1 лекция. Окси- и гидрокси- кислоты

Лекция

Гетерофункциональные соединения:

гидрокси – и оксокислоты. Оптическая изомерия.

1

Этим свойством обладают вещества, которые представляют собой хиральные объекты. (Кельвин, конец XIX в.)

Cheir (греч.) рука.

Хиральными - называют объекты, для которых отсутствуют ось и плоскость симметрии. Они оказываются несовместимыми со своим зеркальным изображением.

В органических молекулах хиральным объектом является am.С, окруженный 4-мя различными заместителями (С в sp3 гибридизации). Этот атом называется асиметрическим (Вант-Гофф, конец XIXв.)

3

Если молекула имеет один такой атом, то она хиральна, а растворы такого вещества, проявляют оптическую активность.

Хиральные молекулы всегда имеют своих зеркальных «двойников»- оптических антиподов, по строению являющихся их зеркальным отображением.

5

Оптическая изомерия.

- )

. глаз

Неполяризованный луч

Изменение плоскости

поляризации

Призма Николя

Оптическая активность - это свойство отклонять плоскость поляризованного света, а вещества которые проявляли оптическую активность назвали оптически активными.

2

зеркало

4

Изомеры, относящиеся друг к другу как предмет и зеркальное отображение и имеющие одинаковые химические и физические свойства называются энантиомерами (оптические изомеры).

Энантиомер, отклоняющий луч света по часовой стрелке, называют правовращающим и обозначают

(+), а его антипод – левовращающим (-).

6

Классы органических соединений, среди которых много оптически активных соединений - - гидроксикислоты,- аминокислоты (кроме глицина ).

7

(+) – правовращающая молочная кислота – называется мясомолочной.

9

Количество энантиомеров определяется по формуле N=2n, где n – количество хиральных атомов.

Для молочной кислоты n = 1, следовательно N = 2, это (+) и (-) формы. Но кроме оптических изомеров всегда существует смесь, состоящая из равных количеств (+) и (-) антиподов. Она называется рацемической и не является оптически активной.

Такой , например, является молочная кислота, полученная под действием молочнокислых бактерий при скисании молока, квашении капусты, солении огурцов, помидоров.

Существуют следующие способыразделения рацемической смеси:

1. Механический – отбор кристаллов по внешнему виду (кристаллы имеют зеркально-скошенные грани);

2. Микробиологический – (+) и (-) оказываютразноефизиологическое действие намикроорганизмы, которые избирательно поглощаютодин антипод.

3.Химический – основан на химической реакции антипода с оптически деятельным веществом – это основной способ разделения.

4.Хроматографический – расщепление рацематов на оптически активных сорбентах.

Формулы Фишера для яблочной кислоты.

13

Должна иметь 22 = 4 – энантиомера.

Реально существуют 2 оптически активных изомера + 1 оптически неактивная форма.

Уменьшение количества энантиомеров связано с появлением в молекуле плоскости симметрии, так как 2 С* имеютодинаковую конфигурацию.

г). Рацемическая смесь получается при длительном кипячении с Н2О любого изомера. Она называется виноградной кислотой. Это смесь (+) и (-) кислот.

Винная кислота оптически не активна, отличается по физическим свойствам (tпл.=200С). При её синтезе всегда получается рацемическая смесь.

16

Гидроксикислоты.

Гомологический ряд гидроксикислот:

1.O Гидроксиметановая кислота

Кристаллическое вещество, tпл.=80, легко растворяется в воде. Содержится в недозрелых плодах.

18

4). Из изомеров гидроксимасляной кислоты особый интерес представляет изомер

диабетом как промежуточный продукт - окисления жирных кислот. Является предшественником

3). Специфические свойства:

а). При t0 в присутствии разбавленной Н2SO4 образуется НСООН и альдегид

б). При t. образуются лактиды. межмолекулярные сложные эфиры.

К специфическим свойствам гидроксикислот относится их склонность к дегидратации. А особенность заключается в том, что , , , ( , ) – изомеры ведут себя по разному.

22

Винная кислота – дигидроксиянтарная кислота.

23

24

Лимонная кислота.

COOH

Содержится в больших количествах в плодах цитрусовых – лимоне, апельсине, вишне.

Специфические реакции , , , - гидроксикарбоновых кислот при нагревании.

3). - и - ОН – карбоновые кислоты – образуют внитримолекулярные сложные эфиры – лактоны.

ГОМК – в анестезиологии применяется как неингаляционный наркоз.

30

в). Специфические реакции, обусловленные влиянием 2х групп друг на друга: