Файл: МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ- Орг. химия-Часть 2.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.07.2025

Просмотров: 1333

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

с сопряжёнными двойными связями (карбонильной и этиленовой) обычно называют α,β-ненасыщенными кислотами. Они резко отличаются по способам получения и свойствам от кислот с изолированными двойными связями.

Кпоследним относятся олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая кислоты, остатки которых входят в состав молекул жиров.

Кα,β–ненасыщенным кислотам, относятся акриловая и метакриловая кислоты.

Акриловая кислота – жидкость с резким запахом, tкип.= 140 °С. В промышленности получают из этилена или ацетилена

H2C

CH2

O2

CH2

CH2

HCN

HO

CH2

CH2

CN

+H2O

Ag+1

О

t

нитрил

β − гидроксипропионовой

кислоты

О

H2C

CH

C

+ NH3

OH

HC

CH

HCN

H2C

CH

CN

2 H2O

NH3 + H2C

CH

COOH

Cu2(CN)2

акрилонитрил

В промышленности в основном используются производные акриловой кислоты, прежде всего, сложные эфиры кислоты. Например, метиловый эфир – метилакрилат – легко полимеризуется и используется, поэтому в производстве органического стекла и других полимеров.

Акриловая кислота и соответствующий ей альдегид, акролеин, образующиеся в небольших количествах при длительном нагревании растительных масел (приготовление олифы, чипсов), оказывает негативное воздействие на живой организм.

Кротоновая кислота

Эта кислота существует в форме двух геометрических изомеров: цис-изомер называют изокротоновой, транс-изомер – кротоновой кислотой.

H

H

H

COOH

H3C C

C

COOH

H3C C

C

H

изокротоновая

кротоновая

18


Кротоновая кислота является энергетически более устойчивой формой по сравнению с изокротоновой.

Из высших ненасыщенных кислот наибольшее значение имеет олеиновая кислота. Она также представлена цис- и транс-изомерами. Причём транс-форма, называемая эландиновой кислотой, на 32,2 кДж∙моль-1 устойчивее цис-олеиновой кислоты.

H

(CH2)7− COOH

H

H

C

C

C

C

CH3− (CH2)7

H

CH3− (CH2)7

(CH2)7− COOH

транс−

цис−

Щелочные соли олеиновой кислоты являются мылами и используются в технике, остатки цис-олеиновой кислоты входят в состав молекул жиров.

5.1.3 Двухосновные насыщенные кислоты

Примерами предельных двухосновных кислот могут служить:

O

C

C

O

щавелевая,

HO

OH

этандиовая (дикарбоновая)

HOOC

CH2

COOH

малоновая, пропандиовая

HOOC

CH2

CH2

COOH

янтарная, бутандиовая

HOOC

CH

COOH

метилмалоновая,

метилпропандиовая

CH3

COOH

HOOC

(CH2)3

глутаровая, пентандиовая

HOOC

CH2

CH2

CH2

CH2

COOH адипиновая, гександиовая

и т.д.

Кислоты этого ряда являются кристаллическими веществами, хорошо растворимыми в воде. Также как и в ряду одноосновных кислот, температуры плавления двухосновных кислот с чётным числом углеродных атомов выше температур плавления. соседних гомологов с нечётным числом углеродов.

Константа диссоциации первого карбоксила из-за мощного взаимного влияния карбоксильных групп выше, чем у одноосновных кислот.

19


δ −

δ +

O

HC

O H

δ −

δ + HC O

O H

O

C

H

OH

+ H

Е

O

C

H

O H

В то же время константа диссоциации второго карбоксила ниже, чем у монокарбоновых кислот, вследствие большого (+2) отрицательного заряда иона, удерживающего протон.

Двухосновные кислоты имеют те же химические свойства, что и монокарбоновые, только в реакции могут вступать два карбоксила. Вместе с тем присутствие в молекуле сразу двух карбоксилов обуславливает и некоторые особенности в их химическом поведении.

Например, щавелевая и малоновая кислоты при нагревании выше температуры плавления разлагаются с отщеплением в виде диоксида углерода одного карбоксила

O

O

O

C

C

CO2

+ H

C

HO

OH

OH

HOOC

CH2

COOH

CO2 + CH3

COOH

Янтарная и глутаровая кислоты способны к внутримолекулярному отщеплению воды при нагревании. В результате получаются внутренние ангидриды

O

O

CH2

C

OH

3000C

CH2

C

ангидрид

H2O +

C

OH

O янтарной

CH2

кислоты

O

CH2

C

O

При пиролизе кальциевых солей адипиновой кислоты и некоторых её гомологов происходит образование циклических кетонов.

20


CH2

CH2

C

O

300

0

C

CH2

CH2

OH Ca2+

CaCO

+

C

O

OH

3

CH2

CH2

C

O

CH2

CH2

циклопентанон

Щавелевая кислота весьма распространена в природе: кислая калиевая соль её НООС – СООК находится в щавеле, кислице, щавеле- во-кислый или оксалат кальция – во многих растениях.

В технике щавелевую кислоту получают окислением древесных опилок кислородом воздуха при нагревании их с расплавом КОН или при быстром нагревании до температуры 400 °С калиевой или натриевой соли муравьиной кислоты.

O

H2SO4

2 H

C

NaOOC

COONa

HOOC COOH

ONa

Щавелевая кислота легко окисляется до СО2 и Н2О и при быстром нагревании разлагается

O

CO2

+ H

C

HOOC COOH

OH

CO2 + CO + H2O

Она является очень сильной кислотой. Константа диссоциации её примерно в 2000 раз выше, чем у уксусной кислоты.

Щавелевая кислота используется в ситцепечатании, кожевенной и пищевой промышленности и во многих других отраслях народного хозяйства.

Малоновая кислота

Вследствие влияния двух карбоксилов водороды метиленовой группы малоновой кислоты активируются и легко замещаются.

H

O O

HO C CC OH

H

В лабораториях очень широко практикуется синтез одно- и двухосновных кислот через эфиры малоновой кислоты.

21