Оксикислоты и оксокислоты

molochnaya-kislotaСегодня урок по химии 42 – оксикислоты и оксокислоты. Как изучить тему? Полезные советы и рекомендации — повторить предыдущие уроки по химии «спирты«, «альдегиды и кетоны«, «карбоновые кислоты«.

Оксикислотами называются соединения, содержащие две функциональные группы – карбоксильную и гидроксильную.

Оксокислотами называются соединения, содержащие карбоксильную и карбонильную группы. К оксокислотам относятся альдегидокислоты (содержат альдегидную и карбоксильную группы) и кетонокислоты (содержат кетонную и карбоксильную группы)

Для названия окси- и оксокислот используют тривиальную и международную  (ИЮПАК) номенклатуры. По номенклатуре ИЮПАК названия образуются также, как и обычным кислотам с добавлением префиксов «окси-», «оксо- или кето-». Назовем некоторые кислоты по тривиальной и международной номенклатурам:

3           2                  1

СН3 – СН(OH) – СООН  молочная кислота, 2-оксипропановая кислота

          1      2                 3         4

НООС – СН(OH) – СН2 – СООН  яблочная кислота, 2-окси-1,4-бутандиовая кислота

         2      1

   НОС – СООН  глиоксалевая кислота, 1-карбокси-2-аль-этановая

                          кислота

1           2            3

СН3 – С(O) – СООН  пировиноградная, 2-оксопропановая кислота

                           α

СН3 – СН2 – СН(ОН) – СООН  α-оксимасляная кислота, 2-оксибутановая кислота

                             β

СН3 – СН(ОН) – СН2 – СООН  β – оксимасляная кислота, 3-оксибутановая кислота

             γ

НОCH2 – CH2 – CH2 – COOH  γ – оксимасляная кислота, 4-оксибутаноовая кислота

         1      2        3       4

HOOC – CH – CH – COOH  винная кислота, 2,3-диокси-1,4-бутанди-

                  |        |                     овая кислота

                 OH   OH

  Способы получения окси- и оксокислот

 1. Неполное окисление гликолей.

                                    [O]                            [O]

НОСН2 – СН2ОН → НОСН2 – СОН → НОСН2 – СООН

 2. Гидролиз галогензамещенных кислот.

СIСН2 – СООН  +  Н2О → НОСН2 – СООН  +  НСI

 3. Действием синильной кислоты на альдегиды и кетоны, с последующим разложением водой образовавшихся оксинитрилов.

                                       +2H2O

     СН3 – СОН + НСN → СН3 – СН – С ≡ N →СН3 – СН(ОН) – СООН + NН3

                                                  |

                                                ОН

 4. Оксокислоты получаются окислением оксикислот.

                             [O]

НОСН2 – СООН  →  (НО)С – СООН  +  Н2О

                                    [O]

СН3 – СН – СООН → СН3 – С(О) – СООН  +  Н2О

            |

           ОН

  Химические свойства окси- и оксокислот

Так как они содержат функциональные гидроксильные, альдегидные, кетонные и карбоксильные группы, то они вступают в химические реакции спиртов, альдегидов, кетонов и карбоновых кислот.

Особое внимание следует обратить на свойственные оксикислотам оптической изомерии и некоторым кетонокислотам кето-енольную таутомерию.

Оптическая (зеркальная) изомерия наблюдается у органических веществ, содержащих один или несколько асимметрических атомов углерода. Асимметрический углеродный атом — это атом, у которого все четыре валентности заняты различными группами. Вещества, имеющие в своем составе асимметрический углеродный атом являются оптически активными, т.е. обладают  способностью  изменять угол вращения плоскости поляризации поляризованного света. Для оптически активных соединений характерно существование зеркальных изомеров, отличающихся расположением атомов в пространстве. Два зеркальных изомера называются антиподами. Один антипод вращает поляризованный луч направо, другой – налево, что обозначается знаками (+) и (–). Каждый антипод относят к Д- и L- ряду. Отнесение к Д- и L-ряду определяют, сравнивая структуру данного соединения со стандартом, в качестве которого принят глицериновый альдегид.

Для пространственного изображения оптических изомеров пользуются проекционными формулами Фишера:

      О                                                              О

       ||                                                               ||

       С – Н                                                       С – Н

        |                                                                |

Н – С* – ОН                                         НО – С* — Н

        |                                                                |

      СН2ОН                                                     СН2ОН

Д-глицериновый альдегид                         L- глицериновый альдегид (-ОН группа при асимметрическом          (-ОН группа при асиммет-

 углеродном атоме находится                    рическом углеродном атоме   расположена слева)

справа)

                       О                                                          О

                       ||                                                          ||

                       С – Н                                                  C – Н

                        |                                                          |

                 Н – С* – ОН                                  НО – С* – Н

                        |                                                          |

                       СН3                                                    СН3

      Д-молочная кислота                              L- молочная кислота

 Атомы водорода метиленовой группы ацетоуксусного эфира, находящиеся между двумя карбонильными группами обладают подвижностью. Атом кислорода может присоединить один из них, образуя енольную форму. Эта реакция является обратимой. Изомеры обратимо переходящие друг в друга называются таутомерными формами, а явление – таутомерией. В данном случае имеет место кето- енольная таутомерия:

СН3 – С – СН2 – С – О – С2Н5  →  СН3 – С = СН – С – О – С2Н5

            ||                  ||                                              |               ||

           О                   О                                             ОН             О

         кетонная форма ацетоук-            енольная форма ацетоуксусного

        сусного эфира                                      эфира

Это был урок по химии 42 – оксикислоты и оксокислоты

{lang: 'ru'}

Расскажите об этой статье друзьям:

Friend me:

Вы можете оставить комментарий, к нашему сайту.

Оставить отзыв