Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

ГетерОФУнКЦІОнаЛЬнІ КарБОнОВІ КиСЛОти





Сила гідроксикислот зменшується у міру віддалення гідроксильної і карбо­ксильної груп одна відносно одної (а > |3 > у і т. д.).

За участі гідроксильної групи аліфатичні гідроксикислоти вступають у реак­ції, характерні для спиртів. Так, вони утворюють етери та естери. Для добування естерів як ацилюючий реагент використовують галогенангідриди або ангідриди кислот. При взаємодії з галогеноводнями (HCl, HBr) відбувається нуклеофільне заміщення OH-групи на атом галогену. При окисненні гідроксикислоти перетво­рюються в альдегідо- або кетокислоти:

сн3ч


 


■*■ сн3—сн—соон

ОСОСН3

2-ацетоксипропанова кислота


 


сн3—сн—соон

ОН


НС1


-► сн,—сн—соон

СІ

2-хлоропропанова кислота


[О]

-► сн,—с —соон

О

піровиноградна кислота

Разом з тим для аліфатичних гідроксикислот характерна низка специфіч­них властивостей, зумовлених взаємним впливом карбоксильної і гідроксиль­ної груп.

нагрівання гідроксикислот.а-Гідроксикислоти при нагріванні зазнають міжмо­лекулярної дегідратації та утворюють циклічні естери — лактиди:


О^ /ОН Н—О-. Ж


0<


 


"СН


\—Н НО^ ^О


+ 2Н2О


 


а -гідроксикислота


лактид


|3-Гідроксикислоти при нагріванні піддаються внутрішньомолекулярній дегідра­тації з утворенням а$-ненасичених кислот:


к—сн—сн—соон он н

р -гідроксикислота


к—сн=сн—соон + н,о

а,|3-ненасичена кислота


у- і 5-Гідроксикислоти вже при кімнатній температурі або незначному нагріванні зазнають внутрішньомолекулярної дегідратації з утворенням циклічних естерів — лактонів:


Глава 27
470 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


к-сн-сн2-сн2-с( —* г/ V + н2о
о-н он К ° °

у-гідроксикислота у-лактон

розщеплення а-гідроксикислот.При нагріванні в присутності концентрова­ної сульфатної кислоти а-гідроксикислоти піддаються розщепленню по зв'язку C-1— C-2, утворюючи мурашину кислоту і карбонільну сполуку (альдегід або кетон). У свою чергу мурашина кислота при нагріванні з концентрованою суль­фатною кислотою розпадається на карбон(II) оксид і воду (див. с. 414):

г\____ тт

к-с-с'°

ОН К / \ 01

к.

К = Н, Аік, Аг СОІ Н20

Ця реакція може бути використана для ідентифікації а-гідроксикислот.

ОКРЕМІ ПРЕДСТАВНИКИ. ВИКОРИСТАННЯ

молочна(лактатна, а-гідроксипропіонова) кислотаCH3CH(OH)COOH. Упер­ше виділена з кислого молока. Молочна кислота утворюється в результаті молоч­нокислого бродіння вуглеводів.

с6н12о6 е бр" > 2сн3-сн-соон

ОН

Міститься в кислому молоці, кефірі, мочених яблуках, квашеній капусті, різних соліннях тощо.

Молочна кислота має у своїй структурі один асиметричний атом Карбону і тому існує у вигляді двох оптично активних енантіомерів і оптично неактивної рацемічної форми.


соон


соон


 


он


Н


СН
з
з

сн

0-(-)-молочна кислота £-(+)-молочна кислота (±)-молочна кислота

L-(+)-Молочна кислота утворюється в живих організмах у процесі розщеп­лення вуглеводів. При інтенсивній фізичній роботі вона накопичується в м'язах, викликаючи характерний біль. Солі та естери молочної кислоти називають лак­татами. Кальцій і ферум(II) лактати застосовуються в медицині як лікарські препарати. Кальцій лактат [CH3CH(OH)COO]2Ca • 5H2O використовують при захворюваннях, пов'язаних з нестачею кальцію в організмі. Ферум(II) лактат [CH3CH(OH)COO]2Fe застосовується при хронічних анеміях.

у-Гідроксимасляна(4-гідроксибутанова) кислотаHOCH2CH2CH2COOH. У віль­ному стані нестійка, легко утворює лактон.


ГетерОФУнКЦІОнаЛЬнІ КарБОнОВІ КиСЛОти

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 471

Натрієву сіль у-гідроксимасляної кислоти (натрій оксибутират) використову­ють в медицині як лікарський засіб для неінгаляційного наркозу.

