret homolog

Struktur gugus karboksil

Gugus karboksil menggabungkan dua gugus fungsi - karbonil >C = O dan hidroksil -OH, yang saling mempengaruhi satu sama lain:

Sifat asam asam karboksilat disebabkan oleh pergeseran kerapatan elektron menjadi oksigen karbonil dan menghasilkan polarisasi tambahan (dibandingkan dengan alkohol) pada ikatan O–H.
Dalam larutan air, asam karboksilat berdisosiasi menjadi ion:

Kelarutan dalam air dan titik didih asam yang tinggi disebabkan oleh pembentukan ikatan hidrogen antarmolekul.

Dengan bertambahnya berat molekul, kelarutan asam dalam air menurun.

Sifat fisik asam monobasa jenuh

Anggota terbawah dari deret ini, dalam kondisi normal, adalah cairan dengan bau menyengat yang khas. Misalnya, asam etanoat (asetat) mempunyai bau “asetat” yang khas. Asam asetat anhidrat di suhu kamar adalah cairan; pada suhu 17 °C ia membeku, berubah menjadi zat es yang disebut asam asetat “glasial”. Perwakilan tengah dari seri homolog ini adalah cairan kental dan “berminyak”; mulai dari C 10 - padatan.

Isi artikel

ASAM KARBOKSILAT– senyawa organik yang mengandung satu atau lebih gugus karboksil –COOH. Namanya berasal dari bahasa Lat. carbo – batu bara dan Yunani. oksis – asam. Berdasarkan jumlah golongannya, asam mono-, di-, tri- dan tetrakarboksilat dibedakan ( jumlah yang lebih besar Gugus -COOH jarang ditemukan dalam satu molekul). Asam karboksilat dapat bersifat alifatik - dengan rantai normal dan bercabang, siklik dan aromatik, jenuh dan tidak jenuh, mengandung atom halogen dan berbagai gugus fungsi: OH (asam hidroksi), NH 2 (asam amino), CO (asam keto), dll. Banyak asam karboksilat dalam keadaan bebas, maupun dalam bentuk berbagai turunannya (garam, ester), tersebar luas di alam dan berperan penting dalam kehidupan tumbuhan dan hewan.

Asam monokarboksilat alifatik: nama dan sifat fisik.

Asam karboksilat alifatik (dari bahasa Yunani aleiphar - lemak) dengan lebih dari 6 atom karbon disebut juga asam lemak, karena bentuknya ester Mereka adalah bagian dari lemak dan minyak alami. Banyak dari mereka memiliki nama yang sepele ( cm. NAMA-NAMA ZAT TRIVIAL), nama-nama ini menunjukkan sumber dimana asam terdapat dalam jumlah yang cukup besar atau dari mana asam tersebut pertama kali diisolasi. Tabel tersebut menunjukkan nama beberapa asam monokarboksilat alifatik C N jam 2 N+1 COOH (atau C N jam 2 N HAI 2) dari N= 1 sampai N = 30 (N– jumlah atom karbon dalam molekul asam), titik leleh dan titik didihnya (distilasi asam dari N> 13 pada tekanan atmosfer disertai dekomposisi).

Kolom terakhir menunjukkan jumlah halaman yang dikhususkan untuk setiap asam pada suplemen ke-4 buku referensi terbesar kimia organik Beilstein. Buku referensi ini pertama kali ditulis dan diterbitkan (pada Jerman) pada tahun 1881, akademisi St. Petersburg Friedrich Conrad (Fedor Fedorovich) Beilstein (1838–1906). Edisi pertama terdiri dari dua jilid, termasuk informasi singkat tentang semua senyawa organik yang dikenal pada waktu itu. Selanjutnya, direktori ini terus diperluas. Beilstein sendiri menerbitkan tiga edisi. Edisi terbaru ke-4 dimulai pada tahun 1918, berisi 31 jilid dan berlanjut hingga saat ini. Termasuk tambahannya, sudah terdiri dari ratusan jilid berbobot yang menempati beberapa rak buku besar. Tentu saja, pekerjaan seperti itu menjadi tak tertahankan bagi satu orang, bahkan selama masa hidup Beilstein, dan sejak tahun 1990-an, pengumpulan semua materi tentang senyawa organik, penerbitan buku referensi dan penambahannya diambil alih oleh German Chemical Society, dan sejak tahun 1951 hal ini telah dilakukan oleh Institut Beilstein Frankfurt am Main yang didirikan khusus untuk tujuan ini.

Melihat ke meja, Anda bisa melihatnya karakteristik yang sekilas mungkin tampak aneh dan mengejutkan. Pertama, dalam sepuluh asam pertama semua asam memiliki nama sepele, sedangkan selanjutnya hanya asam “genap”, yaitu asam dengan jumlah atom karbon genap dalam molekulnya, yang memiliki nama tersebut. Satu-satunya pengecualian adalah asam margarat. Nama asam ganjil yang tersisa berasal dari angka Yunani, begitu pula nama hidrokarbon yang bersangkutan. Misalnya, undecyl berarti “kesebelas”.

Kedua, ketika rantai karbon (atau lebih tepatnya, hidrokarbon) memanjang dan massa molekul meningkat, titik didih zat secara bertahap meningkat: semakin berat molekul, semakin sulit untuk berpindah dari fase cair ke fase cair. fase gas. Namun titik lelehnya mengalami lompatan yang aneh: semua asam ganjil meleleh pada suhu yang lebih rendah daripada asam genap terdekat. Jika Anda memplot nilai-nilai ini pada grafik, Anda akan mendapatkan semacam "gergaji". Panas penguapan dan panas peleburan asam-asam ini akan berperilaku dengan cara yang persis sama: asam akan meningkat dengan lancar, asam tersebut akan meningkat seperti gigi gergaji. Ketika rantai memanjang, pergantian suhu dan panas fusi ini secara bertahap berkurang dan setelah C 25 praktis menghilang.

Terakhir, mungkin manifestasi paling tidak biasa dari efek ganjil-genap terdapat pada kolom terakhir tabel. Perbedaannya sangat mencolok terutama pada anggota tengah seri C 11 hingga C 19. Dan cukup mengejutkan bahwa fluktuasi jumlah halaman yang dikhususkan untuk setiap asam dalam buku referensi berhubungan dengan fluktuasi titik lelehnya! Semua ini terlihat jelas pada gambar.

Bagaimana menjelaskan konsistensi yang aneh antara nama asam, titik lelehnya, dan perhatian yang diberikan ahli kimia pada setiap asam dalam penelitian mereka?

Mari kita mulai dengan “faktor manusia” - nama asam dan jumlah halaman dalam buku referensi. Penjelasannya di sini sederhana. Anggota pertama dari rangkaian asam monokarboksilat telah dikenal sejak lama dan namanya paling sering menunjukkan sumber alami dari mana asam tersebut pertama kali diisolasi. Asam asetat, misalnya, sudah dikenal (dalam bentuk larutan air) pada zaman kuno; itu diperoleh dengan mengasamkan anggur anggur, dan namanya berasal dari kata Yunani "oxys", yang berarti "asam". Jadi bagi orang Yunani kuno, nama kita “asam asetat” akan terasa sangat aneh: sebenarnya berarti “asam asam”. Fermentasi asetat dari cairan beralkohol (CH 3 CH 2 OH + O 2 ® CH 3 COOH + H 2 O) dikatalisis oleh enzim alkohol oksidase dan terjadi selama perkembangbiakan mikroorganisme khusus - “jamur cuka” ( Micoderma aseti), yang masuk ke dalam larutan dari udara.

Asam format mulai dikenal pada abad ke-17, ketika ditemukan dalam sekresi kaustik semut merah. Kebanyakan asam lain, yang memiliki nama sejarah “sendiri”, diperoleh terutama pada abad ke-19. dan diberi nama berdasarkan sumber alami tempat mereka ditemukan dalam jumlah besar atau pertama kali ditemukan. Misalnya, asam butirat ditemukan dalam minyak, termasuk mentega biasa - tidak hanya dalam keadaan bebas, tetapi dalam bentuk ester dengan gliserin. Asam butirat bebas, seperti semua asam karboksilat dengan sejumlah kecil atom karbon, memiliki bau yang menyengat; ketika minyak rusak (menjadi tengik), butirat dan asam lainnya dilepaskan dalam keadaan bebas dan memberikan bau dan rasa yang tidak sedap.

Nama ketiga asam yang dianggap menggunakan akar bahasa Rusia. Untuk turunan asam ini (garam, ester, dll.), biasanya menggunakan akar bahasa Latin: format - untuk asam format (Latin formica - semut), asetat - untuk asam asetat (Latin acetum - cuka), butirat - untuk butirat asam (Yunani butyron - minyak); nama-nama ini, termasuk nama asam itu sendiri, juga diterima dalam bahasa-bahasa Eropa Barat.

Asam karboksilat lainnya terdapat di alam sebagai ester dengan gliserol dan alkohol polihidrat lainnya - dalam bentuk lemak, minyak, lilin dan jarang dalam keadaan bebas.

Asam valerat ditemukan di akar valerian. Nama ketiga asam genap berikutnya (kaproat, kaprilat dan kaprat) mempunyai akar kata yang sama (Capra dalam bahasa latin - kambing), asam ini sebenarnya terkandung dalam lemak susu kambing (juga susu sapi), dan dalam di negara bebas mereka “berbau seperti kambing” " Kandungan asam-asam ini dalam lemak susu tidak terlalu tinggi - dari 7 hingga 14% dari total asam lemak.

Asam pelargonat ditemukan dalam minyak atsiri pelargonium rosea dan tanaman lain dari keluarga geranium. Asam laurat (di buku-buku lama disebut laurel) ditemukan dalam jumlah besar dalam minyak salam (hingga 45%). Asam miristat mendominasi minyak tumbuhan famili miristat, misalnya pada biji aromatik pohon pala - pala. Asam palmitat mudah diisolasi dari minyak sawit yang diekstrak dari biji kelapa (kopra). Minyak ini hampir seluruhnya terdiri dari gliserida asam palmitat. Nama asam stearat berasal dari bahasa Yunani. stear – lemak, lemak babi. Bersama dengan asam palmitat, ini adalah salah satu asam lemak terpenting dan merupakan bagian utama dari sebagian besar lemak nabati dan hewani. Lilin sebelumnya dibuat dari campuran asam tersebut (stearin).

Asam arakidat banyak ditemukan pada minyak kacang tanah – kacang tanah. Dalam hal skala produksi, minyak ini menempati salah satu tempat pertama di antara semua minyak nabati, tetapi mengandung sedikit asam arakidat - hanya beberapa persen. Asam behenat ditemukan dalam minyak behenat, yang diekstraksi dari biji tanaman besar mirip kacang dari keluarga Moringaceae yang umum di Indonesia. Asam lignoserat yang hampir murni (dalam namanya mudah untuk melihat bahasa Latin lignum - kayu, kayu dan cera - lilin) ​​diekstraksi dari resin pohon beech. Dahulu asam ini disebut juga asam karnaubat, karena kandungannya cukup banyak pada lilin karnauba yang menutupi daun palem lilin Brazil.

Asam lemak dalam minyak dan lemak diekstraksi oleh manusia dalam jumlah besar, diukur setiap tahunnya dalam jutaan ton. Jadi ahli kimia tidak pernah kekurangan asam lemak alami untuk dipelajari.

Asam dengan N> 25 ditemukan terutama pada lilin, misalnya cerotin C 26 H 52 O 2, montan C 28 H 56 O 2, lemon balm C 30 H 60 O 2, laserin C 32 H 64 O 2. Anda juga dapat melihat sumber alami dalam namanya. Jadi, asam montanat terkandung dalam lilin gunung (montan wax); namanya berasal dari lat. montana – tempat pegunungan, daerah pegunungan. Melissa dalam bahasa Yunani - lebah, madu; asam melissic ditemukan dalam lilin. Dalam mitologi Yunani, tiga karakter menyandang nama Melissa (Melitta), semuanya berhubungan dengan madu dan lebah. Melissa pertama adalah putri raja Kreta Melisseus, saudara perempuan Amalthea, yang memberi makan bayi Zeus dengan madu. Yang kedua adalah nimfa nenek moyang lebah. Yang ketiga adalah pendeta Demeter, yang sisa-sisanya muncul setelah kematian lebah.

Beberapa asam karboksilat rantai cabang juga memiliki nama sepele. Contohnya adalah asam ftionat (dari bahasa Yunani phthisis - konsumsi) asam C 16 H 32 O 2 (nama sistematik - 3,13,19-trimethyltricosanoic); itu terkandung, seperti asam tuberkulosis, di dalam cangkang basil tuberkulosis.

Seperti yang Anda lihat, semua asam lemak alami yang lebih tinggi disajikan dalam tabel dengan N> 10 punya bilangan genap atom karbon dalam suatu molekul. Distribusi utama asam-asam ini dijelaskan oleh kekhasan biosintesisnya di dalam tubuh. Ini adalah proses kompleks yang terjadi di hati, dinding usus, jaringan paru-paru, sumsum tulang dan dikendalikan oleh berbagai enzim. Sintesis dimulai dengan turunan asam asetat - asetil koenzim A (koenzim adalah senyawa organik kompleks, bagian integral dari molekul protein enzim), yang disebut asetil-KoA atau CH 3 CO–SCoA, karena gugus asetil CH 3 CO terikat langsung pada atom belerang. Koenzim ini adalah salah satu partisipan paling umum dalam proses metabolisme dalam tubuh. Di dalam sel, dua molekul asetil-KoA bereaksi membentuk asetoasetil-KoA: 2CH 3 CO–SCoA ® CH 3 COCH 2 CO–SCoA + H–SCoA. Enzim kemudian mereduksi senyawa ini menjadi turunan butiril-KoA dari butiril-KoA dengan empat atom karbon, CH 3 CH 2 CH 2 CO-SCoA, yang kembali bereaksi dengan asetil-KoA. Sebagai hasil dari pengulangan proses ini yang berulang-ulang, dua atom karbon ditambahkan ke rantai yang sedang tumbuh setiap kali. Akibatnya, hanya rantai dengan jumlah atom karbon genap yang terbentuk dan, biasanya, tidak bercabang. Ketika panjang rantai mencapai nilai “yang disyaratkan”, koenzim dipisahkan dari rantai; ini paling sering terjadi ketika N= 16 atau 18. Tetapi jika jumlah atom karbon ganjil pada fragmen pertama, hanya asam ganjil yang akan mulai disintesis. Artinya, sistem enzim sel dapat ditipu dengan “menyelipkannya” dengan fragmen pertama yang ganjil. Persis seperti inilah percobaan dilakukan pada tikus yang disuntik secara intravena atau ditambahkan ke makanan dengan asam propionat atau turunannya; sintesis dimulai bukan dengan asetil-KoA, tetapi dengan propionil-KoA (propionil mengandung tiga atom karbon). Koenzim ini disintesis dalam jumlah kecil di organisme dan asam lemak aneh diperoleh darinya.

Sekarang “ketidakadilan” buku referensi mengenai asam ganjil sudah jelas: ahli kimia tidak menemukan asam seperti itu (dengan jumlah atom karbon lebih dari 10) di alam; asam tersebut harus disintesis dalam jumlah kecil di laboratorium, dan asam tersebut memang sederhana disebut dengan nama hidrokarbon yang bersangkutan. Untuk waktu yang lama, asam-asam ini kurang diminati; Sesuai dengan pentingnya asam genap dan asam ganjil bagi organisme hidup, jumlah penelitian yang tidak sama telah dilakukan terhadap asam tersebut: sifat-sifat asam genap (terutama miristat, palmitat, dan stearat - asam lemak alami yang paling umum) telah dipelajari jauh lebih baik. daripada yang ganjil, dan ini tercermin dalam literatur kimia.

Penjelasan tentang perubahan bergantian properti fisik, khususnya suhu dan panas fusi, diberikan relatif baru, setelah metode penelitian fisik, dan terutama analisis difraksi sinar-X, dikembangkan. Suhu dan panas peleburan suatu senyawa kimia bergantung pada bagaimana molekul-molekul senyawa tersebut dikemas dalam keadaan kristal padat. Semakin kuat kemasannya, semakin banyak energi yang harus dikeluarkan untuk “melepaskan” kristal, memisahkan molekul satu sama lain dan dengan demikian memperoleh cairan dari kristal. Kekuatan pengemasan molekul dalam kristal bergantung pada komposisi kimia zat dan bentuk geometris molekul. Misalnya, molekul benzena C 6 H 6 berbentuk segi enam simetris yang mudah “dikemas” menjadi kristal, sehingga benzena mengeras pada suhu yang relatif tinggi (+5,5 ° C). Dan kerabat terdekat benzena, toluena C 6 H 5 – CH 3, jauh dari kata simetris: “penambahan” pada cincin dalam bentuk gugus metil CH 3 sangat mencegah molekul-molekul dari pengepakan yang rapat selama kristalisasi. Oleh karena itu, toluena hanya membeku pada suhu –95° C – 100 derajat lebih rendah dibandingkan benzena.

Molekul asam lemak mengandung rantai gugus metilen CH 2, yang salah satu ujungnya berakhir dengan gugus metil –CH 3, dan di ujung lainnya dengan gugus karboksil –COOH. Dalam kristal, rantai ini membentuk rantai paralel, dengan dua gugus karboksil yang berdekatan tertarik satu sama lain karena ikatan hidrogen jauh lebih kuat daripada dua gugus metil atau metilen dari molekul tetangga. Sebagai hasil interaksi antarmolekul, molekul asam karboksilat membentuk lapisan berpasangan dalam kristal, di mana gugus karboksil diarahkan satu sama lain. Rantai hidrokarbon terletak miring terhadap bidang yang memisahkan dua lapisan yang berdekatan, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Dalam hal ini, sudut kemiringan rantai bergantung pada paritas molekul, yaitu. tergantung pada apakah gugus ujung CH3 dan COOH “melihat” ke arah yang sama atau berbeda relatif terhadap sumbu molekul (“kenyamanan” pengepakan rantai bergantung pada ini). Sudut kemiringan rantai yang berbeda menyebabkan perbedaan energi interaksi antara lapisan asam genap dan ganjil. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa, bergantung pada sudut antara gugus karboksil, pembentukan satu atau dua ikatan hidrogen dimungkinkan, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Ikatan hidrogen ekstra, dan bahkan dikalikan dengan banyaknya molekul di lapisan tersebut, secara signifikan memperkuat kisi kristal.

Ketika rantai menjadi cukup panjang, tarik-menarik dua rantai yang berdekatan satu sama lain menjadi dominan (dibandingkan dengan tarik-menarik dua gugus karboksil yang berdekatan); Akibatnya, kekuatan kisi kristal praktis tidak lagi bergantung pada “paritas” molekul dan hanya ditentukan oleh panjangnya, yang dikonfirmasi secara eksperimental.

"Petualangan" asam margarat.

Tabel di bawah berisi satu-satunya pengecualian terhadap aturan umum “ganjil-genap” untuk asam lemak dengan N> 10. Pengecualian ini adalah asam margarat (C 17). Nama ini berasal dari kata Yunani margaron - mutiara dan ditemukan pada awal abad ke-19. Kimiawan Perancis Michel Eugene Chevreul ( cm. LEMAK DAN MINYAK). Pada tahun-tahun pertama karyanya di bidang lemak, Chevreul mengisolasi asam dari lemak babi, yang disebutnya margarin (tetesan zat bersinar seperti mutiara). Saat itu dia sudah menjadi ilmuwan dan profesor terkenal. Keahliannya dalam bidang ini begitu besar sehingga sejak lama ia tidak membiarkan siapapun meragukan hasil yang diperolehnya. Namun, pada tahun 1857, ahli kimia Jerman W. Heinz melaporkan bahwa ia tidak dapat mendeteksi asam margarat dalam lemak babi. Ia yakin tidak salah, karena belum lama ini ia telah mensintesis asam ini untuk pertama kalinya. Metode sintesis itu sendiri mengecualikan kemungkinan kesalahan, meskipun metode ini sangat memakan waktu. Inti dari metode ini (dikembangkan pada tahun 1847 oleh ahli kimia muda Inggris Edward Frankland, yang kemudian bekerja di bawah bimbingan ahli kimia organik terkemuka Jerman Hermann Kolbe) adalah peningkatan bertahap dalam rantai karbon melalui sintesis lima tahap, di mana reaksi kuncinya adalah R–I + KCN ® R– CN + KI, dengan R adalah radikal hidrokarbon. Setelah mengulangi seluruh siklus transformasi sebanyak 15 kali dan hati-hati agar tidak tersesat, menuliskan nomor tahapan (dan juga menghilangkan massa kalium sianida), Heinz memperoleh asam C17 dari etanol (C2). Dua tahun kemudian, ia disintesis oleh ahli kimia Jerman lainnya F. Kraft menggunakan teknik yang lebih sederhana: ia berhasil memperpendek rantai karbon dalam asam stearat C 18 sebanyak satu unit, sintesis berlangsung hanya dalam empat tahap. (Pada kesempatan ini, Kraft dengan sinis mengatakan bahwa rekannya berhasil menyelesaikan tugas tersebut lebih karena ketekunannya daripada manfaat metode sintesis yang dia gunakan.)

Meski demikian, asam margarat sintetik berbeda dengan asam margarat alami yang diisolasi dari lemak. Ternyata Chevreul salah mengira asam margarat merupakan campuran yang sulit dipisahkan dari asam palmitat C 16 dan asam stearat C 18 dalam jumlah yang sama, dan menurut hasil analisis kimia campuran tersebut, rumus C 17 H 34 O 2 adalah diperoleh. Ahli kimia juga membuat kesalahan dengan asam lainnya. Misalnya, "asam fosenat" (dari bahasa Yunani fokaina - salah satu jenis lumba-lumba) C 5 H 10 O 2 yang ditemukan dalam lemak lumba-lumba ternyata merupakan campuran dua asam - butirat C 4 dan kaproat C 6 . Dalam volume utama buku referensi Beilstein (literatur sebelum tahun 1909), rumus C 29 H 58 O 2 diberikan untuk asam montanat, dan pada penambahan pertama (literatur tahun 1910–1919) - rumus yang benar C 28 H 56 O 2 dengan jumlah atom karbon genap. Namun yang paling sering, asam margarat “menipu” ahli kimia, karena asam margarat adalah tetangga terdekatnya yang bernomor genap – palmitat dan stearat – yang merupakan asam lemak tinggi paling umum di alam, dan campurannya (stearin) adalah produk saponifikasi utama dari banyak sayuran. dan lemak hewani.

Setelah penelitian Chevreul, selama 40 tahun asam lemak ini dianggap sebagai salah satu asam lemak paling umum di alam. Kemudian, berkat Heinz dan Kraft, istilah “asam margarat” benar-benar hilang dari literatur kimia (asam sintetik disebut asam heptadesilat). Pada akhir abad ke-19. Tampaknya ditemukan di sumber alami - dalam minyak dari biji Datura vulgare ( Stramonium Datura), tanaman yang ada di mana-mana dan sangat beracun, dan disebut asam daturat (nama ini juga muncul di buku referensi Beilstein). Dalam buku J.D. Elsdon yang diterbitkan pada tahun 1926 Minyak nabati dan lemak Dinyatakan secara langsung bahwa C 17 H 34 O 2 merupakan satu-satunya asam yang jumlah atom karbonnya ganjil, yang keberadaannya dalam sumber-sumber alam telah dibuktikan secara pasti.

Namun pernyataan ini juga ternyata salah: penelitian menyeluruh menunjukkan bahwa tidak ada asam C 17 dalam biji Datura! Jadi, dalam monografi fundamental oleh A.W. Ralston yang diterbitkan di London pada tahun 1948 Asam lemak dan turunannya sekitar 1000 halaman tentang asam margarat tertulis: “Meskipun beberapa argumen yang mendukung keberadaan asam C 17 dalam minyak dan lemak belum terbantahkan, dapat dikatakan tanpa banyak risiko bahwa asam margarat tidak ada di alam. ” Anda dapat membaca hal yang sama di monografi domestik karya S.A. Ivanov Kimia lemak, diterbitkan pada tahun-tahun sebelum perang: “Asam lemak mengandung jumlah atom karbon genap; dalam lemak alami jumlah atom karbon ganjil tidak ditemukan... Kasus asam dengan jumlah atom karbon ganjil telah dilaporkan, tetapi semuanya sekarang dianggap salah.”

Pada tahun 1947, sekelompok ahli kimia Amerika, setelah mengumpulkan 45 kg rambut di salon tata rambut, mengisolasi 240 g campuran metil ester asam lemak dari mereka, dan di antaranya ada 5 g ester asam margarat (dan 10 g lainnya). dari ester asam tak jenuh C 17). Asam ganjil lainnya juga diisolasi dalam jumlah kecil: C7, C9, C13, C15. Metode analisis kromatografi modern yang sangat sensitif telah memungkinkan untuk mendeteksi sejumlah kecil asam margarat di banyak sumber alami. Jadi, dalam minyak zaitun, bunga matahari, atau kacang tanah jumlahnya sedikit - hanya 0,2% dari jumlah semua asam lemak, tetapi dalam minyak mustard sudah 10 kali lebih banyak - hingga 2,1%. Jumlahnya hampir sama dalam lemak daging sapi. Asam margarin dalam mentega sedikit lebih dari 1%. Rupanya, asam margarat cukup tersebar luas di alam - sejumlah kecil ditemukan pada lemak ular piton dan rubah kutub, pada biji tomat dan jeruk, pada ganggang sungai... Ironisnya alam, ternyata di “minyak datur” yang diisolasi dari biji Datura, asam ini tidak ada sama sekali.

Saat ini jumlah asam lemak alami yang diketahui berjumlah ratusan, namun sebagian besar (termasuk yang ganjil) hanya terkandung dalam jumlah yang sangat kecil. Jelas sekali bahwa biosintesis asam lemak terkadang dimulai bukan dengan asetil-KoA, tetapi dengan propionil-KoA - seperti pada tikus percobaan. Apakah tubuh memerlukan asam tersebut, atau apakah asam tersebut merupakan produk sampingan yang berbahaya (atau mungkin netral) dari aktivitas vitalnya? Jawaban yang jelas atas pertanyaan ini belum ditemukan.

Asam monokarboksilat tak jenuh.

Asam tak jenuh yang paling sederhana, akrilik CH 2 = CHCOOH, memiliki bau yang menyengat (dalam bahasa Latin acris - tajam, menyengat). Akrilat (ester asam akrilat) digunakan untuk memproduksi kaca organik, dan nitrilnya (akrilonitril) digunakan untuk memproduksi serat sintetis.

Sumber alami banyak mengandung asam tak jenuh dalam bentuk ester. Asam tak jenuh yang lebih tinggi biasanya mengandung jumlah atom karbon genap dan diberi nama berdasarkan sumber alami. Saat memberi nama asam yang baru diisolasi, ahli kimia sering kali memberikan kebebasan untuk berimajinasi. Jadi, nama homolog terdekat asam akrilat, crotonic CH 3 –CH=CH–COOH, bukan berasal dari molnya, melainkan dari tumbuhannya. Puring tiglium, dari minyak siapa minyak itu diisolasi. Isomer sintetik asam crotonic sangat penting - asam metakrilat CH 2 = C (CH 3) - COOH, dari esternya (metil metakrilat), serta dari metil akrilat, plastik transparan - kaca plexiglass dibuat. Ketika dua asam isomer dengan struktur CH 3 – CH = C (CH 3) – COOH ditemukan, keduanya disebut angelic dan tiglinic. Asam angelic telah diisolasi dari minyak angelic, yang diperoleh dari akar tanaman angelica. Angelica petugas. Dan tiglin - dari minyak yang sama Puring tiglium, seperti asam crotonic, hanya dinamai bagian kedua dari istilah botani ini. Cara lain untuk mendapatkan nama baru adalah dengan menata ulang huruf-hurufnya menjadi huruf yang sudah dikenal (contohnya akan diberikan di bawah).

Asam sorbat (2,4-heksadienoat) CH 3 –CH=CH–CH=CHCOOH diperoleh dari buah rowan (dalam bahasa Latin – sorbus). Asam ini merupakan pengawet yang sangat baik, sehingga buah rowan tidak berjamur. Nama-nama serai wangi (CH 3) 2 C=CH–(CH 2) 2 –CH(CH 3)–CH 2 –COOH dan geranium (CH 3) 2 C=CH–(CH 2) 2 –C(CH 3 )= Asam CH–COOH tidak memerlukan penjelasan, hal ini tidak dapat dikatakan tentang asam tak jenuh isomer dengan komposisi C 21 H 41 COOH - brassidic dan erucic. Asam erusat diisolasi dari minyak tanaman Eruka- keluarga yang sama Brassika, seperti kubis, serta dari minyak lobak ( Brassica napus). Jika dipanaskan dalam waktu lama dengan asam sulfat, asam erusat terisomerisasi menjadi asam brassidat; Menariknya, artikel yang menggambarkan reaksi ini ditandatangani oleh M.M. Zaitsev, K.M. Zaitsev, dan A.M. Zaitsev (yang terakhir, Alexander Mikhailovich, dikenal luas sebagai penulis “aturan Zaitsev”).

Asam tarirat dengan ikatan asetilena CH 3 –(CH 2) 10 –Cє C–(CH 2) 4 –COOH diisolasi dari ekstrak pahit kulit pohon tropis Amerika dari genus Antidesma Tariri. Ini adalah kasus yang sangat jarang terjadi dimana senyawa dengan ikatan rangkap tiga ditemukan di alam.

Asam tak jenuh dengan berat molekul tinggi sering disebutkan oleh para ahli gizi (mereka menyebutnya tak jenuh). Yang paling umum adalah oleat CH 3 -(CH 2) 7 -CH=CH-(CH 2) 7 -COOH (C 18 H 34 O 2). Isomernya adalah asam elaidat. Asam tak jenuh ganda dengan beberapa ikatan rangkap sangat penting: asam linoleat CH 3 -(CH 2) 4 -(CH=CH-CH 2) 2 -(CH 2) 6 -COOH (C 18 H 32 O 2) dengan dua ikatan rangkap , asam linolenat CH 3 –CH 2 –(CH=CH–CH 2) 3 –(CH 2) 6 –COOH (C 18 H 30 O 2) dengan tiga ikatan rangkap dan arakidonat CH 3 –(CH 2) 4 –( CH=CH –CH 2) 4 –(CH 2) 2 –COOH (C 20 H 32 O 2) dengan empat ikatan rangkap; mereka sering disebut asam lemak esensial. Asam inilah yang memiliki aktivitas biologis terbesar: mereka terlibat dalam transfer dan metabolisme kolesterol, sintesis prostaglandin dan aktivitas vital lainnya. zat penting, mendukung struktur membran sel, diperlukan untuk berfungsinya alat visual dan sistem saraf, mempengaruhi sistem kekebalan tubuh. Kurangnya asam-asam ini dalam makanan menghambat pertumbuhan hewan, menghambat fungsi reproduksinya, dan penyebabnya berbagai penyakit. Tubuh manusia tidak dapat mensintesis asam linoleat dan linolenat itu sendiri dan harus menerimanya dalam bentuk siap pakai dengan makanan (seperti vitamin). Untuk sintesis asam arakidonat dalam tubuh, asam linoleat diperlukan. Asam alami terutama terwakili cis-isomer. Untuk beberapa waktu telah terjadi perdebatan tentang apakah kesurupan-isomer yang berperilaku berbeda; ternyata kandungannya dalam sumber alami rendah dan tidak menimbulkan bahaya bagi manusia.

Asam lemak tak jenuh ganda dengan 18 atom karbon dalam bentuk ester gliserol ditemukan dalam apa yang disebut minyak pengering - biji rami, rami, poppy, dll. Atas nama asam oleat, elaidik, linoleat, linolenat, mudah untuk melihat “minyak ” (Yunani elaion, Lat. oleum) dan “linen” (Latin linum); V minyak biji rami mengandung hingga 30% linoleat dan hingga 60% asam linolenat, dan nama arakidonat (serta arakidik) berasal dari kacang tanah.

Asam oksalat dibasa paling sederhana mengandung dua gugus karboksil yang terhubung HOOC–COOH. Garam dan esternya disebut oksalat (dari bahasa Yunani oxys - asam). Asam ini telah dikenal sejak abad ke-17; terkandung (dalam bentuk garam kalium) dalam warna coklat kemerahan (0,36%), sesuai dengan namanya. Hal ini juga ditemukan pada sayuran dan buah-buahan lain: pada bayam 0,32%, pada tomat – 0,06%. Kelebihan asam oksalat dapat mengganggu metabolisme tubuh, mendorong pengendapan kalsium oksalat yang tidak larut. Oleh karena itu, dokter menyarankan untuk membatasi konsumsi makanan yang tinggi kandungan asam ini.

Asam oksalat adalah salah satu asam organik terkuat: ketika terdisosiasi pada langkah pertama, asam ini jauh lebih kuat daripada asam asetat. Ini membentuk senyawa kompleks yang sangat larut dengan banyak logam, yang digunakan untuk membersihkan logam dari karat, untuk menghilangkan noda karat dari kain, produk pipa, dll. Misalnya, noda karat pada kain putih yang direndam dalam larutan asam oksalat menghilang tepat di depan mata Anda.

Dietil ester asam malonat (dari bahasa Latin malum - apel) banyak digunakan dalam senyawa organik; ahli kimia hanya menyebutnya "malonic ether." Nama-nama asam maleat tak jenuh ( cis-HOOC–CH=CH–COOH) dan turunan asam malat – malat. Nama yang menarik kesurupan-isomer asam maleat - fumarat (dari bahasa Latin fumus - asap). Asam ini ditemukan di tanaman Obat Fumaria(dymyanka), yang pada zaman dahulu dibakar untuk mengusir roh jahat dengan asap.

Asam suksinat diperoleh pada abad ke-17. Dengan menyuling amber, garam dan esternya disebut suksinat (Latin succinum - amber). Asam glutarat pertama kali diperoleh dari asam amino asam glutamat, yang mendapat namanya dari bahasa Latin. gluten – lem, seperti yang ditemukan pada gluten gandum. Asam adipat terbentuk selama oksidasi lemak dan mendapat namanya dari bahasa Latin. adeps – lemak, lemak babi. Asam ini disintesis di skala industri, karena merupakan bahan awal untuk produksi serat poliamida (nilon-6,6) dan resin. Omong-omong, nama polimer ini berasal dari huruf pertama dua kota - New York, London dan jumlah atom karbon dalam residu asam adipat dan heksametilenadiamina H 2 N - (CH 2) 6 -NH 2, yang dihubungkan bergantian menjadi rantai polimer. Nama asam pimelat berasal dari bahasa Yunani. pimelos – lemak, asam suberat (suberat) – dari lat. suber - gabus, asam sebacic - dari lat. sebum - lemak babi. Asam azelaic diperoleh dengan mereaksikan asam nitrat dengan minyak jarak. Oleh karena itu, dalam namanya Anda dapat menemukan "azo" dan bahasa Yunani. elaion – minyak.

