Ароматичні карбонові кислоти

План

Фізичні властивості

Способи утворення

Хімічні властивості

Найважливіші представники

Ароматичні карбонові кислоти

Ароматичними кислотами називають сполуки, що містять в молекулі одноча-сно ароматичне кільце і карбоксильну групу. Слід розрізняти кислоти в яких карбо­ксил зв’язаний безпосередньо з вуглецем кільця (ароматичні кислоти):

бензойна кислота (бензолкарбонова) - найпростіша карбонова кислота, її найближчий гомолог може існувати в чотирьох ізомер-них формах: 

Останню речовину слід розглядати як похідну жирної (оцтової) кислоти, у якої атом водню вуглеводневого радикала заміщений на арильний радикал. Тому такі кислоти називаються жирноароматичними.

Назви ароматичних кислот будуються за тим же самим принципом, що засто-совується і в номенклатурі інших кислот. Так, члени гомологічного ряду бензойної кислоти називаються, як показано вище. Диметилбензойні кислоти називаються ксилоловими. Ароматичні карбонові кислоти з двома чи більше карбоксильними групами називаються дикарбоновими, трикарбоновими і т. д. кислотами. Деякі з них приведені нижче: 

Терефталева кислота використовується для утворення синтетичного волокна лавсан (в США аналогічне волокно називають дакроном).  

Фізичні властивості

Ароматичні кислоти - безбарвні кристалічні речовини з високою температу­рою кипіння і, особливо, плавлення (як правило вище 373 К). Найбільш високі тем-ператури плавлення у пара-ізомерів. У воді незначно розчиняються лише нижчі гомологи, причому краще в гарячій. Нижчі гомологи переганяються з водяною па­рою, добре розчиняються у спирті та ефірі. Вони є досить сильними кислотами і переважають жирні кислоти з відповідною кількістю вуглецевих атомів. Так, бензо­йна кислота має К=6. 6 ⋅10-5, а у толуїлових кислот величина константи дисоціації така: у орто-ізомера - 13

5 ⋅10-5, мета-ізомера - 5. 6 ⋅10-5, у пара-ізомера - 4. 3⋅10-5.  

Способи утворення

Ароматичні кислоти можуть бути отримані всіма загальними способами син­тезу кислот жирного ряду. Із спеціальних способів отримання ароматичних кислот з карбоксильною групою в бензольному ядрі найбільш важливими є такі:

1. Окислення гомологів бензолу, а також різноманітних ароматичних сполук з заміщувачами у бокових ланцюгах. Окислення толуолу в найпростішу карбонову кислоту - бензойну, вперше виділену в XVII столітті при перегонці смоли бензою (звідси й виникла її назва), проводять в рідинній або газовій фазах.

У першому випадку окислювачами виступають хромова суміш, перманганат калію (у водному чи лужному середовищі): 

У другому - кисень повітря в присутності каталізатора при нагріванні. Наприклад, оксиду ванадію (V) при 773 К або оксиду хрому при 513 К і тиску в 250-300 ат. : 

2. Галогенування гомологів бензолу та гідроліз продуктів галогенуван-ня. Із ароматичних вуглеводнів з метильними групами кислоти можуть утворюва-тись також шляхом попереднього галогенування вуглеводню і наступною взаємо-дією галогенопохідного з водою. Наприклад: при хлоруванні толуолу утворюється бензотрихлорид, який при дії води легко перетворюється в бензойну кислоту. Од-наче процес можна зупинити на стадії утворення хлористого бензоїлу, який утво-рюється також дією п'ятихлористого фосфору на бензойну кислоту:

 3. Омилення нітрилів. Ціано-група може бути введена в бензольне ядро сплавленням солей сульфокислот з ціанистим калієм:

 Омилення (гідроліз) нітрилів доцільно застосовувати для утворення карбонових кислот нафталінового чи антраценового рядів:

 4. Дія діоксиду вуглецю і натрію на галогенозаміщені бензоли (карбоні-зація арилнатрію): 

Хімічні властивості

Хімічні перетворення ароматичних кислот проходять за участю карбоксильної

1 2