4. Способы получения карбоновых кислот

4.1. Окисление органических веществ. Одноосновные алифатические кислоты получают в результате окисления всевозможных органических веществ. Окислением первичных спиртов и альдегидов получают карбоновые кислоты с тем же числом атомов углерода. Окисление кетонов сопровождается разрывом связи С-С и образуется смесь кислот с меньшим числом атомов углерода. Окислителями служат кислород воздуха, Ag₂O, Cu(OH)₂, KMnO₄, K₂Cr₂O₇ и др.

4.1.1. Окисление альдегидов:

2RCHO + O₂  2RCOOH

4.1.2. Окисление спиртов:

RCH₂OH + O₂  RCOOH + H₂O

4.1.3. Окисление углеводородов:

2C₄H₁₀ + 5O₂  4CH₃COOH + 2H₂O

Насыщенные углеводороды могут быть подвергнуты деструктивному окислению с образованием смеси продуктов, в том числе и карбоновых кислот. Окисление боковой цепи жирно-ароматических углеводородов либо многоядерных ароматических углеводородов приводит к ароматическим карбоновым кислотам; например, фталевая кислота получается окислением о-ксилола или нафталина.

4.2. Реакция карбонирования (действие оксида углерода (II) на металлорганические соединения). Чаще всего для этой реакции применяются в качестве исходных веществ натрий- или литийорганические (реактивы Ванклина) и смешанные магнийорганические (реактивы Гриньяра) соединения.

CH₃-Na + CO₂  CH₃COONa

R-MgI + CO₂  R-COOMgI

R-Li + CO2  R-COOLi + H2O  R-COOH + LiOH

R-Mg-Br + CO2  R-COOMgBr + HCl  R-COOH + MgBrCl

При действии на соли воды и минеральных кислот получают карбоновые кислоты.

CH₃COONa + H₂SO_{4 конц}.  CH₃COOH + NaHSO₄

4.3. Гидролиз нитрилов карбоновых кислот. Нитрилы получают взаимодействием галогенопроизводных углеводородов с цианистым натрием:

RCI + NaCN  RCN  RCOOH.

4.4. Декарбоксилирование двух- и трехосновных карбоновых кислот. При нагревании двух- и трехосновных карбоновых кислот, у которых оба (или три) карбоксила находятся при одном и том же атоме углерода , получают одноосновные карбоновые кислоты. Из малоновой кислоты CH₂(COOH)₂ и ее гомологов можно получить уксусную кислоту и ее гомологи. Декарбоксилированием щавелевой кислоты можно получить муравьиную кислоту.

CH₂(COOH)₂  CH₃COOH + CO₂

4.5. Гидролиз трехгалогенных (три атома галогена при одном атоме углерода) производных углеводородов.

R-CBr₃ + 2H₂O  R-COOH + 3HBr

4.6. Прямые методы введения карбоксильной группы.

4.6.1. Оксосинтез. Процесс проводят при температуре 400^оС и давлении 200 атм. Катализаторами процесса могут являться тетракарбонилы никеля.

CH₃-CH=CH₂ + CO + H₂O  CH₃CH₂CH₂COOH + CH₃CH(CH₃)COOH

масляная кислота изомасляная кислота

4.6.2. Реакция Фридела-Крафтса.

[AlCl₃]

C₆H6 + COCl₂  C₆H₅-COOCl + H₂O  C₆H₅-COOH

бензол фосген

4.7. Одновременное введение карбоксильной группы и двойной связи.

(CH₃)₂CH=O + HCN  CH₂=C(CH₃)-COOH

4.8. Получение из натуральных продуктов. Некоторые карбоновые кислоты получают из природных продуктов. Так, щелочным гидролизом (омылением) жиров получают соли высших жирных кислот (мыла) и глицерин. Лимонную кислоту получают из ботвы хлопчатника и из стеблей махорки (после выделения из них никотина). Многие карбоновые кислоты получают сбраживанием углеводов в присутствии бактерий определённого вида (маслянокислое, молочнокислое, лимоннокислое и др. виды брожения).