Asam dibasa dengan lebih dari 10 atom karbon biasanya memiliki nama sistematik. Namun ada pengecualian: asam brassilic ditemukan dalam minyak tanaman keluarga Brassika; tapsia - di tanaman tapsia dari pulau Thapsos Yunani, yang digunakan pada zaman kuno sebagai obat; NOOS Jepang - (CH 2) 19 -COOH - diisolasi dari getah kering beberapa pohon akasia dan palem yang tumbuh di Asia Tenggara (sebelumnya zat ini disebut “tanah Jepang”).

Asam karboksilat dengan gugus fungsi.

Ada banyak asam karboksilat yang diketahui dengan gugus hidroksil OH, gugus okso C=O, gugus amino NH 2, dll. Asam hidroksi paling sederhana, glikolat CH 2 OH–COOH, pertama kali diperoleh dari etilen glikol HO–CH 2 –CH 2 – OH (Yunani glykis – manis) . Banyak senyawa organik lain yang rasanya manis atau turunannya memiliki akar yang sama; di antaranya adalah gliserin, glikol, glisin (glikokol), glioksal, asam glukonat dan glukuronat, glioksim, glisidol, glukosa, glikosida dan glukosida, dll. dan seterusnya. Nama-nama dari banyak asam ini sangat jelas sehingga asal usulnya jelas; Contohnya termasuk asam laktat CH 3 –CH(OH)–COOH, asam malat HOOS–CH(OH)–CH 2 –COOH, asam tartarat HOOS–CH(OH)–CH(OH)–COOH, asam sitrat HOOS–CH 2 –CH (OH)(COOH)–CH 2 –COOH. Nama garam dan ester asam ini berasal dari bahasa Latin atau Yunani. Jadi, turunan asam laktat adalah laktat (dari bahasa Latin laktis - susu), asam tartarat - tartrat (dari nama kuno krim tartar, cremortartar, yang mengendap dari anggur anggur selama penyimpanan dalam bentuk garam kalium asam tartarat asam), asam sitrat - sitrat ( lat. jeruk - pohon lemon).

Asam laktat terbentuk selama fermentasi asam laktat gula dan menentukan rasa susu asam; itu juga menyebabkan nyeri pada otot yang bekerja terlalu keras dan tidak terlatih. Ada banyak asam malat dalam abu gunung mentah, apel, anggur, dan barberry. Isomer optik asam tartarat memainkan peran utama dalam membentuk struktur spasial senyawa organik. Dengan memanaskan asam tartarat secara kuat, Anda dapat memperoleh asam piruvat (piruvat) oksoCH 3 –CO–COOH, yang namanya berasal dari bahasa Yunani. pyr – api dan lat. uva – anggur.

Asam risinoleat (hidroksioleat) tak jenuh CH 3 –(CH 2) 5 –CH(OH)–CH 2 –CH=CH–(CH 2) 7 –COOH diisolasi dari minyak jarak, yang ditemukan dalam biji jarak ( Ricinus komunis). Biji jarak juga mengandung racun protein yang sangat kuat yaitu risin. Asam propena-1,2,3-trikarboksilat (akonitik) suku tak jenuh lainnya HOOS–CH 2 –C(COOH)=CH–COOH diisolasi dari tanaman beracun Akonium keluarga Ranunculaceae; tanaman ini juga mengandung alkaloid aconitine yang beracun. Asam aconitic sendiri tidak beracun; asam ini diperoleh dengan memisahkan air dari asam sitrat, dan sangat umum ditemukan di dalamnya tumbuhan dan ditemukan, misalnya, pada tebu dan bit. Dengan menggunakan asam ini sebagai contoh, Anda dapat mengetahui cara lain untuk menemukan nama: ketika asam dibasa tak jenuh perlu diberi nama HOOC–CH 2 –C(=CH 2)–COOH, ahli kimia hanya mengatur ulang huruf-huruf dalam namanya dari asam aconitic yang sudah lama dikenal dan mendapatkan “asam itaconic”, dan ini bukan satu-satunya kasus seperti itu.

Kelas terpisah diwakili oleh asam karboksilat dengan gugus amino - asam amino, dari mana semua protein hewani dan nabati dibuat.

Asam karboksilat aromatik.

Kebanyakan asam aromatik mengandung setidaknya satu cincin benzena. Banyak asam karboksilat aromatik memiliki nama sepele: C 6 H 5 COOH - asam benzoat, CH 3 C 6 H 4 COOH - orto-, meta- Dan pasangan-asam toluat, pasangan-HOOC–C 6 H 4 –COOH – asam tereftalat. Semua asam ini adalah senyawa kristal, sedikit larut dalam air dan larut dalam alkohol. Asam benzoat ditemukan di beberapa resin alami, merupakan bagian dari banyak minyak esensial, dan ditemukan di lingonberry dan cranberry, yang dapat disimpan dalam waktu lama, karena asam benzoat adalah pengawet alami. Asam benzoat juga digunakan dalam produksi pewarna dan bahan obat. Dalam sintesis organik, digunakan asam perbenzoat C 6 H 5 –CO–OOH, yang mengandung gugus peroksida – O–O– ( cm. PEROKSIDA).

Asam ftalat (mis orto-isomer) digunakan untuk sintesis indikator dan pewarna (fenolftalein, fluorescein), resin poliester, pelarut, sakarin, penolak; Dari yang terakhir, yang paling terkenal adalah ester asam ftalat - dimetil, dietil dan dibutil ftalat, yang mengusir serangga penghisap darah. Polimer transparan dan tahan panas, polietilen tereftalat, disintesis dari asam tereftalat. Botol dibuat darinya (Anda dapat melihat tulisan PET di atasnya - polietilen tereftalat), serat poliester terylene (nama lain yang lebih umum di negara kita - lavsan adalah singkatan dari “Laboratorium Senyawa Molekul Tinggi dari Akademi Ilmu Pengetahuan” ).

Yang menarik adalah asam benzeneheksakarboksilat (mellitik) C 6 (COOH) 6, di mana semua atom hidrogen dalam cincin benzena digantikan oleh gugus karboksil. Asam ini dapat diperoleh dari garam aluminiumnya - mineral melit Al 2 ·18H 2 O. Asam melitat juga terbentuk selama oksidasi grafit dengan asam nitrat pekat.

Ketika ditambahkan ke asam benzoat di orto-posisi gugus hidroksil menghasilkan asam salisilat orto-HO–C 6 H 4 –COOH. Ketika atom hidrogen dalam gugus hidroksil digantikan oleh asetil CH 3 –CO–, obat terkenal asam asetilsalisilat (aspirin) terbentuk. Jika atom hidrogen dalam gugus karboksil asam salisilat diganti dengan fenil C 6 H 5, obat lain akan terbentuk - salol antiseptik, ester asam salisilat, dan fenol. Asam salisilat sendiri juga memiliki efek desinfektan yang kuat.

Mengganti gugus hidroksil dalam asam salisilat dengan gugus amino menghasilkan asam antranilat orto-H 2 N–C 6 H 4 –COOH; namanya berasal dari bahasa Yunani. antraks – batubara dan nili, yang berarti nila dalam bahasa Sansekerta. Asam ini pertama kali diisolasi dari nila alami, namun kini sebaliknya, nila dan sejumlah pewarna lainnya disintesis dari asam antranilat. Ini, pada gilirannya, diperoleh dari naftalena, yang ditemukan dalam tar batubara, oleh karena itu disebut “antra”. Metil ester asam antranilat adalah bagian dari minyak atsiri bunga melati; memiliki aroma stroberi dan digunakan dalam wewangian. Beginilah perubahan kecil dalam suatu molekul secara dramatis mengubah sifat-sifat zat.

Isomer asam antranilat, asam para-aminobenzoat, digunakan untuk sintesis anestesi, novokain, dan zat anestesi lainnya. Dan pengenalan gugus amino ke dalam asam salisilat mengarah pada pembentukan obat anti-TB PAS - asam para-aminosalisilat.

Asam karboksilat aromatik juga termasuk asam sinamat C 6 H 5 –CH=CH–COOH dan asam mandelat C 6 H 5 –CH(OH)–COOH, yang ditemukan di sumber alami.

Asam benzoat dengan tiga gugus –OH yang berdekatan (3,4,5-trihidroksibenzoat, juga dikenal sebagai asam galat) adalah salah satu asam tumbuhan yang paling umum. Ini terkandung dalam jumlah yang signifikan dalam kacang tinta yang tumbuh di daun ek - empedu; juga ditemukan di kulit kayu ek dan daun teh. Asam galat telah digunakan selama berabad-abad untuk menghasilkan tinta hitam. Untuk melakukan ini, jus yang diperas dari empedu dicampur dengan besi sulfat dan dibiarkan di udara, dan larutan memperoleh warna ungu kehitaman yang kaya. Reaksi ini sangat sensitif: dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi kecil garam besi dalam air, misalnya air mineral. Kembali pada abad ke-17. Fisikawan dan kimiawan Inggris Robert Boyle menemukan bahwa “satu butir vitriol, yang dilarutkan dalam air sebanyak enam ribu kali beratnya, mampu menghasilkan larutan ungu dengan penyamakan kacang.” Menambahkan permen karet ke dalam tinta - getah kental dari beberapa pohon, misalnya ceri - memberikan kilau yang indah pada tinta. Saat ini turunan asam galat digunakan sebagai tanin dalam penyamakan kulit. Senyawa asam galat dan glukosa, tanin digunakan untuk mengetsa kain saat mewarnainya, dan juga sebagai bahan anti luka bakar.

Contoh menarik dari asam organik yang tidak mengandung gugus COOH adalah asam 2,3,5-trinitrobenzoat (pikrat). Tiga gugus nitro memberikan gugus hidroksil OH dalam fenol sifat asam kuat. Asam pikrat (dari bahasa Yunani pykros - pahit) memang pahit, tapi bukan itu khasiat yang membuatnya terkenal. Pada mulanya, lama setelah ditemukan pada akhir abad ke-18, zat ini digunakan sebagai pewarna kuning pada wol, sutra, kulit, dan rambut. Kemudian asam pikrat digunakan (sering kali dalam paduan dengan bahan peledak lainnya) untuk melengkapi granat, ranjau, peluru, dan bom udara yang disebut melinite, lyddite, dll. ( cm. BAHAN PELEDAK). Saat ini, asam pikrat digunakan terutama untuk sintesis pewarna.

Sifat kimia asam karboksilat.

Kehadiran gugus karboksil menyiratkan sejumlah sifat umum asam karboksilat. Ini terutama keasaman. Asam karboksilat umumnya merupakan asam lemah. Bahkan yang terkuat sekalipun (tartarat, oksalat) hanya sebanding dengan asam sulfat anorganik lemah. Kekuatan asam meningkat dengan masuknya substituen akseptor ke dalam molekul, yang mengurangi kerapatan elektron pada gugus –CO– karboksil dan dengan demikian memfasilitasi eliminasi ion H+ dari gugus –OH. Jadi, asam trifluoroasetat CF 3 COOH hampir 35 ribu kali lebih kuat dari asam asetat (namun tetap jauh lebih lemah dari asam sulfat), asam pikrat (2,4,6-trinitrobenzoat) 3000 kali lebih kuat dari asam benzoat C 6 H 5 COOH.

Untuk asam karboksilat, reaksi asam anorganik yang biasa terjadi adalah tipikal, misalnya, dalam reaksi dengan basa, karbonat, dan oksida, garam terbentuk. Asam karboksilat juga mempunyai sifat khusus. Jadi, jika molekul air dipisahkan maka akan terbentuk anhidrida, misalnya: 2CH 3 COOH ® H 2 O + (CH 3 CO) 2 O (asetat anhidrida). Di bawah aksi PCl 5 dan zat klorinasi lainnya, klorida asam terbentuk: CH 3 COOH + PCl 5 ® CH 3 COCl + POCl 3 + HCl, dan di bawah aksi PBr 3 – asam bromida. Dalam reaksi esterifikasi (interaksi asam dengan alkohol), terbentuk ester: CH 3 –CO–OH + C 2 H 5 –OH ® H 2 O + CH 3 –CO–O–C 2 H 5 (etil asetat). Untuk mengetahui atom mana dari molekul asli yang ditransfer ke molekul air selama esterifikasi, alkohol berlabel nuklida 18 O dimasukkan ke dalam reaksi. Analisis produk untuk radioaktivitas menunjukkan bahwa label radioaktif ditransfer ke dalam molekul eter. Dengan demikian, terbukti bahwa molekul air dalam reaksi ini terbentuk dari gugus hidroksil asam OH dan atom hidrogen alkohol, dan bukan sebaliknya, sehingga mengakhiri perdebatan yang sudah berlangsung lama. Reaksi esterifikasi bersifat reversibel; reaksi kebalikan dari hidrolisis ester disebut reaksi saponifikasi (begitulah terbentuknya sabun).

Jika suatu asam mengandung gugus hidroksil pada posisi g terhadap gugus karboksil, maka asam tersebut dengan mudah memecah molekul air untuk membentuk ester internal - lakton (namanya berasal dari laktida, ester siklik yang dibentuk oleh asam laktat). Golongan lakton ditemukan pada tahun 1873 oleh A.M. Zaitsev dengan menggunakan contoh asam butirat lakton - butirolakton: CH 2 -CH 2 -CH 2 -CO

Ketika amonia bekerja pada anhidrida, asam halida, ester, serta ketika garam amonium dari asam karboksilat alifatik dipanaskan, Amida terbentuk: CH 3 COONH 4 ® H 2 O + CH 3 CONH 2 (asetamida). Ketika molekul air kedua dihilangkan dari Amida (misalnya, di bawah aksi P 2 O 5), nitril asam terbentuk: CH 3 CONH 2 ® H 2 O + CH 3 CN (asetonitril).

Ketika asam alifatik terkena klorin atau brom pada suhu tinggi atau di bawah cahaya, reaksi radikal terjadi, menggantikan atom hidrogen dengan atom halogen: CH 3 COOH + Cl 2 ® CH 2 ClCOOH + HCl. Asam kloroasetat dapat diklorinasi lebih lanjut hingga terbentuk asam trikloroasetat CCl 3 COOH. Dengan adanya fosfor merah, reaksi dapat berlangsung melalui jalur non-radikal, di mana hanya atom hidrogen-a yang paling dekat dengan gugus karboksil yang digantikan.

Reduksi asam karboksilat menghasilkan aldehida: CH 3 COOH + 2H ® H 2 O + CH 3 CHO (asetat aldehida), reaksi terjadi dengan adanya katalis. Ketika garam kalsium dipanaskan, keton terbentuk; Jadi, aseton diperoleh dari kalsium asetat: (CH 3 COO) 2 Ca ® (CH 3) 2 CO + CaCO 3. Reaksi ini merupakan salah satu contoh dekarboksilasi (penghilangan CO2) asam karboksilat. Contoh lainnya adalah dekarboksilasi asam oksalat bila dipanaskan membentuk asam format: HOOC–COOH ® HCOOH + CO 2 . Reaksi dekarboksilasi juga terjadi ketika garam melebur logam alkali asam karboksilat alifatik dengan alkali padat: sebagai hasil pemutusan ikatan C–C, terbentuk hidrokarbon dengan jumlah atom karbon lebih sedikit dalam molekul: CH 3 COONa + NaOH ® CH 4 + Na 2 CO 3 . Selama elektrolisis larutan garam-garam ini, hidrokarbon dengan jumlah atom karbon dua kali lipat terbentuk; mekanismenya adalah oksidasi anodik anion asam yang diikuti dengan kembarannya (reaksi Kolbe): 2CH 3 COO – – 2е ® C 2 H 6 + 2CO 2 .

Asam format mempunyai sifat khusus karena mengandung gugus aldehida. Oleh karena itu, asam ini mempunyai sifat sebagai zat pereduksi, misalnya memberikan reaksi cermin perak. Dan nitril asam format tidak lebih dari hidrogen cinida H–Cє N, atau asam hidrosianat.

Karena banyaknya variasi asam karboksilat, ada lusinan metode sintesisnya. Dari metode modern Yang perlu diperhatikan adalah oksidasi hidrokarbon (seringkali pada suhu tinggi dan dengan adanya katalis), hidrokarbonilasi (penambahan H 2 O dan CO) senyawa tak jenuh, hidrolisis lemak hewani dan minyak nabati, fermentasi karbohidrat (untuk asam asetat dan butirat). ), dll. Garam logam alkali dari asam lemak disebut sabun; garam natrium biasanya berbentuk padat, garam kalium berbentuk cair. Garam logam berat – pengeras cat minyak(pengering).

Ilya Leenson

Literatur:

Asam lemak. Kimia, Sifat, Produksi dan Kegunaannya. New York: Antarsains, 1960, jilid. 1–4
Loktev S.M. Asam lemak lebih tinggi. M., Nauka, 1964
Bolotin I.M., Miloserdov P.N., Surzha E.I.. Asam lemak sintetik dan produk berbahan dasar asam lemak tersebut. M., Kimia, 1970
Freidlin G.N. Asam dikarboksilat alifatik. M., Kimia, 1978
Leenson I.A. Kimia yang menghibur. M., Bustard, 1996

Sifat fisik asam monobasa jenuh

Anggota terbawah dari deret ini, dalam kondisi normal, adalah cairan dengan bau menyengat yang khas. Misalnya, asam etanoat (asetat) mempunyai bau “cuka” yang khas. Asam asetat anhidrat berbentuk cair pada suhu kamar; pada suhu 17 °C ia membeku, berubah menjadi zat es yang disebut asam asetat “glasial”. Perwakilan tengah dari seri homolog ini adalah cairan kental dan “berminyak”; mulai dari C 10 - padatan.

Perwakilan paling sederhana adalah asam format HCOOH - cairan tidak berwarna dengan bp. 101 °C, dan asam asetat anhidrat murni CH 3COOH, ketika didinginkan hingga 16,8 °C, berubah menjadi kristal transparan menyerupai es (karena itu dinamakan asam glasial).

Asam aromatik yang paling sederhana - benzoat C 6 H 5 COOH (mp 122,4 ° C) - mudah menyublim, mis. berubah menjadi wujud gas, melewati wujud cair. Saat didinginkan, uapnya menyublim menjadi kristal. Properti ini digunakan untuk memurnikan suatu zat dari kotoran.

Gugus karboksil menggabungkan dua gugus fungsi - karbonil >C = O dan hidroksil -OH, yang saling mempengaruhi satu sama lain:

Sifat asam asam karboksilat disebabkan oleh pergeseran kerapatan elektron menjadi oksigen karbonil dan menghasilkan polarisasi tambahan (dibandingkan dengan alkohol) pada ikatan O–H.
Dalam larutan air, asam karboksilat berdisosiasi menjadi ion:

Kelarutan dalam air dan suhu tinggi Mendidihnya asam disebabkan oleh terbentuknya ikatan hidrogen antarmolekul.

Dengan bertambahnya berat molekul, kelarutan asam dalam air menurun.

Sifat kimia asam karboksilat

Asam karboksilat menunjukkan reaktivitas tinggi. Mereka bereaksi dengan berbagai zat dan membentuk berbagai senyawa, di antaranya yang sangat penting turunan fungsional, yaitu senyawa yang diperoleh sebagai hasil reaksi pada gugus karboksil.

Nama garam terdiri dari nama residu RCOO– (ion karboksilat) dan logam. Misalnya CH 3 COONa – natrium asetat, (HCOO) 2 Ca – kalsium format, C 17 H 35 COOK – kalium stearat, dll.

SAYA . Umum dengan asam lainnya

1. Disosiasi:

R —COOH ↔ RCOO — + H+

-Kekuatan asam menurun secara berurutan:

H-COOH > CH 3 -COOH > CH 3 -CH 2 -COOH

2. Interaksi dengan logam aktif:

2R-COOH + 2Na → 2R-COONa + H2

3. Interaksi dengan oksida dan basa basa:

2R-COOH + CaO → (R-COO) 2 Ca + H 2 O

R-COOH + NaOH → R-COONa + H 2 O

4. Interaksi dengan garam asam lemah:

R-COOH + NaHCO 3 → R-COONa + H 2 O + CO 2

Garam asam karboksilat diuraikan oleh asam mineral kuat:

R-COONa + HDENGANaku → NaCl + R-COOH

Dalam larutan air dihidrolisis:

R— COONa + H 2 HAI ↔ R— COOH + NaOH

5. Pembentukan ester dengan alkohol:

II . Properti spesifik

1. Pembentukan turunan fungsionalR— BERSAMA— X

(sifat gugus hidroksil)

Persiapan asam klorida:

R-COOH + PCl 5 → R-CO-Cl + POCl 3 + HCl

2 . Pembentukan Amida

CH 3 COOH + NH 3 →CH 3 COONH 4 t˚C→ CH 3 CONH 2 + H 2 O

Alih-alih asam karboksilat, asam halidanya lebih sering digunakan:

Amida juga dibentuk oleh interaksi asam karboksilat (asam halida atau anhidridanya) dengan turunan amonia organik (amina):

Amida sedang bermain peran penting di alam. Molekul peptida dan protein alami dibangun dari asam a-amino dengan partisipasi gugus amino - ikatan peptida

3. Reaksi substitusi dengan halogen

(sifat radikal hidrokarbon, terbentukturunan a-kloroasam karboksilat):

4. Ciri-ciri asam formatH— COOH:

· Memberikan reaksi “Cermin Perak”:

H-COOH + 2OH → 2Ag↓ + (NH 4) 2 CO 3 + 2NH 3 + H 2 O

Oksidasi dengan klorin:

H-COOH + Cl 2 → CO 2 + 2HCl

Bereaksi dengan tembaga(II) hidroksida:

DEFINISI

Asam karboksilat– senyawa organik yang molekulnya mengandung satu atau lebih gugus karboksil fungsional – COOH, berasosiasi dengan radikal hidrokarbon.

Gugus karboksil terdiri dari gugus karbonil > C= HAI dan gugus hidroksil terkait –OH.

Rumus umum asam karboksilat adalah R–COOH.

Sifat asam asam karboksilat disebabkan oleh pergeseran kerapatan elektron ke karbonil oksigen, yang menyebabkan munculnya muatan parsial positif pada atom.

Akibatnya, polaritas ikatan O–H meningkat, dan proses disosiasi menjadi mungkin:

Anion yang dihasilkan menjadi stabil karena delokalisasi muatan:

Asam karboksilat rendah yang mengandung hingga 3 atom karbon adalah cairan tidak berwarna dengan bau menyengat yang khas, dapat bercampur dengan air dalam perbandingan berapa pun. Kebanyakan asam yang mengandung 4–9 atom adalah cairan berminyak dengan bau yang tidak sedap. Asam yang mengandung lebih dari 10 atom hidrogen merupakan padatan yang tidak larut dalam air.

Kelarutan asam karboksilat dalam air dan titik didih yang tinggi berhubungan dengan pembentukan ikatan hidrogen antarmolekul. Dalam keadaan padat, asam karboksilat terutama ada dalam bentuk dimer siklik, dan dalam keadaan cair, asosiasi linier juga terjadi:

Jenis asam karboksilat

Tergantung pada struktur radikal hidrokarbon, asam karboksilat dibagi menjadi:

• aromatik (asam benzoat)
• alifatik (jenuh (asam kaproat) dan tak jenuh (asam akrilat))
• alisiklik (asam kuinat)
• heterosiklik (asam nikotinat).

Berdasarkan jumlah gugus karboksilnya, asam karboksilat dibedakan menjadi:

• monobase()
• dibasa (asam oksalat)
• polibasa (asam sitrat).

Ketika gugus fungsi lain (–OH, =CO, –NH2, dll.) dimasukkan ke dalam molekul asam, kelas senyawa lain akan terbentuk: hidroksi, asam keto, dll.

Rumus umum asam karboksilat monobasa jenuh:

DENGAN N H2nO2 (N= 1,2,3...) atau CnH2n+1COOH (N = 0,1,2…)

Rumus umum asam karboksilat monobasa tak jenuh:

DENGAN N H 2 N –2 HAI 2 (N= 1,2,3...) atau CnH 2 N –1 COOH (N = 0,1,2…)

Rumus umum asam karboksilat dibasa jenuh:

C n H 2n–2 O 4 (N = 2,3…)

Nama dan rumus beberapa asam karboksilat

metana

semut

etana

cuka

propana

propionik

butana

minyak

asam pentanoat

asam valerat

asam heksanoat

asam kaproat

oktadekana

stearat

2-propena

akrilik

CH3 –CH=CH–COOH

2-butena

puring

CH 2 =CH–CH 2 –COOH

3-butena

vinil asetat

CH 2 =C(CH 3)COOH

2-metil-2-propena

metakrilik

etanadium

warna coklat kemerahan

COOH–CH2–COOH

propandium

malonova

COOH–(CH 2) 2 –COOH

butanedia

amber

COOH–(CH 2) 3 –COOH

pentanediovy

glutarik

COOH–(CH 2) 4 –COOH

heksanediat

adipik

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

CONTOH 2

Setidaknya semuanya dimulai dengan cuka penemuan asam karboksilat. Nama tersebut menggabungkan senyawa organik yang mengandung gugus karboksil COOH.

Susunan atom dalam urutan ini penting, karena terdapat senyawa lain yang mengandung oksigen.

Karbonat asetat adalah yang pertama ditemukan, namun strukturnya tetap menjadi misteri selama berabad-abad. Zat tersebut dikenal sebagai produk pengasaman anggur.

Sebagai kombinasi dari 2 atom, 4 atom dan 2 oksigen, baru diketahui dunia pada abad ke-18.

Setelah itu, mereka membuka berbagai macam karbon. Mari berkenalan dengan klasifikasinya, sifat umum, dan area penerapannya.

Sifat asam karboksilat

Berbeda dari bahan organik lainnya dengan adanya gugus karboksil, asam karboksilat diklasifikasikan berdasarkan nomornya.

