تويت
حموض كربوكسيليه
Carboxylic acids - Acides carboxyliques
الحموض الكربوكسيلية
الحموض الكربوكسيلية acides carboxyliques حموض عضوية تحتوي على المجموعة الوظيفية (-COOH) وصيغتها العامة (R.COOH) حيث (R) جذر دوري أو لا دوري.
تسمى الحموض الكربوكسيلية منهجياً باسم الفحم الهدروجيني الموافق مسبوقاً بكلمة حمض في معظم الأحيان ومتبوعاً باللاحقة أوئيك (oique)؛ وقد يشار إليها في معظم الأحيان بأسمائها الشائعة التي هي أسماء تدل على أحد مصادرها الطبيعية، فحمض الإتانوئيك (CH3COOH) مثلاً يطلق عليه اسم حمض الخل acide acetique، وحمض البوتانوئيك [CH3.(CH2)2COOH] ويطلق عليه اسم حمض الزبد acide butyrique. وتوجد الحموض الكربوكسيلية في الطبيعة إما حرّة أو على شكل أملاح أو إِسترات.
تحضيرها
يمكن تحضير الحموض الكربوكسيلية من مصادرها الطبيعية حيث توجد بشكل أملاح أو إسترات، وعلى هذا يمكن تحضيرها من الأملاح بفعل الحموض المعدنية أو من المواد الدسمة إما بالحلمهة hydrolyse الحامضة أو بالتصبين saponification.
أما تحضير الحموض الكربوكسيلية بالاصطناع وهو الأكثر شيوعاً فيتم بإحدى الطرائق الآتية:
1- أكسدة الألدهيدات أو الأغوال الأولية أو الهيدروكربونات:
وتتم أكسدة الألدهيدات باستخدام المؤكسدات الشائعة القوية كحمض الآزوت أو فوق منغنات البوتاسيوم (KMnO4) أو باستخدام المؤكسدات الضعيفة مثل أكسيد الفضة (Ag2O).
أما أكسدة الأغوال الأولية فتتطلب مؤكسدات قوية، وأما أكسدة الهدروكربونات فلا تتم عادة إلا بوجود مُحفِّز (أملاح المنغنيز).
2- من المشتقات الهالوجينية (RX) وذلك بفعل سيانور البوتاسيوم ثم حلمهة النتريل الناتج في وسط حمضي أو قلوي.
3- تأثير غاز ثاني أكسيد الكربون في مركبات المغنيزيوم العضوية:
4- الاصطناع المالوني وذلك بتأثير المشتقات الهالوجينية في الملح الصوديومي لمالونات ثنائية الإيتيل:
وبعد إجراء الحلمهة الحامضة يُنْزَع غاز ثاني أكسيد الكربون من الحمض الثنائي المتكون، بالتسخين:
5- أما التفاعلات التي تقود إلى حموض كربوكسيلية مع حدوث تدرُّك dégradation للمركب البدئي فهي متعددة منها نزع الكربوكسيل من الحموض الثنائية - بيتا وفصم الإسترات بيتا - السيتونية في وسط قلوي مركز:
وكذلك أكسدة الأوليفينات بحمض الآزوت أو بفوق المنغنات:
خواصها الفيزيائية والكيمياوية
الحموض العضوية اللادورية (الخطية) سوائل أو أجسام صلبة، درجة غليانها وانصهارها أعلى من درجة غليان الأغوال. أفرادها الأولى حتى C4 ذوابة في الماء وتتناقص نسبة انحلالها في الماء بازدياد عدد ذرات الكربون فيها حتى تنعدم من أجل C9، وتخف حموضتها أيضاً بازدياد عدد الذرات المذكورة. ولا تصادف جزيئات الحموض الكربوكسيلية عادة بشكل بسيط وإنما تكون غالباً بشكل مثنوي dimière يرتبط الجزيئان فيه برابطي هدروجين بالشكل:
تتمتع الحموض العضوية بخواص حمضية، فهي تفكك الكربونات وتؤثر في مشعرات indicateurs الحموضة والقلوية، وتتحد مع القلويات فتكوّن أملاحاً، إلا أنها مع ذلك لا تعتبر من الحموض القوية، فهي أقل تشرّداً (تأيناً) بكثير من الحموض المعدنية، وتراوح ثابتة تشردها بين10-4 و10-5، وأملاح الحموض العضوية مع القلويات (الصود، البوتاس) ذوابة في الماء، وتتمتع بخواص فاعلة في السطح tensio-actives إذا كان طول السلسلة الهيدروكربونية يراوح بين C15 و C18 ولذلك تدعى بالصوابين savons. أما أملاحها الفضية والكلسية فقليلة الانحلال أو غير منحلة في الماء.
الحموض العضوية بصورة عامة مركبات صعبة الأكسدة أو الإرجاع، إلاّ أن مُرجعاً قوياً مثل هيدرور الليتيوم والألمنيوم AlLiH4 قادر على تحويل الحموض إلى أغوال أولية:
وإذا طُبق تفاعل الإرجاع على الإسترات الموافقة (مثل الإسترات الميتيلية) فإن التفاعل يغدو أكثر سهولة ويؤدي إلى النتيجة نفسها.
وإذا استخدم حمض النمل كمرجع يتوقف التفاعل عند مرحلة الألدهيد:
يؤثر الكلور والبروم في الحموض العضوية بالحرارة وتتكون بنتيجة ذلك مركبات تبادلية، ويتوضع الهالوجين عادة على الكربون المجاور للكربوكسيل. وتتفاعل الحموض مع الأغوال فتكوّن إسترات، ويكون التفاعل بطيئاً متوازناً (عكوساً) ويمكن تَحْفيزه بالحموض المعدنية القوية:
أما خماسي كلور الفسفور (PCl5) وكلور التيونيل (SOCl2) فيؤثر كل منهما في الحموض مكوناً كلورورات الحموض:
وإذا سخنت الحموض الكربوكسيلية مع P2O5 فإنها تتبلمه (تفقد الماء) إلى بلا ماءات الحموض:
وإذا أجريت البلمهة في الدرجة 700 ْس وبحضور محفّز ملائم (مثل فوسفات ثلاثية الإتيل) تتكون سيتِنات cetènes وهي كواشف هامة في الاصطناع العضوي.
أفرادها الرئيسة
ـ حمض النمل acide formique صيغته H.COOH ويدعى المتانوئيك methanoique لأنه مشتق من الميتان.
يحضر بإمرار أحادي أكسيد الكربون على الصود المسخن لدرجة 150 ْس بضغط يعادل 8 ضغوط جوية فنحصل بذلك على نملات الصوديوم التي تعالج بحمض الكبريت فيتحرر منها حمض النمل. ويمكن تحضير حمض النمل أيضاً بحلمهة السيانورات cyanures القلوية في الصّاد الموصَد autoclave فتتكون بنتيجة ذلك نملات القلوي التي يحرر منها حمض النمل بفعل حمض الكبريت.
حمض النمل سائل عديم اللون رائحته شبيهة برائحة حمض الخل. يغلي في الدرجة 100.6 ْس وكثافته 1.22غ/سم3. ينحل في الماء وفي الغول ويتحد مع القلويات فيكون أملاحاً تدعى نملات formiates. ويتمتع حمض النمل بخواص مرجعة شديدة فهو يرجع بالحرارة أملاح النحاس والفضة والزئبق. يستعمل في صناعة الأصبغة والمواد الملوّنة.
ـ حمض الخل: صيغته CH3.COOH ويدعى الإتانوئيك لأنه مشتق من الإيتان.
يحضر من تقطير الخشب في أوعية مغلقة، ويكون السائل المتقطر الناتج مؤلفاً من مزيج من حمض الخل والأستون والغول الميتيلي فيعالج بالكلس المطفأ الذي يحوّل حمض الخل إلى خلات الكلسيوم التي ترسب فتنفصل، ثم يحرر منها حمض الخل بمعالجتها بحمض الكبريت. ويمكن تحضير حمض الخل بالاصطناع بأكسدة الغول الإتيلي بمزيج من حمض الكبريت وثنائي كرومات البوتاسيوم:
ويمكن تحضيره أيضاً بتخمير الغول الإيتيلي بالخميرة الخلّية mycoderma aceti.
حمض الخل سائل عديم اللون رائحته واخزة وطعمه حامض شديد وكاوٍ. يغلي في الدرجة 118 ْس ويتجمد في الدرجة 16.7 ْس. وزنه النوعي 1.0568 في الدرجة 20 ْس. وهو ذواب في الماء وفي الغول وتشتعل أبخرته بوجود اللهب متحولة إلى غاز ثاني أكسيد الكربون وماء. ويتحد مع القلويات فيكون أملاحاً تدعى الخلاّت acetates، ويتحد مع الأغوال فيكون إسترات، وأكثر أملاحه استعمالاً خلات الصوديوم وخلات البوتاسيوم وخلات الرصاص وخلات النحاس.
محمد عمار الخياط
Carboxylic acids - Acides carboxyliques
الحموض الكربوكسيلية
الحموض الكربوكسيلية acides carboxyliques حموض عضوية تحتوي على المجموعة الوظيفية (-COOH) وصيغتها العامة (R.COOH) حيث (R) جذر دوري أو لا دوري.
تسمى الحموض الكربوكسيلية منهجياً باسم الفحم الهدروجيني الموافق مسبوقاً بكلمة حمض في معظم الأحيان ومتبوعاً باللاحقة أوئيك (oique)؛ وقد يشار إليها في معظم الأحيان بأسمائها الشائعة التي هي أسماء تدل على أحد مصادرها الطبيعية، فحمض الإتانوئيك (CH3COOH) مثلاً يطلق عليه اسم حمض الخل acide acetique، وحمض البوتانوئيك [CH3.(CH2)2COOH] ويطلق عليه اسم حمض الزبد acide butyrique. وتوجد الحموض الكربوكسيلية في الطبيعة إما حرّة أو على شكل أملاح أو إِسترات.
تحضيرها
يمكن تحضير الحموض الكربوكسيلية من مصادرها الطبيعية حيث توجد بشكل أملاح أو إسترات، وعلى هذا يمكن تحضيرها من الأملاح بفعل الحموض المعدنية أو من المواد الدسمة إما بالحلمهة hydrolyse الحامضة أو بالتصبين saponification.
أما تحضير الحموض الكربوكسيلية بالاصطناع وهو الأكثر شيوعاً فيتم بإحدى الطرائق الآتية:
1- أكسدة الألدهيدات أو الأغوال الأولية أو الهيدروكربونات:
وتتم أكسدة الألدهيدات باستخدام المؤكسدات الشائعة القوية كحمض الآزوت أو فوق منغنات البوتاسيوم (KMnO4) أو باستخدام المؤكسدات الضعيفة مثل أكسيد الفضة (Ag2O).
أما أكسدة الأغوال الأولية فتتطلب مؤكسدات قوية، وأما أكسدة الهدروكربونات فلا تتم عادة إلا بوجود مُحفِّز (أملاح المنغنيز).
2- من المشتقات الهالوجينية (RX) وذلك بفعل سيانور البوتاسيوم ثم حلمهة النتريل الناتج في وسط حمضي أو قلوي.
3- تأثير غاز ثاني أكسيد الكربون في مركبات المغنيزيوم العضوية:
4- الاصطناع المالوني وذلك بتأثير المشتقات الهالوجينية في الملح الصوديومي لمالونات ثنائية الإيتيل:
وبعد إجراء الحلمهة الحامضة يُنْزَع غاز ثاني أكسيد الكربون من الحمض الثنائي المتكون، بالتسخين:
5- أما التفاعلات التي تقود إلى حموض كربوكسيلية مع حدوث تدرُّك dégradation للمركب البدئي فهي متعددة منها نزع الكربوكسيل من الحموض الثنائية - بيتا وفصم الإسترات بيتا - السيتونية في وسط قلوي مركز:
وكذلك أكسدة الأوليفينات بحمض الآزوت أو بفوق المنغنات:
خواصها الفيزيائية والكيمياوية
الحموض العضوية اللادورية (الخطية) سوائل أو أجسام صلبة، درجة غليانها وانصهارها أعلى من درجة غليان الأغوال. أفرادها الأولى حتى C4 ذوابة في الماء وتتناقص نسبة انحلالها في الماء بازدياد عدد ذرات الكربون فيها حتى تنعدم من أجل C9، وتخف حموضتها أيضاً بازدياد عدد الذرات المذكورة. ولا تصادف جزيئات الحموض الكربوكسيلية عادة بشكل بسيط وإنما تكون غالباً بشكل مثنوي dimière يرتبط الجزيئان فيه برابطي هدروجين بالشكل:
تتمتع الحموض العضوية بخواص حمضية، فهي تفكك الكربونات وتؤثر في مشعرات indicateurs الحموضة والقلوية، وتتحد مع القلويات فتكوّن أملاحاً، إلا أنها مع ذلك لا تعتبر من الحموض القوية، فهي أقل تشرّداً (تأيناً) بكثير من الحموض المعدنية، وتراوح ثابتة تشردها بين10-4 و10-5، وأملاح الحموض العضوية مع القلويات (الصود، البوتاس) ذوابة في الماء، وتتمتع بخواص فاعلة في السطح tensio-actives إذا كان طول السلسلة الهيدروكربونية يراوح بين C15 و C18 ولذلك تدعى بالصوابين savons. أما أملاحها الفضية والكلسية فقليلة الانحلال أو غير منحلة في الماء.
