कार्बोक्सिलिक अम्लों की तैयारी और गुण

कार्बोक्सिलिक अम्ल जैविक यौगिकों का एक महत्वपूर्ण समूह है जो प्रकृति और औद्योगिक अनुप्रयोगों में अपनी व्यापक उपस्थिति के लिए जाना जाता है। कार्बोक्सिलिक अम्लों में -COOH कार्यात्मक समूह होता है। इस लेख में, हम कार्बोक्सिलिक अम्लों को तैयार करने के तरीके और उनके गुणों की जांच करेंगे।

कार्बोक्सिलिक अम्लों की तैयारी

1. अल्कोहल और एल्डिहाइड्स का ऑक्सीकरण

प्राथमिक अल्कोहल या एल्डिहाइड्स के ऑक्सीकरण द्वारा कार्बोक्सिलिक अम्ल तैयार किए जा सकते हैं। यह प्रतिक्रिया अल्कोहल या एल्डिहाइड को अम्ल में परिवर्तित करके आगे बढ़ती है।

यहां, _RCH2OH एक प्राथमिक अल्कोहल है, जिसे एल्डिहाइड RCHO में ऑक्सीकरण किया जाता है, और आगे का ऑक्सीकरण कार्बोक्सिलिक अम्ल RCOOH बनाता है।

2. अल्किन्स का ऑक्सीडेटिव फटेग्मेंटेशन

अल्किन्स को ऑक्सीडेटिव क्लेवेज का उपयोग करके कार्बोक्सिलिक अम्लों में परिवर्तित किया जा सकता है। अल्किन के डबल बॉन्ड को तोड़ा जाता है, और कार्बोक्सिलिक अम्ल बनते हैं।

RCH=CHR' + [O] → RCOOH + R'COOH

इस प्रतिक्रिया में, अल्किन RCH=CHR' ऑक्सीकरण किया जाता है ताकि दो कार्बोक्सिलिक अम्ल RCOOH और R'COOH बन सकें।

3. नाइट्राइल्स का जल अपघटन

नाइट्राइल्स हाइड्रोलिसिस द्वारा कार्बोक्सिलिक अम्ल उत्पन्न कर सकते हैं। यह प्रतिक्रिया अम्लीय या क्षारीय परिस्थितियों के तहत की जाती है।

RCN + 2H2O → RCOOH + NH3

इस प्रतिक्रिया में, नाइट्राइल RCN पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोक्सिलिक अम्ल RCOOH और अमोनिया NH3 बनाता है।

4. ग्रिग्नार्ड अभिकर्मकों का कार्बोनेशन

ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक कार्बन डाइऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोक्सिलिक अम्ल तैयार करने के लिए इस्तेमाल किए जा सकते हैं।

RMgX + CO2 → RCOOMgX
RCOOMMgX + H2O → RCOOH + MgX(OH)
        

ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक RMgX कार्बन डाइऑक्साइड CO2 के साथ प्रतिक्रिया करता है ताकि कार्बॉक्सिलेट लवण बन सकें, जो हाइड्रॉलिसिस पर कार्बोक्सिलिक अम्ल RCOOH प्रदान करते हैं।

कार्बोक्सिलिक अम्लों के गुण

1. भौतिक गुण

कार्बोक्सिलिक अम्ल सामान्यतः ध्रुवीय यौगिक होते हैं, क्योंकि वे पानी और अपने आप के साथ हाइड्रोजन बंधन कर सकते हैं, जिसके चलते उनके ऊबलांक अन्य जैविक यौगिकों की तुलना में उच्च होते हैं जिनका आणविक भार समान होता है। वे अक्सर पानी में घुलनशील होते हैं क्योंकि इनका हाइड्रोजन बंधन बनता है।

उदाहरण के लिए, एसिटिक अम्ल, जिसे आमतौर पर कार्बोक्सिलिक अम्ल के रूप में जाना जाता है, पानी में घुलनशील होता है।

2. कार्बोक्सिलिक अम्लों की अम्लीयता

कार्बोक्सिलिक अम्ल अम्लीय होते हैं क्योंकि वे -COOH समूह से एक प्रोटॉन H+ दान कर सकते हैं ताकि कार्बॉक्सिलेट आयन ^{RCOO -} बन सकें।

RCOOH ⇌ RCOO− + H+

यह समीकरण कार्बोक्सिलिक अम्ल के कार्बॉक्सिलेट आयन और हाइड्रोजन आयन में प्रतिवर्ती विघटन को दर्शाता है। प्रोटॉन दान करने की क्षमता के कारण, ये यौगिक अम्लीय होते हैं और इनका स्वाद खट्टा होता है।

3. कार्बोक्सिलिक अम्लों की रासायनिक प्रतिक्रियाएं

3.1. एस्टरीकरण

कार्बोक्सिलिक अम्ल अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में अल्कोहल के साथ प्रतिक्रिया करते हैं ताकि एस्टर बन सकें, जिसे एस्टरीकरण प्रक्रिया कहा जाता है।

RCOOH + R'OH → RCOOR' + H2O

उदाहरण के लिए, एसिटिक अम्ल इथेनॉल के साथ प्रतिक्रिया करता है और एथिल एसीटेट और पानी बनाता है।

3.2. न्यूनीकरण

कार्बोक्सिलिक अम्लों को प्राथमिक अल्कोहल्स में कम किया जा सकता है, जैसे कि लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड _LiAlH4 के उपयोग से।

RCOOH + 4[H] → RCH2OH + H2O

इस प्रक्रिया में कार्बॉक्सिल समूह का हाइड्रॉक्सिल समूह में न्यूनीकरण शामिल है।

3.3. डिकारबॉक्सिलेशन

डिकारबॉक्सिलेशन एक प्रक्रिया है जिसमें कार्बोक्सिलिक अम्ल कार्बन डाइऑक्साइड अणु खो देते हैं ताकि अल्केन बन सकें।

RCOOH → RH + CO2

उदाहरण के लिए, कार्बोक्सिलिक अम्लों के सोडियम लवणों को सोडा चूने के साथ गर्म करने पर डिकारबॉक्सिलेशन होता है।

दृश्य प्रतिनिधित्व

आइए कार्बोक्सिलिक अम्लों की संरचना और उनकी प्रतिक्रियाओं की जाँच करें।

ऊपर दर्शायी गयी चित्रण का उपयोग करके कार्बोक्सिलिक अम्ल की विशिष्ट संरचना को दिखाया गया है, जिसमें R एक अल्काइल या एराइल समूह का संदर्भ देता है जो कार्बॉक्सिल समूह -COOH से जुड़ा होता है।

निष्कर्ष

कार्बोक्सिलिक अम्ल बहुमुखी यौगिक होते हैं जो कई प्रकार की रासायनिक प्रक्रियाओं और रोजमर्रा के उत्पादों में आवश्यक होते हैं। उनकी तैयारी के तरीके, जैसे कि अल्कोहल्स के ऑक्सीकरण से लेकर नाइट्राइल्स के हाइड्रोलिसिस तक, इन अम्लों को संश्लेषित करने के लिए विभिन्न मार्ग प्रदान करते हैं। कार्बोक्सिलिक अम्लों के गुण, विशेष रूप से उनकी अम्लीयता और प्रतिक्रिया योग्यता, उन्हें दोनों प्रयोगशाला संश्लेषण और औद्योगिक अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण बनाते हैं।

कार्बोक्सिलिक अम्लों के उत्पादन और गुणों को समझना, कार्बनिक रसायन विज्ञान को गहराई से समझने का एक मजबूत आधार प्रदान करता है और इन बुनियादी यौगिकों से उत्पन्न होने वाले डेरिवेटिवों और अनुप्रयोगों की व्यापक श्रृंखला को खोजने का मौका देता है।

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