13.2 Gli acidi carbossilici sono acidi deboli perché non si dissociano completamente in acqua.

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1 Risposte apitolo 13 Acidi carbossilici e derivati 13.1 Il gruppo carbossilico consiste di due gruppi molto polari, il carbonile e l ossidrile. Gli acidi carbossilici sono quindi molecole molto polari e possono formare legami idrogeno l una con l altr Anche le aldeidi sono molecole polari, ma non possono formare legami idrogeno. Gli acidi carbossilici possiedono quindi punti di ebollizione più alti delle aldeidi caratterizzate da uguale lunghezza della catena carbonios Gli alcoli possiedono un solo gruppo funzionale polare, l ossidrile alcolico. ome risultato delle interazioni di legame idrogeno, mediate dai gruppi funzionali di acidi carbossilici e alcoli, gli acidi carbossilici bollono a temperature più elevate degli alcoli a massa molecolare confrontabile Gli acidi carbossilici sono acidi deboli perché non si dissociano completamente in acqu 13.3 Acido pentanoico 2-Pentanolo 13.4 Acido eptanoico 1-Propanolo c. Acido pentanoico d. Acido butanoico 13.5 Esanoato di sodio 1-ttanolo c. Propanoato di metile d. Etere dietilico e. Acido etanoico 13.6 Gli acidi carbossilici a più basso peso molecolare sono solubili in acqu Possiedono un caratteristico sapore acido e aromi non piacevoli Gli acidi grassi, acidi carbossilici a lunga catena di atomi di carbonio, sono componenti delle membrane biologiche e dei trigliceridi, la maggior forma di deposito di lipidi nel corpo umano. Essi vengono ossidati nelle reazioni metaboliche che producono ATP per le necessità del corpo. 13.8

2 c ome IUPA: acido metanoico ome comune: acido formico ome IUPA: acido 3-metilbutanoico ome comune: β-metilbutirrico c. ome IUPA: acido ciclopentancarbossilico ome comune: acido ciclovalerico c. d ome IUPA: acido 2-idrossipropanoico ome comune: acido α-idrossipropanoico ome IUPA: acido 3-idrossibutanoico ome comune: acido β-idrossibutirrico c. ome IUPA: acido 4,4-dimethylpentanoico ome comune: acido γ,γ-dimetilvalerico d. ome IUPA: acido 3,3-dicloropentanoico

3 ome comune: acido β,β-diclorovalerico Acido β-clorobutirrico Acido α,β-dibromovalerico c. Acido β,γ-diidrossibutirrico d. acido δ-bromo-γ-cloro-β-metilcaproico Acido α,γ-dimetilvalerico Acido α,γ-diclorobutirrico c. Acido β,γ-dibromovalerico d. Acido γ-idrossicaproico Le seguenti reazioni mostrano l ossidazione dell etanolo a etanale e la seguente ossidazione dell etanale ad acido etanoico: [] [] Etanolo Ethanol Etanal Ethanal Acido Ethanoic etanoico acid La seguente equazione generale rappresenta la dissociazione di un acido carbossilico in Acqu Quando una base forte è aggiunta a un acido carbossilico, avviene una neutralizzazione La seguente reazione generale mostra la neutralizzazione di un acido carbossilico: R Acido arboxylic carbossilico acid + a R Strong Base base forte arboxylic Sale acid salt dell acido carbossillico - a Acqua Water I saponi sono formati da acqua, da una base forte e grassi oppure da oli naturali.

4 13.22 essuna reazione c [] [] c. [] essuna reazione Etanolo e 1-propanolo possono essere ossidati per produrre acidi carbossilici. Etanolo è inizialmente ossidato a etanale, che subisce un ulteriore ossidazione per produrre acido etanoico. 2-Propanolo è ossidato a propanone. Propanone è un chetone e non può quindi essere ossidato ulteriormente.

