Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Новосибирский государственный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

орг. химия / lex. 7

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.06.2015

Размер:

1.12 Mб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

ОДНО- І БАГАТООСНОВНІ ОРГАНІЧНІ КИСЛОТИ ТА ЇХ ПОХІДНІ
Органічними кислотами називають похідні вуглеводнів, у яких один або кілька
гідрогенових атомів заміщені карбоксильними групами –СООН. У залежності від того, в
										и
яких вуглеводнях відбувається це заміщення – насичених чи ненасичених, одержують
насичені або ненасичені органічні кислоти. В залежності			від числа карбоксильних груп
кислоти ділять на одноосновні, двоосновні та багатоосновні.							т	а	м
кислоти ділять на одноосновні, двоосновні та багатоосновні.
НАСИЧЕНІ ОДНООСНОВНІ КАРБОНОВІ КИСЛОТИ
НАСИЧЕНІ ОДНООСНОВНІ КАРБОНОВІ КИСЛОТИ

Насиченими одноосновними карбоновими кислотами називаються похідні насичених
вуглеводнів, в яких один атом гідрогену заміщений карбоксильною групою.
Загальна формула насичених одноосновних карбонових кислот:					е	н
		O	у	д	е
CnH2n+1		C
CnH2n+1		C
		OH.
		OH.
НОМЕНКЛАТУРА ТА ІЗОМЕРІЯ. Насиченим одноосновним карбоновим кислотам
часто дають емпіричні назви, пов’язані з	джерелом		первісногот			виділення або з

місцезнаходженням у природі. Мурашина кислота дістала таку назву тому, що вперше була

виділена з мурашок; оцтова кислота названа так тому, що вперше була виділена з оцту. За

раціональною номенклатурою назви одноосновних кислот утворюють від назви вуглеводнів,

відповідних радикалам, з якими сполучена карбоксильна група, з додаванням слів карбонова

кислота, наприклад:

нC2H5

CH3

метанкарбонова кислота

етанкарбонова кислота

Кислоти, які мають

розгалужений т

радикал, за раціональною номенклатурою

розглядають як похідні оцтової кислоти, наприклад:

CH3

C2H5

метилетилоцтова кислота

диметилоцтова кислота

За женевською номенклатуроюо

назви кислот утворюють від назви вуглеводнів з тією ж

кількістю атомів карбону, що й у молекулі кислоти, з додаванням закінчення -ова і слова

кислота, наприклад:

CHи 3

CH3

2-метилпропанова кислота-1

2,3-диметилбутанова кислота-1

Ізомерія цих кислот залежить від будови і розгалужень карбонового ланцюга.

СПОСОБИ лДОБУВАННЯ. 1. Окислення спиртів та альдегідів. При окисленні

первинних спиртів і альдегідів утворюються карбонові кислоти з тією ж кількістю

карбонових атомівд, яку має спирт або альдегід.

2. Добування з моногалогенопохідних:

а) через нітрили

+ H2O

CH3

CH3J + KCN -KJ

CH3

N -NH3

- H2O

б) через металоорганічні сполуки.

CH3J + Mg

CH3

+CO

+ H2O

CH3

MgJOH

MgJ

3.				и
3.	Добування з жирів. Багато вищих жирних кислот можна добути шляхом омилення
складних ефірів (жирів).			м
4.	Окислення алканів. Для добування жирних кислот у великих промислових масштабах
		а
провадять окислення алканів у присутності різноманітних каталізаторів – металів, їх оксидів

та солей. Як окислювач найчастіше використовують повітря, в деяких випадках – оксиген,

водяну пару та ін.

5. Оксосинтез. Дуже важливим промисловим синтезом є безпосереднє добування

органічних кислот взаємодією карбон монооксиду з алкеном та водою:

CH3

CH2 + CO + H2O

CH3 CH

C O

CH3

OH.

Ці процеси провадять під високим тиском (200–1000 ат.) при температурі 300–400°С у

присутності каталізаторів (фосфорна або хлоридна кислоти, фтористийд

бор та ін.).

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ.

Нижчі представники ряду аліфатичних кислот являють

собою рухомі рідини, що змішуються з водою в усіх відношеннях. Більш складні кислоти,

починаючи	з	масляної, погано	розчиняються	у воді. Вищі кислоти – тверді речовини,
нерозчинні	у	воді. Причиною	нерозчинності		я
				високомолекулярних кислот є збільшення
				н
вуглеводневого неполярного ланцюга при наявності однієї й тієї ж полярної карбоксильної

групи. Навпаки, зменшення ланцюга, пов’язане зі зростанням ролі полярної групи, підвищує розчинність у воді. Зі збільшенням молекулярної маси питома маса кислот зменшується. Нижчі гомологи – леткі і киплять без розкладу, вищі – при перегонці під звичайним тиском

кислот. З даних таблиці 1 видно, що з підвищенням молекулярної маси зменшується питома

розкладаються і їх можна перегнати тільки під зменшеним тиском. Аліфатичні кислоти дуже
		н
слабо дисоціюють. У таблиці 1 наведені деякі фізичні константи насичених одноосновних
т	а

маса і підвищується температура кипіння кислот. У відношенні температур плавлення цих

кислот відмічена цікава закономірність: температура плавлення кислот з парним числом

карбонових атомів в

молекулі вища, ніжстемпература

плавлення гомологів з непарним

числом атомів карбону, між якими даний парний гомолог знаходиться.

Таблиця 1.

Фізичні властивості насичених одноосновних кислот

Назва

Формула

Питома

Температура

маса d

плавлення, °С

кипіння,°С

Мурашина

НСООН

1,220

8,6

100

Оцтова

СН3СООН

1,049

16,7

118

Пропіонова

СН3СН2СООН

0,992

–20

141

Масляна

СН3СН2СН2СООН

0,964

–4,7

163

Ізомасляна

(вСН3)2СНСООН

0,949

–47

154

Валеріанова

СН3(СН2)3СООН

0,939

–34,5

187

Ізовалеріанова

(СН3)2СНСН2СООН

0,931

–37,6

176

Метилетилоцтовая

СН3СН2СН(СН3)СООН

0,938

–80

175

Триметилоцтова

(СН3)3ССООН

0,905

35,5

163

Капронова л

СН3(СН2)4СООН

0,922

–1.5

205

Енантова

СН3(СН2)5СООН

0,918

–10

221

Каприловад

СН3(СН2)6СООН

0,910

237

Пеларгонова

СН3(СН2)7СООН

0,906

12,5

253

Капринова

СН3(СН2)8СООН

0,889

31,5

268

Ундекановал

СН3(СН2)9СООН

0,891

29–30

270

Лауринова

СН3(СН2)10СООН

0,869

225

аПальмітинова

СН3(СН2)14СООН

0.849

63–64

271

Стеаринова

СН3(СН2)15СООН

0,847

70–71

291

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ. Хімічні властивості карбонових кислот обумовлені

природою карбоксильної групи і характером сполученого з нею радикала.

1. Кислотні властивості. В молекулах карбонових кислот, як і в молекулах сп иртів,

містяться гідроксильні групи, але гідрогеновий атом у гідроксилі спирту не має кислотності,

гідроксильної групи на метал, що до деякої міри можна вважати за надзвичайноислабо виражені кислотні властивості. Гідрогеновий атом у гідроксилі кислоти має всі властивості

яку можна було б виявити за допомогою найчутливіших індикаторів. Однак, при дії на

спирти такими енергійними металами, як калій, натрій, останні здатні заміщувати гідроген

кислотного атома гідрогену. Така ж відмінність у поведінці атомів гідрогену в гідроксилі

кислоти пояснюється взаємним впливом атомів у молекулах.

У гідроксильній групі густина електричного шару зв’язку зміщена до атома оксигену,

який має більшу, ніж гідроген, спорідненість з електроном. Під впливом карбонільної групи

це зміщення посилюється, в результаті чого послаблюється зв’язок між гідрогеном та

гідроксильним оксигеном і полегшується

видалення

атома гідрогену

у вигляді

протона.

Напрям зміщення електронної густини можна зобразити кривими стрілками:

На кислотність карбоксильної групи впливають також радикали, що з нею зв’язані. Так,

константа електролітичної дисоціації мурашиної кислоти дорівнюєт

2,14·10-4, оцтової –

0,176·10-4, а пропіонової – 0,134·10-4.

Усі карбонові кислоти, крім мурашиної, яка є кислотою середньої сили, є слабкими

кислотами. Введення електрофільних замісників (–NO2, C1 та ін.) поряд з карбоксилом різко

підвищує константу дисоціації. Так, трихлороцтова кислотая

в 700 разів сильніша оцтової

кислоти.

2. Властивості карбонільної групи. Кислоти, подібно альдегідам і кетонам, містять

карбонільну групу >С=О. Проте у карбонільноїн

групи

кислот

майже повністю

відсутні

реакції приєднання, що характерні для

альдегідів

кетонів.

Так,

наприклад,

реакція

приєднання гідрогену, яка протікає гладкотз альдегідами і кетонами і приводить їх до відновлення в спирти, з кислотами в такихи м’яких умовах не протікає. Тільки за допомогою

особливих каталітичних методів з великими труднощами вдається перевести деякі вільні

кислоти в альдегіди і спирти:

COOH

C R

- H2O

H .

Надзвичайно мала здатністьокарбонільної групи кислот до приєднання в порівнянні з

більш активною

карбонільноюк

групою

альдегідів і кетонів пояснюється відмінністю у

будові:

C ..

3. Утворення галогенангідридів. При взаємодії карбонових кислот з галогенідами

фосфору відбуваєтьсял

заміна гідроксилу на галоген і утворюється галогенангідриди кислот:

3CH3

+ PCl

CH3

C + P(OH)

CH3

+ PCl

CH3

C + POCl3 + HCl

рГалогенангідриди розкладаються водою на відповідну кислоту і гідроген хлорид. Із

галогенангідридів важливе значення мають найбільш доступні хлорангідриди. Нижчі хлорангідриди являють собою безбарвні леткі рідини з різким запахом, подразнюють слизові оболонки; вищі хлорангідриди – безбарвні кристалічні речовини. Вони взаємодіють із спиртами, фенолами, аміаком та амінами так само, як і ангідриди, але дещо енергійніше.

Галогенангідриди застосовуються в хімічній промисловості як ацилюючі засоби.

4. Утворення солей. При взаємодії з активними металами, деякими оксидами металів і

речовини. Вони розкладаються водою з утворенням вільних кислот. Ангідриди взаємодіють

основами карбонові кислоти утворюють солі:

+Na

CH3

+H2

CH3

ONa

+NaOH

CH3

+ H2O

ONa ,

C O

CH3

C + CaO

Ca + H2O

CH3

у .

їх солі з лужними

У зв’язку з тим, що карбонові кислоти є слабкими кислотами,

металами у водних розчинах сильно гідролізовані і мають лужну реакцію.

5. Утворення ангідридів. При взаємодії хлорангідридів кислот і натрієвих солей цих

кислот утворюються ангідриди:

CH3

+ CH3

O + NaCl

ONa

CH3

Назву ангідридів карбонових кислот,

анаприклад оцтовий ангідрид (СН3СО)2О,

звичайно дають, виходячи з назви вихідної кислотит

Ангідриди нижчих жирних кислот – безбарвні рідини, температура кипіння яких вища,

ніж у відповідних карбонових

кислот;

вищих

кислот –

тверді кристалічні

ангідриди

із спиртами і фенолами, утворюючи складні ефіри. При взаємодії з аміаком або з

первинними і вторинними амінами вони утворюють аміди відповідних кислот. Ангідриди

застосовуються в хімічній промисловості як ацилюючі засоби, наприклад оцтовий ангідрид у

виробництві ацетилцелюлози, ацетальдегіду, аспірину та ін.

6. Утворення амідів та нітрилів. При нагріванні амонієвих солей карбонових кислот

утворюються аміди кислот.

При дальшому

нагріванні

водовіднімаючими засобами

(наприклад, Р2О5) утворюються нітрили:

CH3

- H2O

NH4

NH2

Аміди кислот, крім рідкого аміду мурашиної кислоти – безбарвні кристалічні речовини;

всі вони

являють

собою нейтральні сполуки – із сильними мінеральними кислотами

утворюють тільки дуже нестійкі легко гідролізуючі солі. Нейтральний характер NH2 групи в

амідах карбонових кислот визначається тим, що вільна електронна пара атома нітрогену

спряжена з подвійним зв’язком карбонільної групи.

7. Утворення складних ефірів. При взаємодії карбонових кислот із спиртами

утворюються складні ефіри:

іа

+ H2O

+ R'OH

Реакція утворення складного ефіру шляхом взаємодії кислоти із спиртом називається

реакцією

етерифікації. Ця

реакція

оборотна:

складний

ефір

при

взаємодії з водою

перетворюється на спирт і кислоту. Такий гідролітичний розклад складних ефірів називається омиленням, або гідролізом. При звичайній температурі реакція етерифікації

			и
відбувається дуже повільно, нагрівання і присутність сильних мінеральних кислот звичайно
прискорюють реакцію.		м
Складні ефіри дуже поширені в природі. До них належать такі важливі речовини, як
	а
жири, ефірні масла і воски. Нижчі представники складних ефірів являють собою леткі рідини

з приємним фруктовим запахом; вищі ефіри часто є кристалічними речовинами. Складні
		т
ефіри можуть взаємодіяти з аміаком, первинними і вторинними амінами, гідроксиламіном і
	н
гідразином. Складні ефіри під назвою фруктових есенцій широко застосовуються в
кондитерській промисловості, у виробництві фруктових вод, парфумерії і т.д.
е

7. Реакція ацилювання. Ацилюванням називається заміщення в молекулі органічної сполуки атома гідрогену або металу ацилом. Прикладом реакції ацилювання може бути реакція між спиртом і ангідридом кислоти:

CH3

C O

+ дCH3

C2H5

CH3

у5

Як ацилюючі засоби найчастіше використовують ангідриди і хлорангідриди кислот,

рідше – кислоти (мурашину, оцтову та ін.).

