Гидроксикарбоновые кислоты: Учебно-практическое пособие, страница 5

Восстановление оксокарбоновых кислот приводит к образованию гидроксикарбоновых кислот:

,

где                n =0, 1, 2, 3 и т.д.,                        R = H, AIr, Ar.

Окисление спиртовой или альдегидной группы в карбоксильную используется обычно только для получения гидроксикислот, например:

                           этиленгликоль                         гликолевая кислота

         3 – гидроксибутаналь (альдоль)        β – гидроксимасляная кислота.

2.1.Физические свойства.

Одноосновные гидроксикислоты с небольшой молекулярной массой это сиропообразные жидкости или твердые вещества (табл.1). Двухосновные гидроксикислоты – кристаллические вещества. Гидроксикислоты лучше растворяются в воде, чем соответствующие им карбоновые кислоты, но ограниченно растворяются в эфире и других органических растворителях. Гидроксикислоты имеют значительно более высокие температуры плавления и кипения, чем карбоновые кислоты с тем же самым количеством углеродных атомов. Многие гидрокислоты проявляют оптическую активность.

2.2. Химические свойства.

Гидрокислоты содержат две функциональные группы, и их химические свойства определяются присутствием как карбоксильной, так и гидроксильной групп. Поэтому гидроксикислоты одновременно проявляют свойства карбоновых кислот и спиртов. Причем карбоксильная и гироксильная  группы могут участвовать в  химических реакциях отдельно, независимо одна от другой, или обе вместе. Так, гидроксикислоты, как карбоновые кислоты, в водных растворах диссоциируют:

Однако гидроксикислоты, и в первую очередь α – гидроксикислоты, имеют более сильные кислотные свойства, чем соответствующие им карбоновые кислоты. Например, константы диссоциации гликолевой (K_D=1,48ּ10^-4) и α – гидроксипропановой (К_D=1,38ּ10^-4) кислот приблизительно в 8 – 10 раз больше, чем соответственно уксусной  (К_D=1,75ּ10^-5) и пропановой (К_D=1,34ּ10^-5) кислот. Причиной усиления кислотных свойств гидроксикислот являетя (–) I – эффект спиртовой    ОН-группы, которая обуславливает смещение электронов по системе σ – связей НО ← СН₂ ← С ← О ← Н.

                                                    ||

                                                    O       

Поэтому атом водорода карбоксильной группы легче протонизируется, чем в карбоновых кислотах, и сила гидроксикислот увеличивается. Чем ближе спиртовый гидроксил расположен к карбоксильной группе, тем сильнее будет гидроксикислота, поскольку по мере удаления ОН-группы от СООН-группы влияние (–) I-эффекта постепенно “затухает,,. Поэтому  β-, γ -, δ -гидроксикислоты проявляют значительно меньшую кислотность. Чем соответствующие им α –гидроксикислоты.

1.  Кислотные свойства.

     Гидроксикислоты, как и карбоновые кислоты. Образуют соли, сложные эфиры, амиды и т.д. Например:

     этиловый эфир                           молочная                         молочнокислый

   молочной кислоты                         кислота                                   натрий

     (этиллактат)                                                                           (лактат натрия)

2.  Спиртовые свойства.

Гидроксикислоты, вступая в реакции как спирты. Образуют алкоголяты, простые эфиры, замещают гидроксил на галоген. Так, при взаимодействии гидроксикислот с щелочными металлами сначала образуются соли этих кислот. Которые далее реагируют с этими же веществами и образуют алкоголяты: