6.2.Одноосновные ненасыщенные кислоты

Акриловая (пропеновая) кислота: бесцветная жидкость с резким раздражающим кислым запахом, Т_пл=13^оС, Т_кип=142^оС, смешивается с водой в любых соотношениях. В промышленности ее получают по следующим схемам:

1) окислением акролеина кислородом воздуха

O O

CH₃-CH=CH₂ ------- CH₂=CH-CHO ------- CH₂=CH-COOH

2) гидролизом акрилонитрила

2H₂O, H⁺

CH₂=CH-CN ------------ CH₂=CH-COOH + NH₃

3) взаимодействием ацетилена с оксидом углерода и водой

CHCH + CO + H₂O -------- CH₂=CH-COOH

В технике широкое применение нашли производные акриловой кислоты. Это ее эфиры, особенно метиловый, называемый метилакрилатом. Он легко полимеризуется с образованием прозрачных стекловидных веществ. Поэтому его применяют в производстве органического стекла и других ценных полимеров и сополимеров. А также нитрил акриловой кислоты – акрилонитрил. В присутствии катализаторов он полимеризуется с образованием высокомолекулярной смолы из которой получают синтетическое волокно «нитрон» (или «орлон») – один из видов искусственной шерсти. В текстильной промышленности его используют как непосредственно,так и в комбинации с другими волокнами – для выработки трикотажа, костюмных и различных технических тканей.

Метакриловая (-метилакриловая) кислота: представляет собой бесцветную жидкость с менее резким запахом, чем у акриловой кислоты; Т_пл=16^оС, Т_кип=161^оС. В промышленности получают методами сходными с методами получения акриловой кислоты, в частности окислением изобутилена:

O O

CH₂=C(CH₃)₂ ------- CH₂=C-CHO ------- CH₂=C-COOH

 

CH₃ CH₃

По другому способу исходным продуктом является ацетон, который с HCN дает нитрил -оксиизомасляной кислоты (ацетонциангидрин):

OH



CH₃-C=O + HCN ------- CH₃-C-CN

 

CH₃ CH₃

Ацетонциангидрин при нагревании с серной кислотой подвергается дегидратации и омылению с образованием метакриловой кислоты:

OH

 H₂SO₄, H₂O

CH₃-C-CN ------------------ CH₂=C-COOH + (NH₄)₂SO₄

 

CH₃ CH₃

Большое техническое значение имеет метиловый эфир метакриловой кислоты (метилметакрилат), полимеризацией которого получают «органическое стекло» (плексиглас).

Кротоновая (2-бутеновая) кислота: известна в двух модификациях, одна из которых устойчивая, стабильная, а вторая – неустойчивая, лабильная. Стабильная форма - транс-изомер (атомы водорода расположены по разные стороны относительно двойной связи), представляет собой твердое вещество, Т_пл=72^оС, Т_кип=189^оС. Лабильная форма – изокротоновая кислота – цис-изомер (атомы водорода расположены по одну сторону от двойной связи), представляет собой жидкость, Т_пл=15,5^оС, Т_кип=172^оС. В присутствии следов йода или брома под действием прямого солнечного света лабильная форма быстро и количественно превращается в стабильную форму. Указанные различия между этими модификациями являются следствием разного пространственного расположения атомов и групп атомов у двойной связи, т.е. геометрической или цис-транс-изомерии. В остальном обе модификации кислоты имеют сходные свойства.

Сорбиновая (2,4-гександиеновая) кислота: белое кристаллическое вещество, трудно растворима в воде, Т_пл=134^оС, Т_кип=228^оС. В природе в больших количествах содержится в ягодах рябины в форме -лактона, откуда и получила свое название. Соли и эфиры – сорбаты.

Получают ее при окислении сорбинового альдегида:

O

CH₃-CH=CH-CH=CH-COH ----- CH₃-CH=CH-CH=CH-COOH

Сорбиновая кислота прекрасный антисептик. Механизм ее действия основан на блокировании важных ферментов. Антимикробные свойства незначительно зависят от рН среды. Так, например, при рН=5 сорбиновая кислота в 2,5раза более эффективна, чем бензойная или пропионовая кислоты. В пищевой промышленности сорбиновая кислота и ее натриевые, калиевые и кальциевые соли в концентрации 0,01-1,2% применяют для консервирования мясных и рыбных изделий, маргарина, сыра, фруктовых компотов, соков, сиропов, овощей, яичного желтка, печенья. Кроме того, сорбиновая кислота используется для обработки материала, в который упаковывают пищевые продукты, в первую очередь для маргарина, сыра, хлеба, нарезанного ломтиками.