27. Гидроксикислоты: классификация, номенклатура, оптическая изомерия. Химические свойства. Отношение к нагреванию. Способы получения. Способы разделения рацематов. Нахождение в природе.

Гидроксикислоты – органические соединения, содержащие в молекуле 2 функциональные группы: –ОН (гидроксильную) и –СООН (карбоксильную).

Номенклатура.

Большинство гидроксикислот имеют тривиальные названия, сложившиеся исторически по их природному источнику. Например: молочная кислота, яблочная, виноградная, лимонная и т.д. Рациональная номенклатура строится по тривиальному названию карбоновой кислоты в префиксе ставится «гидрокси» и буквой греческого алфавита обозначается положение гидроксигруппы. По систематической номенклатуре локантом обозначается положение гидроксигруппы. Карбоксильная группа всегда занимает первое положение. Название строится по углеводороду с добавкой суффиксов «овая» или «диовая».

Классификация.

В зависимости от количества карбоксильных групп различают одно-, двух-, трех- и многоосновные кислоты; по количеству гидроксильных групп (включая гидроксильную группу, входящую в карбоксил) – двух, трех- и многоатомные гидроксикислоты.

По строению углеводородного радикала гидроксикислоты делятся на алифатические (насыщенные и ненасыщенные), ароматические, гетероциклические.

Структурная изомерия определяется строением углеводородного радикала, положением функциональных групп и их взаимным расположением. Различают α-, β–, γ– и т.д. гидроксикислоты:

Для гидроксикислот, содержащих хотя бы один асимметрический атом углерода (С^*), характерна оптическая изомерия.

Атом углерода является асимметрическим, если он связан с четырьмя различными заместителями:

Химическое поведение гидроксикислот определяется их бифункциональностью (т.е. наличием двух функциональных группировок), они могут проявлять практически все химические свойства, характерные для карбоновых кислот по карбоксильной группе, и свойства, характерные для спиртов, по гидроксильной. Гидроксикислоты являются более сильными кислотами, чем обычные карбоновые.

Отличие в поведении α-, β- и γ-гидроксикислот.

При нагревании гидроксикислоты ведут себя по-разному.

1) α-гидроксикислоты образуют циклический сложный эфир-лактид:

2) β-гидроксикислоты при нагревании отщепляют воду внутримолекулярно с образованием непредельных карбоновых кислот:

3) γ- и δ-гидроксикислоты при нагревании образуют внутренние сложные эфиры-лактоны:

Гидроксикислоты получают либо из карбоновых кислот введением гидроксильной группы, либо из спиртов введением карбоксильной группы.

2.1. Получение α-гидроксикислот

α-хлор или бром карбоновые кислоты, получаемые по реакции Гелля-Форльгарда-Зелинского, легко превращаются в α-гидроксикислоты при нагревании в воде:

Другим распространенным путем получения является омыление циангидринов или гидроксинитрилов:

2.2. Получение β-гидроксикислот

Присоединением воды к α,β-ненасыщенным кислотам получают β-гидроксикислоты:

Общим способом получения β-гидроксикислот является реакция Реформатского: