22. Оксикислоты. Номенклатура, изомерия, получение, свойства.
Оксикислоты – это карбоновые кислоты, у которых в углеводородном радикале имеется одна или несколько гидроксильных групп –OH:
HO–CH2–COOH ‒ оксиуксусная кислота (гликолевая)
По положению группы –OH следует различать α-, β, γ-, δ-, ε-оксикислоты и другие
молочная кислота / лактаты
яблочная кислота (оксиянтарная)/ малаты
винная (диоксиянтарная) кислота / тартраты
лимонная
кислота / цитраты
Структурная изомерия вызывается особенностями строения углеродного скелета и положением гидроксильной группы относительно карбоксила (α, β, γ и т.д.)-оксикислоты:
|
Оптическая изомерия
Если все четыре заместителя у атома углерода одинаковы, то его пространственная модель представляет собой правильный тетраэдр, в центре которого находится атом углерода, а в вершинах располагаются заместители.
В своей простейшей форме оптическая изомерия проявляется в тех случаях, когда соединение может существовать в двух пространственных модификациях.
Асимметричность характерна для молекул, не имеющих элементов симметрии. Элементами симметрии молекул являются: ось симметрии, плоскость симметрии, центр симметрии.
Получение
1. α-оксикислот гидролиз оксинитрилов
2. α-оксикислот гидролизом галогенкарбоновых кислот
3. Окисление гликолей
Получение β-оксикислот
1. Гидратация непредельных кислот
2. Ферментативное окисление
Окисление гомологов бензола
окисляется до
Гидрирование карбонильной группы
Химические свойства
23. Фенолкарбоновые кислоты. Основные химические свойства.
Фенолокислоты – это ароматические карбоновые кислоты, содержащие в бензольном ядре одну или несколько гидроксильных групп.
Эти соединения являются одновременно и кислотами, и фенолами.
Характеризуя химические свойства фенолокислот, следует различать три группы реакций:
1) реакции на карбоксильную группу –COOH;
2) реакции на фенольный гидроксил –OH;
3) реакции на бензольное кольцо.
Фенолокислоты используются в медицине (аспирин, салол и др.), для консервирования пищевых продуктов, для получения красителей.
24. Оксокислоты. Определение, способы получения, химические свойства.
Оксокислоты
(альдегидо- и кетокислоты, оксокарбоновые
кислоты) ‒ соединения, содержащие
карбоксильную и карбонильную (альдегидную
или кетонную) группы.
оксоэтановая, глиоксиловая кислота
ПВК, 2-оксопропановая кислота
ацетоуксусная, 3-оксобутановая кислота.
Соли: ацетилацетат
щевелевоуксусная. Соли: оксолаты
Оксокислоты обладают химическими свойствами как карбонильных соединений (альдегидов и кетонов), так и карбоновых кислот.
25. Углеводы. Классификация. Строение моносахаридов – глюкоза, фруктоза, галактоза. Изомерия моносахаридов. Проекционные и перспективные формулы. Получение, химические свойства.
Углеводы или сахара – органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп (многоатомные альдегидоспирты или кетоноспирты)
Название класса впервые предположено в 1844г: C2(H2O)3 формально является соединениями углерода и воды.
Источником углеводов для всех живых организмов является процесс фотосинтеза, осуществляемый растениями.
Функции углеводов:
1. Пластическая или структурная. Углеводы являются неотъемлемым компонентом клеток и тканей всех живых организмов, составляя (по массе) основную часть органического вещества на Земле.
2. Источник энергии. Для деятельности мозга, почек, крови, практически вся энергия поставляется за счет окисления глюкозы.
3. Регуляторная функция. Глюкоза в крови участвует в регуляции осмотического давления и поддержании гомеостаза.
Классификация
1. Простые углеводы, моносахариды – не подвергаются гидролизу, растворимы в воде: фруктоза, глюкоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза.
В зависимости от числа углеродов в молекуле: триоза, тетроза,пентоза, гексоза.
Если моносахарид содержит альдегидную группу, называется альдоза, если кетонную – кетоза.
Глюкоза – альдогексоза, фруктоза – кетогексоза
CnH2nOn
2. Сложные углеводы: подвергаются гидролизу.
А) олигосахариды: при гидролизе дают от 2 до 10 молекул моноз, сладкие на вкус: сахароза, лактоза, мальтоза.
C12H22O13 – дисахариды
R-OH+H-O-R→R-O-R+H2O
Б) полисахариды (полиозы) – несахароподобные, нерастворимые в воде, не сладкие на вкус. При гидролизе дают более 10 моноз: крахмал, целлюлоза, гликоген.
Для моносахаридов характерны несколько видов изомерии.
1. Межклассовая изомерия. Альдозы и кетозы являются межклассовыми изомерами
2. Оптическая изомерия. Наличие нескольких асимметрических атомов углерода обусловливает существование большого числа оптических изомеров у моносахаридов.
Моносахариды изображаются в виде проекционных формул Фишера, т.е. в виде проекции тетраэдрической модели атомов углерода на плоскость рисунка. Углеродная цепь в них записывается вертикально. У альдоз наверху помещают альдегидную группу, у кетоз – соседнюю с карбонильной первичноспиртовую группу. Нумерацию начинают с верхнего атома углерода. Атом водорода и гидроксильную группу при асимметрическом атоме углерода располагают на горизонтальной прямой. Асимметрический атом углерода находится в образующемся перекрестье двух прямых и не обозначается символом.
|
|
|
|
|
α-D-галактофураноза
β-D-галактофураноза
α-D-галактопираноза
β-D-галактопираноза