Carboxylic Acid

화공생명공학과 19학번 2020. 6. 1. 23:12

1) 분자량이 작은 카복실산: 무색 액체, 불쾌한 냄새

2) 극성을 띤다. 다른 분자와 수소결합을 한다. 분자량이 비슷한 알코올의 끓는점보다 높다.

3) 전자가 풍부한 산소와 전자가 부족한 수소 사이에서 두 개의 수소결합을 형성하여 안정한 이합체(dimer)를 형성한다.

1) 카복실산은 물에서 해리되어 카복실산 음이온(carboxyl anion)과 하이드로늄 이온(hydronium ion)으로 된다.

2) 카르복시 음이온의 공명 현상

ethoxide ion에서는 음전하는 1개의 산소 원자 위에만 편재되어 있다. 반면에 acetate ion에서는 음전하가 acetate의 산소 원자 두개에 균일하게 퍼져 있으며 따라서 아세트 음이온의 공명현상에 의해 ethoxide 음이온보다 안정하게 해준다.

3) 분자구조가 산도에 미치는 영향; 카복실기와 가까이 있는 작용기의 유도 효과(inductive effect)

전자를 끄는 I 효과가 큰 치환기를 갖는 아세트산의 산도는 크게 증가한다.

(1) trichloroacetate 이온은 Cl기로 더 많은 원자단에 전자가 퍼지기 때문에 안전성이 좋아진다.

(2) formic acid의 산도는 acetic acid보다 크다.

1) 알코올 또는 알데하이드의 산화

2) 방향족 고리에 결합된 알킬기의 산화

3) Grignard 시약과 이산화탄소의 반응

4) alkyl cyanide의 가수분해 반응

1) ester : 카르복실산의 OH기를 OR로 치환한 화합물이다.

(1) Fisher esterification: 카복실산과 알코올을 산촉매하에 반응시키면 ester와 물이 생성된다.

(2) ester의 saponification: ester는 염기가 존재하면 가수분해된다.

친핵성 아실의 치환반응으로 강한 친핵체인 OH-이 ester의 카르보닐 탄소에 친핵성 공격을 하여 진행된다.

(3) ester의 가암모니아 반응: 아미드 화합물을 만든다.

질소원자의 비공유 전자쌍이 ester의 카르보닐 탄소를 공격하여 진행된다.

(4) ester와 Grignard 시약의 반응: 3차 알코올을 생성한다.

Grignard 시약이 ester의 카르보닐기에 친핵성 공격하여 진행된다.

(5) ester의 환원반응(LiAlH4 환원제): 알코올로 환원된다.

2) lactone: cyclic ester

- hydroxy acid의 두 작용기 사이 esterification은 cyclic ester를 생성한다.

3) acyl halide

- acyl halide는 카복실산과 thionyl chloride 또는 phorsporus pentachloride와의 반응에 의해 생성된다.

- acyl halide는 카복실산 유도체 중 반응성이 가장 크다.

(1) acyl chloride의 물에 의한 가수분해반응

(2) acyl halide와 알코올의 반응에 의한 에스테르 합성

(3) acyl halide와 암모니아 반응에 의한 아미드 합성

4) acid anhydride: 카복실산 두 분자에서 물 분자 하나를 제거한 나머지 부분이 결합한 물질

- acetic anhydride는 알코올과 반응시켜 ester를 합성하는데 사용된다.

- acid chlodrde와 카르복시산 염의 반응으로 무수물을 얻을 수 있다.

- 대표적인 반응

5) amide