Оксикислоты, гидрокси и кетокислоты

Страницы работы

5 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Лекция 17,18

ГИДРОКСИ-  И  КЕТОКИСЛОТЫ

1.Оксикислоты.

Оксикислотами называют органические соединения, содержащие одновременно карбоксильную и карбонильную группы. Число карбоксильных групп определяет основность кислот. Общее число гидроксильных групп определяет атомность кислот.

1.1.  МОНООКСИКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ.

Различают α-,β-,γ-оксикислоты.

Простейшие представители:

НО-СН2-СООН                                 гликолевая кислота, оксиуксусная кислота

Н3С-СН(ОН)-СООН                         молочная, α-оксипропионовая кислота,

2-оксипропановая кислота

НО-СН2-СН2-СООН                         гидракриловая,

β-оксипропионовая кислота

НО-СН2-СН2-СН2-СООН                 4-гидроксибутановая кислота,

γ-гидроксимасляная кислота

НООС-СН(ОН)-СН2-СООН             яблочная кислота,

2-гидроксибутандиовая кислота

НООС-СН(ОН)-СН(ОН)-СООН винная, 2,3-дигидроксибутандиовая кислота

НООС-СН2-С(ОН)(СООН)-СН2-СООН лимонная кислота, 3-гидрокси-3-    карбоксипентандиовая кислота

НО-СН2-СН(ОН)-СООН                  глицериновая кислота,

2,3-дигидроксипропановая кислота

В рациональной номенклатуре гидроксикислоты называют аналогично замещенным кислотам предельного ряда (2,3-); в тривиальной - α-,β-,γ- .

Изомерия связана с изомерией цепи и положением ОН-группы. Для оксикислот, содержащих ассиметричные атомы углерода, характерна пространственная оптическая изомерия.

Оксикислоты широко встречаются в природе, особенно в растительном мире. Гликолевая кислота обнаружена в свекле, винограде. Молочная кислотаучаствует в обмене веществ (образуется при распаде глюкозы), накапливается в мышцах во время физических нагрузок. Является продуктом жизнедеятельности некоторых бактерий. Молочная кислота используется в качестве консервирующего средства.

Яблочная кислота содержится в рябине, незрелых плодах яблок. Винная – во многих фруктах. Используется в кулинарии. Пищевом производстве.

Лимонная и яблочная кислоты являются ключевыми в процессах клеточного дыхания, принимая участие в цикле трикарбоновых кислот.

Оксикарбоновые кислоты – кристаллические вещества. Ряд низших кислот – густые, сиропообразные жидкости (из-за сильной гигроскопичности), хорошо смешивающиеся с водой.

1.  Получение:

А) гидролиз галогенкарбоновых кислот при нагревании с раствором К2СО3:

H3C-CH(Cl)-COOH + H2O + К2СО3 → Н3С-СН(ОН)-СООН + KCl + CO2

Б) гидролиз α-нитроспиртов – для синтеза α-оксикарбоновых кислот:

R- СН(ОН)-СН2NO2 + H2O → R- СН(ОН)-СООН + NH4OH

В) гидратация непредельных карбоновых кислот в присутствии кислых катализаторов и в зависимости о положения двойной связи по отношению к карбоксильной группе дает возможность синтезировать β-,γ-оксикислоты:

Н2С=СН-СООН + H2O → НО-СН2-СН2-СООН

2.  Химические свойства.

Оксикислоты являются более сильными кислотами, чем соответствующие одноосновные карбоновые кислоты (-Iэф ОН-группы). Свойства их определяются наличием карбоксильной и гидроксильной группы.

Нагревание оксикислот сопровождается выделением воды и приводит в случае:

1) α-оксикарбоновых кислот к образованию циклических эфиров - лактидов:                                                       О

/      

2 НО-СН2-СООН   →   О=С        СН2

│        │

СН2    С=О

/

О

лактид гликолевой кислоты

2) β-оксикислот к синтезу непредельных кислот:

t

Н3С-СН(ОН)-СН2-СООН  → Н3С-СН=СН-СООН   + H2O

3) γ-и δ-оксикислот к получению циклических эфиров – лактонов (А.М.Зайцев):                                      t

НО-СН2-СН2-СН2-СООН → Н2С-СН2

                                                                                  │          O

                                                  Н2С-СН2=O

лактон  γ-оксимасляной кислоты

(бутиролактон)

Кислотные свойства6 образуют соли со щелочами, вытесняя угольную кислоту из карбоната натрия; α-оксикарбоновые кислоты могут давать комплексы с солями некоторых тяжелых металлов (Fe3+ ,Cu2+).

R- СН(ОН)-СООН + NaOH → R- СН(ОН)-СООNa + H2O

R- СН(ОН)-СООН + Na2CO3 → R- СН(ОН)-СООNa + H2O + CO2

Реакции по СООН и ОН группам:

А) взаимодействие с галогенводородами:

Н3С-СН(ОН)-СООН + HBr → Н3С-СН(Br)-СООН + H2O

Б) взаимодействие со спиртами (реакции этерификации):

H+

Н3С-СН(ОН)-СООН + C2H5OH →  Н3С-СН(ОН)-СОOC2H5 + H2O

В) получение простых эфиров по ОН-группе. Реакция Вильямсона: гидроксил превращается в алкоголят-ион (при этом СООН-группа должна быть защищена этерификацией), а затем алкилируется:

Похожие материалы

Информация о работе