5 c. 1-Propanolo è ossidato a propanale, che subisce un ulteriore ossidazione ad acido propanoico. d. 3-Pentanolo è ossidato a 3-pentanone. Questo è il prodotto finale perché i chetoni non possono essere ulteriormente ossidati K = K Ba() 2 = ( ) 2 Ba c K = K d. Ar + a = Ar - a Propanoato di potassio Butanoato di bario c. aproato di potassio d. Benzoato di sodio Gli esteri sono moderatamente polari per la presenza nella loro struttura del gruppo carbonilico polare Gli esteri bollono a circa la stessa temperatura delle aldeidi e dei chetoni di massa molecolare simile c.

6 d meta-nitrobenzoato di etile acetato di isopropile c. butirrato di metile Etanoato di etile Propanoato di metile c. 3-Metilbutanoato di metile d. iclopentil benzoato icloesancarbossilato di propile Benzoato di metile c. 4,5-dibromopentanoato di etile Butanoato di propile (butirrato di propile) Butanoato di etile (butirrato di etile) c. Etanoato di propile (acetato di propile) d. Propanoato di butile (propionato di butile) La seguente reazione mostra la reazione generale per la preparazione di un estere: Acido carbossilico Alcol Estere Acqua La sintesi di un estere è una reazione di disidratazione perché nel corso della preparazione viene eliminata una molecola di acqu

7 13.37 La seguente equazione mostra la reazione generale per l idrolisi di un estere catalizzata da un Acido: Estere Acqua Acido carbossilico Alcol La seguente equazione mostra la reazione generale per l idrolisi di un estere catalizzata da una base: a, calore R R + 2 a, heat R - a + Estere Acqua Water Sale arboxylic dell acido carbossillico acid salt + R- Alcohol Alcol La reazione di idrolisi è la rottura di un legame per aggiunta di una molecola di acqu In condizioni basiche si forma il sale dell acido carbossilico perché l acido non può esistere. L acido è immediatamente neutralizzato dalla base forte con la formazione del sale dell acido carbossilico, che ha il catione della base c.

8 d Il metanoato di isobutile è preparato dalla reazione dell alcol isobutilico (nome IUPA 2-metil-1- propanolo) e acido metanoico. Alcol isobutilico Acido metanoico Metanoato di isobutile L alcol isobutilico è un reagente permesso, mentre l acido metanoico non lo è. Tuttavia può essere facilmente preparato dall ossidazione dell alcol corrispondente metanolo: Metanolo Metanale Acido metanoico Il butanoato di pentile è preparato dalla reazione del pentanolo e dell acido butanoico. Pentanolo Acido butanoico Butanoato di pentile Il pentanolo è un reagente permesso, mentre l acido butanoico non lo è. Tuttavia può essere facilmente preparato dall ossidazione dell alcol corrispondente, 1-butanolo:

9 Butanolo Butanale Acido butanoico Il butanoato di metile è preparato dalla reazione del metanolo con l acido butanoico Metanolo Acido butanoico Butanoato di metile Il metanolo è un reagente permesso, mentre l acido butanoico non lo è. Tuttavia può essere facilmente preparato dalla ossidazione dell alcol corrispondente, 1-butanolo: [] [] Butanolo Butanale Acido butanoico L etanoato di ottile è preparato dalla reazione dell ottanolo con acido etanoico. 3 ( 2 ) ( 2 ) 6 3 ttanolo Acido etanoico Etanoato di ottile L ottanolo è un reagente permesso mentre l acido etanoico non lo è. Tuttavia può essere facilmente preparato dall ossidazione del suo alcol corrispondente, il metanolo: [] [] Etanolo Etanale Acido etanoico

10 13.44 La saponificazione è una reazione nella quale si produce il sapone. Più in generale, consiste nell idrolisi di un estere in presenza di una base. La seguente reazione mostra l idrolisi di un estere catalizzata da una base: Il prodotto della seconda reazione è l acido esanoico:

11 Acido Salicylic salicilico acid 3 Anidride Acetylsalicylic acetica acid Acido acetilsalicilico Propanoato di propile Acido propanoico 1-propanolo Metanoato di butile Acido metanoico 1-butanolo

12 c. Metanoato di etile Acido metanoico Etanolo d. Pentanoato di metile Acido pentanoico Metanolo a, heat - a Pentyl Metanoato methanoate di pentile Metanoato Sodium methanoate di sodio 1.Pentanolo 1-Pentanol

13 a, heat exyl propanoate Propanoato di esile Sodium propanoate + 1-exanol - a Propanoato di sodio 1-Esanolo c a, heat a + Esanoato Butyl di butile hexanoate Esanoato Sodium di hexanoate sodio Butanolo 1-Butanol d. 3 a, heat - a Benzoato Methyl benzoate di metile Benzoato Sodium di benzoate sodio Methanol Metanolo I cloruri degli acidi sono nocivi, irritanti, leggermente polari e hanno punti di ebollizione simili alle aldeidi e ai chetoni di massa molecolare confrontabile. Inoltre non possono essere sciolti in acqua perché reagiscono violentemente con ess La seguente equazione rappresenta la reazione di formazione del cloruro di un acido:

14 R Acido arboxylic acid carbossilico Acido inorganic inorganico acid contenente chloride cloro R l loruro Acid dell acido hloride + inorganic Prodotti inorganici products Le anidridi hanno punti di ebollizione più alti degli acidi carbossilici di massa molecolare confrontabile. Esse sono anche meno solubili in acqua e spesso reagiscono con ess La seguente reazione rappresenta la reazione di formazione di un anidride: R l + R R loruro dell acido Acid Ione arboxylate carbossilato Anidride Acid anhydride hloride ion - R anidride valerica 3 ( 2 ) 3 ( 2 ) 3 3

15 loruro di benzoile l c l l l l

16 c. 3 l l La seguente equazione rappresenta la sintesi dell anidride metanoica: Anione metanoato loruro dell acido Metanoico Anidride metanoica La seguente equazione rappresenta la sintesi dell anidride ottanoica: 3 ( 2 ) 6 l + 3 ( 2 ) 6 - loruro ctanoyl di ottanoile hloride Ione ctanoate ottanoato ion 3 ( 2 ) 6 ( 2 ) 6 3 Anidride ctanoic ottanoica anhydride

17 13.58 c Anidride butanoica Propanolo ( 2 ) 2 ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) 2 Butanoato di propile Acido butanoico

18 ( 2 ) 3 Propanolo Anidride pentanoica ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) 3 Pentanoato di propile Acido pentanoico c Anidride metanoica Propanolo Metanoato di propile Acido metanoico Monoestere

19 Diestere c. Triestere Un legame fosfoanidridico si forma nella reazione fra due gruppi fosfato. I gruppi fosfato si legano e una molecola di acqua è pers Una fosfoanidride è rappresentata sotto: P P ATP è la molecola utilizzata per conservare l energia rilasciata nelle reazioni metaboliche. L energia è conservata nel legame fosfoanidridico fra due gruppi fosfato. L energia viene rilasciata quando il legame è idrolizzato. Una parte dell energia può essere trasferita a un altra molecola se il gruppo fosfato passa dall ATP all altra molecol β-d-ribosio Acido fosforico

20 β-d-ribose Phosphoric acid 2 + P P 2 β-d-ribose-5-phosphate β-d-ribosio-5-fosfato 3 + P 3 P c. 2 P P 2 + P Adenosine diphosphate Phosphoric acid 2 P P P Adenosine-5'-triphosphate Adenosindifosfato Acido fosforico Adenosin-5 -trifosfato

21 13.64 Il simbolo identifica un legame a elevata energi La formazione di tioesteri costituisce una parte importante degli schemi metabolici in cui sono coinvolti i carboidrati e gli acidi grassi. Assume il significato di attivare gruppi acilici per le seguenti reazioni di degradazione. Il tioestere acetil-oa è il prodotto della reazione fra il gruppo tiolico del coenzima A e un gruppo acetile (derivato dall acido acetico). L acetil-oa trasferisce un gruppo acetile prodotto inizialmente nella demolizione dei carboidrati o degli acidi grassi a un intermedio del ciclo dell acido citrico (ciclo di Krebs). el ciclo di Krebs il gruppo acetile è completamente ossidato a 2 e gli elettroni prodotti nelle reazioni di ossidazione sono utilizzati per generare elevate quantità di ATP Tioestere dell acido stearico e coenzima A 2 3 ( 2 ) 16 S 3 3 P - P - P - -