Mavzu: Karbon kislotalar

2. Fizikaviy va kimyoviy xossalari
Har bir markaz o’ziga xos reaksiyalar bergani uchun karbon kislotalarda boradigan reaksiyalar bir qancha turlarga bo’linadi:

• 
  Gidroksil guruhdagi vodorod harakatchanligiga asoslangan reaksiyalar;
  
• 
  Karboksil guruhidagi C-OH bog’i uzilishi hisobiga boradigan reaksiyalar;
  
• 
  Radikaldagi C–H guruh hisobiga boradigan reaksiyalar.
  

Gidroksil guruhdagi v o d o r o d h i s o b i g a boradigan reaksiyalarda karbon kislotalar anorganik kislotalar kabi metallar, metall oksidlari, ishqorlar, karbonatlar, gidrokarbonatlar bilan reaksiyaga kirishadi va t u z l a r hosil qiladi.

Karbon kislota tuzlari suvli eritmada gidrolizlanib ishqoriy muhit hosil qiladi.
Karbon kislotalar molekulalari orasida spirtlardagi kabi
molekulalarning assotsilanishi sodir bo’ladi. Har ikki molekula orasida ikkita vodorod bog’i hosil bo’ladi. Uchta qutblangan bog’lar hisobiga molekula qutbli bo’lib, shu bog’lar hisobiga quyi molekulyar kislotalar (C₁ –C₄) suvda cheksiz eriydi. –COOH guruh gidrofil, radikal esa gidrofob bo’lib, radikal kattalashishi bilan birikmalarining suvda erishi qiyinlashadi. Yuqori molekulyar alifatik birikmalarning (C₁₀dan boshlab) gidrofobligi ortib, suvda deyarli erimaydi.
K a r b o k s i l g u ru h d a g i - OH h i s o b i g a n u k l e o f i l o’ r i n o l i sh S_N r e a k s i y a l a r i boradi.
Karboksi ion RCOO^– mezomer ta’sirlashuv hisobiga turg’un bo’ladi. Shuning uchun, karbon kislotalar uchun nukleofil o’rin olish reaksiyasi xosdir. Nukleofil o’r i n olish reaksiyalarning mexanizmi quyidagicha:

Reaksiya kuchli nukleofil va oson ketuvchi guruh ishtirokida yoki kislotali katalizator ishtirokida boradi.
Karbonil guruhi kislorodining protonlanishi uglerod atomida to’liq musbat zaryad paydo bo’lishiga olib keladi, bu esa nukleofil hujumini osonlashtiradi.
Karbon kislota angidridlari hosil bo’lish reaksiyasi, murakkab efirlar, tioefirlar, amidlar hosil bo’lish reaksiyalari n u k l e o f i l o’ r i n o l i sh S_N mexanizmida boradi.
Kislota karboksilidagi gidroksil guruhning galogenga almashinishi uchun odatda karbon kislotalar yoki ular tuzlariga fosfor galogenidlari PCl₅, PCl₃, yoki tionil xlorid SOCl₂ reagentlari ta’sir ettiriladi.

Hosil bo’lgan mahsulotlar g a l o g e n a n g i d r i d l a r deb ataladi.
Galogenangidridlar karbon kislota hosilalari ichida eng kuchli atsillovchi reagentlardir. Masalan, atsetilxlorid suv bilan oson gidrolizlanadi (suvni atsetillaydi), bunda sirka kislota hosil bo’ladi.

Galogenangidridlar ishtirokida boradigan reaksiyalar deyarli qaytmasdir. Galogen angidridlar juda aktiv moddalar bo’lib, organik sintezlarda keng qo’llaniladi.
Karbon kislotalar spirtlar bilan reaksiyaga kirishib m u r a k k a b e f i r hosil qilish reaksiyasi ham nukleofil o’rin olish mexanizmi bilan boradi. Bu reaksiya e t e r i f i k a ts i ya reaksiyasi deyiladi. Karbon kislotalardagi karbonil guruhning faolligi past bo’lgani uchun eterifikatsiya reaksiyasi katalizatorsiz sekin sodir bo’ladi. Lekin mineral kislotalar (sulfat va xlorid kislota) ishtirokida reaksiya tezlashadi.

