Trong phần giải thích này, chúng ta sẽ tìm hiểu axit cacboxylic là gì cũng như cách đọc tên danh pháp của axit cacboxylic.
Axit cacboxylic là gì?
Axit cacboxylic là các phân tử hữu cơ chứa ít nhất một nguyên tử cacbon vừa liên kết đôi với nguyên tử oxy vừa liên kết đơn với nhóm hydroxy.
Hay nói cách khác, axit cacboxylic là các phân tử chứa ít nhất một nhóm chức cacboxyl -CO. Cấu trúc chung của một axit cacboxylic được hiển thị bên dưới. C = O – OH – COOH.
R có thể là một nhóm alkyl hoặc nguyên tử Hydro
Cách xác định axit cacboxylic đơn chức hay đa chức
Một axit cacboxylic được gọi là đơn chức nếu nó chứa một nhóm cacboxyl duy nhất. Công thức chung của axit cacboxylic đơn chức là: CnH2n+1COOH. Các Axit cacboxylic đơn chức phổ biến bao gồm axit formic, axit axetic và axit butyric.
Axit cacboxylic dibasic (Axit cacboxylic lưỡng bazơ) chứa hai nhóm chức cacboxyl. Vì vậy chúng được gọi là axit cacboxylic đa chức.
Ví dụ: Axit oxalic là một acid carboxylic dibasic tương đối phổ biến được tìm thấy trong các loại cây lá xanh như rau bina. Axit succinic là một axit cacboxylic dibasic thường xảy ra khác được tìm thấy trong các mô thực vật và động vật.
Axit citric là gì?
Axit citric là một axit cacboxylic sáu carbon được tìm thấy trong trái cây họ cam quýt. Nó có thể được gọi là axit cacboxylic đa chức vì nó chứa ba nhóm cacboxyl.
Tất cả các phân tử axit polybasic chứa ít nhất hai nhóm cacboxyl và mỗi phân tử polybasic có thể giải phóng ít nhất hai proton ( ) vào dung dịch. Một số axit carboxylic đa chức sẽ chỉ giải phóng hai proton vào dung dịch và một số khác sẽ giải phóng một số proton vào dung dịch H+
Ví dụ 1: axit nào không phải là axit cacboxylic đơn chức?
- Axit benzoic
- Axit oxalic
- Axit butyric
- A-xít a-xê-tíc
- Axit formic
Câu trả lời
Khi phân tích cấu trúc hóa học của axit benzoic, axit butyric, axit axetic và axit formic, chúng ta sẽ thấy tất cả chúng chỉ chứa một nhóm cacboxyl và do đó là các axit cacboxylic đơn chức.
Axit oxalic là axit cacboxylic duy nhất được liệt kê có chứa nhiều hơn một nhóm cacboxyl trong cấu trúc hóa học của nó. Do đó, sự lựa chọn câu trả lời đúng là B.
Tên danh pháp IUPAC của Axit Cacboxylic
Axit cacboxylic cũng cần phải được đặt tên theo một hệ thống đặt tên quốc tế để chúng ta có thể dễ dàng nhận ra chúng khi đọc các tài liệu nước ngoài. Bằng cách sử dụng hệ thống phân loại của Liên minh Quốc tế về Hóa học cơ bản và Hóa học ứng dụng (IUPAC).
- Hãy nhớ lại cách đọc tên danh pháp của ankan bằng cách sử dụng hệ thống IUPAC. Bao gồm:
- Việc xác định chuỗi carbon dài nhất trong phân tử trước tiên. Miền chuỗi carbon dài nhất này đôi khi được gọi là chuỗi Cacbon mẹ. Các nhóm thế sau đó được gán một số cho biết chúng được liên kết với phần nào của chuỗi gốc.
- Nguyên tắc tương tự cũng áp dụng cho việc đặt tên axit cacboxylic bằng cách sử dụng danh pháp IUPAC, ngoại trừ đầu cuối “ e ” của tên ankan sẽ được thay thế bằng “oic acid ”.
Ví dụ: Tên IUPAC cho ankan hai cacbon được gọi là ethane. Vì vậy tên IUPAC cho axit carboxylic hai cacbon là ethanoic acid. Cấu trúc và sơ đồ đánh số cho ethane và ethanoic acid được hiển thị bên dưới.
