OBRES

OBRES

Divulgació científica
Estadístiques

Gran enciclopèdia catalana

àcid carboxílic

substantiu masculím
Química
Punts de fusió i d’ebullició dels  àcids carboxílics alifàtics saturats, de cadena no ramificada

química orgànica quím org
Qualsevol de les substàncies orgàniques de fórmula general R—COOH, que tenen en llur molècula un o diversos grups carboxil i que manifesten, per tant, les propietats àcides que aquest confereix.

El grup carboxil ocupa forçosament una posició terminal en l’esquelet dels carbonis, ja que només té un enllaç lliure. Segons quina és la natura del grup R, els àcids carboxílics es classifiquen en alifàtics, alicíclics (que poden ésser, uns i altres, saturats o insaturats), aromàtics i heterocíclics. Si al grup R hi ha d’altres grups funcionals, és possible de distingir també entre un àcid alcohol, un àcid fenol, un àcid cetònic, un aminoàcid, etc. D’acord amb les normes de la IUPAC, els àcids carboxílics són designats fent seguir la paraula àcid d’un adjectiu format afegint al nom de l’hidrocarbur del mateix nombre de carbonis el sufix -oic [sense deixar-se la n etimològica: propà →propà + n + oic], quan hi ha un sol carboxil, o -dioic, quan n’hi ha dos. Així, per exemple, els dos àcids saturats de 6 carbonis, de cadena no ramificada, són anomenats àcid hexanoic i àcid hexandioic. En alguns casos, no obstant això, resulta més pràctic considerar el grup carboxil com un substituent de la molècula RH. En aquest cas, o bé hom fa precedir el nom de RH de la paraula àcid i li afegeix el sufix -carboxílic (com, per exemple, àcid ciclopentan-carboxílic C5H9COOH), o bé hom utilitza el prefix carboxi- (quan el carboxil no és el substituent principal). La IUPAC accepta, a més, que per a molts àcids carboxílics hom continuï utilitzant els noms trivials corrents, tals com fòrmic, acètic, butíric, oxàlic, acrílic, benzoic, cinàmic, etc. Aquests noms trivials admesos per als àcids serveixen també per a designar llurs derivats i els aldehids corresponents.

Les propietats físiques dels àcids carboxílics depenen de llur estructura i de llur pes molecular. En principi, es fonen i bullen netament per damunt dels alcohols, amines, aldehids i cetones del mateix nombre de carbonis. Això té relació amb el fet que a l’estat cristal·lí o líquid i en solució en certs dissolvents (i, per als més volàtils, àdhuc en part a l’estat de vapor) els àcids carboxílics estan associats, formant dímers, a través dels carboxils. En sèrie alifàtica els primers termes són líquids destil·lables o arrossegables pel vapor d’aigua, i els àcids de nombre de carbonis parell es fonen sempre a més alta temperatura que llurs homòlegs immediats inferior i superior. A mesura que creix el pes molecular, la influència del grup carboxil sobre les propietats físiques va disminuint i així, per exemple, la solubilitat en aigua (total en els primers termes de la sèrie) decreix molt ràpidament. Això mateix passa amb l’olor. Els àcids carboxílics són en general àcids febles, amb valors p KA que, en general, varien entre 3 i 5, i la primera acidesa dels diàcids és molt més forta que la dels monoàcids, sobretot si els dos carboxils són pròxims. L’acidesa disminueix amb el pes molecular i augmenta amb la proximitat d’un doble enllaç al carboxil; els àcids aromàtics tendeixen també a ésser més forts que els alifàtics. La presència de substituents que atreuen electrons augmenta l’acidesa per efecte inductiu, i aquesta acció és particularment manifesta en el cas dels àcids carboxílics α-halogenats.

Els mètodes de preparació dels àcids carboxílics són molt diversos. En principi, són obtinguts: per oxidació dels alcohols o aldehids corresponents

per oxidació de les cadenes laterals d’hidrocarburs aromàtics

per oxidació de cetones

per carbonatació de composts organomagnèsics:

per hidròlisi de nitrils i d’amides

Altres reaccions més especials que permeten d’obtenir àcids carboxílics són, per exemple, la reacció de Willgerodt, la reacció de Reformatsky, la condensació de Knoevenagel, la transposició de Wolff i la transposició d’àcid benzúlic.

En fi, bé que en molts casos són obtinguts àcids a partir de llurs èsters, normalment és fet al revés, i és l’èster el que és obtingut a partir de l’àcid. Industrialment, els mètodes més utilitzats són els d’oxidació (oxidació de l’acetaldehid en àcid acètic; del naftalè en anhídrid ftàlic; de la ciclohexanona en àcid adípic, etc.).

Els àcids carboxílics donen sals alcalines solubles en aigua i són estables enfront dels oxidants i reductors. L’únic reductor que els ataca directament és l’hidrur d’alumini i de liti, que permet de transformar-los en alcohols. L’electròlisi de llurs sals alcalines RCOONa condueix als hidrocarburs R—R (reacció de Kolbe), i la fusió alcalina als hidrocarburs RH; la piròlisi de les sals alcalinotèrries dóna en general cetones. Llurs sals de plata reaccionen amb els halurs d’alquil donant cetones, i llurs sals sòdiques reaccionen amb els clorurs d’àcid donant anhídrids d’àcid. Per deshidratació de les sals amòniques són obtingudes amides. Per reacció dels àcids carboxílics amb el pentaclorur o amb l’oxiclorur de fòsfor són obtinguts clorurs d’àcid; per reacció amb els alcohols són obtinguts èsters, i per reacció de Schmidt són obtingudes amines. En fi, per acció del clor o del brom té lloc generalment una substitució progressiva dels hidrògens en α del carboxil (o de l’hidrogen d’un carboni terciari no massa allunyat) i són obtinguts, doncs, àcids carboxílics halogenats.

Els principals derivats dels àcids carboxílics són els halogenurs d’àcid, els anhídrids d’àcid, els èsters i, fins a un cert punt, les amides. Els ortoèsters en deriven només des d’un punt de vista formal. Àdhuc deixant de banda els aminoàcids, els àcids carboxílics tenen una importància biològica molt considerable. A l’estat lliure hom no els troba gaire sovint en els animals (per bé que hi ha àcid fòrmic en les formigues i en el verí de les abelles), però, en canvi, són molt abundants en els sucs cel·lulars de les plantes (àcids fòrmic, oxàlic, màlic, ascòrbic, tartàric, cítric, etc.) i en nombroses resines d’origen vegetal (àcids abiètic, benzoic, cinàmic, etc.). Diversos àcids carboxílics es formen fàcilment per fermentació (fermentació acètica de l’alcohol, làctica o butírica dels glúcids, etc.). Les plantes els contenen també en abundància en forma de sals (en llurs sucs aquosos) i en forma d’èsters (en els olis essencials). No obstant això, és sobretot en forma d’èsters glicèrics (que constitueixen els greixos) que els àcids carboxílics són universalment presents en els éssers vius. Els àcids carboxílics que hom troba combinats en els greixos són anomenats àcid grassos.

Col·laboració: 
HBC

Llegir més...