Мурашина кислота НСООН – найпростіший представник одноосновних кислот,

відкрита в XVII ст. у виділеннях мурашок. Вона міститься також у вільному стані в жалкій

кропиві, сечі і поті тварин. За хімічними властивостями мурашина кислота різко

відрізняється від усіх останніх аліфатичних кислот

нтим, що має властивості і будову не

тільки кислоти, а й альдегіду. Мурашина кислота, як і альдегіди, легко окислюється і може

служити сильним відновником. Вона відновлює іони деяких металів з розчинів їх сполук,

наприклад металічне срібло з аміачного

розчину оксиду срібла. При нагріванні з

концентрованою сульфатною кислотою мурашина кислота розкладається на оксид карбону і

воду. У порівнянні з іншими карбоновими кислотами мурашина кислота більш сильна.

Використовують як протраву при фарбуванніс

тканин, в шкіряному виробництві – для

відмивки вапна при обробці шкір; 1,25%-ний спиртово-водний розчин її, що називається

мурашиним спиртом, застосовується в медицині.

Оцтова кислота СН3СООН була першою кислотою, що стала відомою людині. Вона

міститься в оцті, який відомий з часів далекої давнини, тому що утворюється при бродінні
	и
спиртових напоїв. Крім того, зустрічаєтьсяо			в сечі, поті, жовчі тварин, а також у листках
в
багатьох рослин як у вільному станік		, так і у вигляді солей і складних ефірів.
До порівняно недавнього часу оцтову кислоту добували двома способами – сухою

перегонкою деревини і оцтовокислим бродінням рідин, які містять етиловий спирт. Тепер
кислоту одержують	я	головним чином синтетичними способами. Оцтову кислоту
л
застосовують у різних галузях промисловості: при добуванні барвників, фармацевтичних

препаратів, штучного волокна, деяких видів пластмас, консервуванні харчових продуктів, як приправу до страв і т.д. Використовують також солі оцтової кислоти (ацетати). Оцтовокислі солі заліза, алюмінію та хрому застосовують як протраву при фарбуванні тканини. Основний

оцтовокислий свинець (СН3СОО)2Рb·Рb(ОН)2, або свинцевий оцет, використовують у
	л
медицині, а такожд		для виготовлення свинцевих білил. Основна оцтовокисла мідь під назвою
мідянки застосовується як зелена фарба. Оцтовокислий натрій застосовується для добування
і
оцтового ангідриду.
р
Масляна кислота. Існує два ізомери масляної кислоти: масляна кислота та ізомасляна
кислота.аМасляна кислота вперше була виділена в 1814 p. з коров’ячого масла, де вона
міститься	у вигляді гліцеринового ефіру. Тепер її добувають маслянокислим бродінням
т	сахарози та ін. Нормальна масляна кислота являє собою безбарвну маслянисту
гліцерину,

рідину з неприємним		запахом. Застосовують її для дублення	шкір; її складні ефіри
використовуютьсяе	для	виготовлення есенцій, в парфумерії і як	розчинники. Ізомасляна

кислота вперше була синтезована в 1864 p. російським хіміком В.В. Марковниковим. Вона являє собою безбарвну прозору рідину із запахом гіркуватого масла, на відміну від нормальної кислоти змішується з водою в певних співвідношеннях.

CH2OOCR

CH2OH

м	а

Вищі жирні кислоти. Вищі жирні кислоти поширені в тваринних і рослинних організмах у вигляді складних ефірів гліцерину (жири). Найбільш важливими з насичених

вищих одноосновних жирних кислот є лауринова, пальмітинова та стеаринова кислоти.
				и
Лауринова кислота у вигляді ефіру гліцерину міститься в лавровій, пальмоядерній та
		а	м
інших рослинних оліях. Це безбарвні кристали, нерозчинні у воді і розчинні в спирті та ефірі.
	т
Пальмітинову і стеаринову кислоти добувають омиленням твердих жирів. При цьому
н
утворюється суміш пальмітинової і стеаринової кислот з ненасиченою олеїновою кислотою.

Шляхом віджимання під пресом відділяють рідку олеїнову кислоту від суміші твердих
			е
пальмітинової і стеаринової кислот. Ця суміш, що називається стеарином, використовується
для виготовлення свічок, мила та ін.		д
Мила. Солі високомолекулярних жирних кислот називаються милами. Найбільше
	у

значення мають натрієві і калієві солі насичених вищих жирних кислот, у молекулах яких

міститься не більш 20 карбонових атомів. Мила добувають омиленням жирів розчинами їдких лугів:

						CHOH + 3RCOONaт
	CHOOCR + 3NaOH



	CH2OOCR						с
	CH2OOCR				CH2OH		с	.
У лужному середовищі утворюються мила – солі вищих жирних кислот (натрієві –
тверді, калієві – рідкі).						я
						я
Всі забруднення гідрофобні, вода їх погано змочує, тому прати у чистій воді
малоефективно. Молекула кислотного залишку складаєтьсян							із двох частин: радикала R, що
виштовхується водою, і групи –COO-, яка полярна, гідрофільна й легко прилипає до часток
				н
забруднення. У мильному розчині вода, виштовхуючи зі свого середовища вуглеводневі
радикали видаляє разом з ними й групу –СОО-,аяка адсорбована на поверхні забруднюючої
частки, і тим самим забруднення видаляється разом з кислотним залишком.
			т
Звичайне мило погано пере у твердій воді й зовсім не пере в морській воді, тому що
	и	с

утримуючі в ній йони кальцію й магнію утворюють із вищими кислотами нерозчинні у воді

солі:				о
			к		2RCOO- + Ca → (RCOO)2Ca↓
У сучасних мийних засобахр						часто використовують натрієві солі вищих
алкілсульфокислот, які не утворюють з йонами Ca нерозчинні солі.
Останнім часом мила почали добувати й іншим способом. Спочатку розщеплюють жир.
		в
Вищі жирні кислоти, що утворилися при цьому, відділяють і переводять в мила:
		2RCOOHи			+ Na2CO3		2RCOONa + H2O + CO2.
НЕНАСИЧЕНІ ОДНООСНОВНІ КИСЛОТИ
	л	одноосновними				кислотами називаються		похідні	ненасичених
Ненасиченими
д		яодин атом гідрогену заміщений карбоксильною групою. Молекули
вуглеводнів, у яких
ненасичених кислот містять на 2, 4, 6 і т. д. атомів гідрогену								менше,	ніж молекули

відповідних насичених кислот, у залежності від того, чи міститься в їх радикалах один, два чи три подвійних зв’язки, або потрійних і т.д.

Ненасиченіл одноосновні кислоти з одним подвійним зв’язком

Ненасиченіа одноосновні кислоти, що мають один подвійний зв’язок загальної формули СnH2n-1СООН, як правило, мають історичні назви. Перший гомолог СН2=СН–СООН

називається акриловою кислотою. Другий гомолог, який містить чотири карбонових атоми,

може існуватиі

в трьох структурно-ізомерних формах:

β α

CH2

CH3

вінілоцтова кислота

метакрилова кислота

кротонова кислота

Положення подвійного зв’язку по відношенню до карбоксильної групи позначають

					и
літерами грецького алфавіту, які вказують місце атомів карбону, між якими міститься
подвійний зв’язок,	з додаванням слів ненасичена кислота.	Так, акрилова, метакрилова і
кротонова кислоти є α-, β-ненасиченими кислотами, а вінілоцтова кислота β-,				м
			γ-ненасиченою
кислотою.			а
кислотою.
Як видно із	наведених вище структурних формул	кислот, ізомерія ненасичених
		т

одноосновних кислот з одним подвійним зв’язком залежить від ізомерії будови ланцюга карбонових атомів і від положення подвійного зв’язку в ланцюзі. Крім ізомерії, яка залежить

від цих двох причин, у ряду ненасичених кислот можлива ще геометрична ізомерія – цис-

транс-ізомерія. Так, кротонова кислота може існувати в двох стереоізомерних формах:

CH3

COOH

цис-ізомер (темп. плавл. 72°)

транс-ізомер (темп. плавл. 15,5°)

З ненасичених одноосновних кислот найбільше значення маютьд

акрилова, метакрилова

та олеїнова кислоти.

Акрилова кислота – безбарвна рідина з гострим запахом, що нагадує оцтову кислоту;

легко полімеризується, утворюючи поліакрилову кислоту.

кислота та її солі

Акрилова

застосовуються як добавки до друкарських фарб і паст, як компоненти лаків та ін. З похідних

акрилової кислоти велике значення мають акрилонітрил і різні ефіри, що використовуються

переважно для синтезу високополімерних сполук.

Метакрилова кислота при кімнатній температурі – безбарвна рідина, добре розчинна у

воді. Застосовується метакрилова кислота у виробництві прозорих скловидних пластичних

мас. Ефіри акрилової

метакрилової кислот

використовуються

для

добування

високополімерних акрилатів – цінних пластичних мас. Найбільше значення мають метилові

ефіри акрилових кислот – метакрилат та метилметакрилат.

Поліакрилові смоли. Ці

найчастіше блоковою

або емульсійною

смоли одержують

полімеризацією похідних акрилової і метакрилової кислот, головним чином ефірів і нітрилів.

