Способы получения. Органические кислоты достаточно распространены в растительном и животном мире и могут быть выделены из природных материалов

Органические кислоты достаточно распространены в растительном и животном мире и могут быть выделены из природных материалов. Однако известно много общих синтетических методов получения монокарбоновых кислот, которые используются как в промышленных масштабах, так и в лабораторных условиях с препаративной целью. К наиболее важным методам получения монокарбоновых кислот относят следующие.

1. Окисление первичных спиртов или альдегидов

[O] [O]

R-CH₂-OH --------® R-COH --------® R-COOH

-H₂O

первичный альдегид карбоновая

спирт кислота

2. Окисление предельных углеводородов

O₂

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ -----® 2 CH₃-COOH + H₂O

бутан уксусная

кислота

3. Карбонилирование этиленовых углеводородов (оксосинтез)

Промышленное получение карбоновых кислот оксосинтезом может быть осуществлено в две стадии: синтез альдегидов из алкенов каталитическим присоединением оксида углерода (II) и водорода (CO+H₂, водяной газ). Реакцию проводят под давлением при нагревании в присутствии карбонилов кобальта или никеля (метод Реппе). Затем осуществляется окисление полученных альдегидов в кислоты.

Из гомологов этилена этим методом получают смесь кислот с нормальной и разветвленной углеродной цепью:

4. Карбоксилирование реактивов Гриньяра

Хлор-, бром- и йодалканы сравнительно легко можно превратить в карбоновые кислоты. Для этого из галогеналканов сначала синтезируют металлорганические соединения, например, магнийорганические соединения (реактивы Гриньяра), эфирный раствор которых потом насыщают оксидом углерода (IV). При этом образуется смешанная соль карбоновой и галогенводородной кислот, которую далее разлагают разбавленной минеральной кислотой.

Получение карбоновых кислот из галогеналканов через магнийорганические соединения осуществляется с увеличением количества углеродных атомов в молекуле синтезированной органической кислоты. Например, молекула бромистого этила содержит два углеродных атома, а молекула полученной из него кислоты – три атома углерода.

5. Гидролиз нитрилов

Из галогеналканов карбоновые кислоты можно синтезировать также через нитрилы. В этом случае галогеналкан сначала вводят в реакцию с солью синильной кислоты и получают нитрил карбоновой кислоты, которую затем гидролизом превращают в соответствующую кислоту.

Гидролиз нитрилов осуществляют нагреванием их с водой в кислой или щелочной среде. Нитрил в этих условиях присоединяет молекулу воды и образует сначала неустойчивый енол, который сразу же изомеризуется (правило Эльтекова) в амид кислоты. Дальнейший гидролиз амида приводит к образованию карбоновой кислоты:

Получение карбоновых кислот из галогеналканов через нитрилы также сопровождается увеличением количества углеродных атомов в молекуле синтезированной кислоты.

6. Из малонового эфира

Натриймалоновый эфир легко реагирует с алкилгалогенидами и образует при этом алкилзамещенные малонового эфира, которые после гидролиза и декарбоксилирования превращаются в монокарбоновые кислоты:

7. Из ацетоуксусного эфира (кислотное расщепление)

Кислотное расщепление осуществляется при нагревании ацетоуксусного эфира и его С-алкильных замещенных с коцентрированными растворами щелочей. В этих условиях кроме омыления сложноэфирной группы осуществляется отщепление ацетильной группы. В результате образуются соли карбоновых кислот, из которых при подкислении получают карбоновые кислоты. Ацетоуксусный эфир в этих условиях образует уксусную кислоту, а его С-алкильные замещенные – уксусную и другую карбоновые кислоты.

8. Гидролиз жиров

Наиболее важной особенностью жиров является их гидролиз, который осуществляется в присутствии воды под действием кислот, щелочей или ферментов, например, липазы. В результате гидролиза жиры расщепляются на глицерин и соответствующие карбоновые кислоты:

Этим методом преимущественно получают высшие карбоновые кислоты.