Экспериментальная часть Порядок выполнения работы

В стакан, снабжённый мешалкой, термометром и капельной воронкой, вливают раствор 20 г гидроксида натрия в 200 мл воды и прибавляют 10 г свежеперегнанного фурфурола. Затем при перемешивании и температуре 10-15°С из капельной воронки приливают раствор 13,6 г перманганата калия в 250 мл воды. Охлаждение проводят на ледяной бане. После загрузки всего раствора перманганата калия перемешивание ведут ещё 5 мин, затем ставят стакан на плитку и нагревают смесь почти до кипения (~90°С). Образовавшийся оксид марганца отфильтровывают, к фильтрату прибавляют соляную кислоту до нейтральной или слабощелочной реакции (~22,7 мл 36% HCl) и выпаривают его в фарфоровой чашке сначала быстро на газовой горелке с сеткой, а затем медленно на водяной бане до объёма 100 мл.

Раствор охлаждают до 0°С и осторожно подкисляют холодной концентрированной соляной кислотой до кислой реакции. Осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из небольшого количества воды.

Сушат на воздухе.

Выход – 8 г (70% от теоретического).

Пирослизевая (2-фуранкарбоновая) кислота кристаллизуется в виде бесцветных игл или листочков, плохо растворяется в воде (при 0°С – 2,7%, при 100°С – 25%), растворяется в спирте, эфире. t_пл = 133°С, при 100°С возгоняется.

УФ-cпектр [ λ_макс (Ig ε)]: 243 нм (4,03).

Контрольные вопросы:

1. Зарисуйте механизм реакции Каниццаро?

2. Когда и кем была открыта пирослизевая кислота?

3. Опишите физико-химические свойства пирослизевой кислоты?

4. Какие методы получения пирослизевой кислоты вы знаете?

5. Какие сферы применения пирослизевой кислоты вы знаете?

Лабораторная работа №13

Окисление сахарозы до щавелевой кислоты

Цель: провести окисление сахарозы до щавелевой кислоты

Реактивы: тростниковый или свекольный сахар – 5 г; азотная кислота (ρ = 1,38 г/см³) – 40 г (29 мл).

Посуда и оборудование: колба коническая вместимостью 200 мл; колбы конические вместимостью 250 мл – 2 шт.; фарфоровая чашка; баня водяная.

Теоретические основы

Сахароза C₁₂H₂₂O₁₁ – широко распространённый в природе дисахарид. Получают из сахарной свеклы или сахарного тростника. Синтетическим путём получить не удалось.

Молекула сахарозы состоит из остатков двух различных моносахаридов – α-D-глюкозы (в пиранозной или δ-оксидной форме) и β-D-фрукюзы (в фуранозной или γ-оксидной форме), которые связаны между собой α-(1,4')-гликозид-гликозидной связью:

В молекуле сахарозы нет ни одного полуацетального гидроксила (оба затрачены на образование связи), поэтому она не имеет таутомерных форму и не обладает восстанавливающими свойствами.

При гидролизе (кислотном или ферментативном) молекула сахарозы расщепляется на две молекулы: глюкозу и фруктозу:

Образующаяся смесь глюкозы и фруктозы имеет левое вращение (-39,5°), в то время как сама сахароза имеет правое вращение (+66,5°). Такое изменение знака связано с тем, что при гидролизе образуется фруктоза, имеющая угол вращения -92°, и глюкоза, вращающая вправо на 52,5°. Разница между этими величинами и равна углу вращения смеси глюкозы и фруктозы. Изменение угла вращения под влиянием гидролиза называют инверсией (от лат. inversia – перевёртывание), а смесь глюкозы и фруктозы, полученную при этом, –инвертным сахаром или искусственным мёдом.

При окислении сахарозы сильными окислителями происходит её окислительная деструкция с образованием щавелевой кислоты HOOC – COOH.