PHENOL ACID và OXO ACID
Bài 9
Acid carboxylic, ester và hợp chất tạp chức có nhóm carboxylic
1. Định nghĩa
Ví dụ:
Acid salicylic
Phenol acid là hợp chất tạp chức trong
phân tử có nhóm hydroxyl –OH nối với C
của vòng thơm và nhóm carboxyl –COOH
Acid gallic
Acid Caffeic
Acid feruvic
Acid gentisic
Acid protocatechuic
Oxo acid là những hợp chất tạp chức
trong phân tử có nhóm carboxyl và
nhóm carbonyl
Tổng quát:
Ví dụ:
Acid pyruvic
Acid acetoacetic
Acid levulinic
Acid glyoxalic
2. Danh pháp
2.1: Danh pháp IUPAC
Phenol acid:
acid + stt nhóm hydroxyl + hydroxy + tên acid tương ứng
Ví dụ:
Acid 3-hydroxy-2,2,2-triphenylethanoic
Acid 2,3-hydroxy-2,3-diphenylpropanoic
Oxo acid:
acid + stt nhóm chứa CO + tên nhóm chứa CO + tên acid tương ứng
Ví dụ:
HOOC-CH2-CH-COOH
CH3-C=O
Acid acetylbutandioic
CH2-CH2-COOH
C6H5-C=O
Acid 3-benzoylpropanoic
2.2: Tên thường
Ví dụ:
CH3-C-CH2-CH2-COOH
O
Acid levulinic
Phloroglucinol carboxylic acid
Acid Syringic
3. Tồn tại
Acid salicylic tồn tại trong một số cây:
Ở trạng thái tự do: trong cây dâu tây, cây viễn chí, cây liễu
Ở trạng thái ester, kết hợp dưới dạng heterosid trong cây Lão quan thảo (Gaultheria procombus), từ đó người ta chiết tinh dầu Wintergreen có thành phần chính là methyl salicylat.
3.1: Phenol Acid
3.1.1: Acid monophenol
Acid ferulic: được tìm thấy trong rễ của cây đương quy, cây xuyên khung, trong hạt cà phê, đậu phộng, atiso, táo, cam và dầu cọ Aca
Acid caffeic: được tìm thấy trong tất cả các loại thực vật, bởi đây là một trung gian quan trọng trong sinh tổng hợp lignin, một trong những nguồn chính của sinh khối
Acid gallic: có trong cây sồi, hạt dẻ, lá trà, đinh hương, mâm xôi, quả óc chó…
3.1.2: Acid polyphenolic
Acid protocatechuic: có trong cây hồi và dầu cọ Aca, là chất chuyển hóa chính trong cơ thể người sau khi dùng trà xanh
Acid gentisic: sản phẩm trao đổi chất của aspirin, bài tiết bởi thận
Acid glyoxalic: tồn tại trong vi khuẩn, nấm, thực vật ở trạng thái glyoxalate, đóng vai trò trung gian trong chuyển hóa acid béo thành carbohydrate
3.2: Oxo Acid
 
Acid pyruvic: có thể được tổng hợp từ glucose thông qua glycosis (là con đường trao đổi chất có thể chuyển glucose C6H12O6 thành pyruvate CH3COCOO- và H+)
4. Tính chất lí học
4.1: Phenol Acid:
 
 
 
4.2: Oxo Acid
 
Acid levulinic: kết tinh trắng hòa tan trong nước, ethanol và diethyl ether
 
Acid protocatechuic:
5. Tính chất hóa học
5.1. Phenol acid: quan trọng hơn cả là
acid o-hydroxy bezoic (acid salicylic)
5.1.1. Tính chất của nhóm carbonyl
Tính acid: acid salicylic (Ka =105.10-5 ) mạnh hơn nhiều so với acid benzoic (Ka =6,3.10-5 ). Có thể tạo muối với base hoặc carbonat.
Natri salicylat được dùng làm thuốc
chống thấp khớp và giảm nhiệt.
+ CO2 + H2O
2
Tạo clorid acid: cho tác dụng thionyl
clorid (SOCl2) với acid salicylic sẽ tạo
clorid acid của acid salicylic:
+ SO2 + HCl
Tạo ester:
Cho acid salicylic tác dụng với alcol methylic có dư, xúc tác H2SO4 sẽ tạo methyl salicylat:
Methyl salicylat là chất lỏng có mùi đặc trưng, dùng để xoa bóp ngoài da, chữa thấp khớp.
Tạo phenyl salicylat:
Thường người ta điều chế bằng cách cho POCl3 tác dụng với hỗn hợp acid và phenol đun nóng.
Phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn.
POCl3 tác dụng acid salicylic tạo clorid acid:
+ POCl3
+ H3PO4
Clorid acid tác dụng với phenol tạo salol:
+
+ HCl
Salol là chất kết tinh, rất ít tan, nóng chảy ở 43oC. Trong Y học, salol dùng trong một số bệnh đường ruột.
Decarboxyl hóa:
Acid salicylic khi đun nóng nhanh thì dễ bị phân hủy thành phenol và CO2 :
to
+ CO2
5.1.2: Tính chất của nhóm hydroxyl phenolic
Ester hóa: khi đun nóng acid salicylic với anhydrid acetic thì nhóm chức phenol bị ester hóa thành acid acetyl salicylic (aspirin):
+
+ CH3COOH
Aspirin là chất kết tinh, nóng chảy ở 1370C, được dùng nhiều trong y học.
Tác dụng với Fe(III) clorid
FeCl3 tác dụng với acid salicylic cho màu tím trong cả dung dịch nước và alcol (phenol chỉ tác dụng trong môi trường nước)
5.1.3.Tính chất của cả 2 nhóm chức:
Tạo các muối kép: tác dụng với hydroxyd kiềm hoặc kiềm thổ dùng dư
+
+ 2H2O
Khi đun nóng acid salicylic với nước vôi trong sẽ tạo calci salicylat.
Phản ứng giúp phân biệt acid salicylic với các đồng phân m- và p-hydroxybenzoic không cho phản ứng này.
to
Alkyl hóa:
Dinatri salicylat có thể tác dụng tác nhân alkyl hóa, cho phép ester hóa nhóm carboxyl và ether hóa nhóm chức phenol.
Khi xà phòng hóa bởi KOH chỉ còn lại nhóm ether.
Tạo xanthon: Khi đun nóng trong sự có mặt của các tác nhân hút nước, 2 phân tử acid salicylic ngưng tụ với nhau để tạo xanthon.
+
+ CO2 + 2H2O
CO2 + 2H2O +
Tạo phenyl salicylat (salol): Đun nóng acid salicylic ở 200oC trong bình kín sẽ tạo phenyl salicylate
Cộng hợp: hydro hóa với Na/ethanol sẽ tạo acid β-ceton vòng, chất này thủy phân tạo ra acid pimelic ở dạng muối natri.
5.1.4.Tính chất của nhân thơm:
Thế ái điện tử (SE) :
Nhóm –OH (định hướng ortho và para) và nhóm –COOH (định hướng meta) hướng sự thế ái điện tử vào các đỉnh 3 và 5.
Vị trí 5 ít trở ngại, là vị trí dễ bị tấn công nhất, ví dụ trong các phản ứng sulfon hóa, nitro hóa và phản ứng ghép đôi với muối diazoni.
Các halogen tác dụng acid salicylic cho cùng sản phẩm như khi tác dụng phenol. Phản ứng bắt đầu bởi decarboxyl hóa acid salicylic thành phenol.
Oxo acid có nhóm carboxyl và nhóm carbonyl nên có các tính chất của acid và của aldehyd hoặc ceton.
Do nhóm carbonyl C=O là nhóm hút e mạnh
(hiệu ứng - I) nên các oxo acid có tính acid
mạnh hơn các acid carboxylic tương ứng.
Do ảnh hưởng tương hỗ của 2 nhóm chức
nên các α-ceto acid và β-ceto acid dễ dàng
loại nhóm carboxyl. Ví dụ:
5.2. Oxo acid
acid pyruvic trong mt acid H2SO4 loãng đun nóng decarboxyl cho aldehyd acetic.
aceto acetic rất không bền ở cả tothường dễ loại nhóm carboxyl tạo aceton.
6. Điều chế
6.1.1: Acid monophenol:
Acid salicylic: điều chế theo phương pháp Kolbe-Schmitt (1885), hiện nay vẫn thường được sử dụng, hiệu suất đạt 95-98%
+ CO2
 
