Строение карбоксильной группы
О б- О
// //
R – C <===> R – C + Н +
\ \
О – Н б + О –
Карбоновая кислота Карбоксилат - анион
Атомы углерода и кислорода в группе >C = O находятся в состоянии гибридизации
sp2 , электронная плотность смещена в сторону атома кислорода. Электронная плотность атома кислорода в гидроксильной группе ( неподеленные пары электронов) смещаются в сторону атома углерода, возникает сопряжение, электронная плотность на атоме кислорода в группе –О - Н снижается, увеличивается поляризация связи между атомами кислорода и водорода. На атоме водорода появляется заряд б+ и создаются условия для диссоциации. При удалении протона образуется анион кислоты – карбоксилат анион. В анионе происходит выравнивание длин связей, возникает равномерное распределение электронной плотности между тремя атомами .
O
/
R — C (-)
\
O
. Низшие карбоновые кислоты в водном растворе меняют окраску индикатора и эти кислоты сильнее угольной кислоты. Данное сравнение весьма важно для понимания биохимических процессов в организме. В крови в условиях слабо щелочной среды кислоты присутствуют в виде натриевых солей, а в тканях в результате обмена веществ непрерывно образуется углекислый газ, который соединяется с водой и образует угольную кислоту.
Н2 О + СО2 = Н2 СО3
Если бы угольная кислота была сильнее органических кислот, она бы вытесняла их из солей и этим нарушала бы кислотно-основное состояние крови( значение рН крови = 7,4 )
Донорные заместители в радикале кислоты , как известно, снижают кислотные свойства, а акцепторные заместители - увеличивают. Это правило сохраняет свою справедливость и для карбоновых кислот.
В гомологическом ряду кислотные свойства убывают. В таблице 1 представлены два различных гомологических ряда: насыщенные кислоты- муравьиная, уксусная, пропионовая и дикарбоновые- щавелевая, малоновая, янтарная. Сравните их кислотные свойства и увидите, что в гомологическом ряду они убывают.
Непредельные кислоты сильнее насыщенных ( акриловая и пропионовая). Ароматическая бензойная кислота кислоты сильнее алифатической уксусной .
Также дикарбоновые кислоты по первой ступени диссоциации, содержащие до 3 атомов углерода, сильнее муравьиной, а до 5- сильнее уксусной. При более длинной цепи влияние групп становится незаметным.
Сравните величины рКа некоторых карбоновых кислот( таблица 1) :
5.2.1. Значение величин рКа некоторых карбоновых кислот :
Таблица1
| Кислота( название, формула) | Значение рК а | Кислота( название, формула) | Значение рК а |
| НСООН муравьиная | 3, 77 | СН =СН-СООН пропеновая ( акриловая) | 4,25 |
| СН3 СООН уксусная | 4, 76 | С 6 Н 5 СООН бензойная | 4, 17 |
| СН 3СН2СООН пропионовая | 4, 88 | НООС-СООН щавелевая | 1, 23 |
| СН2 F СООН фторуксусная | 2, 66 | НООС-СН2-СООН малоновая | 2, 83 |
| СН2 С1СООН хлоруксусная | 2, 86 | НООС-СН2-СН2-СООН янтарная | 4, 21 |
| СН3 СН(ОН)СООН молочная | 3.97 | СН3-СН=СН-СООН кротоновая | 4,70 |
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 938;