Контрольные вопросы

1. Карбоновые кислоты, их классификация, номенклатура, изомерия.

2. Электронное строение карбоксилат-аниона.

3. Химические свойства карбоновых кислот. Реакции диссоциации, галогенирования, декарбоксилирования, этерификации.

4. Медико-биологическое значение карбоксильных соединений.

5. Гидроксикислоты и кетонокислоты, их строение, изомерия, номенклатура.

6. Химические свойства гидрокси- и кетонокислот. Реакции диссоциации, декарбоксилирования, этерификации.

7. Реакции окисления молочной кислоты, β-гидроксимасляной кислоты, яблочной кислоты. Пути превращения β-гидроксимасляной кислоты в организме. Реакция окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты.

8. Медико-биологическое значение гидрокси- и кетонокислот и их производных. Салициловая кислота и фармпрепараты на ее основе, их получение и применение в медицине.

Типовые задания

Задание 1. Опишите влияние заместителей на кислотные свойства карбоновых кислот. Расположите соединения в ряд по уменьшению кислотности: уксусная кислота, дихлоруксусная кислота, трихлоруксусная кислота.

Решение. Электронодонорные заместители снижают кислотность, электроноакцепторные заместители – усиливают. Галогены относят к электроноакцепторным заместителям, причем увеличение числа атомов галогена усиливает кислотность. Таким образом, соединения по уменьшению кислотности располагаются в ряд: трихлоруксусная

Кислота, дихлоруксусная кислота, уксусная кислота.

Задание 2. Реакции этерификации протекают in vivo. Из предложенных реакций выберите реакцию этерификации:

1) C2H5 – OH + C2H5 – OH → C2H5 – O – C2H5 + Н2О

2) NaOH + СН3 – СООН → CH3 – COONa + Н2О

3) C2H5 – OH + CH3 – COOH ↔ CH3 – CO – O – C2H5 + H2O

4) C2H5 – OH → C2H4 + Н2О.

Решение:

При взаимодействии карбоновых кислот со спиртами в присутствии кислотных катализаторов образуются сложные эфиры, а реакция называется – этерификацией:

Ответ: 3.

Задание 3. Предложите схему синтеза молочной кислоты из 2-хлорпропановой кислоты. Обладает ли полученная кислота оптической активностью? Какой продукт образуется при нагревании молочной кислоты? Напишите схему реакции.

Решение:

Гидроксикислоты получают из галогенкарбоновых кислот в результате обработки их щелочью с последующим взаимодействием образующейся соли гидроксикислоты с кислотой:

Для гидроксикислот характерна оптическая изомерия, связанная с наличием асимметрических углеродных атомов. Многие гидроксикислоты, например молочная, яблочная, винная, изолимонная, имеют в молекуле хиральные центры. Так, молочная кислота существует в трех формах: две оптически активные, т.е. энантиомеры (зеркальные изомеры), а третья – оптическая неактивная, являющаяся рацемической смесью энантиомеров. Молочная кислота, выделенная из мышечной ткани, является L-энантиомером. D-молочная кислота образуется из сахаров при помощи особых бактерий-возбудителей брожения. Под действием молочнокислых бактерий образующаяся молочная кислота является рацемической смесью обоих энантиомеров и не проявляет оптической активности:

Так как молочная кислота относится к α-гидроксикислотам, то она при нагревании образует устойчивый шестичленный циклический диэфир-лактид:

Задание 3. Какое соединение образуется при нагревании

β-гидроксимасляной кислоты?

Решение:

β-гидроксимасляная кислота относится к β-гидроксикислотам, а этим кислотам при нагревании или под действием минеральных кислот характерны реакции дегидратации с образованием α,β-ненасыщенных кислот:

Задание 4. Напишите схему реакций взаимодействия β-гидроксикислоты с гидроксидом натрия, этанолом и аммиаком. Назовите продукты реакции.

Решение:

Наличие в молекуле гидроксикислот карбоксильной и гидроксильной групп приводит к тому, что эти соединения вступают в реакции, свойственные как спиртам, так и кислотам. С гидроксидом натрия, этанолом и аммиаком реакции идут по карбоксильной группе: