Ароматические карбоновые кислоты

Ароматические кислоты – производные бензола и его гомологов, в молекуле которых водород бензольного ядра замещён на группу –СООН.

Бензойная кислота (бензолкарбоновая кислота)	о-Фталевая кислота (о-фенилдикарбоновая кислота)	м-толуиловая кислота (3-метилбензолкарбоновая кислота)

Химические свойства

Определяются наличием в молекуле кислот карбоксильной группы и бензольного кольца, а также их взаимным влиянием. Группа –СООН относится к электроноакцепторным заместителям (заместители ІІ рода), которые снижают электронную плотность бензольного ядра и уменьшают его реакционную способность в реакциях электрофильного замещения: направляет вхождение другого заместителя в мета-положение.

За счёт влияния бензольного ядра на группу –СООН увеличивается полярность связи –ОН, атом водорода становится более подвижным, что способствует увеличению диссоциации бензойной кислоты по сравнению с кислотами жирного ряда.

• Диссоциация: С₆Н₅ ‑ СООН ↔ С₆Н₅ – СОО^- + Н⁺

• Взаимодействие со щелочами, образуются соли:

С₆Н₅ ‑ СООН + КОН → С₆Н₅ ‑ СООК + Н₂О

бензойная кислота бензоат калия

• Взаимодействие с РСІ₅ и образование галогенангидридов ароматических кислот:

С₆Н₅ ‑ СООН + РСІ₅ → С₆Н₅ – СО – СІ + РОСІ₃ + НСІ

бензойная кислота хлорангидрид бензойной кислоты (бензоилхлорид)

• Замещение атома водорода в бензольном ядре (нитрование):

СООН СООН

+ HNO₃ + Н₂SО₄ + Н₂О

t = 90⁰C NO₂ 3-нитробензойная кислота

• Гидрирование бензольного ядра. Атомарный водород в момент выделения при высокой температуре (катализатор Ni, Pt) способствует разрыву двойных связей в бензольном ядре и присоединению к нему водорода:

С ₆Н₅ ‑ СООН + 4Н СООН

бензойная кислота циклогексановая кислота

Гидроксикислоты

Гидроксикислоты (окс икислоты, спиртокислоты) – это производные карбоновых кислот, в радикалах которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильные (спиртовые группы) – ОН.

		НООС–СНОН–СНОН‑СООН	НОСН2‑СООН
Цитратная (лимонная кислота) – трёхосновная, четырёхатомная	Салициловая кислота – одноосновная, двухатомная фенолкислота	Тартратная кислота (винная) – двухосновная четырёхатомная	гликолевая кислота – одноосновная, двухатомная

Номенклатура

• тривиальные названия: гликолевая, лактатная (молочная), тартратная (винная), яблочная, цитратная (лимонная);

• номенклатура ИЮПАК: называют по соответствующим названиям карбоновых кислот, добавляю приставку гидрокси. Место размещения спиртового гидроксила в углеродной цепи указывают цифрой, а нумерация начинается от атома углерода карбоксила.

• рациональная номенклатура: расположение гидроксила в углеродной цепи указывается буквами греческого алфавита (α-, β-, γ), потом добавляется приставка «гидрокси» к тривиальному названию кислоты.

СН₃ – СН(ОН) – СООН

лактатная кислота, 2-гидроксипропановая кислота, α-гидроксипропионовая кислота

Мясомолочная кислота и молочная кислота, образующаяся при сбраживании сахаридов, являются зеркальными изомерами. Это проявляется в их разной оптической активности: мясомолочная кислота поворачивает плоскость поляризации света вправо, а молочная кислота, образующаяся вследствие брожения сахаридов – изомер, поворачивающий плоскость поляризации света влево. Оптически неактивным веществом является молочная кислота из кислого молока. Это объясняется тем, что молочная кислота брожения кислого молока является смесью одинаковых количеств двух оптических изомеров правовращающего и левовращающего, поэтому результаты их оптической активности взаимно уничтожаются.

Химические свойства гидроксикислот:

1. Реакции, характерные для карбоксильной группы:
1.1. диссоциация (чем ближе размещена спиртовая группа к гидроксилу карбоксильной группы, тем сильнее кислота и её кислотные свойства):	СН2ОН – СООН ↔ СН2ОН – СОО- + Н+ гликолевая кислота
1.2. образование солей при взаимодействии со щёлочью:	СН3 ‑ СНОН – СООН + NaOH → СН3‑СНОН – СООNa + Н2О лактатная кислота лактат натрия
1.3. образование хлорангидридов (взаимодействие с РСІ5):	СН3‑СНОН–СООН + РСІ5 → СН3‑СНОН–СО–СІ + РОСІ3 + НСІ лактатная кислота хлорангидрид лактатной кислоты
1.4. образование амидов (взаимодействие с аммиаком)	СН3‑СНОН–СООН + NH3 → СН3‑СНОН–СООNН4 лактатная кислота лактат аммония → СН3‑СНОН–СОNН2 амид лактатной кислоты
1.5. реакция этерификации (в присутствии серной кислоты):	СН3 ‑ СНОН–СООН + С2Н5OH → СН3‑СНОН – СООС2Н5 + Н2О лактатная кислота этиллактат
2. Реакции, характерные для спиртовых гидроксилов:
2.1. реакция окисления (при наличии в молекуле гидроксикислоты первичной группы – ОН образуется альдегидокислота, вторичной – кетокислота):	СН2ОН – СООН + [О] → НОС – СООН + Н2О гликолевая кислота глиоксиловая кислота СН3 ‑ СНОН – СООН + [О] → СН3 ‑ СО – СООН + Н2О лактатная кислота пировиноградная кислота
2.2. реакция этерификации (при замещении в спиртовом гидроксиле гидроксикислот атома водорода на радикал образуются эфиры простые):	СН3 ‑ СНОН – СООН + С2Н5OH → СН3 – СН ‑ СООН + Н2О │ О ‑ С2Н5 лактатная кислота этанол эфир этиллактат
2.3. реакции с галогеноводородами (НСІ, НВr), образуются галогенозамещённые кислоты:	СН3 ‑ СНОН – СООН + HCІ → СН3 – СНСІ ‑ СООН + Н2О 2-хлорпропановая кислота