яблучна(малатна, гідроксибурштинова) кислота.Безбарвна кристалічна речовина, кисла на смак, доб­ре розчинна у воді. яблучна кислота містить один асиметричний атом Карбону, тому існує у вигляді двох оптично активних енантіомерів і оптично неактивної рацемічної форми:

соон соон

Н—^ОН НО—і— Н Б + £ = г

СН2СООН СН2СООН

В-(+)-яблучна кислота £-(—)-яблучна кислота (±)-яблучна кислота

У природі зустрічається L-(-)-яблучна кислота. Вона міститься в недостиглих яблуках, ягодах горобини, журавлини, малини, барбарису і т. ін.

яблучна кислота утворюється в живих організмах у процесі обміну вуглеводів, бере участь у циклі трикарбонових кислот (цикл Кребса).

У промисловості широко використовують L-(-)-яблучну кислоту у виробни­цтві вина, фруктових вод і кондитерських виробів, а також у синтезі лікарських засобів.

Створення біоразкладних полімерів

Сучасне суспільство зіштовхнулося з черговою екологічною проблемою — накопичен­ням величезної кількості побутових відходів, зокрема матеріалів із пластику. Утилізація використаної пластикової тари (пляшок, пакетів, мішків тощо) — найскладніше питання. ці матеріали не піддаються розкладанню в природних умовах: не гниють у ґрунті, стійкі до атмосферних впливів. Уявіть собі, археологи XXIV століття під час розкопок знайдуть один з пам'ятників нашому суспільству!

Пильну увагу фахівців у сфері «зеленої» хімії, які займаються розробкою безвідхід­них і безпечних для навколишнього середовища технологій, привертає молочна кислота CH3CH(OH)COOH.

Молочна кислота піддається поліконденсації з утворенням аліфатичного поліестеру — полімолочної кислоти (ПМК):

О

н\ /снз

/^ч /\_/\ /1_^\

С О ^С^ С

II н сн3ІІ
о о

ПМК — біорозкладний полімер, придатний для виготовлення тари (у тому числі і для харчових продуктів), килимових покрить тощо. На його основі створений і успішно за­стосовується в медицині біосумісний шовний матеріал.

Однак ПМК — дорогий продукт для промислового виробництва. Виготовлення полі­мерів на основі молочної кислоти вимагає значних і дешевих сировинних джерел. З цією метою передбачається використання картопляних відходів, сироватки тощо. Обидва ці продукти можуть бути легко перетворені в глюкозу, потім — у молочну кислоту, а далі — у ПМК.


Глава 27

МІ -------------------------------------------------------------------------------------------------

HOОСCH(ОН)CH(ОН)COOH** Винна (тартратна, а,а'-дигідроксибурштинова)

кислота. Молекула її містить два асиметричних

атоми Карбону з однаковим набором замісників. Тому для неї відомі три стерео­ізомери (див. с. 73) — два оптично активних (D-(+)-винна і L-(-)-винна кислоти) та один оптично неактивний (мезовинна кислота):

СООН і СООН СООН


н-но-
он но -н н-
-он он

-н н-

он н-

СООН СООН СООН

І)-(+)-винна кислота /,-(—)-винна кислота мезовинна кислота

Рацемічна форма D- і L-винних кислот називається виноградною кислотою.

У природі зустрічається тільки D-(+)-винна кислота, яку часто називають виннокам'яною кислотою. Особливо високий вміст її у винограді, який є вихідною сировиною для її добування. Винна кислота утворює кислі і середні солі. Кислі солі називають гідротартратами, середні — тартратами. Калій-натрієва сіль винної кислоти називається сегнетовою сіллю — KOOCCH(OH)CH(OH)COONa• 4H2O.

При взаємодії з купрум(II) гідроксидом у лужному середовищі сегнетова сіль утворює комплекс яскраво-синього кольору, що отримав назву «реактив Фелінга», який використовують для якісного виявлення альдегідної групи (див. с. 388).

При нагріванні в присутності калій гідросульфату винна кислота відщеплює карбон(IV) оксид і воду, перетворюючись у піровиноградну кислоту:

/СООН

но—сн—соон говп., ^сг

но—сн—соон ~н*° ^с

винна кислота И

гідроксималеїнова кислота

о=с — соон і сн3— с — соон
сн2—соон о

щавлевооптова кислота піровиноградна кислота

Лимонна (цитратна, 2-гідрокси-1,2,3-пропантрикарбонова) кислота. Безбарвна кристалічна речовина (т. пл. 153°С). У великих кількостях міститься в цитрусових (лимони, апельсини), а також у смородині, малині тощо.

сн2— соон но—с—соон сн2— соон

лимонна кислота

як і яблучна, лимонна кислота — один з найважливіших продуктів обміну ре­човин, що беруть участь у циклі трикарбонових кислот. Під дією концентрованої сульфатної кислоти лимонна кислота, будучи а-гідроксикислотою, розщеплюється





©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.