Розв’язок:
Слід згадати, що оксикислоти є такими органічними сполуками, що поєднують властивості кислот та спиртів, тобто є біфункціональними. Отже, потрібно бути уважними під час написання хімічних реакцій для цього класу сполук: з деякими реагентами взаємодіє і спиртова і кислотна група, з іншими – тільки одна з них.
Так, Na та PCl5 реагуватимуть з двома функціональними групами, тому що і спирти і карбонові кислоти реагують з цими реагентами:
а з галогенангідридом кислоти (хлористий ацетил) буде реагувати тільки спиртова функціональна група:
4. Як синтезувати мигдальну кислоту із бензальдегіду? Розв’язок:
Мигдальна кислота має наступну структурну формулу:
Тобто, мигдальна кислота є ароматичною α-оксикислотою. Слід згадати, що загальним методом синтезу α-оксикислот є циангідриновий синтез, за яким і можна синтезувати мигдальну кислоту з бензальдегіду:
5. Напишіть проекційні формули всіх стереоізомерних форм сполуки hooc‑ch(ch3)‑chBr‑cooh. Які з них є енантіомерами та які – діастереомерами? Розв’язок:
Спочатку необхідно зобразити структурну формулу кислоти (назва сполуки за систематичною номенклатурою 2-бромо-3-метил-бутан-1,4-діова кислота).
Видно, що сполука має два атоми вуглецю (С-2 та С-3), кожний з яких містить по 4 різні замісники (H, Br, COOH та CH(CH3)COOH для С-2 і H, CH3, COOH та CH(Br)COOH для C-3) і тому є асиметричними. Тоді кількість можливих стереоізомерів складає 22 = 4.
Наводимо їх у вигляді проекційних формул Фішера, враховуючи деякі прийняті правила їх побудови:
асиметричні атоми вуглецю знаходяться у точці перетину горизонтальної та вертикальної ліній і не позначаються символом С;
для гідроксикислот (а також амінокислот та галогенокарбонових кислот) на вертикальній лінії розташовують карбоксильну групу, а на горизонтальній – атом водню та групи з гетероатомами (OH-, NH2-, галогени).
Тепер слід згадати, що енантіомерами (антиподами) є пари стереоізомерів, які характеризуються взаємопротилежним розміщенням атомних груп біля всіх асиметричних вуглецевих атомів. Отже, енантіомерами є пари А,В та C,D.
Стереоізомери, які характеризуються однаковим просторовим розміщенням атомних груп біля одного з асиметричних атомів та взаємопротилежним – у інших, називаються діастереомерами. Отже, діастереомерами є пари А,C (конфігурація атома С-2 співпадає, а С-3 – протилежна) ; B,C (конфігурація атома С-3 співпадає, а С-2 – протилежна); А,D (конфігурація атома С-2 співпадає, а С-3 – протилежна; B,D (конфігурація атома С-3 співпадає, а С-2 – протилежна).
Задачі для самостійного розв’язку:
1. Назвіть за номенклатурою ІЮПАК (систематична номенклатура) такі сполуки: а) (OH)CH2-CH2-COOH, б) (OH)CH2‑CH(OH)‑COOH, в) HO-C6H5-COOH, г) CH3‑CH(OH)‑CH(C2H5)‑CH2-COOH. Серед наведених сполук знайдіть такі, що можуть існувати у вигляді оптичних ізомерів і зобразіть ці ізомери за допомогою формул Фішера.
2. Чим відрізняються: а) молочна кислота та -оксипропіонова кислота; б) (+) та (-) молочні кислоти? Напишіть формули оптичних ізомерів для бутандіол-2,3-діової-1,4-кислоти.
3. Дайте визначення за R,S-номенклатурою таким оптичним ізомерам:
4. Напишіть схеми наступних перетворень: а) 1-пропанолу на 3-оксибутанову кислоту; б) 1-пропанолу на 2-оксибутанову кислоту. Які продукти реакції утворюються при нагріванні синтезованих оксикислот, напишіть схеми відповідних реакцій. Назвіть сполуки, що утворилися.
5. Синтезуйте молочну кислоту з оцтового альдегіду. Подійте на неї NaOH, Na, оцтовим ангідридом, нагрійте цю кислоту.