ВУЗ: Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского
Категория: Учебное пособие
Дисциплина: Химия
Добавлен: 09.02.2019
Просмотров: 14949
Скачиваний: 28
Мыла – смеси натриевых (калиевых) солей высших предельных карбоновых
кислот (натриевое мыло – твердое, калиевое - жидкое).
CH
2
-O-C
⎯C
17
H
35
CH-O-C
⎯C
17
H
35
CH
2
-O-C
⎯C
17
H
35
O
O
O
3 NaOH
t
0
C
или
H
2
O, t
0
C
CH-OH
CH
2
-OH
CH
2
-OH
+ 3 C
17
H
35
COONa
стеарат натрия
тристеарат глицерина
Мыла являются поверхностно-активными веществами (сокращенно:
ПАВ) или детергентами). Моющее действие мыла связано с тем, что мыла
эмульгируют жиры, т.е. образуют мицеллы с загрязняющими веществами
(практически - это жиры с различными включениями).
CH
3
(CH
2
)
15
C
O
ONa
липофильная
часть молекулы
гидрофильная
часть молекулы
Липофильная часть молекулы мыла растворяется в загрязняющем
веществе, а гидрофильная часть оказывается на поверхности мицеллы.
Мицеллы заряжены одноименно и, следовательно, отталкиваются, при этом
загрязняющее вещество и вода превращаются в эмульсию (практически – это
грязная вода).
жир
Na
Na
Na
COO
COO
COO
вода
В воде также происходит гидролиз мыла, при этом создается щелочная
среда:
Н
2
О
С
17
Н
35
СООNa C
17
H
35
COOH + NaOH
Мыла нельзя использовать в жесткой и морской воде, так как
образующиеся при этом стеараты кальция (магния) в воде нерастворимы.
153
Синтетические заменители мыл (синтетические моющие средства -
СМС).
СМС – вещества различных классов органических соединений,
содержащие объемный неполярный остаток (липофильный участок) и
полярный остаток (гидрофильный участок).
1. Алкилсульфаты – натриевые соли сульфатов высших спиртов.
NaOH
н-C
11
H
23
OH
к. H
2
SO
4
н-C
11
H
23
OSO
3
H
н-C
11
H
23
OSO
3
Na
лауриловый
спирт
кислый лаурилсульфат
натриевая соль
лаурилсульфата
2. Алкилбензолсульфонаты – натриевые соли алкилбензолсульфокислот
(основа стирающих порошков).
SO
3
Na
CH
3
(CH
2
)
n
-CH
⎯(CH
2
)
m
CH
3
n+m
> 10
Преимущества СМС:
а) можно использовать в жесткой воде, так как их кальциевые и магниевые соли
растворимы в воде;
б) не гидролизуются (щелочная среда, создаваемая при использовании мыла,
способствует разрушению стираемых тканей).
ДИКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Номенклатура
Суффикс – диовая
HOOC-COOH
кислоты
производные
этандиовая кислота, щавелевая этандиоаты, оксалаты
HOOC-CH
2
-COOH
пропандиовая кислота, малоновая пропандиоаты, малонаты
HOOC-(CH
2
)
2
-COOH
бутандиовая кислота, янтарная бутандиоаты, сукцинаты
154
HOOC-(CH
2
)
3
-COOH
пентандиовая кислота, глутаровая пентандиоаты, глутараты
HOOC-(CH
2
)
4
-COOH
гександиовая кислота, адипиновая гександиоаты, адипинаты
Методы получения
1. Для щавелевой кислоты
2 H-COONa
NaOH
360
0
C
-H
2
NaOOC-COONa
H
2
SO
4
-Na
2
SO
4
HOOC-COOH
оксалат натрия
2. Для малоновой кислоты
HOOC-CH
2
-COOH
NaOH
CH
3
COOH
Cl
2
-HCl
CH
2
-COOH
Cl
H
2
O
CH
2
-COONa
Cl
NaCN
CH
2
-COONa
CN
изб.H
2
O
2 C
2
H
5
OH/ H
C
2
H
5
O-C-CH
2
-C-O-C
2
H
5
O
O
диэтилэтандиоат,диэтилмалонат
(малоновый эфир)
-NaCI
-NaOH,
NH
3
3. Для янтарной кислоты
O
2
, V
2
O
5
400-500
0
C
C
C
C
O
C
H
H
O
O
HOH
C
C COOH
COOH
H
H
H
2
Pt
H
2
C
H
2
C
COOH
COOH
малеиновый
ангидрид
малеиновая
кислота
янтарная
кислота
4. Для адипиновой кислоты
HOOC-(CH
2
)
4
-COOH
OH
HNO
3
[O]
t
0
C
O
2
кат., t
0
C
O
HOOC-(CH
2
)
4
-COOH
а)
б)
Реакционная способность
155
Более сильные кислоты, чем одноосновные, рКа
∼ 2 (для первых членов
ряда).
I. Общие свойства
Дикарбоновые кислоты образуют соли, сложные эфиры, амиды по одной
или двум карбоксильным группам, галоидируются по
α-положению.
II. Специфические свойства
1. Поведение при нагревании
а) щавелевая и малоновая кислоты при нагревании декарбоксилируются:
HOOC-COOH
HOOC-CH
2
-COOH
150
0
C
140
0
C
H-COOH + CO
2
CH
3
COOH + CO
2
б) янтарная и глутаровая образуют ангидриды
H
2
C
H
2
C
C
O
C
O
O
H
2
C
H
2
C
C
C
янтарный
ангидрид
t
0
C
-H
2
O
O
O
O-H
OH
Аналогично образуется глутаровый ангидрид. Янтарный и глутаровый
ангидриды удобно использовать для синтеза монопроизводных этих кислот.
Примеры реакций
C
O
C
O
O
C
C
O
O
C
2
H
5
OH
NH
3
OC
2
H
5
OH
C
C
O
O
NH
2
OH
моноэтилпентандиоат,
моноэтиловый эфир глутаровой кислоты
моноамид глутаровой
кислоты
глутаровый ангидрид
156
H
2
C
H
2
C
C
O
C
O
O
янтарный
ангидрид
t
0
C
-H
2
O
NH
3
H
2
C
H
2
C
C
N-H
C
O
O
имид янтарной кислоты, сукцинимид
в) соли адипиновой (гександиовой) и гептандиовой кислот при 300
0
С
декарбоксилируются с образованием циклопентанона и циклогексанона:
300
0
C
-H
2
O
C
C
O
O
OH
OH
Ba(OH)
2
C
C
O
O
O
O
Ba
+2
O
-BaCO
3
циклопентанон
Особенности щавелевой кислоты
Разлагается под действием концентрированной серной кислоты и окислителей:
HOOC-COOH
CO
2
+ CO + H
2
O
2CO
2
+ H
2
O
k H
2
SO
4
2PCl
5
[O]
этандиолил дихлорид,
хлористый оксалил
-2 POCl
3
-2 HCl
C-C
O
O
Cl
Cl
Хлористый оксалил используют в синтезе хлорангидридов карбоновых
кислот из самих кислот и алканов.
C-C
O
O
Cl
Cl
CH
3
CH
2
-H
CH
3
-CH
2
-C
O
Cl + CO + HCl
R-C
O
OH
R-C
O
Cl
+ CO
2
+ CO
хлорангидрид пропановой кислоты
Особенности малоновой кислоты, малонового эфира
Малоновая кислота и её диэтиловый эфир (малоновый эфир) являются
СН-кислотами. Атомы водорода метиленовой группы подвижны из-за
157