Katalizatorning vodorod ioni H⁺ karbonil guruh kislorodining bo’linmagan elektron jufti bilan ta’sirlashadi. Protonlangan kislota spirt molekulasidagi gidroksil guruh kislorodining bo’linmagan elektron jufti bilan (nukleofil reagent) birikish reaksiyasiga kirishib, oksoniy ionini hosil qiladi. Oksoniy ionidan suv hamda vodorod ajraladi va murakkab efir hosil bo’ladi.
Shunday qilib, eterifikatsiya reaksiyasi natijasida karbon kislotaning karboksil guruhidagi OH^– gidroksil ion oson ketadigan suv molekulasiga o’tkazilib qiyin ketadigan C₂H₅O^– ionga almashadi.

Murakkab efirlar gidrolizlanadi. Gidroliz ham kislotali, ham ishqoriy muhitda amalga oshiriladi. Kislotali gidroliz qaytardir. Ishqoriy muhitdagi gidroliz esa qaytmas bo’lib, ekvimolekulyar miqdordagi ishqorni talab qiladi.

Karbon kislotalar o’zaro reaksiyaga kirishganda kislota angidridlari hosil bo’ladi (molekulalararo degidratlanish reaksiyasi). Karbon kislota angidridlari oddiy R–CO–O–CO–R yoki aralash R– CO– O– CO– R^* bo’lishi mumkin.
O d d i y a n g i d r i d l a r R–CO–O–CO–R bir hil kislota qoldig’idan tashkil topgan. Ularni olish uchun kislotalar o’ziga suv tortuvchi vositalar, masalan, P₂O₅ bilan qizdiriladi (molekulalararo degidratlash).

A r a l a sh a n g i r i d l a r R–CO–O–CO–R^* moleklasida har hil kislota qoldig’i bo’lib, bir kislotaning galogenangidridiga ikkinchi kislotaning tuzi ta’sir etib olinadi.

Karbon kislota angidridlari oson gidrolizlanib karbon kislota hosil qiladi.

Karbon kislotalar ammiak va uning hosilalari bilan nukleofil o’rin olish reaksiyaga kirishib, k i s l o t a a m i d l a r i n i hosil qiladi. Bunda avval ammoniy tuzi hosil bo’ladi. Qizdirganda suv ajralib kislota amidi hosil bo’ladi.

Kislota amidlari kislota yoki ishqorlar ishtirokida gidrolizlanadi va karbon kislota bilan ammiak hosil qiladi.

Kislota amidlari gipoxlorit va gipobromidlarning ishqordagi eritmasi ta’sirida parchalanib birlamchi a m i n l a r hosil qiladi.

Amidlarni degidratlanishi yoki alkilgalogenidlarga ishqoriy metall sianidlari ta’sir ettirish orqali karbon kislotalar n i t r i l l a r i olinadi.

Nitrillar amidlarga nisbatan kuchsiz asosdir, ular deyarli asoslik xossalarni namoyon qilmaydi. Nitrildagi azot atomi sp-gibridlangan holda bo’lganligi tufayli boshqa azotli birikmalardan elektromanfiyroqdir.
Shuning uchun, undagi ozod elektron jufti mustahkamdir.
Ochiq zanjirli karbon kislotalar o r g a n i k r a d i k a l d a g i C– H g u r u h h i s o b i g a reaksiyaga kirishadi. Karbon kislota radikalidagi vodorod atomlari, ayniqsa, karboksil guruhga yaqin turgan uglerod atomidagi vodorod atomlari ya’ni, α-holatdagi uglerod atomida joylashgan vodorod atomlari harakatchandir. Shuning uchun, karbon kislotalarga fosfor ishtirokida galogen ta’sir etganda radikaldagi bir yoki bir nechta vodorod atomi galogenga almashib g a l o g e n a l m ash i n g a n kislota hosilalari hosil bo’ladi. Masalan, sirka kislotaga fosfor ishtirokida brom ta’sir etganda brom sirka kislota hosil bo’ladi, propion kislotaga fosfor ishtirokida brom ta’sir ettirilsa α-brom propion kislota hosil bo’ladi.

Galogen ortiqcha qo’shilsa qolgan vodorod atomlari ham galogenga almashadi. Galogen karbon kislotalar aminokislotalar, gidroksikislotalar sintezida xomashyo sifatida keng qo’llaniladi.
Ch u m o l i kislota - HCOOH tuzilishi boshqa kislotalardan farq qiladi. Uning molekulasida karboksil ham aldegid guruh borligi sababli chumoli kislota aldegidlarga xos reaksiyalarga kirishadi. U kumush oksidning ammiakdagi eritmasi va mis (II) gidroksid ta’sirida oksidlanadi.

In vitro karbon kislotalarning β-oksidlanishi 3%- li vodorod peroksid ishtirokida amalga oshadi.