Một số quy tắc khi đặt tên danh pháp IUPAC của axit cacboxylic
Quy tắc số 1: Xác định số nguyên tử cacbon trong chuỗi chính
Xem Bảng dưới đây cho thấy cấu trúc và tên của một số acid carboxylic phổ biến. Bạn sẽ nhận thấy rằng các thuật ngữ gốc cho biết có bao nhiêu nguyên tử carbon được chứa trong miền chuỗi gốc.
Ví dụ: Thuật ngữ gốc “ethane” chỉ ra rằng phân tử chứa hai nguyên tử cacbon chuỗi chính và thuật ngữ gốc propan – và butan – chỉ ra rằng các phân tử chứa ba và bốn nguyên tử cacbon chuỗi chính. Tất cả các tên phân tử đều được kết thúc bằng hậu tố -oic acid để cho thấy rằng có một nhóm chức carboxyl ở nguyên tử cacbon C-1.
Điều quan trọng cần nhận ra ở đây là các thuật ngữ gốc propane và butane cũng chỉ ra rằng chuỗi gốc chứa các liên kết carbon-carbon đơn lẻ.
Chúng ta phải sử dụng các thuật ngữ gốc hơi khác nếu chúng ta muốn chỉ ra rằng miền chuỗi gốc chứa ít nhất một liên kết đôi cacbon-cacbon. Chúng ta phải sử dụng các thuật ngữ gốc được lấy từ các tên phân tử anken, chẳng hạn như các thuật ngữ gốc propen – hoặc buten -.
Bảng cho biết cách propen – gốc được sử dụng với hậu tố – axit oic để chỉ ra rằng chuỗi gốc của phân tử acid carboxylic chứa ba nguyên tử cacbon mạch chính và một liên kết đôi cacbon–cacbon.
Quy tắc số 2: Cách đọc tên axit cacboxylic khi mạch cacbon chính là mạch vòng benzen
Khi một axit cacboxylic chứa một vòng bão hòa hoặc không bão hòa, tên IUPAC thường chứa thuật ngữ “axit cacboxylic” sau tên IUPAC của hợp chất tuần hoàn. Định nghĩa này có thể được hiểu bằng cách kiểm tra tên của axit benzoic trong bảng dưới.
Hệ thống chứa một vòng benzen có một nhóm thế nhóm cacboxyl duy nhất. Tên IUPAC có hệ thống cho phân tử này là axit benzen cacboxylic: C6H5COOH
Giải thích chuyên sâu: Thuật ngữ gốc -benzen (C6H6) chứng tỏ phân tử chứa vòng benzen không no và nhóm -cacboxylic (COOH) chỉ ra rằng vòng chứa một nhóm chức carboxyl duy nhất.
Quy tắc số 3: Dùng số đếm để biểu thị nơi mạch cacbon phân nhánh
Khi đặt tên cho các axit cacboxylic có số lượng phân nhánh lớn hơn 1, hoặc những axit có chứa các nhóm thế khác. Vị trí của nhóm thế được biểu thị bằng một số tương ứng với nguyên tử cacbon dọc theo chuỗi nguyên tử cacbon dài nhất mà nhóm thế nằm trên đó.
Ví dụ 2: Xác định cấu trúc của phân tử axit 3-Metylbutanoic
Xét các phân tử sau:
Câu trả lời
Tên axit 3-metylbutanoic chứa gốc butan và hậu tố -axit oic. Gốc Butan chỉ ra rằng chuỗi carbon dài nhất chứa bốn nguyên tử carbon .Điều này loại trừ các phân tử B, C, E và F vì chuỗi gốc của chúng không phải là chuỗi bốn nguyên tử carbon.
Tiếp theo, Tiền tố 3-metyl trong 3-metylbutanoic chỉ ra rằng phân tử này có một nhóm metyl (CH3) ở vị trí nguyên tử cacbon số 3. Trong khi Đáp án D lại là một nhóm metylen (CH2–). Điều này loại trừ được đáp án D. CH3COOHCH2
Lựa chọn (A) là phân tử duy nhất chứa nhóm cacboxyl (-COOH), thoả mãn đầy đủ chuỗi gốc bốn cacbon và nhóm metyl ở nguyên tử cacbon số 3 (C-3). => Lựa chọn (A) là chính xác.
Ở phẩn tiếp theo chúng ta sẽ xem xét #2 Các tính chất vật lý của axit cacboxylic.
