Формиат натрия

2 НСООNa + H₂ SO₄ → 2 НСООН + Na SO₄

А также способы получения уксусной кислоты:

а) каталитическое окисление альдегидов:

О

//

2 СН₃ – С + О₂ → 2 СН₃ - СООН

\

Н

б) синтез из метанола и оксида углерода:

СН₃ОН + СО → СН₃СООН

Катализатор фтористый бор, фосфорная кислота, хлорид цинка, температура 200-300 ⁰С, давление до 100 МПа.

При знакомстве с высшими предельными карбоновыми кислотами, вам необходимо запомнить формулы пальмитиновой С₁₅Н₃₁СООН и стеариновой С₁₇Н₃₅СООН кислот; нахождение их в природе в составе жиров и масел; получение этих кислот окислением парафина, а также гидролизом триацилглицеринов ( [1] стр.232.). Изучите применение высших предельных карбоновых кислот в пищевой промышленности.

Из непредельных карбоновых кислот широко применяются в пищевой промышленности в качестве консерванта сорбиновая кислота (СН₃-СН=СН-СН=СН – СООН). Она безвредна и является активным антисептиком, особенно в кислой среде, она полностью подавляет развитие дрожжей и плесневых грибов. Применяют сорбиновую кислоту для консервирования фруктовых компотов, плодово-ягодных пюре и соков, соленых и квашеных овощей и маринадов.

Важно отметить, что в углеводородном радикале непредельных карбоновых кислот имеются кратные связи. С этим связана некоторая способность химических свойств: кислотность непредельных кислот выше, чем соответствующих предельных. ([2] § 99 стр.230).

Ряд свойств непредельных кислот обусловлен наличием кратных связей (реакции присоединения). Важно отметить, что свойства ά,β – непредельных кислот специфичны. Так, присоединение галогенводородов и гидратация идут для них против правила Марковникова:

О О

// //

СН₂ = СН – С + НBr → CH₂Br – CH₂ – С

\ \

ОН ОН

Для непредельных кислот характерно присоединение брома (или йода). Обратите внимание, что по числу присоединившихся молекул брома (или йода) можно определить число кратных связей.

О O

// //

СН₃ – СН = СН – СН = СН – С + 2 I ₂ → СН₃ – СН - СН – СН - СН – С

\ | | | | \

ОН I I I I ОН

Заметьте, что непредельные кислоты легко окисляемы (уравнения реакции подробно приведены ([2] § 99 стр.231)).

а) осторожное окисление

О O

// [ОН^-], КMnO₄ / СН₃ – СН = СН – СН = СН – С СН₃ – СН - СН – СН - СН – С

\ | | | \

ОН OH OH OH OH ОН

б) при энергичном окислении наблюдается разрыв молекулы по месту двойной связи, и образуются продукты, по которым можно установить положение двойной связи.

Из высших непредельных кислот надо знать олеиновую, линоленовую и линолевую кислоты. Олеиновая кислота (С₁₇Н₃₃СООН), а также пальмитиновая и стеариновая кислоты входят в состав сложных эфиров глицерина и поэтому являются основными компонентами жиров.

Линолевая С₁₇Н₃₁СООН и линоленовая С₁₇Н₂₉СООН кислоты в составе сложных эфиров глицерина (глицеридов) образуют главную часть льняного и конопляного масел.

Олеиновая кислота С₁₇Н₃₃СООН: СН₃ – (СН₂)₇ - СН

||

СН₃ – (СН₂)₇ - СН

это бесцветная жидкость, затвердевающая на холоде.

Линолевая кислота С17Н31СООН:

СН3—(СН2)4—СН = СН—СН2—СН = СН—(СН2)7 -- СООН

светло-жетая маслянистая жидкость, нерастворимая в воде.

Линоленовая кислота С17Н29СООН:

СН3—СН2—СН=СН—СН2 –СН=СН—СН2—СН=СН—(СН3)7—СООН

бесцветная жидкость, не растворимая в воде. Для вышеприведенных кислот, помимо общих свойств, характерны реакции по месту двойной связи: реакции присоединения, реакции полимеризации и окисления.

При изучении предельных двухосновных карбоновых кислот запомните формулу щавелевой кислоты, ее строение и применение в пищевой промышленности.

Обратите внимание на особенности ее взаимодействия со щелочами и спиртами, способность декарбоксилироваться при нагревании и на легкую окисляемость.

Запомните реакцию разложения щавелевой кислоты при нагревании в присутствии H₂SO_4(к):

Н2SO4 200 С

СО2+СО+Н2О ------ НООС—СООН -----СО2+НСООН

Изучая бензойную кислоту, как основного представителя ароматических кислот, обратите внимание на химические свойства:

а) обусловленные наличием карбоксильной группы:

С₆Н₅СООН ₊ NаОН → С₆Н₅ОNа + Н₂О

С₆Н₅СООН ₊ К₂О → С₆Н₅ОК + Н₂О

2 С₆Н₅СООН ₊ 2 Nа → 2 С₆Н₅ОNа + Н₂

[H+]

С₆Н₅СООН ₊ СН₃ОН → С₆Н₅ООСН₃ + Н₂О

б) обусловленные наличием ароматического кольца:

галогенирование

+ Br₂  + HBr

\

Br

м- бромбензойная кислота

+ HNO₃  + H₂O

\

NO₂

м- нитробензойная кислота

+ H₂SO₄ + HBr

\

SO₃H

м- сульфобензойная кислота

Обратите внимание, что карбоксильная группа является мета-ориентантом.

Изучите строение, номенклатуру и изомерию оксикислот.

Учтите, что оксикислоты – соединения со смешанными функциями, они содержат одновременно гидроксильные и карбоксильные группы, и поэтому обладают свойствами карбоновых кислот, и свойствами спиртов. Для оксикислот различают понятия основности и атомности. Основность характеризуется числом карбоксильных групп в молекуле, а атомность - числом гидроксильных групп.

Например: О

//

СН₃ – СН₄ – СН₂– С

| \

ОН ОН

β-гидроксибутановая кислота является двухатомной одноосновной кислотой.

Важным свойством оксикислот является их оптическая активность и стереоизомерия, из-за наличия в молекулах этих соединений асимметрического атома углерода (имеющего четыре разных заместителя). Этот вопрос разберите самостоятельно по учебнику ([2] § 144 стр.316).

Обратите внимания на химические реакции, характеризующие химические свойства оксикислот как спиртов:

а) образование простых эфиров:

СН₃ – СН – СООН + (СН₃)₂SО₄ → СН₃ – СН – СООН + (СН₃)₇НSО₄

| |

ОН О – СН₃

б) сложных эфиров О

\\ [ H+]

СН₃ – СН – СООН + С – СН₃ СН₃ – СН – СООСН₃ + Н₂О

| / |

ОН Cl О – С - СН₃ ||

О

и как кислоты:

а) образование сложных эфиров:

[ H+]

СН₃ – СН – СООН + СН₃ОН → СН₃ – СН – СООСН₃ + Н₂О

| |

ОН ОН

б) образование солей:

1) СН₃ – СН – СООН + NаОН → СН₃ – СН – СООNа + Н₂О

| |

ОН ОН

2)СН₃ – СН – СООН + Na₂CO₃ → СН₃ – СН – СООNa + Н₂О + CO₂

| |

ОН ОН

3) СН₃ – СН – СООН + Nа → СН₃ – СН – СООNа + Н₂

| |

ОН ОН

Изучите отдельных представителей оксикислот: молочную , яблочную, винную и лимонную.

Вам необходимо знать их строение, применение в пищевой промышленности, а также отношение к нагреванию.

По учебнику ознакомьтесь с дубильными веществами и запомните, что многие из них представляют собой сложные эфиры, построенные из нескольких молекул галловой кислоты:

Вопросы для самопроверки:

1. Классификация карбоновых кислот?

2. Напишите структурные формулы следующих кислот: масляной, олеиновой, пальмитиновой, щавелевой, молочной, сорбиновой, стеариновой, бензойной. Охарактеризуйте их значение в пищевой промышленности.

3. Чем обусловлено явление оптической изомерии? Что такое рацемат?

4. Напишите структурные формулы кислот состава С₇Н₁₄О_2, содержащих в главной цепи пять и шесть атомов углерода. Назовите их по современной номенклатуре.

5. Осуществите превращения:

а) СН₄ → С₂Н₆ → С₂Н₄ → СН₃СОН → С₂Н₅ОН → СН₃СООН

б) СаС₂→ С₂Н₆ → СН₃СОН → СН₃СООН → СН₃СООС₂Н₅

6. Напишите формулы кислого и среднего эфира этанола и щавелевой кислоты.

7. Сколько килограмм этановой кислоты можно получить при окислении 9,9 кг этаналя, если выход продукта реакции равен 85%?