Найбільш практичне значення має поліметилметакрилатс

, який добувають полімеризацією

метилметакрилату:

CH3

...

nCH2

CH2

O CH3

O C O CH3

Поліметилметакрилат

являє

собою безбарвну

прозору скловидну

масу,

відому під

назвою “органічне скло”. Це скло широко використовується в різних областях техніки і

побуті. З нього виробляютьв

вікна літаків, суден, автомобілів, використовують для

опоряджувальних робіт в будівництві і т.д.

Олеїнова кислота СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН у вигляді тригліцериду входить до

складу багатьох рідких і твердих жирів: льняного, мигдалевого, маслинового, кокосового,

свинячого й ін. Олеїновул

кислоту виділяють із суміші кислот, які утворюються при омиленні

жирів. Чиста олеїнова кислота – безбарвна масляниста рідина, без смаку і запаху. Швидко

при дії незначної кількості нітритної кислоти легко переходить в

окислюється на повітрі;

твердий ізомер – елаїдинову кислоту. Ізомерія олеїнової та елаїдинової кислот є одним з

випадків цис-транс-ізомерії:

іа

(CH2)7

CH3

(CH2)7

H C (CH2)7

COOH

H C (CH2)7 COOH

цис-ізомер олеїнова кислота

транс-ізомер елаїдинова кислота

Мила олеїнової кислоти застосовують для промивання шерсті та ін. Свинцева сіль

застосовується в медицині для виготовлення свинцевого пластиру.

Кислоти з кількома подвійними зв’язками

Ненасичені кислоти більш реакційноздатні. Для них характерні реакції приєднання,

причому вони збільшують свою активність до реакцій приєднання і до окислення в міру

збільшення ненасиченості.		и
збільшення ненасиченості.
Із кислот з кількома подвійними зв’язками становлять інтерес лінолева і ліноленова
	м

кислоти, які містяться у льняній, конопляній, соняшниковій, бавовняній та деяких інших рослинних оліях у вигляді гліцеридів. Ці кислоти мають властивість густішати і висихати на повітрі, завдяки чому широко використовуються для виготовлення оліфи і лаків.

Лінолева кислота містить два подвійних ізольовані зв’язки; формула її будови:

CH3

(CH2)4

CH2

(CH2)7

COOH.а

Ліноленова кислота містить три подвійних ізольованих зв’язки; формулатїї будови:

CH3

(CH2

CH)3

(CH2)7

COOH.

Обидві кислоти, приєднуючи гідроген, перетворюються у стеаринову кислоту.

ЖИРИ і ВОСКИ

Жири здебільшого являють собою повні складні ефіри гліцеринуд

і вищих одноосновних

карбонових кислот. Ці ефіри називають гліцеридами.

вільні жирні кислоти,

Крім тригліцеридів, у жирах завжди містяться різні домішки:

моногліцериди, дигліцериди, фосфатиди, стерини та їх складні ефіри, вітаміни, барвники,

слизові речовини та ін. Будова тригліцеридів така:

CH2OOCR

CHOOCR'

CH2OOCR''н

де R, R′ і R" – радикали карбонових кислот.

На сьогодні відомо більше ніж 1300 різних жирів. За походженням природні жири

підрозділяються на рослинні й тваринні.

поділяються на тверді (масло

Рослинні жири, які як правило,

називають маслами,

Останні в свою чергу підрозділяються на

какао, кокосове, пальмове) і рідкі масла (олії).

висихаючі, напіввисихаючі і невисихаючі.

Більшість тваринних жирів мають тверду або мазеподібну консистенцію і нездатні до

висихання.

Тверді жири містять головнимрчином змішані і прості гліцериди вищих насичених

карбонових кислот – пальмітинової С15Н31СООН та стеаринової С17Н33СООН і найбільшу

кількість гліцеридів ненасиченої олеїнової кислоти С17Н33СООН. Деякі жири, наприклад

коров’яче масло, містять також невелику кількість (менше 10%) нижчих карбонових кислот:

масляної С3Н7СООН,

капронової С5Н11СООН,

каприлової

С7Н15СООН та капронової

С9Н19СООН.

Рідкі природні жиривта масла містять головним чином гліцериди ненасичених кислот –

олеїнової С17Н33СООН, лінолевої С17Н31СООН, ліноленової С17Н29СООН та незначну

кількість (менше 25%) гліцеридів пальмітинової і стеаринової кислот.

Масла, які добре висихають (перилове, тунгове масла, конопляна, льняна олії) містять

70 – 80% ненасиченихл

кислот з двома і трьома подвійними зв’язками; з них більша частина

олеостеаринова);

ті

з них, що напіввисихають

має три подвійних зв’язки (ліноленова,

(макова, соняшникова, соєва олії та ін.) містять до 55 – 60% лінолевої кислоти, яка має два

Основниміа	методом добування жирів поки ще залишається виділення їх з тваринних і
рослинних організмів.
рЖири є необхідною складовою частиною харчування. Вони застосовуються в різних
галузях народного		господарства – текстильній, гумовій	промисловості, у	виробництві
е		вихідним матеріалом для добування	мила, гліцерину	та стеарину.
пластмас, служать
тВикористовуються також у медицині та в парфумерній промисловості для виготовлення

подвійних зв’язки, і 20 – 30% олеїнової кислоти з одним подвійним зв’язком. У складі масел,

які не висихають (маслинова, гірчична, арахісова олії та інші масла), переважають гліцериди олеїнової або ерукової кислоти.

косметичних засобів і т.д.

З рослинних олій, що висихають і напіввисихають, у великій кількості виготовляють

оліфи, лінолеум, масляні лаки та фарби.

Воски. За хімічною природою близько до жирів стоять воски, які дуже поширені в

природі. В основному вони являють собою складні ефіри вищих жирних кислот та вищих

одноатомних спиртів.

Відомі воски тваринного, рослинного та викопного походження. З тваринних восків

найбільш відомі бджолиний віск та спермацет.

Бджолиний

віск складається

головним

чином

із

складних

ефірів,

утворених

пальмітиновою С15Н31СООН та мелісиновою С30Н61СООН кислотами, і церилових спиртів.

До складу ефірів

найбільш часто

входять пальмітинова

СН

(СН )

СООН,

церотинова

2 12

СН3(СН2)24СООН

і карнаубова С23Н47СООН

кислоти

та

цетиловий

СН3(СН2)14СН2ОН,

цериловий СН3(СН2)24СН2ОН і мірициловий СН3(СН2)28СН2ОН спирти. Крім складних ефірів, у восках містяться вільні жирні кислоти, високомолекулярні вуглеводні, домішки

красильних та пахучих речовин.		с	нагріванні в інтервалі
Воски – аморфні, пластичні, легко розм’якшуються приу
температур 40 – 90°С, мало реакційноздатні і дуже стійкі. Натвідміну від жирів воски
омилюються важко і тільки в лужному середовищі.
Бджолиний віск добувають з сотів, обрізків вощини, воскових наростів у вуликах. Він
	н
складається головним чином із складних ефірів, утворених пальмітиновою та мелісиновою
н
кислотами і цериловим та мірициловим спиртами. Крімя		складних ефірів, у бджолиному
воску містяться вільні кислоти, наприклад церотинова кислота, спирти та вуглеводні.

Спермацет добувають виморожуванням спермацетового масла, яке дістають з черепних западин кашалота. Спермацет складається головним чином із складного ефіру

пальмітинової кислоти та цетилового спирту С15Н31СООС16Н33.
З рослинних восків найбільш							с	карнаубськийа	віск, який	добувають з листя
З рослинних восків найбільш				відомий				карнаубськийа	віск, який	добувають з листя
						и
пальми Copernicia cerifera. Головна складоватчастина його являє собою мірициловий ефір
церотинової кислоти С25Н51СООС30Н61.
				р					озокерит, який складається в
До викопних восків належить гірський віск, або									озокерит, який складається в
основному з насичених вуглеводнів.
У техніці застосовується			о		виробництва електроізоляційних					мас, полірувальних
У техніці застосовується			для		виробництва електроізоляційних					мас, полірувальних
		к
речовин та мастик, формувальних мас, просочувальних речовин для шкіри, дерева, паперу,
	и
фармацевтичних препаратів (мазі, пластирі), косметичних товарів (помади), креми, сургучу,
дисків для звукозапису та ін.
в
ДВООСНОВНІ КИСЛОТИ
Двоосновними кислотами			називаються					похідні вуглеводнів, за		винятком щавлевої

кислоти, у яких два атоми гідрогену заміщені двома карбоксильними групами. В залежності

від того, в яких вуглеводнях відбувається це заміщення – в насичених чи ненасичених,
добувають насичені таяненасичені двоосновні кислоти.
д	кислоти
Двоосновні насиченіл
З великої кількості ізомерних насичених двоосновних кислот СnН2n(СООН)2, що мають

по-різному розміщені карбоксильні групи, найбільше значення мають ті, у яких карбоксильні
	а
групи знаходяться на кінцях нерозгалудженого карбонового ланцюга.
	НОМЕНКЛАТУРАл		. Нормально побудовані кислоти часто мають емпіричні назви.
Найпростіший представник цих кислот – щавлева кислота (НООС–СООН) названа так тому,
що впершеі		була знайдена в щавлі.
е	Кислоти, в яких обидві карбоксильні групи знаходяться при одному атомі карбону,
т
часторназиваються малоновими кислотами, наприклад:
			COOH		COOH
			H2C	CH3	HC
			H2C	CH3	HC
			COOH		COOH
			малонова кислота	метилмалонова кислота

