doc cours : acides carboxyliques et dérivés I) Acides carboxyliques II

doc cours : acides carboxyliques et dérivés
I)
Acides carboxyliques
on recueille la phase aqueuse ; on repasse en milieu acide
(ajout de HCl par ex ) et l’acide précipite ; il suffit de le
filtrer sous vide .
1) Définition et propriétés acides
O
R
C

O H
nom : acide alcanoïque

+ R’COOH
H2(g) + R’COOHil y a consommation des réactifs et il faut donc en ajouter au
mélange réactionnel deux fois plus !
possibilités de liaisons hydrogènes avec l’eau provoquant la rupture de
la liaison O-H ; un acide carboxylique est un acide faible dans l’eau :
O
R
C
O H
+ H2O
⇔ R
O
C
+
Attention aux réactions parasites dues à l’acidité
des acides carboxyliques :
RMgX +
R’COOH
RH + R’COOMgX
H3O +

-
O
ion carboxylate
Quand l’acide est pur, il est associé sous forme de dimères :
cette réaction explique la solubilité dans l’eau des premiers acides
carboxyliques (ensuite le côté hydrophobe de R est trop important).


•
Le pKa du couple est d’environ 4 et dépend de la nature du groupe R ;
plus R est substitué par des atomes attracteurs , plus l’acide est fort :
Cl3C-CO2H est plus acide que CH3-CO2H par exemple.
-
Applications :
Test des acides carboxyliques :
utilisation de papier pH ou d’indicateurs colorés acido-basiques
( hélianthine ou rouge de méthyle ).
réaction avec HCO3 - : dégagement gazeux de CO2
•
Dosage de l’acide carboxylique par une base forte
•
Extraction de l’acide d’une phase organique :
-
RCO2H
II)
Les dérivés d’acide
1) Présentation
RCO2-
pH
3
5
l’ion carboxylate, ionique, est totalement soluble dans l’eau ;
donc on lave la phase organique par de la soude concentrée ;
1
III)
1)
Préparation des dérivés d’acide
Préparation des chlorures d’acide
RCOOH + SOCl2 → RCOCl + SO2 + HCl
3 RCOOH + PCl3 → 3 RCOCl + P(OH)3
RCOOH + PCl5 → RCOCl + POCl3 + HCl
2)
réactivité des dérivés d’acide
2)
Préparation des anhydrides
* anhydride symétrique :
RCOOH
→ R-CO-O-CO-R + H3PO4
P4O10 , ∆
P4O10 (ou P2O5 ) est un déshydratant puissant
* anhydride dissymétrique ( AN puis E ) :
R-COO - + R’-CO-Cl → R-CO-O-CO-R’ + Cl-
3)
Préparation des nitriles
* déshydratation des amides :
R-CO-NH2 → R-CN + H2O
P4O10 ou P2O5, ∆
* SN des R-X par CN- ( ions cyanure )
R-X + CN- → R-CN + X-
2
4)
Préparation des esters
IV) Hydrolyse des dérivés d’acide
 saponification des corps gras
rapide,totale,exothermique
R1
C
Cl
R2OH
+
R1
C
O
C
R1
O
C
O
OR2
+
HCl
O
R2OH
+
R1
moins rapide, totale
R1
C
O
OR2
Les savons sont obtenus par saponification d’esters gras appelés triglycérides .
Les triglycérides sont des triesters du glycérol ( ou propan-1,2,3-triol ) de formule
HOCH2-CHOH-CH2OH et d’acides gras (acides carboxyliques qui possèdent une
longue chaîne carbonée saturée ou insaturée) ; voici leurs formules générales :
R1 CO O H
+
O
O
CH2
lente , athermique
R1
C
R1
R2OH
OH +
C
équilibrée
O
OR2
+
O C
R
O
H2 O
CH
O
O C
R'
O
CH2
O C
R''
(les groupements R, R’ et R’’ peuvent être identiques)
5) Préparation des amides
voici le bilan de la saponification des triglycérides :
O
rapide,totale,exothermique
R1
C
Cl
+
R1
NH 2
R2
O
R1
C
O
O
C
+
R1
R2
R1
NH 2
C
O
R2
+
HCl
C
C
OR 3 +
lente
R2
R1
NH 2
OH +
O C
O
R
O
NH
R 2 + R1 CO O H
CH
O C
R'
CH2OH
-
3 OH
NH
C
R2
CH2
+ R3 O H
O C
-O C R
O
CH OH
O
O
O
R1
NH
O
moins rapide, totale
O
R1
C
CH2
-O C R'
O
R''
CH2OH
glycérol
-O C R''
ions carboxylate
O
lente, équilibrée
R2
NH 2
R1
C
O
NH
R2 +
H2 O
placés dans de l’eau salée, les ions carboxylate précipitent en présence des cations
( Na + ou K+ ) :
 on obtient du savon : RCOO- Na+ ( ou K+ )
3
V)
Résumé de la réactivité des acides et de ses dérivés
4