Ненасыщенные одноосновные kapбоhobыe кислоты

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 42 из 75Следующая ⇒

Способы получения

Общие методы получения двухосновных кислот аналогичны способам получения одноосновных кислот (окисление гликолей, гидролиз динитрилов, синтез Кольбе - см. Лекцию№20). Существуют и специфические способы получения двухосновных карбоновых кислот

1. Окисление оксикислот:

2. Окисление циклоалканов. Это промышленный способ получения адипиновой кислоты

Побочно образуются также янтарная и щавелевая кислоты. Адипиновая кислота применяется для синтеза волокна найлон 6,6 и пластификаторов.

Физические свойства

Дикарбоновые кислоты – твердые вещества. Низшие кислоты хорошо растворимы в воде, но плохо в органических растворителях.

Химические свойства

Двухосновные кислоты более сильные, чем одноосновные, они характеризуются двумя константами диссоциации К_а1 и К_а2

Диссоциация первой карбоксильной группы протекает легче. Это особенно заметно для щавелевой и малоновой кислот и связано с тем, что неионизированная карбоксильная группа проявляет электроноакцепторный индуктивный эффект по отношению к ионизированной карбоксильной группе и стабилизирует тем самым образующийся карбоксилат-анион.

Дикарбоновые кислоты, в которых две карбоксильные группы разделены цепью из шести и более атомов проявляют свойства, аналогичные монокарбоновым кислотам. Механизм реакций образования диамидов, сложных диэфиров и др., для дикарбоновых кислот тот же, что и для монокарбоновых кислот.

1. Отношение к нагреванию. Примером необычного поведения дикарбоновых кислот, обусловленного наличием двух карбоксильных групп, могут служить реакции, протекающие при нагревании.

Так, щавелевая кислота при нагревании до 150°С отщепляет диоксид углерода с образованием муравьиной кислоты:

НООС–СООН ® НСООН + СО₂

Малоновая кислота и ее моно- и дизамещенные гомологи, при нагревании несколько выше их температур плавления отщепляет СО₂ с образованием уксусной кислоты или ее моно- и дизамещенных гомологов:

НООС–СН₂–СООН ® СН₃СООН + СО₂

НООС-СН(СН₃)-СООН ® СН₃СН₂СООН + СО₂

НООС-С(СН₃)₂-СООН ® (СН₃)₂СНСООН + СО₂

Дикарбоновые кислоты, содержащие четыре или пять атомов углерода между карбоксильными группами (янтарная и глутаровая кислоты) при нагревании отщепляют воду и образуют циклические ангидриды:

Подобные циклические соединения получают и из амидов:

2. Пиролиз кальциевых и бариевых солей. При пиролизе кальциевых или бариевых солей адипиновой, пимелиновой и пробковой кислот происходит отщепление СО₂ и образуются циклические кетоны:

3. Синтезы на основе малонового эфира. Имеют большое значение в органической химии.

Атом водорода метиленовой группы, находящейся между ацильными группами диэтилового эфира малоновой кислоты (малоновый эфир), обладает кислотными свойствами и дает натриевую соль с этилатом натрия. Эту соль - (натрий – малоновый эфир) алкилируют галогеналканами по механизму нуклеофильного замещения S_N2. На основе натрий - малонового эфира получают одно- и двухосновные кислоты:

Синтез на основе малонового эфира является одним из лучших способов получения карбоновых кислот. Планирование синтеза карбоновых кислот с использованием малонового эфира сводится к выбору подходящего алкилгалогенида. Для этого получаемую кислоту рассматривают как моно- или диалкилуксусную кислоту. При действии галогенангидридов карбоновых кислот с последующим гидролизом и декарбоксилированием из натрий - малонового эфира получают кетоны:

Непредельные одноосновные кислоты этиленового ряда имеют общуюформулу C_nH_2n-1COOH, ацетиленового и диенового рядов - C_nH_2n-3CООH. Примеры непредельных одноосновных кислот:

CH₂=СНCОOH – акриловая кислота, пропеновая кислота

СН₂=СНСН₂СООН – винилуксусная кислота, 3-бутеновая кислота,

СН₃СН=СНСООН – кротоновая кислота, 2-бутеновая кислота

СН₂=С(СН₃)СООН – α-метилакриловая кислота, метакриловая кислота, метилпропеновая кислота

СН≡С-СООН – пропиоловая кислота, пропиновая кислота

СН₃СН₂СН=СНСН₂СН=СН(СН₂)₇СООН – линоленовая кислота

Получают непредельные кислоты окислением α,β-ненасыщенных альдегидов, отщеплением галогеноводородов от α- и β-галогенкарбоновых кислот, дегидратацией β-гидроксикарбоновых кислот, гидролизом непредельных нитрилов, например:

Непредельные одноосновные кислоты отличаются от предельных большими константами диссоциации. Причиной их большей кислотности является относительное увеличение электроотрицательности атомов углерода заместителя, связанного с карбоксильной группой, в ряду: Сsp³ < Сsp² < Сsp, что приводит к повышению устойчивости карбоксилат-аниона, образующегося при диссоциации карбоновой кислоты, за счет отрицательного индуктивного эффекта ненасыщенного заместителя (насыщенный углеводородный радикал, напротив, обладает положительным индуктивным эффектом и дестабилизирует анион). Ненасыщенные кислоты образуют все обычные производные кислот - соли, ангидриды, галогенангидриды, амиды, сложные эфиры. За счет кратных связей они вступают в реакции присоединения, окисления и полимеризации.

Благодаря взаимному влиянию карбоксильной группы и кратной связи присоединение галогеноводородов к α,β-непредельным кислотам происходит таким образом, что водород направляется к наименее гидрогенизированному атому углерода, т.е. присоединение протекает по направлению 1,4 с последующей перегруппировкой:

Этиленовые кислоты типа акриловой кислоты и их эфиры значительно легче подвергаются полимеризации, чем соответствующие им углеводороды.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии