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  • Les acides carboxyliques et leurs drivs
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  • Acides carboxyliques I. Prsentation Les acides organiques ou acides carboxyliques ont pour formule gnrale: R-C-OH ou Ar-C-OH O O Ils doivent leur nom celui du groupe fonctionnel carboxyle: -C-O. O
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  • On les reprsente par les formules simplifies R-COOH ou R-CO 2 H (ou Ar-COOH et Ar-CO 2 H) II. Caractres physiques Les acides carboxyliques linaires sont des liquides ou des solides c--d que la temprature de fusion ne dpasse pas 100C ( lacide starique C 17 H 35 COOH, dont sont faites les bougies stariques fond 70C).
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  • Les acides ont les tempratures dbullition les plus leves parmi les composs possdant une fonction simple sur une chane donne. Elles sont suprieures celles des alcools car les acides sont associs par une liaison hydrogne plus fortement encore que les alcools. Ils se trouvent en grande partie sous forme dun dimre cyclique: O .. HO R-C C-R OH .. O
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  • Leur solubilit dans leau, totale jusquen C 4, diminue ensuite et devient nulle partir de C 9. III. Ractivit A. Prsentation Le groupe fonctionnel des acides carboxyliques runit le groupe OH des alcools et le groupe C=O des aldhydes et des ctones. Mais la ractivit nest pas la somme des deux.
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  • Les deux groupes OH et C=O ne sont pas indpendants dans le groupe COOH. Ils sont en effet engags dans une structure msomre ou rsonante, dans laquelle ils perdent leur individualit ... + + -C-OH -C=OH ou -C OH O O - O -
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  • B. Proprits acido-basiques 1. Acidit Le caractre dominant des acides carboxyliques est leur acidit ( nom). Sils sont solubles dans leau, il stablit dans leurs solutions un quilibre de dissociation: R-COOH + H 2 O 1 R-COO - + H 3 O + 2 dont la constante dquilibre (constante dacidit K a ) vaut 10 -4 10 -5 ( pK a = 4 5).
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  • Ce sont des acides faibles dans leau.( les acides forts sont totalement dissocis dans leau: HCl, HNO 3,). Mais cest une acidit importante pour des composs organiques. Elle est principalement due leffet favorable exerc sur la raction dans le sens 1 par la stabilit de lion R-COO -, sige dune dlocalisation lectronique (rsonance):
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  • O - O O 1/2 R-C R-C ou R-C O O - O -1/2 Lacide R-COOH est galement le sige dune rsonance, mais elle provoque une sparation de charge crant un ple positif sur loxygne de lhydroxyle et un ple ngatif sur celui du carbonyle. La dlocalisation lectronique dans lion carboxylate R-COO - provoque une division de sa charge 1 entre les deux oxygnes qui, par raison de symtrie, portent chacun une charge -1/2.
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  • ( Les deux formes limites qui le dcrivent ont le mme poids). Cette dispersion de la charge a un effet stabilisant important, et lanion est plus stabilis que la molcule. Dautre part, labsence dun site fortement charg ngativement diminue laffinit de cet anion pour lion H +, et dfavorise la raction dans le sens 2. 2. Basicit Les acides carboxyliques peuvent avoir un comportement basique, en fixant un proton H +
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  • Mais cette basicit est trs faible et ne se manifeste quen prsence dacides trs forts. Les deux atomes doxygne du groupe COOH possdent des doublets libres, et ils constituent donc deux sites aptes tre protons. Mais la protonation se ralise prfrentiellement sur celui du groupe carbonyle (maintien des possibilits de dlocalisation):
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  • R-C-OH + H + R-C-OH O + OH Ceci explique que, dans un acide carboxylique, les liaisons H ne stablissent pas entre les groupes OH (comme dans les alcools), mais entre le groupe OH dune molcule et le groupe C=O dune autre (maintien de la dlocalisation ).
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  • Les drivs des Acides On considre comme drivant de la fonction acide carboxylique les cinq fonctions suivantes : R-C-Cl R-C-O-C-R O O O Chlorure anhydride dacide dacide
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  • R-C-OR R-C-NH 2 R-C N O O Ester Amide Nitrile Les 4 premires prsentent des analogies: Elles sont de la forme: O R-C Z
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  • O Z est, ou contient, un atome fortement lectrongatif et porteur dau moins un doublet libre, li au groupe carbonyle. Leur raction la plus typique est la substitution de Z par un nuclophile, par un mcanisme en 2 tapes daddition- limination; Leur ractivit vis--vis des nuclophiles est plus faible que celle des aldhydes et des ctones; elle dcrot selon le classement suivant:
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  • R-COCl > (RCO) 2 O > R-CO 2 R > R-CONH 2 ( > : plus ractif que ). Exemple: OH R-C-Cl + - OH addition R-C-Cl O O- limination R-COOH + Cl - OH- R-COO - + H 2 O
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  • V. Etat naturel De nombreux acides carboxyliques sont prsents dans la nature, mais le plus souvent sous la forme desters. En particulier, les corps gras dorigine vgtale ou animale (lipides) sont des esters du glycrol et de divers acides gras c--d. acycliques chanes linaires plus ou moins longues. Acide lactique: CH 3 -CHOH-COOH OH Acide citrique: HOOC-CH 2 -C-CH 2 -COOH COOH

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