K.k. i derivati

KARBOKSILNE KISELINE
▪ Karboksilne kiseline su organska jedinjenja koja u
svojoj strukturi sadrže karboksilnu grupu
(funkcionalna grupa u kojoj je hidroksilna grupa
vezana za karbonilni C–atom):
: O:
C
karboksilna kiselina
RCOOH
..
OH ..
karboksilna
grupa
O
R CO 2
H C
R
OH
R = H
alkil-grupa
aril-grupa
heterociklicni ostatak
▪ Naziv karboksilna grupa nastaje sažimanjem
naziva karbonil i hidroksil.
Podela karboksilnih kiselina
1) U zavisnosti od ugljovodoničnog ostatka za koji je
vezana karboksilna grupa razlikujemo:
alifatične k.k. opšte formule RCOOH
aromatične k.k. opšte formule ArCOOH
heterociklične k.k.
▪ Ako ugljovodonični ostatak sadrži nezasićenu
vezu, to su nezasićene k.k.
2) Prema broju karboksilnih grupa razlikujemo:
monokarboksilne k. (monokiseline)
dikarboksilne k. (dikiseline)
polikarboksilne k. (polikiseline).
1
OPADAJUĆI PRIORITETI NEKIH
FUNKCIONALNIH GRUPA
Klasa
jedinjenja
Sufiks Prefiks Primer
1 Katjoni -onijum -onio-
2
Karboksilne
kiseline
Anhidridi
karb.k.
-ska
kiselina
anhidrid
-ske k.
+ NH 4
amonijum
: O:
..
karboksi- CH 3
C OH ..
etanska k.
: O: : O:
..
CH 3
C O..
C CH 3
3
–––
anhidrid
etanske k.
: O:
..
4 Estri alkil-oat alkoksikarbonil- CH 3
C O..
CH 3
metil-etanoat
5
: O:
Alkanoil- -oil-
..
halogenkarbonil- CH C Cl
-halogenidi -halogenid
3 .. :
etanoil-hlorid
: O: ..
6 Amidi -amid karbamoil- CH 3
C NH 2
etanamid
CH C N
7 Nitrili -onitril cijano-
3
CH 2
:
propanonitril
: O:
8 Aldehidi -al formil- CH 3
CH 2
C H
propanal
: O:
9 Ketoni -on okso- CH 3
C CH 3
propanon
2

OPADAJUĆI PRIORITETI NEKIH
FUNKCIONALNIH GRUPA – NASTAVAK
Klasa
jedinjenja
10 Alkoholi
Fenoli
-ol
Sufiks Prefiks Primer
hidroksi-
CH 3
CH 2
CH 2
1-propanol
11 Tioli -tiol merkapto-
CH 3
CH 2
CH 2
1-propantiol
..
12 Amini -amin amino- CH 3
CH 2
CH 2
NH 2
1-propanamin
13 Etri -etar
14 Sulfidi -sulfid
alkoksi-
oksa-
alkiltio-
tia-
15 Alkeni -en alkenil-
16 Alkini -in alkinil-
17 Halogenidi -halogenid halo-
18 Nitro ––– nitro-
19 Alkani -an alkil-
OH
..
..
SH
..
..
3
..
CH 3
CH 2
O..
CH 2
CH 3
etoksietan
dietil-etar
..
CH 3
S..
CH 3
dimetil-sulfid
H CH 3
C C
H H
propen
CH 3
C C CH 3
2-butin
..
CH 3
CH 2
CH 2
Br .. :
1-brompropan
CH 3
CH 2
CH 2
NO 2
1-nitropropan
CH 3 CH 2 CH 3
propan
NOMENKLATURA KARBOKSILNIH KISELINA
1) Uobičajena (trivijalna) imena ukazuju na
prirodne izvore iz kojih su kiseline prvobitno
izolovane ili na industrijske načine dobijanja.
▪ Kiseline sa razgranatim lancem dobijaju imena od
imena kiselina kojima pripada najduži lanac.
▪ Položaj supstituenata u odnosu na –COOH grupu
se označava grčkim slovima: α, β, γ, δ itd.
▪ α–C–atom je prvi C do –COOH grupe.
▪ Prostije kiseline se mogu posmatrati kao
supstituisane sirćetne kiseline.
2) IUPAC–ovim sistemom imena k.k. izvode se
dodavanjem završetka –ska kiselina imenu
ugljovodonika sa istim brojem C–atoma uključujuči i
–COOH grupu (najduži niz C–atoma u kome se
nalazi –COOH grupa, a koji uključuje najveći broj
drugih funkcionalnih grupa).
▪ Položaj supstituenata u odnosu na –COOH grupu
se označava brojevima.
▪ Karboksilni C–atom je uvek C–1!!!
▪ –COOH grupa je funkcionalna grupa najvišeg
prioriteta!
▪ Zasićene ciklične kiseline imenuju se kao
cikloalkankarboksilne kiseline.
▪ U ovim jedinjenjima i aromatičnim k.k. C–atom
vezan za –COOH grupu je C–1!
▪ Dikarboksilne kiseline se imenuju kao dikiseline.
4

5
6
Struktura
HCOOH
CH 3 COOH
CH 3 CH 2 COOH
IUPAC–
ovo ime
metanska
kiselina
etanska
k.
propanska
k.
CH 3 (CH 2 ) 2 COOH butanska
k.
CH 3 (CH 2 ) 3 COOH pentanska
k.
CH 3 (CH 2 ) 4 COOH heksanska
k.
Uobičajeno
(trivijalno)
ime
mravlja
kiselina
sirćetna
k.
propionska
k.
buterna
k.
valerijanska
k.
kapronska
k.
Izvor
(poreklo)
sekret
žlezda
mrava
(formica,
lat. mrav)
sirće
(acetum,
lat. sirće)
mlečni
proizvodi
(pion,
grč.
mast)
buter
(posebno
užegli)
(butyrum,
lat. buter)
koren
biljke
valerijana
miris
kozjeg
loja
(caper,
lat. koza)
Struktura
CH 3 CH 2 CHCOOH
CH 3
IUPAC–ovo ime
γ β α
4 3 2 1
2-metilbutanska
CH 3
5 4
3 2 1
CH 3 CH 2 CHCHCOOH
γ β α
δ
CH 3
CH 2 CH 2 CHCOOH
Cl
CH 3
kiselina
2,3-dimetilpentanska
k.
CH 3 CHCOOH
OH
γ β α
4 3 2 1
4-hlor-2-metilbutanska
k.
β α
3 2 1
2-hidroksipropanska
k.
Uobičajeno
(trivijalno) ime
α-metilbuterna
kiselina
α,β-dimetilvalerijanska
k.
γ-hlor-α-metilbuterna
k.
α-hidroksipropionska
k.
(mlečna k.)
CH 2
COOH feniletanska k. fenilsirćetna k.
H 2
C CH COOH propenska k. akrilna k.
2-metil-
C H 2
CH 3 CH
CH 3
C COOH
CHCOOH
CH
CHCOOH
propenska k.
2-butenska k.
(cis- i trans-)
3-fenilpropenska
k.
(cis- i trans-)
metakrilna k.
krotonska k.
cimetna k.

O
CH 3
CCHCH 2
CH 2
COOH
CH 2
CH 2
CH 3
5-okso-4-propilheksanska kiselina
COOH
O
4-oksocikloheksankarboksilna
kiselina
N
COOH
benzenkarboksilna kiselina
(benzoeva kiselina)
COOH
COOH
NH 2
COOH
COOH
2-aminobenzenkarboksilna
kiselina
(o-aminobenzoeva kiselina,
antranilna kiselina)
Cl
Br
COOH
N H 2
1-brom-2-hlorciklopentankarboksilna
kiselina
O
5-butil-6-heptenska kiselina
(ne 5-etenilnonanska kis.)
OH
OH
COOH
COOH
COOH
4-amino-2-hidroksibenzenkarboksilna
kiselina
(tereftalna kiselina)
7
Struktura
HOOC–COOH
HOOCCH 2 COOH
IUPAC–
ovo ime
etan-
-dikiselina
propan-
-dikiselina
HOOC(CH 2 ) 2 COOH butan-
-dikiselina
HOOC(CH 2 ) 3 COOH pentan-
-dikiselina
HOOC(CH 2 ) 4 COOH heksan-
-dikiselina
HOOC
H
H
HOOC
COOH
H
COOH
H
COOH
COOH
1,2-benzendikarboksilna
kiselina 1,3-
(ftalna kiselina)
(izoftalna kiselina)
1,4-
cis-2-
buten-
-dikiselina
trans-2-
buten-
-dikiselina
Uobičajeno
(trivijalno)
ime
oksalna
kiselina
malonska
k.
ćilibarna
k.
glutarna
k.
adipinska
k.
maleinska
k.
fumarna
k.
8
Izvor
(poreklo)
(oksus, lat.
oštar,
kiselo)
oksidacija
jabučne k.
(acidum
malicum)
destilat
ćilibara
(succinum,
lat. ćilibar)
oksidacija
masti ili
masnih k.
(adeps, lat.
mast)
biljka
fumaria
(fumus, lat.
dim)
piridin-3-karboksilna kiselina
(nikotinska kiselina)

STRUKTURA I FIZIČKE OSOBINE
KARBOKSILNIH KISELINA
H 124,1 o
1,202 A o
111 o C O
124,9
1,343 A o o
O 106,3 o
0,972 A o
1,097 A o
H
Molekulska struktura mravlje kiseline
Planaran molekul sa približnim rasporedom
jednakostranicnog trougla oko karbonilnog C.
▪ K.k. su POLARNA jedinjenja – prisustvo
polarizovane karbonilne i hidroksilne grupe!
▪ K.k. imaju veoma visoke T t i T klj zbog mogućnosti
obrazovanja intermolekulske vodonične veze u
čvrstom i tečnom stanju – dimeri:
R
..
.. O.
. . . . . . . H O:
C
C
: O..
H. . . . . . ..
.. O. .
dimer
▪ T klj k.k. su:
□ više od T klj UGLJOVODONIKA slične
molekulske mase (RCOOH su polarna jedinjenja)
□ više od T klj ALKOHOLA slične molekulske mase
(RCOOH grade jače vodonične veze).
R
9
Jedinjenje CH 3 CH 2 COOH CH 3 (CH 2 ) 2 CH 2 OH CH 3 (CH 2 ) 3 CH 3
T klj (°C) 141 118 36
▪ Niže k.k. su dobro rastvorne u vodi zbog
mogućnosti obrazovanja intermolekulskih
vodoničnih veza sa molekulima vode:
R
.. H
O . . . ... ..
H .. O .
C
: O H . ..
. . ... ..
O
H
..
H
▪ Rastvorljivost opada sa povećanjem hidrofobnog
dela moleklula – granica rastvorljivosti je kod k.k. sa
5 C–atoma.
▪ Kiseline sa:
1–3 C–atoma – tečnosti oštrog mirisa, dobro
rastvorne u vodi,
4–9 C–atoma – uljaste tečnosti, neprijatnog
mirisa, slabo rastvorne u vodi,
10 i više C–atoma – čvrste supstance,
nerastvorne u vodi, bez mirisa usled male
isparljivosti.
10

SINTEZA KARBOKSILNIH KISELINA
1. Reakcije oksidacije
▪ Najvažniji postupci za dobijanje k.k. posebno u
industrijskim razmerama.
1.1. Primarnih alkohola i aldehida
▪ Direktno iz alkohola ili iz aldehida oksidacijom se
dobija kiselina sa istim brojem C–atoma.
RCH 2
OH
[O]
1 o alkohol aldehid
R = alkil- ili aril-grupa
[O] a) K 2
Cr 2
O 7
/H 2
SO 4
RCHO
[O]
b) CrO 3
/H 2
SO 4
c) KMnO 4
/H 2
SO 4
ili NaOH/H 2
O
(kisela ili bazna sredina)
d) HNO 3
RCOOH
karboksilna
kiselina
CH 2
CH 3
CH 2
CH 3
KMnO 4
CH 3 (CH 2 ) 3 CHCH 2 OH
CH 3 (CH 2 ) 3 CHCOOH
NaOH/H 2
O
2-etil-1-heksanol
2-etilheksanska k.
1.2. Nezasićenih ugljovodonika
▪ Energična oksidacija – niz C–atoma se raskida na
mestu gde se nalazi nezasićena veza.
11
1.3. Alkilbenzena (arena)
▪ Energična oksidacija – alifatični bočni niz
alkilbenzena je osetljiv na oksidaciju bez obzira na
veličunu.
▪ Ovum procesom se raskidaju veze u benzilnom
položaju:
Ar
C
H
[O]
ArCOOH
Benzilni položaj!!!
CH 3
CH 2
CH 3
COOH
KMnO 4
H + , ∆
[O] a) K 2
Cr 2
O 7
/H 2
SO 4
b) KMnO 4
/H 2
SO 4
ili NaOH/H 2
O
(kisela ili bazna sredina)
c) razbl. HNO 3
COOH
1-etil-3-metilbenzen 1,3-benzendikarboksilna k.
(izoftalna k.)
K 2
Cr 2
O 7
/H 2
SO 4
(CH 3
) 2
CH C(CH 3
) 3
HOOC
C(CH 3
)
∆
3
1-terc-butil-4-izopropilbenzen 4-terc-butilbenzenkarboksilna k.
(p-terc-butilbenzoeva k.
12
KMnO 4
CH 3
CH CHCH 2
CH 3
H + CH
, ∆ 3 COOH + CH 3 CH 2 COOH
2-penten
etanska k. propanska k.
(sircetna k.) (propionska k.)
KMnO 4
C CCH 3
COOH
H + CH
, ∆ 3
COOH +
1-propinilbenzen
1,2,3,4-tetrahidronaftalen
razbl HNO 3
∆
COOH
COOH
1,2-benzendikarboksilna k.
(ftalna k.)

