Derivati monokarboksilnih kiselina

Derivati monokarboksilnih kiselina su produkti supstitucije radikala ili karboksilne grupe organske kiseline. Prema tome delimo ih na derivate nastale promenom na radikalu i derivate nastale promenom na -COOH grupi.

Halogen kiseline

Halogen kiseline nastaju supstitucijom jednog ili više atoma vodonika radikala kiseline halogenom. Supstitucija se izvodi halogenom ili halogenvodonikom (na nezasićene kiseline). Halogen, ak oi svi drugi derivati karboksilnih kiselina nastali supstitucijom na radiklu dobijaju imena tako što se -COOH grupa označi kao nulta a grupe do nje se označavaju slovima grčkog alfabeta (α, β, γ...). Imena zatim pišemo navodeći poziciju (koja se može navoditi i brojem) a zaitim ime supstituenta na radikalu.

Halogen kiseline su reaktvinije od monokarboksilnih. Većina su čvrste, kristalne supstance, koje se bolje rastvaraju u vodi od monokarboksilnih kiselina.

Jače su kiseline od nesupstituisanih jer je veza C-Cl (ili neki drugi halogen-mada je uticaj F>Cl>Br>I) polarna (C⁺-Cl^-), a ta se polarnost prenosi i na ugljenik -COOH grupe, te se slabi O-H veza i proton se lakše otpušta. Dejstvo halogena slabi udaljavanjem od -COOH grupe.

Amino kiseline

Amino kiseline nastaju zamenom atoma vodonika u radikalu amino grupom -NH₂.Najvažnije su α-amino kiseline koje ulaze u sastav proteina (hidrolizom je dobijeno 20 proteinskih α-amino kiselina). Sve su kristalne supstance, optički aktive i dobro rastvorive u vodi. Amino kiseline možemo sintezivati na nekoliko načina-delovanjem amonijaka na halogen kiseline, preko cijanhidrina (v. tekst o aldehidima i ketonima), i hidrogenizacijom keto kiselina u prisustvu katalizatora i amonijaka.

Amino kiseline reaguju i kao kiseline i kao baze jer imaju baznu -NH₂ grupu i kiselu -COOH. Grade soli i sa kiselinama i sa bazama, kao i unutrašnje soli. Polimerizuju pomoću peptidne veze u dipeptide, oligopeptide i polipeptide (proteini).

Supstitucija karboksilne grupe

Supstitucija karboksiln grupe je zamena -OH grupe (u -COOH) sa atomom ili drugom atomskom grupom. Svi produkti imaju zajedničku acil grupu (R-CO-). Tako nastao kiselinski ostatak ima ime (formil, acetil...) koje se koristi u imenovanju svih derivata.

Acilahalogenidi su derivati monokarboksilnih kiselina nastali zamenom -OH grupe u -COOH grupi atomom halogena. Dobijaju se delovanje fosfor(V)halogenida na kiseline. U vodi se lako hidrolizuju na kiseline i halogenvodonike. Fizičke osobine su im slične osobinama kiselina. Ne pokazuju kiselost, ali uhestvuju u mnogim reakcijama. Ime dobijaju od imena acila dobijaju se dodavanjem imena soli halogena (hlorid, bromid...). Reakcije acilhalogenida su važne za sintezu ostalih acil derivata (estara, anhidrida kiselina, amida).

Amidi nastaju zamenom -OH grupe -NH₂ grupom. Možemo ih smatrati međuproduktima saponifikacije nitrila do kiselina jer izvođenjem saponifikacije u prisustvu 96%-tne H₂SO₄ nastaju amidi. Daljem delovanjem vode dobijaju se organske kiseline. Mogu se dobiti još delovanjem NH₃ na anhidride kiselina i grejanjem amonijum soli karboksilnih kiselina. Imena dobijaju od imena acila (bez nastavka -il) i nastavka -amid.

Ponašaju se i kao slabe baze i kao vrlo slabe kiseline (jer R₂-C=O grupa slabi baznost -NH₂ grupe). Grade soli i sa kiselinama i sa metalima (kod drugih se pokazuje tautomerija).

O estrima je bilo reči u jednom od prethodnih tekstova. Ove ćemo pomenuti mogućnost da hidroksi kiseline sa udaljenom -OH grupom od -COOH (tako da nastane stabilan petoro ili šestoro člani prsten) grade ciklične unutrašnje estre (sa laktonskim prestenom).

Anhidridi organskih kiselina

Anhidridi organskih kiselina nastaju dehidratacijom organskih kiselina. Dobijaju se već opisanom reakcijom soli kiseline i njenog acilhalogenida. Monokarboksilne kiseline daju aciklične, a dikarboksilne ciklične anhidride. Postoje i unutrašnji anhidridi kiselina (keteni). U vodi se neki anhidridi lako hidrolizuju na kiselinu. Anhidridi su tečnosti oštrog mirisa, koje se u vodi rastvaraju slabije od kiselina i čija je tačka ključanja veća od tačke ključanja kiselina.

Derivati aromatskih monokarboksilnih kiselina

Na isti način kao i kod alifatskih, sintetizuju se derivati aromatskih ugljovodonika i imaju slične hemijske osobine. Acil benzoeve kiseline je benzoil, dok su derivati nastali promenom radikala, zapravo supstituenti benzena. U ovu grupu možemo uvrstiti i kiseline čija -COOH grupa nije neposredno vezana za aril, ali u svojoj strukturi sadrže benzenovo jezgro (takve kiseline istih su osobina sa alifatskim, a nezasićene pokazuju cis-trans izomeriju) .

Literatura:

-"Organska hemija", Prof. dr Božidar Rožina, skripta Fakulteta polj. znanosti Sveučilišta u Zagrebu

Prestavnici derivata monokarboksilnih kiselina

Halogen kiseline

Amino kiseline

Acil-halogenidi

• acetil-hlorid

Kiselinski amidi

Anhidridi kiselina

Derivati aromatskih monokarboksilnih kiselina