4-7 atm
H2SO4
6.1: Phenol acid
Phân lập acid salicylic bằng cách acid
hóa môi trường, acid salicylic kết tủa và
được tinh chế bằng cách thăng hoa
Cơ chế phản ứng:
<140oC
6.1.2: Acid polyphenol:
CO2
 
 
Acid gentisic: điều chế từ p-hydroquinone bằng cách đun nóng với KHCO3 ở nồi hấp
CO2
Acid gallic:
thủy phân tanin bằng men hoặc acid loãng
6.2: Oxo acid
6.2.1: Oxy hóa hydroxy acid
R - CH2 - CH - COOH
OH
[O]
R - CH2 - C - COOH
O
 
R - CH2 - C - Cl
O
R - CH2 - C - C
N
O
R - CH2 - C - COOH
O
+ KCN
HOH
(H+)
6.2.3: Từ dẫn xuất gem-dihalogen của acid
2H2O
-2HBr
-H2O
 
+
C2H5ONa
C2H5OH
+
7. Ứng dụng
7.1: Phenol acid
7.1.1: Acid Salicylic
Đặc tính chống vi khuẩn, hòa tan chất bẩn và làm giảm bã nhờn dư thừa
Ngăn chặn da nổi mụn, làm giảm mụn đầu đen, làm giảm vết thâm mụn và thu nhỏ lỗ chân lông
Thuốc tróc lớp sừng da, chống tiết bã nhờn, trị vảy nến, chất ăn da
Chú ý:
Khi bôi quá nhiều, thuốc có thể gây hoại tử da
Kích ứng rất mạnh trên niêm mạc tiêu hóa và các mô khác
Aspirin (acid acetyl salicylic)
Được chỉ định để giảm các cơn đau nhẹ và vừa, đồng thời giảm sốt
Được sử dụng trong chứng viêm khớp và viêm đốt sống dạng thấp
Được sử dụng trong dự phòng thứ phát nhồi máu cơ tim và đột quỵ ở những người có tiền sử về những bệnh này (Tác dụng chống kết tập tiểu cầu)
Có tác dụng chống đông máu
Chú ý: do có tác dụng phụ đến đường tiêu hóa vì vậy phải uống thuốc vào lúc no và không dùng thuốc cho những người có tiền sử loét dạ dày hành tá tràng.
Dẫn xuất p-amino của acid salicylic
(acid p-amino salicylic hay P.A.S) là
thuốc kháng lao:
CO2
to, p
P.A.S
Methyl salicylate: Có tác dụng gây xung
huyết da, thường được phối hợp với các
loại tinh dầu khác dùng làm thuốc bôi ngoài,
thuốc xoa bóp, băng dính điều trị đau
7.1.2: Acid Ferulic
Giảm các hội chứng tiền mãn kinh và mãn kinh, giảm đau, giãn mạch…
Hỗn hợp các ester của acid ferulic với sterols và các triterpene alcohol có tác dụng kích thích hệ thống thần kinh tự chủ, kích thích sinh trưởng và làm gia tăng sự phát triển hệ thống mao quản trên biểu bì da.
Tăng cường tác dụng ức chế tuyến giáp của axit thyocyanic, từ đó làm cho tuyến giáp bị sưng to.
Muối natri của acid ferulic, là một dược phẩm trong Đông y để chữa các bệnh tim mạch, não mạch và để phòng chứng huyết khối.
44
7.1.3: Acid caffeic
Acid caffeic đã được chứng minh là ngăn chặn chất sinh ung thư. Nó cũng được biết đến như là một chất chống oxy hóa in vitro và in vivo
Giảm nhẹ một loạt các kích ứng da như eczema, mụn trứng cá, viêm da. Ngoài ra acid caffeic có trong dưa chuột còn có tác dụng làm mềm da.
Kháng khuẩn, chống viêm và kích thích vai trò của bạch cầu
7.1.4: Acid protocatechuic
Có tác dụng trên tế bào ung thư trong
ống nghiệm và trên cơ thể nghiên cứu
7.1.5: Acid gentisic
Giống hydroquinone, acid gentisic dễ
dàng bị oxy hóa và được sử dụng làm
tá dược chống oxy hóa trong chuẩn bị
dược phẩm
Bị bỏng do tiếp xúc với hỗn hợp 50-50 phenol acid và formaldehyde (hỗn hợp sử dụng phổ biến trong giải mã DNA)
7.1.6: Acid gallic
Acid gallic đóng vai trò như một chất chống
oxy hóa bảo vệ các tế bào của con người
chống lại tác hại oxy hóa
Acid gallic thể hiện khả năng gây độc cho
tế bào ung thư mà không làm tổn hại đến
tế bào khỏe mạnh
Được sử dụng để điều trị chứng có albumin trong nước tiểu (albuminuria) và tiểu đường
Được sử dụng như một chất làm se từ ngoài trong trường hợp xuất huyết nội
7.2: Oxo Acid
Chất 9-oxo-octadecadienoic có tác dụng chống
lại những rối loạn chuyển hóa lipid máu, loại
trừ được sự khởi đầu của bệnh mạch máu.
Alpha keto acid: rối loạn hoặc suy giảm chuyển hóa protein viên đạm cho bệnh nhân suy thận
Axit béo (keto axit) như ketosteril dạng uống là alpha-keto tương ứng với acid amin thiết yếu, không chứa nitơ (làm giảm các triệu chứng của tăng urê huyết), cung cấp calci và giảm phosphate máu
Acid levulinic:
Được sử dụng làm tiền chất trong công nghiệp dược phẩm và hóa chất
Được sử dụng trong thuốc là làm tăng lượng nicotin trong khói thuốc và ảnh hưởng của nicotine tới các thụ thể thần kinh
Acid pyruvic:
Cung cấp năng lượng cho các tế bào sống thông qua chu trình Krebs
Dẫn xuất bromopyruvic acid đang được nghiên cứu cho các ứng dụng điều trị
ung thư tiềm năng
Sản xuất nhiên liệu từ protein, sử dụng vi khuẩn E.coli:
Phân hủy các acid amin, tạo ra các sản phẩm 2-keto-acid.
Các keto-acid sau đó được các enzyme chuyển đổi thành các alcohol có 2, 4 và 5 carbon.
8. Bài tập
8.1: Đọc tên chất sau theo danh pháp IUPAC:
Acid 4-oxo-2,3-dimethylhexandioc
Acid 3-oxo-4,5-dimethylheptan-1,6-dioc
Acid 3-oxo-4,5-dimethylhexandioic
Acid 2,3-dimethyl-4-oxo-hexandioic






