Двоосновна адипінова кислота

Ще одна ненасичена двоосновна кислота – адипінова (гександіова) та її солі натрію, калію ті амонію (адипінати) знайшли використання як смакові регулятори кислотності в жувальній гумці, десертах (сухих і желеподібних), порошках для приготування безалкогольних напоїв, а також начинки в здобних хлібобулочних і борошняних кондитерських виробах:

Регулятори рН.

МООС(СН₂)₄СООМ М = Н – Адипінова кислота;

М = K, Na, NH₄ – Адипінати

Потреби адипінової кислоти дуже великі – її виробляють більше ніж 1 млн. т на рік. Частіше використовують рідкофазний метод окиснення циклогексану повітрям до спирту, який на другій стадії окиснюють нітратною кислотою за наявності каталізатору при 55ºС або без нього при 150ºС. Деяку кількість адипінової кислоти синтезують прямим рідкофазним окисненням киснем за наявності діацетату кобальту. Окиснення відбувається більш глибоко до утворення бурштинової кислоти , яку видаляють як побічний продукт:

Циклогексан Бурштинова кислота Адипінова кислота

Адипінати

При іншому способі виробництва адипінової кислоти переробляють тетрагідрофуран в 1,4-дихлорбутан під дією хлороводню. Потім нуклеофільно заміщують атоми Хлору на ціаногрупи. Кислотний гідроліз 1,4-дицианопохідного завершує трьох стадійний процес:

Тетрагідрофуран 1,4-дихлорбутан

Адипінова кислота

Природна транс-бутадіонова кислота

Природна транс-бутадіонова кислота («фумарова» – від назви гриба-продуценту Aspergillus fumaricus) використовується у якості регулятора кислотності (її добова норма не повинна перевищувати 6мг на кг маси людини). Її виробляють за допомогою кислотно-каталізуємої ізомеризації малеїнової кислоти. Цис-кислоту, в свою чергу, отримують гетерогенним окисненням бензену над п’яти окисом ванадію при 350 – 400ºС у паровій фазі. Малеїновий ангідрид, який утворився, гідролізують водою:

Малеїнова Регулятор рН

кислота Фумарова кислота

Вища двоосновна кислота

Вища двоосновна кислота, яка має довгий ланцюг спряжених подвійних зв’язків, міститься у рильцях квітів шафрану (Crocus sativus) та гарденії. Під назвою кроцетин, а також її дисахарид використовують у якості жовтих харчових барвників, які, в свою чергу, виділяють шляхом екстрагування водою або спиртом з рослин.

RООС–СН = СН–СООR

Жовті барвники

Кроцетин

Кроцин

Гідроксизаміщені дикарбонові кислоти.

Яблучна кислота. Переважаючою кислотою, яка міститься в ягодах, овочах і яблуках є яблучна (70% від кількості усіх кислот у недозрілих яблуках). Крім того, вона поряд з іншими гідроксизаміщеними карбоновими кислотами (молочною та лимонною), утворюється під час випікання хліба та бере участь у створенні його смаку і аромату. Ця кислота у вигляді солі кальцію присутня в тютюні.

2-Гідроксибутанова (яблучна, гідроксибурштинова) кислота знайшла використання у виробництві вин, фруктових консервів, безалкогольних напоїв і кондитерських виробів для регулювання смаку та кислотності. Її солі (малати) зазвичай використовують для регулювання кислотності в джемах, желе, мармеладах і фруктових консервах.

R= H – Яблучна кислота;

R = K, Na, NH₄ , Ca_1/2 – Малати

Рацемічну кислоту отримують відновленням D-, L-винної (виноградної) або оксалилоцтової кислоти кислот, а також гідролізом бромобурштинової кислоти. В промислових масштабах її синтез здійснюють гідратацією цис- і транс-бутадієнових кислот. Малеїнову (цис-ізомер) кислоту термічно ізомерізують у фумарову за наявності каталізатора (йод, сульфур, тіосечовина та інші донори радикалів, які використовують для пришвидшення реакцій вулканізації каучуків). Приєднання води до фумарової кислоти відбувається за умов тривалого нагрівання під тиском в автоклавах. Після охолодження з реакційної суміші відокремлюють кислоту, яка не прореагувала, а D-, L-яблучну кристалізують після упарювання фільтрату з виходом до 70%.

2,3-Дигідроксибутандіова кислота (природна D-винна) використовується у виробництві виноматеріалів, безалкогольних напоїв (і шипучих пігулок для їх приготування), овочевих і фруктових консервів, кондитерських виробів і морозива. Вона є регулятором кислотності, комплексоутворювачем для зв’язування йонів заліза. Вона міститься у винограді (до 1%) у вигляді калієвої та кальцієвої солей (тартратів). L-винна кислота у природі не зустрічається, тому мезовинну кислоту не використовують у харчовій промисловості.

Підкиснювач D-(+)-Винна Мезовиннна кислота

L-(-)-Винна кислота кислота (недіяльна винна)

цис-бутендіова транс-бутендіова

кислота кислота

Бромобурштинова кислота

Винна кислота знайшла використання у виноробстві для видалення діоксиду сульфуру при сульфітації вин для надання їм антимікробних і анти окисних властивостей. При цьому утворюється винний камінь, який видаляють з винних діжок 2%-им розчином соди. Розчин сегнетової солі потім використовують для виготовлення виннокислого вапна. У випадках надлишкової кислотності винного сусла, яке утворюється в несприятливі для визрівання винограду роки, проводять його «виправлення». Цей прийом має на увазі зв’язування надлишку винної кислоти карбонатом кальцію (крейдування сусла). Нейтральна кальцієва сіль, яка при цьому утворилась випадає в осад, а сусло декантують:

Комплексоутворювачі, антиоксиданти

Винний камінь

Сегнетова сіль Виннокисле вапна.

D-Винну кислоту отримують обробленням мінеральними кислотами кислої калієвої солі – відходу виноробства. Калієву сіль виділяють у великих кількостях із соків і виноматеріалів при їх охолодженні. Осад сирого винного каменю, який відкладається на внутрішній поверхні ємкостей, складається з 83% калієвої солі та на 5 – 6% з кальцієвої солі винної кислоти, яка також є цінною сировиною для добування вільної кислоти:

Треба відзначити, що при отриманні червоних вин бродінню піддають не тільки сік, але й мезгу (твердий залишок після вичавлювання соку). Для кращого видалення з неї барвних та дубильних речовин фенольного типу (антоціанів, танінів) мезгу підкислюють (рН≥3,9) винною або лимонною кислотами.

Хімічним способом добування суміші винних кислот і мезовинної кислоти є спосіб окиснення малеїнової кислоти за різних умов. Так, мезовинна кислота утворюється при окисненні малеїнової кислоти калій перманганатом (реакція Вагнера). Рацемічну D-, L-винну кислоту отримують окисненням пероксидом водню у сильних органічних кислотах через епоксид, який розкривається під дією води (транс-дегідроксинювання):

D-, L-Рацемат Епоксид Малеїнова Мезовинна

кислота кислота