Строение карбоксильной группы

Изомерия карбоновых кислот

· Cтруктурная изомерия

- изомерия скелета в углеводородном радикале (начиная с C₄).

- межклассовая изомерия, начиная с C₂.
Например, формуле C₂H₄O₂ соответствуют 4 изомера, относящиеся к различным классам органических соединений.

· Пространственная изомерия

- Возможна цис-транс изомерия в случае непредельных карбоновых кислот. Пример:

- Оптическую изомерию проявляют карбоновые кислоты, в молекулах которых присутствует асимметрический атом углерода (sp³-атом, связанный с 4-мяразличными заместителями).
Например, 2-метилбутановая кислота C₂H₅CH(CH₃)COOH существует в виде двух оптических изомеров

Карбоксильная группа сочетает в себе две функциональные группы – карбонил и гидроксил, взаимно влияющие друг на друга. Это влияние передается по системе сопряжения sp ²-атомов O–C–O.

Электронное строение группы –СООН придает карбоновым кислотам характерные химические и физические свойства.

1. Смещение электронной плотности к карбонильному атому кислорода вызывает дополнительную (по сравнению со спиртами и фенолами) поляризацию связи О–Н, что определяет подвижность водородного атома (кислотные свойства).

В водном растворе карбоновые кислоты диссоциируют на ионы:

Однако карбоновые кислоты в целом – слабые кислоты: в водных растворах их соли сильно гидролизованы.
Видеоопыт "Карбоновые кислоты – слабые электролиты".

2. Пониженная электронная плотность (δ+) на атоме углерода в карбоксильной группе обусловливает возможность реакций нуклеофильного замещения группы -ОН.

3. Группа -СООН за счет положительного заряда на атоме углерода снижает электронную плотность на связанном с ней углеводородном радикале, т.е. является по отношению к нему электроноакцепторным заместителем. В случае предельных кислот карбоксильная группа проявляет -I -эффект, а в непредельных (например,CH₂=CH-COOH) и ароматических (С₆Н₅-СООН) – -I и -М -эффекты.

4. Карбоксильная группа, являясь электроноакцептором, вызывает дополнительную поляризацию связи С–Н в соседнем (α-) положении и увеличивает подвижностьα-водородного атома в реакциях замещения по углеводородному радикалу.

Дата добавления: 2015-04-24