Najvažnije nezasićene dikarbonske za organsku hemiju i biohemiju/Predmeti KOHBH/I...Najvažnije...

Najvažnije nezasićene dikarbonske kiseline su maleinska i fumarna kiselina kao klasični primjeri geometrijske izomerije tzv. cis- i trans- izomerija:

H

C

C C

C

COOH COOH

COOHH

H

HHOOC

cis-Maleinska kiselina trans-Fumarna kiselina

Spojevi koji imaju -COOH grupu vezanu na prsten imenuju se pomoću sufiksa -karboksilna kiselina.

12

3

3-Bromcikloheksankarboksilna kiselina 1-Ciklopentenkarboksilna kiselina

COOH

Br

COOH1

2

34

5

65

4

2-Cikloheksenkarboksilna kiselina trans-1,3-Ciklopentandikarboksilna kiselina

COOHCOOH HOOC12

3

Najjednostavnija aromatska kiselina je benzenkarboksilna kiselina poznatija kao benzojeva kiselina. Derivati benzojeve kiseline se imenuju pomoću brojeva i prefiksa koji pokazuju prisustvo i položaj supstituenata u odnosu na karboksilnu grupu.

(Benzojeva kiselina) (2-Hidroksibenzojeva kiselina; Salicilna kiselina)

Benzenkarboksilna kiselina 2-Hidroksibenzenkarboksilna kiselina

OH

COOHCOOH

Salicilna kiselina je prvi put izolovana iz kore vrbe, drveta iz roda Salix.

(Benzojeva kiselina) (2-Hidroksibenzojeva kiselina; Salicilna kiselina)

Benzenkarboksilna kiselina 2-Hidroksibenzenkarboksilna kiselina

OH

COOHCOOH

2-Hidroksibenzenkarboksilna kiselina; 2-Hidroksibenzojeva kiselina;

Salicilna kiselina

PABA je faktor rasta potreban mikroorganizmima za sintezu folne kiseline. Funkcija sulfa droga je da djeluju kao antibiotici inhibirajući enzimski sistem u bakteriji koji katalizira ugradnju PABA u folnu kiselinu.

(KHP)

COO-K+

COOH

(Ftalna kiselina)

1,2-Benzendikarboksilna kiselina Kalijum hidrogen ftalat

COOH

COOH

(p-Aminobenzojeva kiselina; PABA) ( Tereftalna kiselina)4-Aminobenzenkarboksilna kiselina 1,4-Benzendikarboksilna kiselina

HOOC COOHH2N COOH

4-Aminobenzenkarboksilna kiselina; p- Aminobenzojeva kiselina; PABA

• Losioni za sunčanje koji se naose na tijelo da zaštite kožu sadrži PABA.

Tereftalna kiselina je jedna od dvije organske komponente potrebne za sintezu tekstilnih vlakana poznatih pod nazivom Dacron.

(KHP)

COO-K+

COOH

(Ftalna kiselina)

1,2-Benzendikarboksilna kiselina Kalijum hidrogen ftalat

COOH

COOH

(p-Aminobenzojeva kiselina; PABA) ( Tereftalna kiselina)4-Aminobenzenkarboksilna kiselina 1,4-Benzendikarboksilna kiselina

HOOC COOHH2N COOH

(KHP)

COO-K+

COOH

(Ftalna kiselina)

1,2-Benzendikarboksilna kiselina Kalijum hidrogen ftalat

COOH

COOH

(p-Aminobenzojeva kiselina; PABA) ( Tereftalna kiselina)4-Aminobenzenkarboksilna kiselina 1,4-Benzendikarboksilna kiselina

HOOC COOHH2N COOH

1,2-Benzendikarboksilna kiselina (Ftalna kiselina)

1,4-Benzendikarboksilna kiselina (Tereftalna kiselina)

So ftalne kiseline, KHP se široko primjenjuje kao primarni standard u pripremanju otopina za kiselinsko-bazne titracije.

(KHP)

COO-K+

COOH

(Ftalna kiselina)

1,2-Benzendikarboksilna kiselina Kalijum hidrogen ftalat

COOH

COOH

(p-Aminobenzojeva kiselina; PABA) ( Tereftalna kiselina)4-Aminobenzenkarboksilna kiselina 1,4-Benzendikarboksilna kiselina

HOOC COOHH2N COOH

Imenovanje karboksilnih kiselina sa tri i više karboksilnih grupa vrši se pomoću sufiksa –trikarboksilna kiselina, -tetrakarboksilna kiselina itd. Primjer je:

2-hidroksi-1,2,3-propantrikarboksilna kiselina, poznatija kao limunska kiselina (Citric acid) jer se može ekstrahirati iz plodova roda Citrus.

HOOC C OH

CH2COOH

CH2COOH

2-Hidroksi-1,2,3-propantrikarboksilna kiselina (Limunska kiselina)

U soku limuna je ima 5 do 8%.

U duhanu je vezana sa nikotinom.

Soli joj se nazivaju citrati.

Limunska kiselina je važna u metaboličkom procesu koji je poznat pod nazivom ciklus trikarboksilnih kiselina (TCA) ili Krebsov ciklus.

NOMENKLATURA KARBOKSILNIH KISELINA

Limunska kiselina spada u grupu HETEROFUNKCIONALNIH KISELINA od kojih su važne HIDROKSI, OKSO (KETO) i AMINOKISELINE.

Vinska kiselina je uz limunsku kiselinu druga važna hidroksi kiselina, a dolazi kao nusprodukt fermentacije D-glukoze u grožđanom soku pri proizvodnji vina, gdje se skuplja kao so, kalijum hidrogen tartarat

O O

HOCCHCHCOH 2,3-Dihidroksibutan-dikiselina

HO OH

O O

HOCCHCHCOH 2,3-Dihidroksibutan-dikiselina

HO OH

Jabučna kiselina se nalazi u sokovima različitog nezrelog voća. Soli su joj malati.

Mliječna kiselina je takođe hidroksi kiselina, a ime je dobila prema kiselom mlijeku u kojem nastaje pod djelovanjem mikroorganizama Lactobacillusa na šećer laktozu. Soli su joj laktati.

2-Hidroksibutanska kiselina (Jabučna kiselina)

OH

CH3CH2CHCOOH

2-Hidroksipropanska kiselina (Mliječna kiselina)

OH

CH3 CH COOH

Pirogrožđana kiselina je važan međuprodukt u organizmu, a nastaje pri razlaganju glukoze kao izvora energije. Spada u tzv. a-ketokiseline ili 2-oksokiseline. Soli su joj piruvati.

CH3 C COOH

2-Oksopropanska kiselina (Pirogrožđana kiselina)

O

Aminokiseline čine posebnu grupu supstituiranih karboksilnih kiselina koje predstavljaju gradivne jedinice važnih biomolekula, proteina.

a-Amino kiselina

a

R CH COOH

NH2

2-Aminopropanska kiselina

(a-Aminopropionska kiselina; Alanin)

NH2

CH3 CH COOH

Dobivanje karboksilnih kiselina

Jedna vrsta škorpiona izbacuje odbrambenu tekućinu koja se sastoji od acetatne kiseline (84%), oktanske kiseline (5%) i vode (11%)

Najvažniji postuak dobivanja karboskilnih kiselina jeste oksidacija, pogotovo u industriji.

DOBIVANJE KARBOKSILNIH KISELINA

PRIREĐIVANJE KARBOKSILNIH KISELINA

1. OKSIDACIJA PRIMARNIH ALKOHOLA

Ciklopentilmetanol Ciklopentankarboksilna kiselina

O

COHH2O, aceton

K2Cr2O7, H2SO4CH2OH

2. OKSIDACIJA METILKETONA U HALOFORM REAKCIJI

3. OKSIDACIJA ALDEHIDA

(CH3)2C CHCOH + CHCl3

O1.Cl2, KOH u H2O/dioksan

O

(CH3)2C CHCCH32. HCl, H2O

ogledaloSrebreno

D-Gliceraldehid D-Glicerat anion

H OH + Ag + 2NH3

CH2OH

COO-

NH3, H2O

CHO

CH2OH

H OH + Ag(NH3)2+

4. OKSIDACIJA ALKILBENZENA

5. REAKCIJA SA ORGANOMETALNIM REAGENSIMA

(p-Bromkumen)

1-Brom-4-izopropilbenzen 4-Brombenzojeva kiselina

2. HCl, H2O

1. KMnO4, KOH/H2OBr COOHBr CH(CH3)2

Bromciklo- Ciklopentil Litijum ciklopentan- Ciklopentan- pentan litijum karboksilat karboksilna kiselina

HCl, H2O

+LiCO-

OCO

2LiLi

O

COHBr

Bromciklo- Ciklopentil Litijum ciklopentan- Ciklopentan- pentan litijum karboksilat karboksilna kiselina

HCl, H2O

+LiCO-

OCO

2LiLi

O

COHBr

5. REAKCIJA SA ORGANOMETALNIM REAGENSIMA

4-Metoksibenzojeva kiselina

CH3O

CH3O2. 1. Mg, eter

COH

OCO

2

O

CO- [MgBr]+HCl, H

2O

Br

4-Bromanisol

CH3O

6. HIDROLIZA CIJANIDA (NITRILA)

CH3CH2CH2BrNaCN

CH3CH2CH2CNH2O

H+ CH3CH2CH2COOH

(Propilbromid) (Butirnitril) (Buterna kiselina)

1-Brompropan Butannitril Butanska kiselina

6. HIDROLIZA CIJANIDA (NITRILA)

7. KOLBEOVA KARBOKSILACIJA: SINTEZA SALICILNE KISELINE

Fenol Salicilna kiselina

H3O+

O

OH C

OH

CO2

NaOHOH

8. INDUSTRIJSKA SINTEZA ACETATNE KISELINE

CaO + 3C CaC2 HC CH 2500oC

-CO

2H2O

Kalcijum Kalcijum Acetilen oksid karbid

O

Acetilen Enol acetaldehida Acetaldehid Acetatna kiselina

O2

Co3+HgSO

4

H2SO

4HC CH + H2O [CH2 CHOH] CH3CH CH3COH

O

Energična oksidacija niza C-atoma se raskida na mjestu gdje se nalazi nezasićena veza

9. OKSIDACIJA NEZASIĆENIH UGLJIKOVODIKA

Energična oksidacija – dolazi do raskidanja veze sa obje strane karbonilne grupe pri čemu nastaje smjesa proizvoda

10. OKSIDACIJA KETONA