الحموض العضوية بصورة عامة مركبات صعبة الأكسدة أو الإرجاع، إلاّ أن مُرجعاً قوياً مثل هيدرور الليتيوم والألمنيوم AlLiH4 قادر على تحويل الحموض إلى أغوال أولية:
وإذا طُبق تفاعل الإرجاع على الإسترات الموافقة (مثل الإسترات الميتيلية) فإن التفاعل يغدو أكثر سهولة ويؤدي إلى النتيجة نفسها.
وإذا استخدم حمض النمل كمرجع يتوقف التفاعل عند مرحلة الألدهيد:
يؤثر الكلور والبروم في الحموض العضوية بالحرارة وتتكون بنتيجة ذلك مركبات تبادلية، ويتوضع الهالوجين عادة على الكربون المجاور للكربوكسيل. وتتفاعل الحموض مع الأغوال فتكوّن إسترات، ويكون التفاعل بطيئاً متوازناً (عكوساً) ويمكن تَحْفيزه بالحموض المعدنية القوية:
أما خماسي كلور الفسفور (PCl5) وكلور التيونيل (SOCl2) فيؤثر كل منهما في الحموض مكوناً كلورورات الحموض:
وإذا سخنت الحموض الكربوكسيلية مع P2O5 فإنها تتبلمه (تفقد الماء) إلى بلا ماءات الحموض:
وإذا أجريت البلمهة في الدرجة 700 ْس وبحضور محفّز ملائم (مثل فوسفات ثلاثية الإتيل) تتكون سيتِنات cetènes وهي كواشف هامة في الاصطناع العضوي.
أفرادها الرئيسة
ـ حمض النمل acide formique صيغته H.COOH ويدعى المتانوئيك methanoique لأنه مشتق من الميتان.
يحضر بإمرار أحادي أكسيد الكربون على الصود المسخن لدرجة 150 ْس بضغط يعادل 8 ضغوط جوية فنحصل بذلك على نملات الصوديوم التي تعالج بحمض الكبريت فيتحرر منها حمض النمل. ويمكن تحضير حمض النمل أيضاً بحلمهة السيانورات cyanures القلوية في الصّاد الموصَد autoclave فتتكون بنتيجة ذلك نملات القلوي التي يحرر منها حمض النمل بفعل حمض الكبريت.
حمض النمل سائل عديم اللون رائحته شبيهة برائحة حمض الخل. يغلي في الدرجة 100.6 ْس وكثافته 1.22غ/سم3. ينحل في الماء وفي الغول ويتحد مع القلويات فيكون أملاحاً تدعى نملات formiates. ويتمتع حمض النمل بخواص مرجعة شديدة فهو يرجع بالحرارة أملاح النحاس والفضة والزئبق. يستعمل في صناعة الأصبغة والمواد الملوّنة.
ـ حمض الخل: صيغته CH3.COOH ويدعى الإتانوئيك لأنه مشتق من الإيتان.
يحضر من تقطير الخشب في أوعية مغلقة، ويكون السائل المتقطر الناتج مؤلفاً من مزيج من حمض الخل والأستون والغول الميتيلي فيعالج بالكلس المطفأ الذي يحوّل حمض الخل إلى خلات الكلسيوم التي ترسب فتنفصل، ثم يحرر منها حمض الخل بمعالجتها بحمض الكبريت. ويمكن تحضير حمض الخل بالاصطناع بأكسدة الغول الإتيلي بمزيج من حمض الكبريت وثنائي كرومات البوتاسيوم:
ويمكن تحضيره أيضاً بتخمير الغول الإيتيلي بالخميرة الخلّية mycoderma aceti.
حمض الخل سائل عديم اللون رائحته واخزة وطعمه حامض شديد وكاوٍ. يغلي في الدرجة 118 ْس ويتجمد في الدرجة 16.7 ْس. وزنه النوعي 1.0568 في الدرجة 20 ْس. وهو ذواب في الماء وفي الغول وتشتعل أبخرته بوجود اللهب متحولة إلى غاز ثاني أكسيد الكربون وماء. ويتحد مع القلويات فيكون أملاحاً تدعى الخلاّت acetates، ويتحد مع الأغوال فيكون إسترات، وأكثر أملاحه استعمالاً خلات الصوديوم وخلات البوتاسيوم وخلات الرصاص وخلات النحاس.
محمد عمار الخياط