XVI         LES ACIDES CARBOXYLIQUES ET DÉRIVES

XVI.1           Généralités

Les acides carboxyliques ou organique ont pour groupement fonctionnel:

                                             

Ce groupement ce nomme carboxyle.

Le carbone fonctionnel ne possédant qu'une valence disponible, le groupement en question ne peut être qu'en bout

de chaîne.

XVI.2       Nomenclature

Les acides se nomment en faisant suivre le nom de l'hydrocarbure correspondant de la terminaison -oïque et en

plaçant en tête le mot "acide".

La numérotation de la chaîne se fait normalement à partir du carbone fonctionnel ; celui-ci ayant toujours le numéro

1 , on se dispense habituellement de l'indiquer.

        acide propanoïque

        acide 3-méthyl-but-2-èneoïque

De nombreux acides possèdent en outre des noms particuliers, consacrés par l'usage et rappelant souvent une

origine naturelle. Les six premiers ordre aliphatiques normaux saturés portent ainsi les noms suivants :

   acide formique

 

   acide acétique

 

   acide propionique

 

   acide butyrique

 

   acide valérianique

 

    acide caproïque

 

XVI.3       Propriétés physiques

Les acides aliphatiques normaux sont des liquides, ou des solides dont le point de fusion ne dépasse pas 100°C. Les

acides ont les point d'ébullition les plus élevés des composés possédant une fonction simple sur une chaîne donnée;

ils sont supérieurs à celui des alcools, car les acides sont associés par liaison hydrogène plus fortement encore que

les alcools. Ils se trouvent en grande partie sous la forme d'un dimère cyclique, mettant en jeu deux liaisons

hydrogène réciproques : 

                                                  

La solubilité dans l'eau est total pour les acides jusqu'à C4, diminue ensuite et devient pratiquement nulle à 

partir de C9.

XVI.4       Réactivité

Malgré que l'acide possède une fonction cétone et une fonction alcool, il n'en possède pas toutes les

caractéristiques, car on ne peut considérer indépendamment les deux groupes OH et C=O.

La réactivité de chacun est modifiée par la présence de l'autre.

Groupe OH

L'hydrogène est beaucoup plus mobile que dans les alcools et même les phénols, ce qui leur confère le caractère

acide.

Groupe C=O

A comparer des aldéhydes et des cétones, le carbonyle perd son identité et s'intègre dans le groupement.

XVI.4.1     Caractère acide

Les acides sont dissociés en solution selon : 

  

Ils réagissent directement avec certains métaux et les base pour donner des sels.

 

 

Les sels

Les sels d'acides organiques sont solubles dans l'eau, dans laquelle ils se dissocient.

        

Les sels d'ammonium, par déshydratation, fournissent successivement une amide, puis un nitrile.

  

 

XVI.4.2     Estérification

Les acides organiques réagissent avec les alcools pour donner des esters (cf chapitre XII).

XVI.4.3     Réduction

Un réducteur énergique , comme LiAlH4 transforme un acide en alcool primaire :

   

Cette réaction est plus facile si l'acide est estérifié préalablement.

 

XVI.4.4     Décarboxylation

Par chauffage , les acides carboxyliques perdent une molécule de CO2 selon: 

            

Les acides aliphatiques se décarboxylent à température élevée.

 

XVI.5        États naturel

De nombreux acides carboxyliques sont présent dans la nature, mais le plus souvent sous la forme d'esters. En

particulier les corps gras d'origine végétale ou animale sont des esters du glycérol et de divers acides gras à

chaîne linéaire plus ou moins longue.

Divers hydroxydes se trouvent:

- Dans le lait et les muscles : l'acide lactique.

- Le jus de citron : l'acide citrique.

 

   

Et les acides aminés qui sont les constituants des protéines.

 

XVI.6       Préparations

 XVI.6.1       Oxydations

- Des alcènes :

 

- Des hydrocarbures benzénique à chaînes latérales

 

- Des aldéhydes et des cétones

 

 

XVI.6.2     Synthèse à partir d'un dérivé halogéné

 

 

XVI.6.3     Saponification d'un ester

Cette méthode peut constituer une méthode de préparation des acides pour autant que les esters se trouvent dans la

nature. 

 

                           

 

XVI.7       Termes importants. Utilisations

L'acide acétique est connu depuis très longtemps, en raison de sa formation dans la transformation spontanée du vin

en vinaigre. On le prépare par oxydation de l'acétaldéhyde, par oxydation (craquage oxydant) d'alcanes comme le

butane, et par synthèse à partir du méthanol CH3OH et du monoxyde de carbone. Il est utilisé pour préparer divers

acétates : de vinyle CH3-CO2-CH=CH2 (polymérisable) , d'éthyle , de butyle et de pentyle (solvants) , de cellulose

(films , peintures , textiles artificiels).

Parmi les autres acides ayants des applications industrielles, on peut citer l'acide acrylique CH2=CH-COOH (esters

polymérisables), l'acide undécén-10-oïque CH2=CH-(CH2)8-COOH obtenu par craquage thermique de l'huile de

ricin (Rilsan), ainsi que divers diacides : adipique (nylon 6/6), phtaliques (polyesters).

XVI.8       Dérivés des acides

Les fonctions dérivées des acides sont les suivantes : 

     chlorure d'acide                         anhydride d'acide

    ester                                                         amide

 

XVI.8.1     Chlorure d'acide

Le remplacement de l'hydroxyle d'un acide par un atome de chlore conduit à un chlorure d'acide.

                                

Les chlorures d'acide se nomment en remplaçant la terminaison -ique de l'acide par -yle

CH3-COCl    chlorure d'acétyle (ou d'éthanoyle)

CH3-CH2-COCl chlorure de propanonyle (ou propanoyle)  

Le passage d'un acide à son chlorure peut se réaliser :

- par le pentachlorure de phosphore

 

- par le trichlorure de phosphore 

 

- par chlorure de thionyle 

 

Les chlorures d'acide sont très réactifs et se prêtent à de nombreuses réactions intéressantes (chez Givaudan pour

les réactions de Friedel et de Krafts par exemple).

 

XVI.8.2     Anhydrides d'acides

Les acides peuvent être déshydratés : enlèvement d'une molécule d'eau entre deux molécules d'acides.

 

Les anhydrides se nomment en faisant suivre le mot "anhydre" du nom de l'acide dont ils dérivent.

(CH3-CO)2O                 anhydride acétique

Ils peuvent être préparés par une déshydratation directe de l'acide en présence d'anhydride phosphorique P2O5

Une autre méthode donne de meilleur résultat :

 

 

XVI.8.3     Les esters

cf chapitre XII

XVI.8.4     Les amides

Le remplacement de l'hydroxyle des acides par un groupe aminé conduit aux amides :

    Amine non substitué   amide N-substitué   amide N,N-subtitué

  

Les amides se nomment en remplaçant la terminaison -ique (ou -oïque) des acides par -amide.

  

  acétamide benzamide  N-méthyl

                                                                                                                                                    propionamide

Le passage de la fonction acide à la fonction amide peut se faire :

- par le sel d'ammonium (amide non disubstitués) 

 

- par le chlorure d'acide