8.2: Công thức sau thuộc loại đồng phân quang học nào?
Meso
D
L
Không phải đồng phân quang học
8.3: Sắp xếp theo chiều tăng dần tính
acid của các chất:







8.4: Cho phản ứng tạo ester sau:
+ H2O
+
H2SO4






Nhóm OH nào đã tách ra tạo thành H2O?
8.5: Phản ứng để phân biệt acid salicylic với m- và p-hydroxybenzoic?
A. + Ca(OH)2
B. +
to
C. + Na2CO3
D. + NaOH
8.6: Sản phẩm chính của phản ứng?
+ HNO3
A.
B.
C.
D.
8.7: Sắp xếp theo chiều tăng dần khả năng phản ứng với HCN của các chất sau:








8.8: Điều chế acid salicylic bằng phương pháp Kolbe-Schmitt phải trải qua bao
nhiêu phản ứng?
2
3
4
5
8.9: Trong 4 chất:
Phản ứng theo cơ chế SE xảy
ra khó khăn
nhất với chất nào?




1
2
3
4
8.10: Cho các chất:
acid pyruvic, acid salicylic, acid lactic,
acid benzoic, acid malonic, acid n-caproic, acid glutaric. Số chất ở trạng thái lỏng
trong đk thường là:
3
4
5
6
Nhóm III cảm ơn cô và các bạn đã theo dõi
Thành viên:
Đặng Xuân Khánh
Nguyễn Huy Thành
Lê Thanh Huyền
Nguyễn Huy Đông