1.4. Ketona
▪ Energična oksidacija – dolazi do raskidanja veze
sa obe strane karbonilne grupe – nastaje smeša
proizvoda.
CH 3
CH 2
a
O
HNO 3
, ∆
C CH 2
CH 2
CH 2
CH 3
CH 3 COOH + CH 3 (CH 2 ) 3 COOH
ili
KMnO 4
/H 2
SO 4
, ∆
b
a
3-heptanon
+
CH 3 CH 2 COOH + CH 3 (CH 2 ) 2 COOH
13
C H 3
CH 3
C Br
CH 3
-
OH /H 2
O
∆
H 3
C
C CH 2
H 3
C
NaCN
CH 3
CH 2
CH 2
CH 2
Br CH 3
CH 2
CH 2
CH 2
CN CH 3
CH 2
CH 2
CH 2
COO -
1-brombutan S N
2 pentanonitril so pentanske k.
-
Pažnja: CN je jaka baza - RX mora biti 1 o !
NaCN
E2
2-brom-2-metilpropan
(terc-butil-bromid)
2-metilpropen
+
H /H 2
O
CH 3
CH 2
CH 2
CH 2
COOH
pentanska k.
14
b
2. Hidroliza nitrila
▪ Alifatične i aromatične k.k. se mogu dobiti iz nitrila.
R
CN
ili
Ar CN
+
H /H 2
O
∆
-
OH /H 2
O
∆
R
COOH
ili
Ar COOH
+ NH 4
+
-
R COO + NH 3
ili
-
Ar COO
CH 2
Cl CH 2
CN +
CH 2
COOH
NaCN
H /H 2
O
(hlormetil)benzen feniletanonitril
feniletanska k.
(benzil-hlorid)
(fenilacetonitril)
(fenilsircetna k.)
CH 3
CH 3
+ -
NH 2
N 2
Cl
NaNO 2
, HCl, H 2
O
CuCN
0-5 o C
(o-toluidin)
∆
(o-toluendiazonijum-hlorid)
CH 3
(o-tolunitril)
∆
+
H /H 2
O
CN
CH 3
COOH
2-metilbenzenkarboksilna k.
(o-metilbenzoeva k.)

3. Karboksilovanje Grignard–ovih reagenasa
▪ Grignard–ovi reagensi reaguju sa ugljendioksidom
(CO 2 ) veoma slično kao sa karbonilnim jedinjenjima.
▪ Reakcija se izvodi:
□ uvoñenjem gasovitog CO 2 u etarski rastvor
Grignard–ovog reagensa ili
□ izlivanjem Grignard–ovog reagensa na "suvi
led" (čvrst CO 2 ).
▪ Nastaje so k.k. koja protonovanjem sa razbl.
mineralnom kiselinom daje k.k.
δ _
..
..
: O
-
:
+
O : MgX +
δ _ δ + H /H 2
O
δ
R MgX +
+ aps. etar
C
R C
- XMgOH
: O:
O
Grignard-ov
reagens
δ _
ili
- +
Ar COO MgX
ili
Ar MgX
so karboksilne kis.
R
Ar
ili
COOH
COOH
15
4. Hidroliza trihalogenskih derivata
▪ Reaguju trihalogenski derivati alkana i arena.
- OH
OH , H 2
O
- H 2
O
R CCl 3
R C OH R COOH
ili
OH
ili
Ar CCl 3
Ar COOH
ili
Ar C(OH) 3
HO
OH
CH 3
CCl 3 -
C
COOH
Cl 2
OH , H 2
O
- H
OH 2
O
hν
ili
metilbenzen trihlormetilbenzen
benzenkarboksilna k.
(toluen)
∆
fenilmetantriol
(benzo-trihlorid)
(benzoeva k.)
5. Hidroliza derivata karboksilnih kiselina
▪ K.k. se mogu dobiti hidrolizom svojih derivata.
16
-
Br MgBr COO + MgBr COOH
+
H /H 2
O
Mg CO 2
aps. etar
(p-sek-butilbenzoeva k.)
1-brom-4-(1-metilpropil)-
benzen
(p-brom-sek-butilbenzen)
4-(1-metilpropil)benzenkarboksilna
k.
+
Mg CO 2
- + H /H 2
O
Cl MgCl COO MgCl COOH
aps. etar
2-hlor-2-metilbutan
2,2-dimetilbutanska k.
RX može biti 1 o , 2 o ili 3 o alkil-halogenid!

17
HEMIJSKE OSOBINE KARBOKSILNIH KISELINA
Kiselost
▪ Najvažnija osobina k.k. je njihova kiselost.
▪ Jonizacija k.k. u vodenom rastvoru: 1
RCOOH + H 2
O
K e
-
RCOO + H 3
O +
kiselina baza konjugovana
baza
konjugovana
kiselina
▪ U stanju ravnoteže, izraz za K e je:
K e
=
[RCOO
-
] [H 3
O + ]
[H 2
O] [RCOOH]
▪ Izraz za konstantu kiselosti,K a je: 2
K a
= [H 2
O]K e
=
[RCOO
-
] [H 3
O + ]
[RCOOH]
▪ Merilo za jačinu kiselosti:
□ K a (što je vrednost K a veća, kiselost je veća),
□ pK a = –logK a (što je vrednost pK a manja,
kiselost je veća).
▪ Za k.k. K a ≈ 10 –4 –10 –5 (pK a ≈ 4–5).
1 ▪ U vodenom rastvoru molekul k.k. (RCOOH, nejonizovani
molekul) je u ravnoteži sa karboksilatnim anjonom (RCOO – ) i
protonom (H + ), odnosno, hidronijum jonom (H 3 O + ).
▪ Kiselost k.k. izražena je ovom jednačinom (jonizacija k.k. u
vodenom rastvoru) i odgovarajućom konstantom ravnoteže K e .
2 ▪ Kako se radi o razblaženom vodenom rastvoru (k.k. slabo
jonizuje), to se može uzeti da je [H 2 O] = const.
18
▪ K.k. su kiselije od ostalih organskih jedinjenja koja
imaju kiseli H–atom:
RCOOH > H 2 O > ROH > HC≡CH > NH 3 > RH
Važno:
K.k. su kisele – mogu da disoju i daju H + .
K.k. su kiselije od ostalih organskih
jedinjenja koja imaju kiseli H–atom – u
–COOH grupi polarizacija C=O u neposrednoj
blizini –OH grupe olakšava disocijaciju!
Vrednosti K a k.k. se razlikuju – na
ravnotežu, koja je kvantitativno izražena
vrednošću K a , utiče struktura kiseline.
Struktura i kiselost k.k.
▪ Stabilnost molekula i jona zavisi od strukture i
elektronskih efekata!
RCOOH + H 2
O
K e
-
RCOO + H 3
O +
▪ Stanje ravnoteže zavisi od razlika u relativnoj
stabilnosti nejonizovane k.k. i karboksilatnog jona.
▪ Ravnoteže će biti pomerena "" (u pravcu
jonizacije kiseline) utoliko više ukoliko je:
□ stabilnost k.k. u nejonizovanom stanju manja
(njena sposobnost da jonizuje veća),
□ stabilnost nastalog karboksilatnog jona veća
(njegova težnja za primanjem H + manja).

R
H
C
O
H
alkohol
pK a
= 16-18
H
slabo kiseo
R
δ
O
C
δ +
_
O
H
karboksilna kiselina
pK a
= 4-5
▪ Disocijacija kod alkohola (slaba disocijacija):
ROH
-
RO + H
+
jako kiseo
▪ I za alkohol i za alkoksidni jon postoji samo po
jedna struktura – nema stabilizacije!
▪ Disocijacija kod k.k.:
..
O :
C ..
R O..
H
.. -
: O:
C +
R O..
H
k.k.
neekvivalentne
rez. strukture
R
R
..
O :
C .. -
O..
:
.. -
: O:
C
..
O..
karboksilatni
anjon
ekvivalentne
rez. strukture
+ H
+
19
Molekul k.k.
▪ U nedisosovanom molekulu k.k. deluju 2
elektronska efekta:
□ induktivni efekat (–I) – značajan
(destabilizuje molekul k.k.)
R
δ
O
C
δ +
_
k.k.
O
H
Jak -I efekat δ+ karbonilnog C-atoma
smanjuje stabilnost nedisosovanog molekula kiseline
jer olakšava izdvajanje H +
□ rezonancioni efekat (el. par sa O se pomera
duž π–veze) – manje značajan
(ide na ruku –I efektu jer omogućava lakše
izdvajanje H + )
.. .. -
O : : O:
.. -
: O:
C ..
C +
R O..
H
R O H C +
..
R O..
H
k.k.
neekvivalentne rez. strukture
Na kiseoniku je "+" šarža
(razdvajanje naelektrisanja)
što olakšava izdvajanje H +
20

Karboksilatni anjon
δ _
..
O :
C .. -
R δ + O..
:
karboksilatni anjon
ekvivalentne rez. strukture
.. -
: O:
C ..
R δ + O..
▪ Stabilnost karboksilatnog anjona jako povećana –
stabilizacija rezonancijom (oslobaña se E).
▪ "–" šarža je ravnomerno rasporeñena
(delokalizovana) na oba O–atoma.
▪ Da bi se H + ponovo asocirao treba dovesti E
ekvikalentnu E rezonancije!
H
R
o
1,20 A
C
C
O
O
O
_
1/2
_
1/2
δ _
p orbitala sa C
se preklapa jednako sa
p orbitalama sa dva O
(4 e - su rasporedjena
na 3 atoma)
1,26 A
H
o
C
O
_
R
C
Na +
O
O
_
21
Uticaj supstituenata na kiselost k.k.
▪ Kiselost k.k. povećavaju faktori koji povećavaju
stabilnost karboksilatnog anjona više nego
stabilnost kiseline!
G
akceptori
elektrona
C
O
O
_
(stabilizuju anjon)
povecavaju kiselost k.k.
1. ALIFATIČNE K.K.
G
C
donori
elektrona
O
O
_
(destabilizuju anjon)
smnjuju kiselost k.k.
Kiselina
pK a
HCOOH mravlja 3,75
CH 3 COOH sirćetna 4,76
ClCH 2 COOH hlorsirćetna 2,87
Cl 2 CHCOOH dihlorsirćetna 1,25
Cl 3 CCOOH trihlorsirćetna 0,65
O 2 N–CH 2 COOH nitrosirćetna 1,68
HO–CH 2 COOH
hidroksisirćetna
(glikolna)
3,83
22
o
1,36 A
OH
o
1,26 A
O

CH 3
H
δ
O
C O
δ +
mravlja k.
pK a
= 3,75
_
δ
O
C
δ +
_
pK a
= 4,76
O
sircentna k.
H
H
+
H +
+
H +
H
C
O
O
formijatni jon
CH 3
C
_
O
O
acetatni jon
Molekul srćetne k. je stabilniji od molekula
mravlje: prisutna CH 3 grupa svojim +I efektom
smanjuje δ+ na karbonilnom C (on slabije povlači e –
duž σ–veze).
Stabilnost acetatnog jona je smanjena (povećana
je njegova baznost) u odnosu na formijatni: prisutna
CH 3 grupa svojim +I efektom povećava "–" šaržu na
karbonilnom C (ceo anjon je destabilizovan i
olakšano je vezivanje H + ).
CH 3 COO – je jača baza od HCOO – , pa je
HCOOH jača kiselina od CH 3 COOH!
_
23
Cl
CH 2
_
δ
O
C
δ +
hlorsircentna k.
pK a
= 2,87
O
H
+
H +
Cl
CH 2
hloracetatni jon
Molekul hlorsrćetne k. je manje stabilan od
molekula mravlje: prisutni Cl svojim –I efektom
povećava δ+ na karbonilnom C (on jače povlači e –
duž σ–veze).
Stabilnost hloracetatnog jona je povećana
(smanjena je njegova baznost) u odnosu na
formijatni: usled –I efekta Cl "–" šarža nije
skoncentrisana samo na atomima O nego je
delimično raspršena i na ostale atome u nizu.
ClCH 2 COO – je slabija baza od HCOO – , pa je
ClCH 2 COOH jača kiselina od HCOOH!
: O:
+
N
_
: O..
:
_
δ
O
: O:
O
+
+
CH 2 C O H H + N CH 2
C
δ +
_
: O..
:
nitrosircentna k.
O
anjon nitrosircetne k.
pK a
= 1,68
▪ Anjon nitrosirćetne k. je stabilniji (slabija baza) od
anjona hlorsirćetne k.: –NO 2 grupa je zbog "+" šarže
na N elektronegativnija (jači –I) i jače privlači e – od
Cl.
O 2 NCH 2 COO – je slabija baza od ClCH 2 HCOO – , pa
je O 2 NCH 2 COOH jača kiselina od ClCH 2 COOH!
C
O
O
_
24
_

HO
CH 2
_
δ
O
C
δ +
hidroksisircentna k.
pK a
= 3,83
O
H
+
H +
HO
CH 2
C
anjon hidroksisircetne k.
▪ Anjon hidroksisirćetne k. je stabilniji (slabija baza)
od anjona sirćetne k.: usled –I efekta –OH grupe "–"
šarža nije skoncentrisana samo na atomima O nego
je delimično raspršena i na ostale atome u nizu.
HOCH 2 COO – je slabija baza od CH 3 COO – , pa
je HOCH 2 COOH jača kiselina od CH 3 COOH!
▪ Induktivni efekat opada sa rastojanjem (gotovo je
zanemarljiv ako se njegov uticaj posmatra preko više
od 4 C atoma).
Kiselina
pK a
CH 3 CH 2 CH 2 COOH buterna 4,82
CH 3 CH 2 CH(Cl)COOH α-hlorbuterna 2,86
CH 3 CH(Cl)CH 2 COOH β-hlorbuterna 4,05
ClCH 2 CH 2 CH 2 COOH γ-hlorbuterna 4,53
▪ Poredak kiselosti halogen supstituisanih k.k. slične
strukture je u skladu sa relativnim –I efektom atoma
halogena (veća elektronegativnost jači –I efekat)!
Kiselina
pK a
FCH 2 COOH fluorsirćetna 2,56
ClCH 2 COOH hlorsirćetna 2,87
BrCH 2 COOH bromsirćetna 2,9
ICH 2 COOH jodsirćetna 4,17
O
O
25
_
2. NEZASIĆENE ALIFATIČNE K.K.
▪ Kiselost k.k. zavisi od vrste hibridizacije C–atoma
za koji je vezana –COOH grupa!
Hibridna
orbitala
Udeo s–
orbitale
sp 3 1/4
sp 2 1/3
sp 1/2
Što je u hibridnoj orbitali
veći udeo s–orbitale
elektroni su bliže jezgru
(javlja se induktivan efekat
privlačenja elektrona ka
jezgru C–atoma).
▪ Elektronegativnost hibridizovanih C–atoma
opada u nizu: Csp > Csp 2 > Csp 3
Kiselina
pK a
COOH
3 propionska 4,78
CH 3
CH 2
sp
H 2
C CH COOH
sp 2
HC
C COOH
sp
akrilna 4,25
propiolna 1,79
▪ Akrilna k.: nasuprot –I efektu Csp 2 deluje +R
efekat (povećana el. gustina na karbonilnom O) koji
smanjuje kiselost:
_
.. δ
.. _
O:
: O:
+
H 2
C CH C OH CH 2
CH C OH
δ +
+R efekat C=C veze
▪ Meñutim, kako –I efekat Csp 2 preovlañuje nad +R ef.
C=C veze, akrilna k. je ipak nešto jača k. od propionske.
▪ Propiolna k.: +R efekat postoji i kod C≡C veze ali je
zanemarljiv u odnosu na jak –I efekat Csp.
26

3. BENZOEVA
I SUPSTITUISANE BENZOEVE K.
▪ U nedisosovanom molekulu benzoeve k. deluju 2
elektronska efekta:
□ induktivni efekat (–I) Csp 2 – povećava kiselost
(olakšava izdvajanje H + – destabilizuje molekul)
δ
O
C
δ +
sp 2
pK a
= 4,20
_
□ rezonancioni efekat (+R) benzenovog prstena
– smanjuje kiselost
(povećana el. gustina na karbonilnom O i tako
otežava izdvajanje H + – stabilizuje molekul)
C
O
..
O : +
OH
C
H
.. - : O :
OH
27
Benzoeva kiselina je jača kiselina od svog
zasićenog analoga: cikloheksankarboksilne
kiseline!
COOH
COOH
<
sp 3 sp 2
pKa 4,87 4,20
Cikloheksankarboksilna k.
• –COOH grupa je vezana za Csp 3 cikloheksilgrupa
je donor elektrona (+I) ka –COOH grupi.
Benzoeva k.
• –COOH grupa je vezana za Csp 2 zbog Csp 2
preko koga je vezana za –COOH grupu, fenilgrupa
je ovde, poput C=C veze (npr. kod akrilne
k.) slabiji elektron donor ka –COOH grupi nego
zasićeni (Csp 3 ) C–atom
–I efekat Csp 2 preovlañuje nad +R
efektom!
28
.. -
O :
-
: O
.. :
+
C
:
+
OH
C
OH
Važno: Da bi došlo do
rezonancije –COOH grupa
i fenilno jezgro moraju biti u
koplanarnom položaju!
. .
. .
. .
.
C
.
O
OH

Z
COOH
pK a
Supstituent p-
N
+
_
: O..
:
H 4,20
NO 2 3,44
OH 4,58
p-nitrobenzoeva k.
..
: O
: O:
_ ..
: O:
+
H +
..
: O
N
+
_
: O..
:
..
: O
N
+
_
: O..
:
..
HO..
O δ
C
δ +
-I efekat NO 2
grupe
O δ
C
δ +
-I efekat OH grupe
: O:
C OH
N + C OH
_
+
: O .. :
-R efekat NO 2
grupe
narocito povoljno!
(povecanje δ + na karb. C-atomu)
O
_ ..
: O:
O
C
_
N + C
_
_
+
O
: O .. :
O
anjon p-nitrobenzoeve k.
narocito
(-R i -I ef. NO 2
grupe deluju u istom smeru) povoljno!
p-hidroksibenzoeva k.
..
..
O: : O
..
+
HO..
C OH HO..
C
+R efekat OH grupe
(povecana el. gustina na
karb. O)
O
O
_
H + .. +
_
+ ..
C
_
HO
HO..
: C
_
:
_
_
OH
O
O
anjon p-hidroksibenzoev k.
narocito nepovoljno!
(+R i -I ef. OH grupe deluju u suprotnim smerovima, +R je daleko jaci)
p-Nitrobenzoeva k. je jača od p-hidroksibenzoeve k. jer je
• molekul p-nitrobenzoeve k. manje stabilan,
• anjon p-nitrobenzoeve k. stabilniji.
O
O
H
H
29
4. DIKARBOKSILNE K.
▪ Dikarboksilne k. koje imaju –COOH grupe na
krajevima ugljovodoničnog lanca:
Kiselina pK a1 pK a2
HOOC–COOH oksalna 1,27 4,28
HOOCCH 2 COOH malonska 2,85 5,70
HOOC(CH 2 ) 2 COOH ćilibarna 4,19 5,64
HOOC(CH 2 ) 3 COOH glutarna 4,35 5,42
▪ Dikarboksile k. imaju 2 K a pri čemu je K a1 > K a2
(teže je ukloniti H + iz anjona nego iz neutralnog
molekula)
HOOC
pentan-dikiselina
COOH
K a1
+
H +
_
H +
OOC
+
_
OOC
K a2
COOH
▪ Dve –COOH grupe meñusobno utiču jedna na
drugu svojim –I efektom (sa rastojanjem se
smanjuje).
▪ Jak –I efekat jedne –COOH grupe omogućava
lakše odvajanje H + iz druge.
H
O
_
δ
O
C
δ+
HOOC
_
δ
O
C
δ+
O
H
H
O
_
δ
O
C
δ+
_
δ
O
C
δ+
CH 3
COOH pK a
= 4,76 (K a
= 1,75 x 10 -5 )
COOH
pK a1
= 1,27 (K a1
= 5400 x 10 -5 )
pK a2
= 4,28 (K a2
= 5,2 x 10 -5 )
O
COO
_
H
30

KARAKTERISTIČNE REAKCIJE K.K.
1. Reakcije zamene (supstitucije) protona –
KISELOST
▪ Nastaju soli k.k. – sve su rastvorne u vodi!
1.1. Reakcije sa metalima
2CH 3
COOH + Zn (CH 3
COO) 2
Zn + H 2
etanska k. cink-etanoat
(sircetna k.)
(cink-acetat)
2H + + Zn H 2
+ Zn 2+
1.2. Reakcije sa hidroksidima
CH 3
COOH + NaOH
etanska k.
(sircetna k.)
H 2
O
- +
CH 3
COO Na + H 2
O
natrijum-etanoat
(natrijum-acetat)
1.3. Reakcije sa karbonatima i bikarbonatima
2CH 3
COOH + Na 2
CO 3
+ 2-
2H + CO 3
Bikarbonatni test:
CH 3
COOH + NaHCO 3
+ -
H + HCO 3
H 2
O
H 2
CO 3
H 2
CO 3
H 2
O
2CH 3
COONa + CO 2
+ H 2
O
CO 2
+ H 2
O
CH 3
COONa + CO 2
+ H 2
O
CO 2
+ H 2
O
▪ Reakcija k.k. sa bikarbonatima (bikarbonatni test)
je karakteristična za k.k.
▪ Za razliku od k.k. fenoli pokazuju negativan
bikarbonatni test!
31
1.4. Reakcije sa amonijakom i derivatima
amonijaka
▪ Baze poput amonijaka i njegovih derivata (amina
(1°, 2°, 3°), hidroksilamina, hidrazina) reaguju sa
k.k. dajući odgovarajuće soli – ne adiraju se na
karbonilnu grupu kao kod aldehida i ketona.
▪ Ova jedinjenja su istovremeno baze i nukleofili ali
se prenos protona (deprotonovanje) odigrava brže
nego nukleofilni napad!
H
C H 3
: O:
C
: O:
C
: O:
C
: O:
..
..
O..
H + : NH 3
H 3
C C O.. : - +
NH 4
amonijum-etanoat
(amonijum-acetat)
: O:
..
..
..
O.. H + CH 3
NH 2
H C O.. - +
CH 3
NH 3
metilamin metilamonijum-metanoat
(metilamonijum-formijat)
: O:
..
..
O.. H + : NH 2
OH
C O.. : - +
NH 3
OH
hidroksilamin
hidroksilamonijum-benzoat
CH 3
CH 2
CH 2
COOH + 2
N NH
hidrazin
- +
CH 3
CH 2
CH 2
COO H 3
NNH 2
hidrazinijum-butanoat
(hidrazinijum-butirat)
32

2. Redukcija sa litijum-aluminijumhidridom
(LiAlH 4 )
▪ Nastaju 1° alkoholi.
RCOOH
ili
ArCOOH
1) LiAlH 4
, THF
2) H
+
, H 2
O
RCH 2
OH
ili
ArCH 2
OH
33
3. Dekarboksilacija
▪ Izdvajanje molekula CO 2 iz molekula k.k.
O
kat.
R C O H R H + O C O
∆
ili
ili
Ar H
ArCOOH
ugljovodonik
34
1 o alkohol
COOH
CH 2
OH
1) LiAlH 4
2) H
+
, H 2
O
CH 3
CH 3
3-metilbenzenkarboksilna
k
(m-metilbenzil-alkohol)
(3-metilfenil)metanol
(m-metilbenzoeva k.)
▪ Pri dekarboksilovanju k.k. ugljovodonični ostatak
prima H + iz –COOH grupe, uz nastajanje
odgovarajućeg ugljovodonika i izdvajanje CO 2 .
▪ Reakcija se često vrši destilacijom soli k.k. u
prisustvu "natron kreča" (smeša NaOH i CaO).
- NaOH, CaO
CH 3
COO + Na
CH
∆
4
+ CO 2
COOH
1) LiAlH 4
2) H
+
, H 2
O
CH 2
OH
-
COO
+
Na
NaOH, CaO
∆
+ CO 2
2-cikloheksenkarboksilna
k.
2-cikloheksenilmetanol
natrijum-benzoat
▪ Zapravo se dešava dekarboksilovanje
karboksilatnog anjona.
R
O
C
..
O.. : -
R - H +
: + CO 2
R H
▪ Što je kiselina jača, jače disocira, daje stabilniji
karboksilatni anjon – dekarboksilacija je brža.

35
▪ Izuzetno lako se dekarboksiluju npr. trihlorsirćetna
i 2,4,6-trinitrobenzoeva k. – veoma su jake k.
Cl
Cl
Cl
C COOH
H 2
O
100 o C
Cl
Cl
C H + CO 2
Cl
Cl
trihlorsircetna k.
trihlormetan
Cl
Cl
Cl
Cl C COOH
+
H + Cl C
-
COO Cl C H + CO 2
O 2
N
NO 2
O 2
N
COOH
COOH
NO 2
NO 2
2,4,6-trinitrobenzenkarboksilna
k.
(2,4,6-trinitrobenzoeva k.)
NO 2
O 2
N
+
H +
Cl
stabilan
karboksilatni anjon
O 2
N
H 2
O
100 o C
H
NO 2
1,3,5-trinitrobenzen
-
COO
NO 2
NO 2
stabilan
karboksilatni anjon
Cl
NO 2
+ CO 2
O 2
N
H
NO 2
4. Konverzija u derivate k.k.
▪ Iz k.k. se mogu dobiti njihovi derivati: alkanoilhalogenidi,
anhidridi, estri, amidi.
NO 2
+ CO 2
DOBIJANJE DERIVATA K.K.
1. Alkanoil-halogenidi (halogenidi k.k.)
O
R
C X
X = F, Cl, Br, I
R = alkil- ili aril-grupa.
▪ Imenuju se promenom imena alkanske kiseline iz
koje nastaju u ALKANOIL-HALOGENID.
▪ Halogenidi cikloalkankarboksilnih kiselina zovu se
CIKLOALKANKARBONIL-HALOGENIDI.
Cl
O
pentanoil-hlorid
O
C
Cl
cikloheksankarbonil-hlorid
O
CH 3
CCl
etanoil-hlorid
(acetil-hlorid)
O
C
benzoil-jodid
CH 3
I
O
CH 3
CHCH 2
CBr
3-metilbutanoil-bromid
▪ Najznačajniji predstavnici su alkanoil-hloridi.
▪ Dobijaju se delovanjem hlorida mineralnih kiselina
na k.k..
RCOOH
ili
ArCOOH
SOCl 2
PCl 3
PCl 5
R
O
Cl
ili Ar
O
Cl
36

CH 3
COOH
etanska k.
(sircenta k.)
COOH
benzenkarboksilna k.
(benzoeva k.)
SOCl 2
∆
PCl 3
∆
CH 3
COCl
etanoil-hlorid
(acetil-hlorid)
benzoil-hlorid
COCl
37
Dobijanje anhidrida
2.1. Reakcijom k.k. sa alkanoil-hloridima
O O O O
∆
RCOH + ClCR' RCOCR'
+ HCl
▪ Mogu se dobiti prosti (R = R') ili mešoviti (R≠R')
anhidridi.
38
2. Anhidridi k.k.
R
C O
O
C O
R
R = alkil- ili aril-grupa.
▪ Imenuju se dodajući izraz ANHIDRID imenu
kiseline (ili imenima, u slučaju mešovitih).
O O
CH 3
COCCH 3
anhidrid
etanske k.
(anhidrid sircetne k.,
acetanhidrid)
O
O
O
anhidrid
etanske i propanske k.
O
CH 3
COOH + CH 3
COCl
etanska k. etanoil-hlorid
(sircetna k.) (acetil-hlorid)
∆
O O
CH 3
COCCH 3
anhidrid
etanske k.
(acetanhidrid)
2.2. Reakcijom Na-soli k.k. sa alkanoil-hloridima
O
O
O O
- +
RCO Na + ClCR' RCOCR' + Na
+ -
Cl
▪ Mogu se dobiti prosti (R = R') ili mešoviti (R≠R')
anhidridi.
-
CH 3
COO
+
Na +
natrijum-etanoat
(natrijum-acetat)
Cl
O
C
benzoil-hlorid
H 3
C
O
C
O
O
C
(anhidrid
sircetne i benzoeve k.)
O
O
O
anhidrid
2-buten-dikiseline
(anhidrid maleinske k.
maleinanhidrid)
O
O
anhidrid
1,2-benzendikarboksilne k.
(anhidrid ftalne k.,
ftalanhidrid)
2.3. Reakcijom k.k. sa acetanhidridom
O
2RCH 2
COH +
O O
CH 3
COCCH 3
acetanhidrid
(dehidrataciono
sredstvo)
∆
O O
RCH 2
COCCH 2
R
+ 2CH 3
COOH

O
∆
O
2 COOH + (CH 3
CO) 2
O C O C + 2CH 3
COOH
benzenkarboksilna k.
(benzoeva k.)
anhidrid benzenkarboksilne k.
(benzanhidrid)
O O
∆
2CH 3
CH 2
COOH + (CH 3
CO) 2
O CH 3
CH 2
C O C CH 3
CH 2
+ 2CH 3
COOH
propanska k. anhidrid propanske k.
▪ Acetanhidrid se dobija iz ketena:
H 2
C C O
CH 3
COOH
etanska k.
(sircetna k.)
+ CH 3
COOH
AlPO 4
700 o C H 2 O +
H 2
C C O
etenon
(keten)
OH
H 2
C C O
O
C
CH 3
39
2.4. Dobijanje cikličnih anhidrida
▪ Zagrevanjem dikarboksilnih kiselina
(intramolekulska dehidratacija) dobijaju se ciklični
anhidridi.
▪ Nastaju stabilni peto– ili šestočlani prstenovi.
O
COH
H 2
C
H 2
C
COH
O
butan-dikiselina
(cilibarna k.)
O
∆
O
O
O
+ H 2
O
oksa-2,5-ciklopentandion
anhidrid butan-dikiseline
(anhidrid cilibarne k.)
O
40
adicija sircetne k. na
karbonilnu grupu ketena
OH
OH
∆
O
+ H 2
O
O O
CH 3
COCCH 3
anhidrid etanske k.
(acetanhidrid)
O
1,2-benzendikarboksilna k.
(ftalna k.)
O
anhidrid
1,2-benzendikarboksilne k.
(anhidrid ftalne k.)
(ftalanhidrid)
O
COOH
COOH
pentan-dikiselina
(glutarna k.)
∆
O
+ H 2
O
O
oksa-2,6-cikloheksandion
anhidrid pentan-dikiseline
(anhidrid glutarne k.)

3. Estri k.k.
R
C O
41
42
H + acil grupa
▪ "" ESTERIFIKACIJA!
▪ "" HIDROLIZA estra!
▪ Ravnoteža može da se pomeri prema estarskom
O R'
proizvodu:
korišćenjem viška jednog od reaktanata
(alkohol se uzima u višku) ili
selektivnim uklanjanjem jednog od proizvoda
iz reakc. smeše.
▪ U stanju ravnoteže izraz za konstantu ravnoteže
esterifikacije, K e , je:
O
C
O CH v 1 = v 2
3
k 1 [RCOOH][R'OH] = k 2 [RCOOR'][ H 2 O]
NH 2
metil-(2-amino)benzoat
k
(metil-antranilat)
1 [ RCOOR' ][ H2O]
= K =
k e [ RCOOH][ R'OH]
(β) 4 3 (α)
2
(γ)
5
2
O
O
Protoni (H + ) kao katalizator ubrzavaju postizanje
1
5-metiloksa-2-ciklopentanon
ravnoteže – istovremeno ubrzavaju i esterifikaciju i
(γ-valerolakton)
hidrolizu!
O
O
H 3
C
C
OH + CH 3
CH 2
OH
H +
H 3
C
C
OCH 2
CH 3
+ H 2
O
etanska k. etanol
etil-etanoat
(sircetna k.) (etil-alkohol)
(etil-acetat)
Reakcija esterifikacije spada u
O
R C
R, R' = alkilili
aril-grupa
▪ Imenuju se kao ALKIL-ALKANOATI.
▪ Uobičajeno (trivijalno) ime cikličnih estara je
LAKTON, a po IUPAC–u su to OKSA-2-
CIKLOALKANONI.
O
O
3-metilbutil-etanoat
(izopentil-acetat)
(α)
2
O
(β) O 1
oksa-2-ciklobutanon
(β-propiolakton)
Dobijanje estara
3.1. Reakcijom k.k. sa alkoholima –
ESTERIFIKACIJA
▪ Kiselo–katalizovana rekcija – katalizator H + jon.
▪ Bez prisistva H + reakcija je jako spora!!!
RCOOH + R'OH
RCOOR' + H 2
O
reakcije nukleofilne acilne supstitucije.
Esterifikacija je kiselo–katalizovana
adiciono–eliminaciona reakcija!!!

Mehanizam ESTERIFIKACIJE (kisela–kataliza)
Faza 1: protonovanje karboksilne grupe
+ H
: O:
: O
R C + H +
..
O H R C .. - H + ..
O..
H
.. H
: O
R C ..
+ O..
H
.. H
: O
R C +
O..
karbokatjon stabilizovan rezonancijom
(aktivirana karbonilna grupa za napad nukleofila)
Faza 2: nukleofilni napad alkohola (adicija)
+ H
: O
R C ..
O..
H
..
+ R'OH ..
: O .. H
..
R C O..
H
O
..
R' + H
O H
- H + : .. ..
R C O
+ H + ..
O
..
:
R'
sp 3
H
tetraedarski intermedijer
▪ Tetraedarski intermedijer je kjučan – podleže
kiselo–katalizovanom razlaganju u oba smera:
protonovanjem O alkoksi grupe (R'O)
indukuje se eliminacija alkohola reversnim
redosledom faza 1 i 2,
protonovanjem bilo kojeg O hidroksilne grupe
(OH) uz eliminaciju H 2 O nastaje estar (faza 3).
Faza 3: eliminacija vode
: O .. H
+ H
..
+
R C O..
H
- H +
O
..
:
R'
+ H
: O
R C ..
O..
R'
: O .. H
H - H 2
O
R C O : +
+ H
O:
H 2
O
..
R'
.. H
.. H
: O
: O
R C ..
+ O R' R C +
..
O..
protonovani estar
R'
H
- H + : O:
+ H + R C ..
O..
estar
R'
43
▪ Uloga kiselog katalizatora, protona:
aktivira karbonilnu grupu za nukleofilni napad
alkohola (faza 2),
transformiše hidroksilnu grupu (loša odlazeća
grupa) u dobru odlazeću grupu, vodu (faza 3).
▪ Sve faze su povratne te dodatak viška alkohola ili
uklanjanjem vode ili estra iz reakc. smeše, pomera
ravnotežu u desno u fazama 2 i 3.
▪ Hidroliza estra vrši se reversnom reakcijom i
favorizovana je u prisustvu vode.
▪ Kiselo–katalizovana hidroliza estra je adiciono–
eliminaciona reakcija – nukleofil je H 2 O, a eliminiše
se alkohol.
I esterifikacija i hidroliza estra su reakcije
veoma osetljive na uticaj sternih faktora
voluminozne grupe u molekulu kiseline i
alkohola, odnosno, estra!
▪ Reaktivnost u reakciji esterifikacije:
za alkohole: CH 3 OH > 1° > 2° > 3°
za k.k.: HCOOH > CH 3 COOH > RCH 2 COOH >
> R 2 CHCOOH> R 3 CCOOH
44

45
3.2. Intramolekulska dehidratacija γ- i δ-hidroksi
kiselina – sinteza cikličnih estara (laktona)
2
H 2
C
3
C
1
α
O
COH
β
H γ
2
C
4 H2
OH
H 2
SO 4
, H 2
O; ∆
(α)
(β)
3
4
2
O
O
5
(γ)
1
+ H 2
O
3.4. Reakcijom anhidrida k.k. i alkohola (ili
fenola)
O
O
O O
RCOCR + R'OH
ili
ArOH
∆
RCOOR' + RCOOH
ili
RCOOAr
O
46
COOH
4-hidroksibutanska k.
(γ-hidroksibuterna k.)
oksa-2-ciklopentanon
(γ-butirolakton)
O
HO
+
∆
O
+
2
H 2
3
H 2
C
C
1
α
O
β
γ
COH
OH
CH 2
CH 2
4 5
5-hidroksipentanska k.
(δ-hidroksivalerijanska k.)
δ
H 2
SO 4
, H 2
O; ∆
(α)
3
4
(β)
O
5
(γ)
O
6
(δ)
+ H 2
O
oksa-2-cikloheksanon
2
1
(δ-valerolakton)
anhidrid
benzenkarboksilne k.
O
O
+ CH 3
OH
O
anhidrid
butan-dikiseline
(anhidrid cilibarne k.)
fenilmetanol
(benzil-alkohol)
∆
fenilmetil-benzoat
(benzil-benzoat)
COOCH
H 2
C
3
H 2
C
COOH
(kiseli metil-estar cilibarne k.)
(monometil-sukcinat)
3.3. Reakcijom alkanoil-hlorida i alkohola (ili
fenola)
O
RCCl + R'OH
ili
ArOH
RCOOR' + HCl
ili
RCOOAr
O
O
O
+ 2CH 3
OH
∆
COOCH 3
H 2
C
H 2
C
COOCH 3
(metil-estar cilibarne k.)
(dimetil-sukcinat)
3.5. Reakcijom soli k.k. i halogen-alkana
O
benzoil-hlorid
Cl
+
HO
fenilmetanol
(benzil-alkohol)
O
O
fenilmetil-benzoat
(benzil-benzoat)
O
-
O + Na
natrijum-etanoat
(natrijum-acetat)
O
- +
RCO Na + R'X RCOOR' + Na
+ -
X
Cl
+
1 o
hlorfenilmetan
(benzil-hlorid)
O
O
fenilmetil-etanoat
(benzil-acetat)

3.6. Reakcijom estra k.k. i alkohola ili fenola
(transesterifikacija)
O
RCOR' + R"OH
ili
ArOH
CH 3
COOCH 2
CH 3
+ CH 3
OH
etil-etanoat
(etil-acetat)
4. Amidi k.k.
metanol
+ -
H ili OH
RCOOR" + R'OH
ili
RCOOAr
+ -
H ili OH
CH 3
COOCH 3
+ CH 3
CH 2
OH
metil-etanoat
(metil-acetat)
etanol
47
O
NH 2
etanamid
(acetamid)
O
NH 2
benzenkarboksamid
(benzamid)
O
NH
N-etilpropanamid
(N-etilpropionamid)
O
C
CH 3
N CH 3
CH 3
2,N,N-trimetilbenzenkarboksamid
(2,N,N-trimetilbenzamid)
O
(β)
NH 2
cikloheksankarboksamid
(α)
3
4
2
O
5
(γ)
1
NH
6 (δ)
aza-2-cikloheksanon
(δ-valerolaktam)
48
O
O
O
R
C NH 2
R C NHR' R C NR' 2
1 o 2 o 3 o
R, R' = alkil- ili aril-grupa
▪ Imenuju se kao ALKANAMIDI.
▪ Kod uobičajenih imena, završetak –SKA
KISELINA zamenjuje se sufiksom AMID.
▪ U cikličnim sistemima završetak –KARBOKSILNA
KISELINA zamenjen je sufiksom KARBOKSAMID.
▪ Supstituenti na azotu označavaju se prefiksom N-
ili N,N- u zavisnosti od broja supstituenata.
▪ Uobičajeno (trivijalno) ime cikličnih amida je
LAKTAM, a po IUPAC–u su to AZA-2-
CIKLOALKANONI.
Dobijanje amida k.k.
4.1. Reakcijom termičke dekompozicije
amonijum-soli k.k.
RCOOH + NH 3
- +
∆
RCOO NH 4
amonijum-so k.k.
amonijum-alkanoat
O
RCNH 2
+ H 2
O
1 o
amid
▪ Prvo se formira amonijum-so koja se nalazi u
ravnoteži sa k.k. i NH 3 .
▪ Na povišenoj T termička disocijacija amonijum-soli
postaje značajna, pa će u ravnoteži biti prisutni i
znatne količine amonijaka i k.k.
▪ Dolazi do sporije, ali termodinamički favorizovanije
reakcije amina i kiseline.
▪ Iz molekula k.k. i NH 3 (nukleofil) adiciono–
eliminacionom reakcijom nastaje amid.
▪ Analogno reaguju 1° i 2° amini (alifatični i
aromatični) – nastaju 2°, odnosno, 3° amidi!

CH 3
COOH +
O
+
NH 2 CH NH 3
HN
C 3
COO -
CH 3
(anilinijum-acetat)
∆
2 o amid
N-feniletanamid
(N-fenilacetamid)
(acetanilid)
+ H 2
O
4.2. Reakcijom alkanoil-hlorida i amonijaka, 1° i
2° amina
O
R
benzoil-hlorid
O
Cl
Cl
+ 2
NH 2
benzenamin
(anilin)
2NH 3
2R'NH 2
2R' 2
NH
R
O
1 o amid
O
NH 2
R NHR'
2 o amid
O
R NR' 2
3 o amid
O
N
H
+ -
+ NH 4
Cl
+ -
+ R'NH 3
Cl
+ -
+ R' 2
NH 2
Cl
N-fenilbenzenkarboksamid
(N-fenilbenzamid)
+
49
+ -
NH 3
Cl
(anilinijum-hlorid)
O
H
CH 3
CH 2
CCl + 2CH 3
CH 2
NCH 3
propanoil-hlorid
(propionil-hlorid)
N-metiletanamin
(etilmetilamin)
O
+ -
CH 3
CH 2
CNCH 2
CH 3
+ CH 3
CH 2
NH 2
Cl
CH 3
CH 3
N-etil-N-metilpropanamid etilmetilamonijum-hlorid
(N-etil-N-metilpropionamid)
4.3. Reakcijom anhidrida k.k. i amonijaka, 1° i 2°
amina
R
O
O
O
R
O
∆
- +
+ 2NH 3 + RCOO NH 4
R NH 2
1 o amid
▪ Analogno reaguju 1° i 2° amini (alifatični i
aromatični) – nastaju 2°, odnosno, 3° amidi!
O
O
O
anhidrid
benzenkarboksilne k.
O
O
O
anhidrid
butan-dikiseline
(anhidrid cilibarne k.)
∆
N(CH 3
)
+ 2HN(CH 2
3
) 2
N-metilmetanamin
(dimetilamin) N,N-dimetilbezenkarboksamid
(N,N-dimetilbenzamid)
NH +
∆
2 H , H 2
O
+ 2NH 3 - +
O NH 4
O
O
+
O
- +
COO NH 2
(CH 3
) 2
dimetilamonijum-benzoat
O
NH 2
OH
O
poluamid butan-dikiseline
(poluamid cilibarne kiselina)
(sukcinaminska k.)
50

O
O
O
anhidrid
pentan-dikiseline
(anhidrid glutarne k.)
CONH 2
+ CONH 2
∆
H , H 2
O
+ 2NH 3 - +
COO NH 4
COOH
poluamid pentan-dikiseline
(poluamid glutarne k.)
4.4. Reakcijom estara k.k. i amonijaka, 1° i 2°
amina
R
O
OR'
O
+ NH ∆
3 R NH + R'OH
2
1 o amid
▪ Analogno reaguju 1° i 2° amini (alifatični i
aromatični) – nastaju 2°, odnosno, 3° amidi!
O
OCH 3
metil-estar
cikloheksankarboksilne k.
∆
NHCH
+ H 3
2
NCH 3 + CH 3
OH
O
N-metilcikloheksankarboksamid
COOCH 2
CH 3
CON(CH 3
)
∆
2
+ HN(CH 3
) 2 + CH 3
CH 2
OH
etil-benzoat
N,N-dimetilbenzenkarboksamid
(N,N-dimetilbenzamid)
51
52
4.5. Intramolekulska dehidratacija γ- i δ-amino k.
– sinteza cikličnih amida (laktama)
4-aminobutanska k.
(γ-aminobuterna k.)
O
1
COOH
(α)
2
2
∆ 3 1
α
β
3 γ NH (β) 4
2
5
4
(γ)
3
β
4
γ
2
α
δ
5
COOH
NH 2
5-aminopentanska k.
(δ-aminovalerijanska k.)
1
∆
NH
aza-2-ciklopentanon
(γ-butirolaktam)
(α)
3
O
2
1
NH
4 6
(β)
5
(γ)
(δ)
+ H 2
O
aza-2-cikloheksanon
(δ-valerolaktam)
+ H 2
O
4.6. Reakcija anhidrida dikarboksilnih k. i
amonijaka, 1° amina– sinteza imida (azotovi
analozi cikličnih anhidrida)
O
O
∆ NH 2 ∆
O + 2NH 3 - +
NH
O NH - H 4 2
O
- NH 3
O
O
O
anhidrid
aza-2,5-ciklopentandion
butan-dikiseline
(butanimid)
(anhidrid cilibarne k.)
(sukcinimid)
O
O
CONH 2
∆
∆ NH
O + 2NH 3 - +
COO NH - H 4 2
O
- NH O
3
O
aza-2,6-cikloheksandion
(pentanimid)
(anhidrid glutarne k.)
anhidrid
pentan-dikiseline
O

4.7. Reakcija dikarboksilnih k. i amonijaka, 1°
amina– sinteza imida (azotovi analozi cikličnih
anhidrida)
COOH
CONH
∆
2
+ 2NH 3
- H 2
O
- +
COOH COO NH 4
butan-dikiselina
(cilibarna k.)
COOH
COOH
pentan-dikiselina
COOH
COOH
1,2-benzemdikarboksilna k.
(ftalna k.)
∆
+ 2NH 3
- 2H 2
O
+ 2NH 3
-NH 3
∆
- 2H 2
O
-NH 3
▪ Analogno reaguju 1° amini.
NH 3
+
O
NH 2 ∆
OH - H 2
O
- NH 3
O
poluamid butan-dikiseline
(poluamid cilibarne kiselina)
(sukcinaminska k.)
3
4
O
5
2
1
NH
O
aza-2,6-cikloheksandion
6
O
O
NH
1,2-benzendikarboksimid
(ftalimid)
O
NH
53
O
aza-2,5-ciklopentandion
(butanimid)
(sukcinimid)
5. Nitrili – posebna klasa derivata k.k.
R C N
Ar C N
▪ Smatraju se derivatima k.k. jer:
hidrolizom daju k.k.
lako se transformišu u druge derivate k.k.
nitrilni C–atom je istog oksidacionog stanja
kao i karboksilni C.
▪ Imenuju se kao ALKANONITRILI.
▪ Uobičajena (trivijalna) imena izvode se obično
zamenom nastavka –SKA KISELINA sufiksom
NITRIL.
▪ Cijanocikloalkani se imenuju kao
CIKLOALKANKARBONITRILI.
▪ Kao supstituent, –C≡N se zove CIJANO.
H 3
C C N
etanonitril
(acetonitril)
(metil-cijanid)
N
CH 3
CH 3
CHCH 2
CN
3-metilbutanonitril
(3-metilbutironitril)
(2-metilpropil-cijanid)
N
CN
butanodinitril
(sukcinonitril)
N
54
ciklopentankarbonitril
(ciklopentil-cijanid)
benzenkarbonitril
(benzonitril)
(fenil-cijanid)

Dobijanje nitrila
5.1. Alkanonitrili (alkil-cijanidi) iz halogenalkana
reakcijom nukleofilne supstitucije halogena
cijanidnim jonom
+ -
R X + K CN R CN
1 o
(3 o eliminacija!!!)
+ -
+ K X
5.2. Aromatični nitrili (aril-cijanidi) iz
diazonijumovih soli i CuCN (Sandmeyer–ova
reakcija)
+ - CuCN
Ar N N Cl
Ar CN
5.3. Dehidratacijom 1° amida
R
Ar
O
ili
O
P 2
O 5
, ∆
- H 2
O
R CN
NH 2
ili
Ar CN
O
C
benzenkarboksamid
(benzamid)
P 2
O 5
, ∆
C N
- H
NH 2
O
2
benzenkarbonitril
(benzonitril)
55
Dobijanje dikarboksilnih kiselina
▪ Analogno dobijanju monokarboksilnih kiselina
samo što se odgovarajuće reakcije vrše na dva
mesta u molekulu.
▪ Npr. oksidacijom diola, hidrolizom nitrila,
karboksilovanjem Grignard–ovih reagenasa itd.
HOCH 2
CH 2
OH
1,2-etandiol
(etilen-glikol)
KMnO 4
/H 2
SO 4
HOOC COOH
etan-dikiselina
(oksalna k.)
Br 2
2 KCN
H 2
C CH 2
BrCH 2
CH 2
Br CN CH 2
CH 2
CN
CCl 4
eten
butanodinitril
1,2-dibrometan
HOOCCH 2
CH 2
COOH
HOOC(CH 2
) 2
COOH
butan-dikiselina
Cl(CH 2
) 4
Cl
1,4-dihlorbutan
butan-dikiselina
1) LiAlH 4
, aps. etar
+ HOCH 2
(CH 2
) 2
CH 2
OH
2) H , H 2
O
1,4-butandiol
2 KCN
NC(CH2 ) 4
CN H +
, H 2
O
heksandinitril
1) Mg, aps. etar
2) CO 2
+
3) H , H 2
O
∆
+
H , H 2
O
∆
SOCl 2
HOOC(CH 2
) 4
COOH
heksan-dikiselina
56

57
Ponašanje dikarboksilnih kiselina pri zagrevanju
1. Etan- i propan-dikiselina se dekarboksiluju
HOOC COOH
∆
HCOOH + CO 2
etan-dikiselina metanska k.
(oksalna k.)
(mravlja k.)
STRUKTURA I FIZIČKE OSOBINE DERIVATA
K.K.
L
δ
+
C
-
δ
O
58
HOOC CH 2
COOH
∆
CH 3
COOH + CO 2
propan-dikiselina etanska k.
(malonska k.)
(sircetna k.)
Lako dekarboksilovanje malonske kiseline:
H
. . HO
O
. . .
: O:
∆
CO 2
+ C CH 2
C C
HO
HO CH2 O
enol-oblik
Dekarboksilacija je veoma olakšana mogucnoscu obrazovanja
6-clanog ciklicnog prelaznog stanja
(karbonilni O jedne -COOH grupe se ponasa
kao akceptor protona iz -OH grupe druge -COOH grupe)
2. Butan- i pentan-dikiselina zagrevanjem daju
ciklične anhidride (dehidratacija)
COOH
COOH
butan-dikiselina
(cilibarna k.)
∆
- H 2
O
O
O
O
(anhidrid
cilibarne k.)
COOH
COOH
pentan-dikiselina
(glutarna k.)
∆
- H 2
O
HO
O
C
O
O
O
(anhidrid
glutarne k.)
3. Heksan- i heptan-dikiselina zagrevanjem daju
ciklične ketone (dekarboksilacija + dehidratacija)
HOOC
COOH
heksan-dikiselina
(adipinska k.)
Ba(OH) 2
; ∆
- H 2
O
- CO 2
O
ciklopentanon
Ba(OH) 2
; ∆
HOOC COOH O
- H 2
O
heptan-dikiselina
- CO 2 cikloheksanon
CH 3
R
120 o
trigonalna hibridizacija
▪ Derivati k.k. su POLARNA jedinjenja – prisustvo
polarizovane karbonilne grupe!
▪ Hloridi, anhidridi i estri imaju T klj bliske T klj aldehida
i ketona slične molekulske mase.
▪ Amidi imaju više T klj zbog mogućnosti stvaranja
intermolekulskih vodoničnih veza:
Jedinjenje
H
R
N H . . . . ..
: O .. C
. . . . . .:
O..
C
N H . . . . . .
R
H
O
CH 3
CCl
O
O
CH 3
COCCH 3
O
CH 3
CNH 2
T klj (°C) 51 140 221
▪ Granica rastvorljivosti u vodi je 3 do 5 C–atoma za
estre i 3 do 6 C–atoma za amide.
▪ Derivati k.k. su rastvorni u uobičajenim organskim
rastvaračima.
▪ Isparljivi estri imaju prijatan, karakterističan miris
hloridi imaju oštar, iritirajući miris.

HEMIJSKE OSOBINE DERIVATA K.K.
Redukcija derivata k.k. sa LiAlH 4
derivat k.k.
Derivat k.k.
O
RCCl
O O
RCOCR
O
RCOR'
O
RCNH 2
O
RCNHR'
O
RCNR' 2
1) LiAlH 4
, aps. etar
2) H
+
, H 2
O
proizvod
Proizvod redukcije sa
LiAlH 4
RCH 2 OH
RCH 2 OH + HOCH 2 R
RCH 2 OH + HOR'
RCH 2 NH 2
RCH 2 NHR'
RCH 2 NR' 2
RC≡N RCH 2 NH 2
59
NUKLEOFILNA ACILNA SUPSTITUCIJA
Mehanizam adicije–eliminacije
Najvažniji reakcioni put za dobijanje derivata k.k.,
kao i zanjihove meñusobne transformacije!
▪ Nukleofil napada karbonilni C (adicija) i nastaje
tetraedarski intermedijer, koji se razlaže uz
eliminaciju odlazeće grupe.
▪ Ukupna reakcija je supstitucija odlazeće grupe
nukleofilom!
▪ Adiciono–eliminacione reakcije mogu biti
katalizovane kiselinom ili bazom.
R
: O:
C
..
L
derivat k.k.
alkanoil-hlorid L =
anhidrid L =
estar L =
amid L =
..
Cl .. :
..
O..
: O:
C R'
..
O..
R'
..
NH 2
..
NHR'
..
NR' 2
60
O
O
O
O
HOCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
HOCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH

Mehanizam kiselo–katalizovane, adiciono
eliminacione reakcije
Faza 1: protonovanje
61
Mehanizam bazno–katalizovane, adiciono
eliminacione reakcije
Faza 1: deprotonovanje NuH
62
+ ..
: O:
O
R
C + H +
..
L R C - H +
derivat kiseline
(supstrat)
H
..
L
Faza 2: adicija–eliminacija
+ .. H
O
R
C ..
L
+ : NuH
nukleofil
1 adicija 2 eliminacija
Faza 3: deprotonovanje
1
+: O
R
C
..
: O
R
C +
H
..
L
..
: O
R
C
H
+
L
karbokatjon stabilizovan rezonancijom
(aktivirana karbonilna grupa za napad nukleofila)
: O
.. H
.. - H +
R C L
+ H
+
+
Nu H
H
Nu
R
- H + : O
..
+ H +
R
C
: O
H
.. + H + : O
C L
- H + R C
Nu
Nu
proizvod
supstitucije
Nu
+ H
: O
R
C Nu
protonovani
proizvod
supstitucije
H
+
LH
2
+ : LH
odlazeca
grupa
Nu H + : B - -
: Nu + H B
nenaelektrisani
nukleofil
baza
katalizator
naelektrisani
nukleofil
▪ Baza (:B – ) osigurava maksimalnu koncentraciju
negativno naelektrisanog (deprotonovanog)
nukleofila koji napada karbonilni C.
Faza 2: adicija–eliminacija
: O:
-
C .. + : Nu
R L
nukleofil
derivat kiseline
(supstrat)
1 adicija 2 eliminacija
Faza 3: regeneracija katalizatora
.. -
: L +
.. -
: O:
: O:
1 .. 2
.. -
R C L
C + : L
R Nu
Nu
odlazeca
proizvod grupa
supstitucije
H
B
L
H
+ : B -
baza
regenerisani
katalizator

Relativna reaktivnost derivata k.k. u reakcijama
nukleofilne supstitucije adiciono-eliminacionim
mehanizmom
▪ U reakciji nukleofilne supstitucije sa vodom
(hidroliza):
najreaktivniji
najmanje
reaktivan
: O:
C
R L ..
derivat k.k.
R
: O:
..
: O:
R C O..
C R'
: O:
..
R C O..
R'
R
: O:
C
: O:
C
..
Cl .. :
..
NR' 2
+ H 2
O
20 o C
brzo
+ H 2
O 20 o C
sporo
+ H 2
O
+ H 2
O
+ -
H ili OH ; ∆
vrlo sporo
+ -
H ili OH ; ∆
izuzetno sporo
RCOOH + HCl
63
RCOOH + R'COOH
RCOOH + R'OH
RCOOH + HNR' 2
Važno: Redosled relativne rektivnosti derivata
k.k. je dosledan:
: O:
: O:
: O:
: O:
..
R C Cl .. :
..
..
> R C O..
C R' > R C O
..
R' >
najreaktivniji
R
: O:
C
..
NH 2
najmanje
reaktivan
▪ Ovakav redosled relativne reaktvnosti
direktno zavisi od strukture .. tj.:
koliko je dobra odlazeća grupa,
kakav elektronski uticaj vrši na
susednu karbonilnu grupu.
L
Što je : slabija baza, bolja je odlazeća
grupa, odnosno, bolje će se odvojiti od molekula –
derivat k.k. je reaktivniji.
▪ U sledećem nizu raste baznost odlazeće grupe:
..
L
O
- -
- -
Cl < OCR < OR < NH 2
hloridni karboksilatni alkoksidni amidni
jon jon
jon
jon
..
L
..
L
: O:
: O:
: O:
: O:
: O:
.. ..
..
..
R C Cl :
.. > R C O..
C R' > R C O
..
R' > R C NH 2
Što je karbonilni C–atom u strukturi derivata k.k.
elektrofilniji (više δ+), derivat je reaktivniji!!!
▪ U strukturi za karbonilni C-atom su vezani
heteroatomi: N, O i Cl, koji se razlikuju po relativnoj
elektronegativnosti i veličini (koef. el. negativnosti
respektivno: 3,0; 3,4; 3,2).
▪ Ukupan elektronski uticaj strukture na
susednu karbonilnu grupu je odreñen dejstvom
njenog:
A. induktivnog (–I) i
B. rezonancionog (+R) efekta.
▪ Kao rezultat sveukupnog elektronskog efekta L grupe,
elektrofilnost C–atoma karbonilne grupe opada u nizu:
najpozitivniji
-
najmanje
pozitivan
64

A. Induktivni efekat
▪ Što je "–I" efekat privlačenja elektrona duž σ–veze –
L grupe veći, to će karbonilni C–atom biti više δ+
(elektrofilniji).
▪ Intenzitet –I efekta L grupe opada u nizu:
R
: O:
C
najpozitivniji
: O:
: O:
: O:
: O:
.. ..
..
..
Cl .. : > R C O..
C R' > R C O
..
R' > R C NH 2
najmanje
pozitivan
B. Rezonancioni efekat
▪ Kao i u slučaju k.k. i kod njihovih derivata slob el.
par supstituenta može biti delokalizovan na
karbonilni O–atom:
R
: O:
C
.. -
.. -
: O: : O:
..
L R C L R C + ..
+
L
(I) (II) (III)
rezonancija u molekulu derivata k.k.
▪ Mogućnost rezonancije dovodi do smanjene
elektrofilnosti karbonilnog C–atoma!
▪ Što je "+R" efekat odavanja elektrona duž π–veze
–L grupe veći, dipolarna rezonanciona struktura (III)
će biti više zastupljena, odnosno, molekul derivata
kiseline će biti stabilniji (manje reaktivan).
65
▪ Amidi: –L = –NH 2
: O:
dipolarna rezonanciona struktura (III) je
C ..
R NH 2
najzastupljenija (N je najmanje
elektronegativan u nizu: O, Cl, N).
▪ Estri: –L = –OR'
: O:
dipolarna rezonanciona struktura (III) je
C ..
R OR' .. nešto manje zastupljena (O je
elektronegativniji od N).
▪ Ipak je "+R" efekat –OR' grupe značajan.
▪ Anhidridi: –L = –OCOR'
: O:
: O:
reaktivniji su od estara jer slob. el. parove
C ..
R O C .. R' središnjeg O–atoma dele 2 karbonilne
grupe, umanjujući tako stabilizaciju
molekula rezonancijom.
▪ Hloridi: –L = –Cl
: O:
Najreaktivniji zbog:
C ..
R Cl : • velike rel. el. negativnosti Cl,
..
• slabog +R efekata Cl (slabo
preklapanje velike 3p–orbitale Cl sa 2p–orbitalom
karbonilnog C).
Reaktivnost aroil-hlorida je znatno smanjena u
odnosu na alkanoil-hloride.
.. -
: O:
: O:
+
Cl
Cl
+
.. -
.. -
: O : : O :
Cl
Cl
+
66
+R efekat arom. prstena smanjuje elektrofilnost karbonilnog C-atoma!!!

REAKCIJE ADICIJE–ELIMINACIJE DERIVATA
K.K. SA NUKLEOFILIMA:
sa vodom – hidroliza
sa alkoholom – alkoholiza
sa amonijakom – amonoliza
sa aminima (1° i 2°) – aminoliza.
1. Alkanoil-halogenidi
▪ Veoma su reaktivni – nije potreban katalizator.
1.1. Hidroliza
▪ Veoma burno reaguju sa vodom – hidrolizuju čak i
pod uticajem vlage iz vazduha.
R
: O:
C
1
2
O
..
.. + HOH ..
Cl .. : nukleofil
adicija
eliminacija
RCCl + H 2
O
alkanoil-hlorid
O
R
CH 3
CH 2
CCl + H 2
O
1
.. -
: O:
..
C Cl .. :
: OH
+ 2
O
RCOH + HCl
k.k.
2
O
: O:
R
C ..
+ O
: O:
H
H
- H +
C ..
R O..
H
k.k.
CH 3
CH 2
COH + HCl
propanoil-hlorid propanska k.
67
.. -
+ : Cl ..
:
odlazeca
grupa
+ HCl
1.2. Alkoholiza
▪ Sasvim je analogna reakciji hidrolize, i dobar je
način za dobijanje estara.
O
RCCl + R'OH
alkanoil-hlorid
O
RCOR' + HCl
estar
▪ Obično se dodaju baze, kao što su hidroksidi
alkalnih metala, piridin ili amini, da neutrališu
sporedni proizvod, HCl.
O
CH 3
CCl + CH 3
CH 2
CH 2
OH
etanol-hlorid
(acetil-hlorid)
1-propanol
O
N(CH 2
CH 3
) 3 + -
CH 3
COCH 2
CH 2
CH 3
+ HN(CH 2
CH 3
) 3
Cl
propil-etanoat
(propil-acetat)
▪ U slučaju aroil-hlorida reakciju alkoholize je
moguće izvoditi u vodenoj sredini u prisustvu
hidroksida alkalnih metala (baza koja neutrališe
HCl) s obzirom na njihovu znatno smanjenu
reaktivnost u poreñenju sa alkanoil-hloridima.
O
benzoil-hlorid
Cl
+ CH 3
OH
metanol
NaOH/H 2
O
O
metil-benzoat
68
trietilamonijum-hlorid
+ -
+ Na Cl
OCH 3

1.3. Amonoliza i aminoliza
benzoil-hlorid
O
CCl
+ NH 3
(višak)
O
benzenkarboksamid
(benzamid)
CNH 2
+ HCl
▪ Analogno reaguju 1° i 2° amini.
▪ Nastali HCl se neutrališe viškom amonijaka ili
amina.
NH 3
69
+ -
NH 4
Cl
2. Anhidridi
▪ Reakcije anhidrida k.k. sa nukleofilima su (iako
manje burne) sasvim analogne reakcijama alkanoilhlorida.
▪ Umesto hloridnog jona (Cl – ) odlazeća grupa je
karboksilatni jon (RCOO – ).
▪ Sa nukleofilima reaguju bez prisustva katalizatora.
▪ Praktična primena: kako su manje reaktivni od
alkanoil-hlorida, anhidridi se radije koriste kao
polazna jedinjenja za dobijanje mnogih derivata k.k.
2.1. Hidroliza
70
O O
O O
RCOCR + H 2
O RCOH + HOCR
anhidrid k.k. k.k. k.k.
: O:
RC
..
O..
: O:
CR
..
+ HOH ..
nukleofil
1
R
.. -
: O:
..
C O..
: OH
+ 2
: O:
CR
2
R
: O:
C ..
+ O
H
H
- H +
: O:
- ..
+ : OCR ..
odlazeca
grupa
1
2
adicija
eliminacija
: O:
C ..
R O..
H
k.k.
: O:
..
+ HOCR ..
k.k.
O
O
O
O
CH 3
COCCH 3
+ H 2
O CH 3
COH + HOCCH 3
anhidrid
sircetna k.
sircetne k.

2.2. Alkoholiza
71
2.3. Amonoliza i aminoliza
72
O O
O
O
O
O
RCOCR + R'OH
anhidrid k.k.
RCOR' + HOCR
estar k.k.
O
+ NH 3
(višak)
: O:
RC
1
2
..
O
..
adicija
: O:
CR
eliminacija
O
O
O
anhidrid
propanske k.
..
+ HOR' ..
nukleofil
1
R
R'
+ CH 3
OH
.. -
: O:
C
O..
+
..
O..
H
: O:
CR
2
O
: O:
R
C ..
+ O
: O:
R'
C ..
R O..
R'
estar
H
- H +
: O:
- ..
+ : OCR ..
odlazeca
grupa
: O:
..
+ HOCR ..
k.k.
O
+
OCH 3
HO
metil-propanoat propanska k.
▪ Osim u slučaju hidrolize, sporedni proizvod,
karboksilna kiselina, obično je nepoželjna i uklanja
se obradom reakcione smeše razblaženim
alkalijama.
anhidrid benzoeve k.
O
CNH 2
benzenkarboksamid
(benzamid)
+
NH 3
O
COH
amonijum-benzoat
O
- +
CO NH 4
▪ Analogno reaguju 1° i 2° amini.
▪ Nastala ROOH se neutrališe viškom amonijaka ili
amina.
Ciklični anhidridi (anhidridi dikarboksilnih k.)
▪ Stupaju u slične reakcije adicije–eliminacije, pri
čemu se otvara prsten!
O
O
+ H 2
O
O
anhidrid
butan-dikiseline
(anhidrid cilibarne k.)
∆
H 2
C
H 2
C
COOH
COOH
butan-dikiselina
(cilibarna k.)
(sukcinska k.)
▪ Reakcije sa alkoholima (alkoholiza), amonijakom
(amonoliza) i 1º aminima (aminoliza) su pominjane
kod dobijanja estara i amida.

3. Estri
▪ U reakcijama adicije–eliminacije sa nukleofilima su
manje reaktivni od hlorida i anhidrida k.k.
▪ Najčešće je nužno prisustvo katalizatora.
3.1. Hidroliza
3.1.1. Kiselo–katalizovana
kisela-kataliza
O
O
RCOR' + H 2
O
H +
RCOH + HOR'
estar k.k. k.k. alkohol
▪ Povratna reakcija!
▪ Mehanizam ove reakcije je suprotan rakciji
esterifikacije – nukleofil je voda, a eliminiše se
alkohol!!!
3.1.2. Bazno–katalizovana
▪ Reakcija saponifikacije!
bazna-kataliza
O
O
-
B:
-
RCOR' + H 2
O RCO + HOR'
estar k.k. so k.k. alkohol
73
▪ Kao baza se često koristi sam hidroksilni jon!
: O:
RC
O
OCH 3
metil-butanoat
KOH/H 2
O
∆
O
O
-
K
+ + CH 3
OH
kalijum-butanoat
.. -
: O:
: O:
1
2
.. .. -
..
OR' .. + : OH ..
R C OR'
R
C -
..
.. ..
O..
H + : OR'
nukleofil
..
: OH
katalizator
..
k.k. odlazeca
grupa
3 alkoksidni jon
: O:
1 adicija
..
2 eliminacija
C .. - + HOR' ..
prevodjenje k.k. u njenu so
R O..
:
alkohol
3
pod uticajem bazne cestice, alkoksidnog jona
karboksilatni jon
Poslednja faza je nepovratna – karboksilatni jon
(RCOO – ) je veoma stabilna čestica (stabilizovana
rezonancijom)!!!
Molekul alkohola ne može napasti karboksilatni
jon!!!
Upravo iz tog razloga bazno–katalizovana
esterifikacija nije moguća!!! 3
74
▪ Uloga baze (B) je da transformiše slab nukleofil,
vodu, u negativno naelektrisani i veoma nukleofilni
hidroksilni jon.
: - H
..
.. -
OH ..
:OH .. + B H
jak
nukleofil
B +
baza
katalzator
slab
nukleofil
3
bazno-katalizovana esterifikacija nije moguca!!!
B : - + H
..
.. -
OR' ..
:OR' .. + B H
baza
jak
katalzator slab
nukleofil
nukleofil
: O:
R
C ..
O..
H
k.k.
-
+ : OR'
alkoksidni
jon
nukleofil
R
: O:
C
karboksilatni anjon
..
.. -
+ HOR' ..
O..
: alkohol

Zašto se bazno–katalizovana hidroliza estra
zove SAPONIFIKACIJA
▪ Kada se masti ili ulja (trigliceridi – estri viših
masnih kiselina i glicerola) hidrolizuju u baznoj
sredini u prisustvu NaOH ili KOH, dobija se glicerol i
sapuni (smeša Na ili K soli masnih kiselina sa 12–
20 C–atoma):
C
CH
C
H 2
H 2
O
O
O
O
CR'
O
CR''
O
CR'''
triglicerid
(mast ili ulje)
+ 3NaOH
CH 2
OH
CH
OH +
C
H 2
OH
glicerol
O
R'CO
- +
Na
O
R''CO
- +
Na
O
R'''CO
- +
Na
sapuni
75
3.2. Alkoholiza
▪ Reakcija transesterifikacije – direktna
transformacija jednog estra u drugi, bez nastajanja
slobodne k.k.
▪ Reakcija je katalizovana kiselinom ili bazom!
O
RCOR' + R''OH
estar alkohol
+ -
H ili OR''
O
RCOR'' + HOR'
estar alkohol
▪ Ravnotežna reakcija – da bi se ravnoteža pomerila
u "desno" obično se koristi veliki višak alkohola
(R"OH).
O
OCH 2
CH 3
+ CH 3
OH
etil-butanoat
metanol
H 2
SO 4
O
+ CH
OCH 3
CH 2
OH
NaOCH 3
3
metil-butanoat
etanol
76
▪ Mehanizmi transesterifikacije katalizovani
kiselinama ili bazama analogni su mehanizmima
hidroliza u odgovarajuće k.k.:
kisela–kataliza – započinje protonovanjem
karbonilnog O estra nakon čega sledi nukleofilni
napad molekula alkohola na karbonilni C
bazna–kataliza – započinje deprotonovanjem
alkohola, a nastali alkoksid ( – OR"), nukleofil, se
adira na karbonilnu grupu estra.

3.3. Amonoliza i aminoliza
▪ U reakciji nije potreban katalizator, ali je reakcionu
smešu neophodno zagrevati!
O
COCH 2
CH 3
∆
+ H 2
NCH 3
O
N-metilbenzenkarboksamid
(N-metilbenzamid)
▪ Analogno reaguju amonijak i 2° amini.
77
CNHCH 3
+ CH 3
CH 2
OH
4. Amidi
▪ Najmanje reaktivni derivati k.k., delimično i zbog
toga što su jako stabilizovani delokalizacijom slob.
el. para atoma azota.
▪ Posledica toga je da adiciono–eliminacione
reakcije u koje stupaju, zahtevaju oštre reakcione
uslove.
4.1. Hidroliza
▪ Do hidrolize dolazi samo uz produženo zagrevanje
pod jako kiselim ili baznim uslovima.
4.1.1. Kiselo–katalizovana
▪ Povratna reakcija!
78
kisela-kataliza
O
O
H +
+
RCNH 2
+ H 2
O RCOH + NH 4
amid k.k. ∆ k.k. amonijum-so
O
NH 2
propanamid
+ H 2
O
O
H 2
SO 4
∆
OH
propanska k.
+
2-
+ (NH 4
) 2
SO 4

Mehanizam kiselo-katalizovane hidrolize amida
+ .. H
: O:
O
R
C + H +
..
1
..
NH 2
R C .. + HOH
- H +
..
NH 2
nukleofil
: OH
.. : OH
.. OH
.. + H + : ..
.. - H +
+
R C NH 2
R C NH 2
R C NH 3
+ H +
- H +
O
: OH
:
..
OH
..
..
H + H
+ : O
R
C
H
..
+ NH 3
OH odlazeca
grupa
1 adicija 2 eliminacija
4.1.2. Bazno–katalizovana
▪ Nepovratna reakcija!
O
bazna-kataliza
O
RCNH 2
+ H 2
O
amid k.k.
+ H
NHCH 2
O
3
N-metilpropanamid
: O:
- H + R
C + H + OH
-
OH
∆
-
OH
∆
O
k.k.
-
RCO + HNH 2
so k.k.
O
-
O
so propanske k.
O
OH
propanska k.
2
+
+ NH 4
amonijum-so
+ CH 3
NH 2
metilamin
+
H , H 2
O
+
+ CH 3
NH 3
metilamonijum-so
79
Mehanizam bazno-katalizovane hidrolize amida
.. -
: O:
: O:
: O:
..
1
2
- ..
..
RC
NH R C NH 2
R
C 2
+ : OH ..
.. - ..
O H
nukleofil
:
.. + : NH
OH
2
katalizator
..
k.k.
odlazeca
grupa
3 amidni jon
: O:
1 adicija
..
2 eliminacija
C .. - + NH 3
prevodjenje k.k. u njenu so
R O..
:
3
pod uticajem bazne cestice, amidnog jona
karboksilatni anjon
▪ Obradom reakcione smeše sa razblaženom
mineralnom kiselinom, dobija se k.k.
Nitrili – posebna klasa derivata k.k.
▪ Cijanidna grupa je polarizovana – na C–atomu se
δ + -
δ
pojavljuje delimično "+" šarža tako da
R C N podleže napadu nukleofila!
1. Hidroliza nitrila
▪ Veoma oštri reakcioni uslovi – neophodno
prisustvo koncentrovane kiseline ili baze uz
zagrevanje.
▪ Mehanizmi ovih reakcija vrše se preko
intermedijarnog amida i uključuje faze adicije–
eliminacije!
80

1.1. Kiselo–katalizovana
▪ Povratan proces!
81
1.2. Bazno–katalizovana
▪ Nepovratan proces!
82
kisela-kataliza
O
H +
+
RCN + H 2
O RCOH + NH 4
nitril
∆ k.k. amonijum-so
bazna-kataliza
RCN + H 2
O
nitril
-
OH
∆
-
RCOO + NH 3
so k.k. amonijak
N
R
C(CH 2
) 4
C
heksanodinitril
(adiponitril)
N + H 2
O
H 2
SO 4 +
2-
HOOC(CH 2
) 4
COOH + (NH 4
) 2
SO 4
∆
heksan-dikiselina
(adipinska k.)
Mehanizam kiselo-katalizovane hidrolize nitrila
..
R C N:
+ H +
+
+
R C N H R C
..
N H
+ HOH ..
- H + - H 2
O
R
.. ..
+
..
NH
NH NH 2
NH 2 C +
O
H - H
..
+
R C + H
..
+
OH R C ..
OH R C ..
+ H + .. - H + ..
OH
+
H
imino kiselina
(tautome amida)
..
NH 2 C ..
O..
amid
H +
H 2
O
+
RCOOH + NH 4
k.k.
▪ Početno protonovanje azota cijanidne grupe je
praćeno nukleofilnim napadom molekula vode.
▪ Deprotonovanjem nastaje neutralni intermedijer,
imino kiselina, koji tautomerizuje u amid.
▪ Amid dalje hidrolizuje kao što je ranije opisano.
- H +
+ H +
Mehanizam bazno-katalizovane hidrolize nitrila
.. -
N :
H
- ..
R C N:
+ : OH
R
C ..
..
OH
nukleofil
..
katalizator anjon imino kiseline
R
..
- ..
NH
: NH
C ..
O R C .. : - ..
O..
amidatni jon
H
..
OH ..
R
..
OH ..
..
NH 2 C ..
O..
amid
..
NH
R C ..
O..
H
imino kiselina
(tautomer amida)
- ..
+ : OH ..
- .. - H 2
O
+ : OH ..
+ H 2
O
-
RCOO + NH 3
so k.k.
▪ Direktan napad hidroksilnog jona daje anjon imino
kiseline (amidnog tautomera), koji se protonuje na
azotu dajući imino kiselinu (tautomer amida).
▪ Imino kiselina tautomerizuje u amid koji dalje
hidrolizuje kao što je ranije opisano.
▪ Obradom reakcione smeše sa razblaženom
mineralnom kiselinom, dobija se k.k.

2. Alkoholiza nitrila
▪ Kiselo–katalizovana reakcija.
R
kisela-kataliza
RCN + R'OH
nitril
.. ..
NH
NH C +
O
H - H
..
+
R C ..
+ H + OR' ..
R'
H +
∆
NH
RCOR'
iminoestar
..
R C N:
+ H +
+
+
R C N H R C
..
N H
+ R'OH ..
- H + - R'OH
iminoestar
83
Reakcija derivata k.k. sa Grignard–ovim
reagensima
1. Alkanoil-hloridi
R
C O
alkanoil-hlorid
1
2
1 O
R'MgX
Cl R C - MgXCl
keton
R'
ne može se izolovati
1) R'MgX
2) H
+
, H 2
O
adicija-eliminacija (nukleofilna acilna supstitucija)
nukleofilna adicija Grignard-ovog reagensa na keton
2
R
OH
C
R'
R'
3 o alkohol
84
▪ Hidrolizom iminoestra se dobija estar k.k.
NH
RCOR'
iminoestar
+ H 2
O
H +
∆
+
RCOOR' + NH 4
estar k.k.
O
CH 3
CH 2
CCl
propanoil-hlorid
1) aps. etar
OH
2) H
+
, H 2
O
+ 2H 3
C MgBr CH 3
CH 2
C CH 3
CH 3
2-metil-2-butanol
3 o alkohol
O
Cl
propanoil-hlorid
+ 2
MgCl
1) aps. etar
2) H
+
, H 2
O
OH
1,1-difenil-1-propanol

.. -
: O:
: O :
+
MgX
R
C δ - δ + 1 .. 2
.. + R'' MgX R C Cl ..
:
Cl .. :
- ClMgX
R''
alkanoil-hlorid
: O: .. -
: O :
+
MgX
R
C δ - δ + 3
+ R'' MgX R C R''
R''
R''
keton
ne može se izolovati
85
2. Estri
2
1
1) R''MgX
O
O
R
C R''MgX
OR' R C 2) H
+
, H 2
O
- R'OMgX R''
estar
keton
ne može se izolovati
1
2
adicija-eliminacija (nukleofilna acilna supstitucija)
nukleofilna adicija Grignard-ovog reagensa na keton
R
OH
C R''
R''
3 o alkohol
86
R
OH
C R''
R''
3 o alkohol
H
+
, H 2
O
O
etil-benzoat
COCH 2
CH 3
1) aps. etar
OH
2) H
+
, H 2
O
+ 2H 3
C MgBr C CH 3
CH 3
2-fenil-2-propanol
3 o alkohol
1
3
+ 2 = adicija-eliminacija (nukleofilna acilna supstitucija)
nukleofilna adicija Grignard-ovog reagensa na keton
H
O
COCH 2
CH 3
etil-formijat
1) aps. etar
OH
2) H
+
, H 2
O
+ 2H 3
C MgBr H C CH 3
CH 3
2-propanol
2 o alkohol

: O:
R
C .. +
OR' ..
estar
.. -
: O :
+
MgX
δ δ + 1 .. 2
R'' MgX R C OR' ..
- R'OMgX
R''
87
3. Nitrili
R C N
1) R'MgX
2) H
+
, H 2
O
- Mg(OH)X
NH
R C R'
imin
+
H , H 2
O
R
C O
R'
+
+ NH 4
88
-
+
: O: .. -
: O :
+
MgX
R
C δ - δ + 3
R'' MgX R C R''
R''
R''
keton
ne može se izolovati
N
etanonitril
(acetonitril)
+
MgBr
butilmagnezijum-bromid
1) aps. etar
2) H
+
, H 2
O
keton
O
2-heksanon
R
OH
C R''
R''
H
+
, H 2
O
.. - + ..
N MgX
NH
δ - δ +
:
δ + -
δ
R C N:
+ R' MgX
R
C H
+
, H 2
O
R' R C - Mg(OH)X R'
nitril
anjonska imino so
imin
1 +
2
3 o alkohol
= adicija-eliminacija (nukleofilna acilna supstitucija)
3 nukleofilna adicija Grignard-ovog reagensa na keton
▪ Reakcije estara k.k. sa Grignar–ovim reagensima
sasvim su analogne reakcijama hlorida – kao
proizvod nastaje 3° alkohol!
▪ U reakciji nukleofilne acilne supstitucije (1 + 2), u
fazi eliminacije umesto hloridnog jona (Cl – ) odlazeća
grupa je alkoksidni jon ( – OR').
O
R
C R'
keton
+
+ NH 4
+
H , H 2
O