Ada senyawa satu, dua, dan polibasa. Asam karboksilat monobasa dibedakan berdasarkan ikatan antara gugus karboksil dan radikal hidrokarbon.

Masing-masing, rumus umum zat golongan : - C n H 2 n +1 COOH. Asetat - monobasa. Notasi kimianya adalah: - CH 3 COOH. Struktur senyawanya lebih sederhana lagi: - COCOOH.

Ia juga tergolong paling sederhana dengan rumus C 2 H 5 COOH. Senyawa sisa dari deret monobasa memiliki isomer, yaitu pilihan struktur yang berbeda.

Asam format, asam asetat, dan asam propionat hanya memiliki satu rencana struktur.

Jika rumus asam karboksilat dengan dua gugus karboksil, dapat disebut dibasa.

Entri umum kategori zat: - COOH-R-COOH. Seperti yang Anda lihat, gugus karboksil terletak di sisi berlawanan dari molekul linier.

Dalam radikal karboksil polibasa setidaknya ada tiga. Dua terletak di tepi molekul, dan sisanya melekat pada atom karbon pusat. Ini misalnya lemon. Pencatatan spasial rumusnya : -

Senyawa karbon juga dibagi menurut sifat radikal hidrokarbonnya. Ikatan kimia antar atomnya bisa tunggal.

Dalam hal ini, kita ada di hadapan kita asam karboksilat jenuh. Adanya ikatan rangkap menandakan zat tidak jenuh.

Rumus asam karboksilat tak jenuh sekaligus dapat menjadi rekor perwakilan tertinggi kelas.

Senyawa yang lebih tinggi adalah senyawa yang memiliki lebih dari 6 atom karbon. Oleh karena itu, 1 hingga 5 atom karbon merupakan tanda zat yang lebih rendah.

Asam karboksilat lebih tinggi- ini adalah, misalnya, linolenat, palmitat, dan arichidonik. Setengah dari yang terakhir memiliki 21 atom karbon, sisanya memiliki 18 atom karbon.

Karena berasal dari organik, sebagian besar karbon setidaknya memiliki sedikit bau. Namun, ada kelompok yang wanginya khusus.

Mereka mengandung cincin benzena. Artinya, gugus tersebut merupakan turunan dari benzena. Rumusnya : - C 6 H 6 .

Bahan tersebut mempunyai bau yang manis. Oleh karena itu, senyawa karbon dengan cincin benzena disebut aromatik. Selain itu, diperlukan hubungan langsung antara inti dan gugus karboksil.

Menurut keadaan fisiknya, serat karbon berbentuk cair atau kristal. Ini mengacu pada agregasi zat dalam kondisi normal.

Sebagian senyawanya larut dalam air, sebagian lagi hanya tercampur dengan bahan organik. Nuansa perilaku kimia bergantung pada jumlah gugus karboksil dalam molekul.

Ya, tipikal reaksi asam karboksilat kategori dasar tunggal - pewarnaan lakmus dalam warna.

Interaksi dengan halogen juga dianggap klasik, sedangkan senyawa dikarbon dapat terbentuk ester asam karboksilat. Mereka “lahir” dalam interaksi dengan alkohol.

Asam karboksilat dengan dua basa selalu mengandung gugus metilen, yaitu CH 2 divalen.

Kehadirannya di antara gugus karboksil meningkatkan keasaman atom hidrogen. Oleh karena itu, kondensasi turunan dimungkinkan. Ini adalah penjelasan lain mengenai kemunculan eter.

Senyawa dibasa juga terbentuk garam dari asam karboksilat. Mereka digunakan dalam produksi deterjen, khususnya sabun.

Namun, kita akan membahas secara terpisah tentang kegunaan asam karboksilat dan senyawanya.

Penerapan asam karboksilat

Asam stearat dan palmitat sangat penting dalam produksi sabun. Artinya, senyawa yang lebih tinggi digunakan.

Mereka membuat briket sabun menjadi keras dan memungkinkan Anda mencampur fraksi yang terpisah tanpa adanya asam.

Kemampuan untuk membuat massa menjadi homogen juga berguna dalam produksi obat-obatan. Sebagian besar elemen penghubung di dalamnya adalah asam karboksilat.

Oleh karena itu, penggunaan reagen secara internal maupun eksternal aman. Yang utama adalah mengetahui dosis maksimalnya.

Melebihi dosis atau konsentrasi asam menyebabkan konsekuensi yang menghancurkan. Mungkin luka bakar kimia, keracunan.

Namun sifat pedas dari senyawa ini menguntungkan para ahli metalurgi, pembuat furnitur, dan pemulih. Asam karboksilat dan campurannya membantu memoles dan membersihkan permukaan yang tidak rata dan berkarat.

Dengan melarutkan lapisan atas logam, reagen meningkatkan penampilan dan karakteristik kinerjanya.

Asam karboksilat kimia dapat disempurnakan, atau teknis. Yang terakhir ini juga cocok untuk bekerja dengan logam.

Tapi, sebagai kosmetik dan obat Hanya senyawa dengan kemurnian tinggi yang digunakan. Ini juga dibutuhkan dalam industri makanan.

Sekitar sepertiga asam karboksilat adalah zat aditif yang terdaftar secara resmi, yang dikenal masyarakat awam sebagai eshki.

Pada kemasannya ditandai dengan huruf E dan nomor seri di sebelahnya. Asam asetat, misalnya, ditulis E260.

Asam karboksilat juga dapat berfungsi sebagai makanan bagi tanaman, menjadi bagian dari pupuk. Pada saat yang sama, dimungkinkan untuk membuat racun bagi serangga dan gulma berbahaya.

Idenya dipinjam dari alam. Sejumlah tumbuhan secara mandiri memproduksi asam karboksilat sehingga tidak ada tumbuhan lain di sekitarnya yang bersaing memperebutkan tanah dan sumber dayanya. Pada saat yang sama, tanaman yang menghasilkan racun juga kebal terhadapnya.

Sekitar sepertiga senyawa karbon digunakan sebagai mordan pada kain. Pemrosesan diperlukan agar warna kain merata. Untuk tujuan yang sama, reagen digunakan dalam industri kulit.

Ekstraksi asam karboksilat

Karena asam karboksilat bersifat biogenik, sekitar 35% di antaranya diperoleh dari produk alami. Tapi sintesis kimia lebih menguntungkan.

Oleh karena itu, jika memungkinkan, beralihlah ke sana. Jadi, asam hialuronat, yang digunakan untuk peremajaan, telah lama diekstraksi dari tali pusat bayi dan sapi.

Kini, senyawa tersebut diperoleh secara biokimia dengan menumbuhkan bakteri pada substrat gandum yang terus menerus menghasilkan asam.

Persiapan asam karboksilat murni secara kimia - ini adalah oksidasi alkohol dan aldehida.

Konsep terakhir mengacu pada alkohol tanpa hidrogen. Reaksi berlangsung sebagai berikut: - CH 3 - CH 2 OH → CH 3 - SON → CH 3 - COOH.

Sejumlah asam karboksilat diperoleh dengan hidrolisis ester. Ketika mereka menerima air, mereka berubah menjadi pahlawan.

Mereka juga dapat dibentuk dari turunan monohalogen. Asam diperoleh darinya di bawah pengaruh sianida. Zat antara reaksi harus diurai dengan air.

Biaya produk akhir sangat bergantung pada skema produksi, jumlah tahapannya, dan bahan habis pakai. Mari kita cari tahu berapa harga asam karboksilat dalam bentuk murni.

Harga asam karboksilat

Kebanyakan asam karboksilat dijual dalam jumlah besar. Biasanya dikemas dalam 25-35 kilogram. Cairan dituangkan ke dalam kaleng.

Bubuk dituangkan ke dalamnya kantong plastik, dan asam stearat umumnya dibungkus. Label harga biasanya dipatok per kilo.

Jadi, 1000 gram asam sitrat berharga sekitar 80 rubel. Mereka mengenakan biaya yang sama untuk formic dan coklat kemerah-merahan.

Harga oleat sekitar 130 rubel per kilogram. Asam salisilat sudah dihargai 300. Asam stearat lebih murah 50-70 rubel.

Sejumlah asam karboksilat dinilai dalam dolar, karena pasokan utama berasal dari Amerika Serikat dan Uni Eropa.

Misalnya, dari sinilah asam hialuronat berasal. Mereka tidak lagi membayar beberapa ratus rubel per kilogram, tetapi beberapa ratus dolar.

Produk dalam negeri memang hadir, tapi pertama-tama tidak dipercaya oleh klien kecantikan.

Mereka tahu bahwa peremajaan dengan asam hialuronat adalah penemuan Amerika yang telah mereka praktikkan selama setengah abad.

Oleh karena itu, terdapat praktik yang baik dalam menghasilkan obat yang harus berkualitas tinggi, karena dapat masuk ke dalam kulit dan tubuh.