- •Глава 6. Алифатические альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты
- •6.1. Насыщенные альдегиды и кетоны
- •6.1.1. Изомерия, номенклатура
- •6.1.2. Строение карбонильной группы
- •6.1.3. Физические свойства
- •6.1.4. Химические свойства
- •6.1.5. Способы получения
- •6.1.6. Физиологическая роль
- •6.1.7. Важнейшие представители
- •6.2. Непредельные альдегиды и кетоны
- •6.2.1. Кетен
- •6.2.2. Непредельные карбонильные соединения
- •Примерами соединений с сопряжёнными -связями являются
- •6.2.3. Важнейшие представители
- •6.3. Дикарбонильные соединения
- •6.3.3. Важнейшие представители
- •6.4. Насыщенные монокарбоновые кислоты и их производные
- •6.4.1. Номенклатура
- •6.4.2. Строение функциональной группы
- •6.4.3. Физические свойства
- •6.4.4. Химические свойства
- •6.4.5. Способы получения
- •6.4.6. Пероксикарбоновые кислоты и ацилпероксиды
- •6.4.7. Физиологическая роль и Важнейшие представители
- •6.5. Непредельные монокарбоновые кислоты
- •6.5.1. Номенклатура, изомерия
- •6.5.2. Строение
- •6.5.3. Химические свойства
- •6.5.4. Способы получения
- •6.5.5. Физиологическая роль и Важнейшие представители
- •6.5.6. Омыляемые липиды
- •6.6. Дикарбоновые кислоты и их производные
- •6.6.1. Особенности химического поведения
- •6.6.2. Малоновый эфир и синтезы на его основе
- •2 H5c2ooc-ch2-cooc2h5
- •2 H5c2ooc-ch2-cooc2h5
- •6.6.3. Способы получения
- •2 Rooc-(ch2)n-сoo¯ 2 rooc-(ch2)n-сoo rooc-(ch2)2n-coor hooc-(ch2)2n-cooh
- •6.6.4. Важнейшие представители
- •6.7. Гидроксикислоты
- •6.7.1. Классификация, номенклатура, изомерия
- •6.7.2. Химические свойства
- •6.7.3. Способы получения
- •6.7.4. Физиологическая роль и Важнейшие представители
- •6.8. Оксокислоты
- •6.8.1. Особенности химического поведения
- •6.8.2. Ацетоуксусный эфир и синтезы на его основе
- •6.8.3. Способы получения
- •6.8.4. Важнейшие представители
- •6.9. Аминокарбоновые кислоты. Пептиды
- •6.9.1. Классификация, номенклатура, изомерия аминокислот
- •6.9.2. Строение, физические и Химические свойства
- •6.9.3. Способы получения аминокислот
- •6.9.4. Важнейшие представители аминокислот
- •6.9.5. Пептиды
- •Вопросы и упражнения
6.4.7. Физиологическая роль и Важнейшие представители
Введение карбоксильной группы в молекулу вещества, как правило, снижает его физиологическую активность и токсичность. Применение самих органических кислот в качестве лекарственных веществ крайне ограничено вследствие их малой биологической активности. Производные алифатических карбоновых кислот широко распространены в природе и входят в состав пищевых продуктов, в частности — жиров. Физиологическая активность кислот с разветвлённой цепью выше, чем у кислот нормального строения.
Карбоновые кислоты находят применение в фармацевтическом анализе. В медицинской практике используются некоторые соли органических кислот (ацетат калия, лактаты кальция и железа, цитраты натрия и меди, глюконат кальция), их эфиры и амиды. Большое значение имеют эфиры дифенилуксусной и дифенилпропионовой кислот с алкиламиноспиртами. На их основе созданы многочисленные спазмолитические средства (спазмолитин, апрофен и др.).
Муравьиная кислота (метановая) — бесцветная жидкость с острым запахом. В промышленности её получают из гидроксида натрия и монооксида углерода нагреванием под давлением (375 К, 0.5—1.0 МПа):
NaOH + CO HCOONa HCOОН
В молекуле муравьиной кислоты, в отличие от молекул других кислот, имеется структурный фрагмент, общий для всех альдегидов:
В связи с этим для муравьиной кислоты характерны некоторые свойства альдегидов, в частности качественная реакция на альдегидную группу (гл. 6.1.4.3).
Особенностью химического поведения муравьиной кислоты является и её разложение при взаимодействии с концентрированной серной кислотой:
HCOOН CO + Н2О
Муравьиная кислота содержится в крапиве и выделениях муравьёв; оказывает раздражающее действие на кожу, может вызвать ожоги.
Используют для получения формамида, диметилформамида, щавелевой кислоты и других продуктов органического синтеза.
Уксусная кислота — бесцветная жидкость с температурой кипения 391 К и острым запахом; неограниченно смешивается с водой.
В промышленности получают каталитическим окислением бутана или этилена, или каталитической гидратацией ацетилена, или карбонилированием метанола.
Применяется в качестве растворителя и в качестве исходного вещества для синтеза многих своих производных. Используется для консервирования пищевых продуктов. В медицине применяется в виде солей: CH3COOK — диуретическое средство, (CH3COO)2Pb3H2O — вяжущее средство, применяющееся при воспалении кожи и слизистых оболочек.
Для обнаружения уксусной кислоты используют какодиловую пробу: при нагревании ацетата калия с оксидом мышьяка (III) образуется тетраметилдиарсиноксид («окись какодила»), представляющий собой жидкость с отвратительным характерным запахом:
тетраметилдиарсиноксид
(«окись какодила»)
Масляная кислота — бесцветная жидкость с температурой кипения 437 К и острым неприятным запахом.
Получают окислением бутанола-1 или карбонилированием пропанола-1. Применяется для получения сложных эфиров с ароматным запахом.
Изовалериановая кислота — бесцветная жидкость с температурой кипения 450 К и острым своеобразным запахом (валерианы).
Получают окислением изоамилового спирта или карбонилированием изобутилового спирта. Применяется для синтеза веществ, используемых в фармацевтической и парфюмерной промышленности.
Пальмитиновая кислота — бесцветное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Широко распространена в природе, в виде сложных эфиров входит в состав жиров.
Получают щелочным гидролизом жиров. Её производные используются в качестве моющих средств.
Стеариновая кислота — бесцветное кристаллическое вещество со слабым запахом стеарина, нерастворимое в воде. В виде сложных эфиров входит в состав жиров.
Получают щелочным гидролизом жиров. Используют в производстве свечей, мыла, других поверхностно-активных веществ.
Мыла представляют натриевые или калиевые соли (твёрдые или жидкие соответственно) высших карбоновых кислот С12–С18 (главным образом стеариновой и пальмитиновой). Мыла и другие поверхностно-активные вещества (ПАВ) в воде образуют коллоидные растворы, в которых гидрофобные остатки молекул направлены внутрь растворённых частиц, а гидрофильные участки — наружу, т.е. обращены к окружающей данную частицу воде. Частицы жира и других гидрофобных загрязнений входят в такую растворённую в воде частицу мыла, увлекаются ею и удаляются. Это происходит в процессе мытья посуды, других поверхностей, стирки белья и проч.
Ацетилхлорид — бесцветная жидкость с резким запахом, на воздухе дымит, кипит при 325 К.
Используют в органическом синтезе для введения ацетильной группы.
Уксусный ангидрид — бесцветная жидкость с острым запахом, кипит при 412 К. Реагирует с водой с образованием уксусной кислоты.
В промышленности получают взаимодействием кетена с уксусной кислотой или каталитическим окислением ацетальдегида. Используют в качестве ацетилирующего реагента.
Этилацетат — бесцветная жидкость с приятным запахом. Температура кипения 350 К. Ограниченно растворим в воде.
В промышленности получают из уксусной кислоты и этанола. Широко применяют в качестве растворителя, для изготовления лаков. Используют в парфюмерной промышленности.
Бутилацетат — бесцветная жидкость с приятным запахом. Температура кипения 399 К. Малорастворим в воде.
Получают из уксусной кислоты и бутанола-1. Используют в лакокрасочной промышленности.
Ацетилхолин [(CH3)3NCH2CH2OCOCH3]+OH¯ — уксуснокислый эфир холина (гл. 3.7.5). Он играет важную роль в физиологии, поскольку является нейрогормоном, отвечающим за передачу импульсов от нервных окончаний к мышечным волокнам.
Формамид — бесцветная гигроскопическая жидкость. Температура кипения 484 К. Смешивается с водой и спиртами.
Получают из метилформиата и аммиака. Применяют в качестве растворителя и исходного в органическом синтезе.
N,N-Диметилформамид (ДМФА) — бесцветная жидкость со слабым запахом. Температура кипения 426 К. Смешивается с водой и органическими растворителями.
В промышленности получают в больших количествах из диметиламина и монооксида углерода. Применяют в качестве растворителя.
Ацетонитрил — бесцветная жидкость со слабым запахом. Температура кипения 355 К. Смешивается с водой и органическими растворителями.
В промышленности получают из уксусной кислоты и аммиака. Применяют в качестве растворителя.
Пероксиуксусная кислота (перуксусная, надуксусная кислота) — бесцветная жидкость, хорошо растворимая в воде и органических растворителях. При 380 К разлагается со взрывом. Её используют в качестве сильного и специфического окислителя.
Пероксиуксусную кислоту получают окислением уксусного альдегида кислородом, а её растворы в уксусной кислоте получают взаимодействием уксусного ангидрида с 30%-м раствором Н2О2.