Amidi su amfoterna jedinjenja
▪ Mogu da reaguju kao:
slabe baze
slabe kiseline.
Slabe baze
▪ Amidi su mnogo slabije baze od amina!!!
▪ U molekulu amida moguće je protonovanje na 2
mesta – na N i na karbonilnom O!
: O:
R
C + H
N
H
H (nema stabilizacije
rezonancijom)
protonovanje na N
- H + + H +
+ H + - H +
.. -
.. -
: O:
: O: : O:
R
C ..
NH 2
R C NH 2
R C + ..
+
NH 2
(I) (II) (III)
rezonancija u molekulu amida
+ .. H
O
R
C ..
NH 2
.. H
: O
R
C + NH ..
2
protonovanje na O
..
: O
R
C
H
+
NH 2
katjon stabilizovan rezonancijom
(delokalizacija "+" šarže - jace stabilizovan rezonancijom
od neprotonovanog amida)
89
Protonovanje na N
▪ Slobodan el. par sa N učestvuje u rezonanciji sa
"=" vezom karbonilne grupe:
molekul amida je stabilizovan rezonancijom
za razliku od protonovanog amida
kao posledica delokalizacije slob. el. para sa
N na karbonilno O javlja se delimično "+"
naelektrisanje na N
čime je jako smanjena baznost amida!
Protonovanje na O
▪ Protonovanjem na karbonilnom O nastaje katjon
koji je rezonanciono stabilizovan (rezonanciona
stabilizacija "+" šarže) – jače je rezonanciono
stabilizovan od neprotonovanog amida (razdvajanje
naelektrisanja).
Važno: do protonovanja dolazi na
karbonilnom O i to u jako kiselim uslovima!
Slabe kiseline
▪ Vodonici iz amino grupe 1° i 2° amida su slabo
kiseli zbog delimično "+" šarže na N:
..
: O: -
..
: O: -
R
C +
NH H R C +
NR' H
(III)
(III)
1 o 2 o
90

▪ Svoje slabo kisele osobine mogu manifestovati
isključivo u jako baznim uslovima:
: O:
R
C ..
N
H
H
+ ..
+ Na : NH 2
: O:
- +
NH
R
C -
3
+ Na ..
NH ..
natrijum-amid
jaka baza
91
..
: O: -
R
C ..
NH
amidatni jon
rezonanciono stabilizovan
Imidi su kiseli
▪ Vodonik na N u strukturi imida je kiseo zbog
delimično "+" šarže na N:
ftalimid
.
O.
: N
. O
.
.. -
.
.
O
.
.
O
: N H
N
+
H
. O
. . O
. H
delokalizacija slob. el. para sa N
.
.
O
+
N H
. O
. .. -
▪ S obzirom da je delokalizacija slob. el. para sa N
kod imida veća nego kod amida, IMIDI:
praktično nemaju bazni karakter
znatno su jače kiseline od amida
mogu se deprotonovati u znatno blažim baznim
uslovima (vodeni rastvor hidroksida ili karbonata) –
nastaje rezonanciono stabilizovan imidatni jon.
ftalimid
K +
.
.
O
: N
. O
.
H
KOH/H 2
O
.
.
O
.. -
.
.
O
.
.
O
. O
imidatni jon
. O
O..
: N:
N: N:
rezonanciono stabilizovan
▪ Imidatni jon može da reaguje sa jedinjenjima koja
sadrže polarizovanu vezi CX (ugljenik–halogen).
.
.
O
: N : - +
K
. O
. kalijum-ftalimid
Gabriel-ova sinteza 1 o amina:
. .
O
+ BrCH 2
CH 2
CH 3
(S N
2)
: N CH 2
CH 2
CH 3
RX mora biti 1 o
- KBr
. O
-
OH /H 2
O
∆
-
COO
H 2
N CH 2
CH 2
CH 3
propilamin
+
-
COO
.
.
O
Gabriel-ova sinteza 2-aminokarboksilnih k.: . O
.
O
: N : - +
K + ClCH 2
COCH 2
CH 3
: N CH 2
COOCH 2
CH
(S 3
N
2)
. O
. etil-hloretanoat
- KCl
(etil-hloracetat)
. O
. α-halogenestar
kalijum-ftalimid
-
1) OH /H 2
O; ∆
+
2) H /H 2
O
COOH
+ -
H 3
NCH 2
COO +
2-aminoetanska k.
(glicin)
COOH
92

Hell–Vollhardt–Zelinsky reakcija
▪ Slično aldehidima i ketonima, α-C–atom alkanskih
(alifatičnih) k. može se halogenovati pomoću X 2
(Cl 2 , Br 2 ) u prisustvu kat. količine elementarnog
(crvenog) fosfora:
P
R CH COOH + X 2
H
▪ Mogu se zameniti svi α-H–atomi!
R CH COOH + HX
X
2-halogenkarboksilna k.
(α-halogensupstituisana k.)
▪ Prevoñenje α-halogensupstituisane k. u druge
supst. k.:
RCH 2
CHCOOH
X
(S N
2)
-
CN
-
NO 2
RCH 2
CHCOOH
CN
RCH 2
CHCOOH
NO 2
-
1) OH /H 2
O
2) H
+ RCH
/H 2
O
2
CHCOOH
OH
2-cijanokarboksilna k.
(α-cijanokiselina)
2-nitrokarboksilna k.
(α-nitrokiselina)
2-hidroksikarboksilna k.
(α-hidroksikiselina)
93
94
▪ Iz α,β-nezasićene k. konjugovanom adicijom može
nastati čitav niz sistema.
RCH CHCOOH
(α,β-nezasicena k.)
+
H /H 2
O
HX
NH 3
HCN
RCHCH 2
COOH
OH
RCHCH 2
COOH
X
RCHCH 2
COO
-
+ NH 3
RCHCH 2
COOH
CN
3-hidroksikarboksilna k.
(β-hidroksikiselina)
3-halogenkarboksilna k.
(β-halogenkiselina)
3-aminokarboksilna k.
(β-aminokiselina)
3-cijanokarboksilna k.
(β-cijanokiselina)
▪ Ovo je zapravo 1,4–adicija nukleofilnog reagensa
H–B na α,β-nezasićeni karbonilni sistem:
β
C
α
C
O
C
+
OH
Cini se da je doslo
do 1,2-adicije NuH
na dvostruku vezu C-C!!!
δ+
1,4-adicija β
H B C
δ _
B
enol-oblik
O
H
α
C OH
C
izomerizacija
β α
C C
B
H
C
O
OH
NH 3
/H 2
O
RCH 2
CHCOO -
+ NH 3
2-aminokarboksilna k.
(α-aminokiselina)
1) KOH/ alkohol; ∆
2) H
+
/H 2
O
RCH
CHCOOH
(α,β-nezasicena k.)

Dietil-malonat
▪ Malonska kiselina je važan predstavnik dikiselina.
▪ Znatno veći sintetski značaj ima njen dietil-estar
dietil-propandioat (dietil-malonat)!
CH 3
COOH
O
Cl 2
P
NCCH 2
COO - Na + H + , H 2
O
∆
natrijumova so
cijanosircetne k.
CH 3
CH 2
OH
H 2
SO 4
H 2
C
C
COCH 2
CH 3
HN
OCH 2
CH 3
iminoestar
alkoholiza
O
-
N C CH 2
CO Na
+
ClCH 2
COOH NaOH/H 2 O
+
H , H 2
O
HOOCCH 2
COOH
propan-dikiselina
(malonska k.)
esterifikacija
O
COCH 2
CH 3
H 2
C
COCH 2
CH 3
O
dietil-propandioat
(dietil-malonat)
ClCH 2
COO - Na + CN-
95
▪ Dietil-malonat se u reakciji sa jakim bazama
ponaša kao kiselina:
O O
+ - ..
CH 3
CH 2
OCCHCOCH 2
CH 3
+ Na : OCH .. 2
CH 3
jaca k.
pK a
= 13
H
: O: : O:
Na + .. ..-
..
CH 3
CH 2
O..
C CH C OCH .. 2
CH 3
+ CH 3
CH 2
OH
slabija k.
pK a
= 15,9
..
CH 3
CH 2
O..
..
CH 3
CH 2
O..
.. -
: O: : O :
C
C
CH
C
..
: O: : O: -
CH
C
rezonanciona stabilizacija anjona
..
OCH .. 2
CH 3
..
OCH .. 2
CH 3
▪ U strukturi dietil-malonata H–atomi metilenske
grupe su kiseli:
deluje "–I" efekat
-
δ H -
δ
2 karbonilne grupe
: O: : O:
δδ
(destabilizuje
+
CH 3
CH 2
O C C C OCH 2
CH 3
δ
molekul – olakšava
+ δ +
odlazak H + H
)
anjon koji nastaje odlaskom H + je stabilizovan
rezonancijom
96

Malonestrarska sinteza
▪ Dietil-malonat se koristi kao prekursor (polazno
jedinjenje) u sintezi alkil- i dialkilsirćetnih k.
▪ Postupak se zove malonestarska sinteza!
▪ Zasniva se na:
velikoj kiselosti metilenskih H–atoma u
strukturi dietil-malonata
veoma lakoj dekarboksilaciji malonske
kiseline i supstituisanih malonskih kiselina.
O
H
CH 3
CH 2
O C C C OCH 2
CH 3
H
O
H C
OCH 2
CH 3
O H O
H
CH 3
CH 2
O C C C OCH 2
CH 3
COOH
CH 3
CH 2
O C C C
H C COOH
R
R
(monosupstituisana sircetna k.)
O R' O
R'
R
R
(disupstituisana sircetna k.)
97
H
H
R'
CO 2
CH 2
CH 3
C
CO 2
CH 2
CH 3
CO 2
CH 2
CH 3
C
R
CO 2
CH 2
CH 3
CO 2
CH 2
CH 3
C
H
(dietil-alkilmalonat)
R
CO 2
CH 2
CH 3
(dietil-dialkilmalonat)
+ -
Na OC 2
H 5
C 2
H 5
OH
+
Na
-
OC 2
H 5
C 2
H 5
OH
H
+
Na
CO 2
CH 2
CH 3
-
C: Na
+
CO 2
CH 2
CH 3
CO 2
CH 2
CH 3
-
: C R
CO 2
CH 2
CH 3
R
X
alkilovanje
R'
X
alkilovanje
▪ Pravila i ograničenja S N 2 reakcija važe i za faze
alkilovanja!!!
▪ Osim 1° i 2° halogenalkana mogu se koristiti i
druga jedinjenja koja u molekulu sadrže
polarizovanu vezu CX:
H
CO 2
CH 2
CH 3
C
R
CO 2
CH 2
CH 3
(dietil-alkilmalonat)
O
RCX X CH X
2
COR' CH 2
CR'
alkanoil-halogenid α-halogenestar α-halogenketon
-
OH /H 2
O
∆
O
-
COO
COOH
+
H /H 2
O
H C R
H C R
COO - COOH
O
∆
- CO 2
supstituisana malonska k.
H
C
H
R
98
COOH
R'
CO 2
CH 2
CH 3
C
R
CO 2
CH 2
CH 3
(dietil-dialkilmalonat)
-
OH /H 2
O
∆
COO
-
COOH
+
H /H 2
O
R' C R R' C R
COO
-
COOH
∆
- CO 2
disupstituisana malonska k.
R'
COOH
C R
H

Lako dekarboksilovanje malonske kiseline:
HO
H
. .
O
. . .
: O:
C
CH2
C
O
∆
CO 2
+
HO
C CH 2
HO
enol-oblik
HO
O
C
CH 3
99
ZADATAK
Koristeći dietil-malonat i ostale reaktive, prikažite
sintezu:
a) 3-fenilpropanske kiseline
100
Dekarboksilacija je veoma olakšana mogucnoscu obrazovanja
6-clanog ciklicnog prelaznog stanja
(karbonilni O jedne -COOH grupe se ponasa
kao akceptor protona iz -OH grupe druge -COOH grupe)
H
CO 2
CH 2
CH 3
C H
H
COOH
C CH 2
CO 2
CH 2
CH 3
H
H
CO 2
CH 2
CH 3
C H
+
Na
-
OC 2
H 5
C 2
H 5
OH
H
CO 2
CH 2
CH 3
-
C: Na
+
CH 2
Cl
CO 2
CH 2
CH 3
CO 2
CH 2
CH 3
H
CO 2
CH 2
CH 3
C CH 2
CO 2
CH 2
CH 3
OH
-
/H 2
O
∆
H
-
COO
C CH 2
COO
-
+
H /H 2
O
H
COOH
C CH 2
COOH
- 2
COOH
∆
CO
H C
H
CH 2
3-fenilpropanska k.

) 2-etilbutan-dikiseline
101
CO 2
CH 2
CH 3
COOH
H
C
H
HOOC
CH 2
C CH 2
CH 3
CO 2
CH 2
CH 3
H
H
CO 2
CH 2
CH 3
C H
+
Na
-
OC 2
H 5
C 2
H 5
OH
H
CO 2
CH 2
CH 3
-
C: Na
+
CH 3
CH 2
Br
CO 2
CH 2
CH 3
CO 2
CH 2
CH 3
Br
CO 2
CH 2
CH 3
CO 2
CH 2
CH
+ 3
Na
-
OC 2
H 5 -
H C CH 2
CH 3
Na
+ : C CH 2
CH 3
C 2
H 5
OH
CH 2
CO 2
CH 2
CH 3
CO 2
CH 2
CH
-
3
COO
+
OH
-
/H 2
O -
H /H 2
O
CH 3
CH 2
O 2
CCH 2
C CH 2
CH 3
OOCCH 2
C CH 2
CH
∆
3
CO 2
CH 2
CH
-
3
COO
CO 2
CH 2
CH 3
CO 2
CH 2
CH 3
HOOCCH 2
C CH 2
CH 3
∆
- CO 2
HOOCCH 2
C CH 2
CH 3
COOH
COOH
COOH
H
2-etilbutan-dikiselina
O
X CH 2
COR'
α-halogenestar
Mora biti estar!
Nikako α-halogensupstituisana k.
(jača k. XCH 2 COOH bi istisnula
slabiju, dietil-malonat, iz njene soli).