За женевською номенклатурою двоосновні кислоти отримують назви від назв вуглеводнів, які містять таку кількість атомів карбону, що й кислота, з додаванням

закінчення -діова і слова кислота, наприклад:

CH3

HOOC

COOH

HOOC

CH2

COOH

CH2

2-метилбутандіова кислота-1,4

2,4-диметилпентандіова кислота-2,5

СПОСОБИ ДОБУВАННЯ. Загальні способи добування двоосновниха

кислот у

багатьох випадках подібні до способів

добування

одноосновних кислот.тТак,

їх

можна

добути окисленням гліколів або діальдегідів, омиленням нітрилів і т.д.

1. Окислення двоатомних первинних спиртів (гліколей). Етиленгліколь при окисленні

утворює щавлеву кислоту:

COOH

CH2OH

CH2OH + O2

COOH.

2. Окислення діальдегідів. Наприклад, гліоксаль при окисленні утворює щавлеву

кислоту:

COOH

+ O2

COOH

3. Омилення динітрилів:

COOH

+ 4H2O

+ 2NH3

CH2

COOH

4. Синтези з ацетооцтовим і малоновим ефірами. Для добування двоосновних кислот,

як і для одноосновних, можуть

служити

матеріалами

ацетооцтовий

ефір,

вихідними

малоновий ефір і його гомологи.

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ. Всі

двоосновні насичені

кислоти являють

собою

кристалічні речовини. Фізичні властивості деяких насичених двоосновних кислот наведені в

табл. 2. З таблиці видно, що температурии

плавлення кислот з парним числом карбонових

атомів вищі, ніж температури плавлення гомологів з непарним числом атомів карбону, між

якими даний парний гомолог знаходиться, тобто спостерігається така закономірність, як і у

насичених одноосновних кислот. о

з парним числом атомів

карбону значно

нижча, ніж

Розчинність у воді

кислот

розчинність кислот з непарним числом.

Таблиця 2.

Фізичні константи деяких двохосновних насичених кислот

Назва

Формула

Температура

Розчинність

плавлення, °С

на 100 г води

Щавлева

НООС–СООН

186–187

НООС–СН2–СООН

130–135

73,5

Малонова

Янтарна

НООС–(СН2)2–СООН

189–190

6,8

НООС–(СН2)3–СООН

97,5

63,9

Глутарова

Адипінова

НООС–(СН2)4–СООН

151–153

1,5

Пімелінова

НООС–(СН2)5–СООН

103–105

5,0

Пробкова

HOOC–(CH2)6–COOH

140–144

0,16

Азелаїнова

НООС–(СН2)7–СООН

106,5

0,24

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ. Всі двоосновні кислоти більш сильні, ніж одноосновні з

тим же числома

атомів карбону. Зі зростанням числа карбонових атомів, а також збільшенням

відстані між карбоксильними групами кислоти стають дедалі слабшими.

Загальні

хімічні властивості

двоосновних

кислот відповідають таким

властивостям

одноосновних кислот. Маючи дві карбоксильні групи, вони утворюють два ряди солей (кислі

йесередні), амідів (неповні й повні) та інших похідних.

Тільки для двоосновних кислот характерні такі реакції:

1. Щавлева та малонова кислоти, а також гомологи останньої при нагріванні легко

1 / 21 2 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке орг. химия

#
06.06.2015587.42 Кб31lex. 2.pdf
#
06.06.2015728.74 Кб44lex. 3.pdf
#
06.06.2015626.93 Кб32lex. 4.pdf
#
06.06.2015833.64 Кб31lex. 5.pdf
#
06.06.2015585.2 Кб31lex. 6.pdf
#
06.06.20151.12 Mб33lex. 7.pdf
#
06.06.20151.16 Mб32lex. 8.pdf
#
06.06.2015548.92 Кб34lex. 9.pdf
#
06.06.20153.59 Mб42Organika_ lab. praktkum.pdf
#
06.06.20151.03 Mб33Organika_KER.pdf

орг. химия / lex. 7

ОДНО- І БАГАТООСНОВНІ ОРГАНІЧНІ КИСЛОТИ ТА ЇХ ПОХІДНІ

НАСИЧЕНІ ОДНООСНОВНІ КАРБОНОВІ КИСЛОТИ

НЕНАСИЧЕНІ ОДНООСНОВНІ КИСЛОТИ

ЖИРИ і ВОСКИ