- •Карбоновые кислоты
- •Классификация карбоновых кислот
- •В зависимости от количества карбоксильных групп:
- •В зависимости от насыщенности:
- •Реакционные центры в молекулах карбоновых кислот
- •Одноосновные насыщенные кислоты
- •Реакции окисления:
- •Двухосновные насыщенные кислоты
- •Ненасыщенные одноосновные кислоты
- •Физические и химические свойства
- •Ароматические карбоновые кислоты
- •Химические свойства
- •Гидроксикислоты
- •3. Реакции, характерные лишь для гидроксикислот:
- •Пищевые кислоты
- •Пищевые кислоты ‑ регуляторы кислотности пищевых продуктов
Реакции окисления:
Карбоновые кислоты устойчивы к действию окислителей. Исключение – муравьиная кислота, которая окисляется аммиачным раствором Аg2О при нагревании:
НСООН + Аg2О → 2 Аg↓ + СО2↑ + Н2О
β-окисление карбоновых кислот. Происходит в клетках живых организмов. При этом под действием соответствующих ферментов постепенно сокращается углеродный скелет радикала на два атома углерода, начиная от карбоксильного конца. Двууглеродный фрагмент образует с КоА ацетил-КоА, который в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса) превращаясь в АТФ и её структурные аналоги, является источником химической энергии. Пример: окисление масляной кислоты, составной части молочного жира:
С
Н3
– СН2 – СН2
– СООН → СН3 – СН = СН –
СООН → СН3 – СНОН – СН2
– СООН
масляная кислота кротоновая кислота β-гидроксимасляная кислота
СН3 – СО – СН2 – СООН → СН3 – СООН + СН3 – СООН
ацетоуксусная кислота уксусная кислота
5. Восстановление и каталитическое гидрирование кислот (происходит трудно) |
|
С2Н5 – СОН + Н2 → С2Н5 – СН2ОН Пропаналь 1-пропанол |
С2Н5СООН + Н2 → С2Н5 – СОН Пропановая кислота 1-пропанол |
5. Реакция декарбоксилирования – реакция отщепления группы СО2 от карбоксила карбоновых кислот и их производных (аминокислот, кетокислот, гидроксикислот). Различают термическое и ферментативное декарбоксилирование. При термическом декарбоксилировании соли карбоновых кислот сплавляют со щелочами:
СН3СООNa + NaOH → CH4 + Na2CO3
Ферментативное декарбоксилирование – важный биохимический процесс превращений карбоновых кислот в клетках живых организмов.
Методы получения карбоновых кислот:
Окисление первичных спиртов: |
|
Окисление альдегидов: |
R – COH + [O] → R – COOH |
Окисление ненасыщенных углеводородов:
Двухосновные насыщенные кислоты
Двухосновные (дикарбоновые) насыщенные кислоты – производные алканов, в чьих молекулах два атома водорода около разных атомов углерода замещены карбоксильными группами – СООН.
Общая формула гомологического ряда дикарбоновых кислот: СnН2n(СООН)2
Гомологический ряд:
НООС – СООН ‑ щавелевая (оксалатная) кислота, этандиоловая
НООС – СН2 – СООН ‑ малоновая кислота, пропандиоловая
НООС – СН2 – СН2 ‑ СООН ‑ янтарная кислота, бутандиоловая
НООС – СН2 – СН2 ‑ СН2 ‑ СООН ‑ глутаровая кислота, пентадиоловая
НООС – СН2 – СН2 ‑ СН2 ‑ СН2 ‑ СООН ‑ адипиновая кислота, гексадиоловая
Физические и химические свойства:
Дикарбоновые кислоты – кристаллические вещества, плохо растворяются в воде, лучше – в органических растворителях. Свойства их изменяются с увеличением молекулярной массы. С увеличением числа атомов углерода растворимость кислот уменьшается: у кислот с чётным числом атомов углерода растворимость в воде больше, чем у соседних представителей с нечётным числом атомов. Кислотные свойства выражены сильнее, чем у одноосновных кислот, что объясняется сильным электроноакцепторным действием другой карбоксильной группы.
Двухосновные кислоты вступают в такие же химические реакции, что и одноосновные кислоты. Из-за наличия двух групп – СООН образуются кислые и средние соли, полные и неполные эфиры.
