Предпросмотр материала:
ГИДРОКСИКИСЛОТЫ
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН
ГАПОУ «НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Преподаватель органической химии:
Тебенькова Е.Н.
Гидроксикислоты -
Число карбоксильных групп определяет основность
Число гидроксильных групп – атомность
карбоновые кислоты, в которых одновременно содержатся карбоксильная (COOH) и гидроксильная (OH) группы.
Номенклатура -
Карбоксильная группа определяет в названии кислоты окончание (овая), а гидроксигруппа - приставку
𝐶𝐻 2 −𝐶
𝑂
𝑂𝐻
𝑂𝐻
гидроксиэтановая кислота
𝐶𝐻 3 −𝐶𝐻−𝐶
𝑂𝐻
𝑂
𝑂𝐻
3 2 1
2-гидроксипропановая кислота
По систематической номенклатуре цифрой обозначается положение гидроксигруппы (𝜶−𝟐, 𝜷−𝟑, 𝜸−𝟒)
𝐻𝑂
║
𝑂
𝑂𝐻
𝛼
𝐻𝑂
𝛽
𝛼
║
𝑂
𝑂𝐻
𝛽−гидроксикислоты
𝐻𝑂
║
𝑂
𝑂𝐻
𝛽
𝛼
𝛾
𝛾−гидроксикислоты
𝛼−гидроксикислоты
𝐶𝐻 3 −𝐶−𝐶
𝑂𝐻
𝑂
𝑂𝐻
𝑂𝐻
*
Особенностью пространственного строения многих гидроксикислот является наличие атома углерода имеющего четыре различных заместителя. Такие атомы называются асимметрическими углеродными атомами или хиральными центрами. В формулах обозначаются « * »
Молекулы имеющие асимметрические углеродные атомы могут быть представлены в виде двух пространственных изомеров, различаются как предмет и его зеркальное отражение.
𝐶𝑂𝑂𝐻
𝐶𝐻 3
𝐻𝑂
𝐻
𝐶𝑂𝑂𝐻
𝐶𝐻 3
𝑂𝐻
𝐻
𝐿−молочная кислота
𝐷−молочная кислота
Изомерия -
Винная кислота существует в виде 4-х стереоизомеров
Формулы 1 и 2 соответствуют одному соединению – оптической неактивной мезовинной кислоте
𝐶𝑂𝑂𝐻
𝐻
𝐻𝑂
𝐻𝑂
𝐻
𝐶𝑂𝑂𝐻
𝐶𝑂𝑂𝐻
𝑂𝐻
𝐻
𝐻
𝑂𝐻
𝐶𝑂𝑂𝐻
1
2
𝐶𝑂𝑂𝐻
𝑂𝐻
𝐻
𝐻𝑂
𝐻
𝐶𝑂𝑂𝐻
𝐶𝑂𝑂𝐻
𝑂𝐻
𝐻
𝐻𝑂
𝐻
𝐶𝑂𝑂𝐻
3
4
Формулы 3 и 4 соответствуют D и L винным кислотам
Химические свойства -
I. Реакции карбоксильной группы
1. Образование солей
𝟐 𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑯+ 𝑵𝒂 𝟐 𝑪𝑶 𝟑 →𝟐 𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑵𝒂+ 𝑪𝑶 𝟐 ↑+ 𝑯 𝟐 𝑶
│ │
OH OH
𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑯+𝑵𝒂𝑶𝑯 → 𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑵𝒂+ 𝑯 𝟐 𝑶
│ │
OH OH
молочная кислота
молочная кислота
лактат натрия
лактат натрия
2. Образование сложных эфиров
𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑯+ 𝑪𝑯 𝟑 − 𝑪𝑯 𝟐 −𝑶𝑯
𝑯 𝟐 𝑺𝑶 𝟒
𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶− 𝑪𝑯 𝟐 − 𝑪𝑯 𝟑 + 𝑯 𝟐 𝑶
𝑶𝑯
𝑶𝑯
молочная кислота
3. Образование амидов
𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑯+ 𝑵𝑯 𝟑 → 𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯− 𝑪𝑶𝑶𝑵𝑯 𝟐 + 𝑯 𝟐 𝑶
𝑶𝑯
𝑶𝑯
молочная кислота
амид молочной кислоты
4. Взаимодействие с галогенами фосфора
𝑪𝑯 𝟐 − 𝑪𝑯 𝟐 −𝑪𝑶𝑶𝑯+𝟐 𝑷𝑪𝒍 𝟓 →
𝑶𝑯
3−гидроксипропановая кислота
→ 𝑪𝑯 𝟐 − 𝑪𝑯 𝟐 −𝑪
𝑪𝒍
𝐶𝑙
𝑂
+𝟐 𝑷𝑶𝑪𝒍 𝟑 +𝟐𝑯𝑪𝒍
ангидрид 3−хлорпропановой кислоты
II. Реакции гидроксильной группы
1. Ацилирование гидроксикарбоновых кислот приводит к образованию сложных эфиров
𝑪𝑯 𝟐 −𝑪𝑶𝑶𝑯+ 𝑪𝑯 𝟑 −𝑪
│
OH
𝑪𝒍
𝑂
→
→ 𝑪𝑯 𝟑 −𝑪−𝑶− 𝑪𝑯 𝟐 −𝑪𝑶𝑶𝑯+𝑯𝑪𝒍
║
O
гликолевая кислота
ацетилхлорид
ацетилгликолевая кислота
2. Образование алкоголятов
𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑯+𝟐𝑵𝒂→ 𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑵𝒂+ 𝑯 𝟐 ↑
│ │
OH ONa
молочная кислота
алкоголят натриевой соли
молочной кислоты
3. Взаимодействие с галогеноводородами
𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑯+𝑯𝑪𝒍→ 𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑯+ 𝑯 𝟐 𝑶
│ │
OH Cl
молочная кислота
2−хлорпропановая кислота
4. Окисление гидроксикислот
гликолевая кислота
глиоксиловая кислота
𝑪𝑯 𝟐 −𝑪𝑶𝑶𝑯 [O] 𝑯−𝑪−𝑶−𝑪𝑶𝑶𝑯
│
║
𝑶𝑯
𝑶
III. Специфические свойства
1.𝛼-гидроксикислоты легко восстанавливаются в карбоновые кислоты йодистым водородом
пропановая кислота
𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑯+𝟐𝑯𝑰→ 𝑪𝑯 𝟑 − 𝑪𝑯 𝟐 −𝑪𝑶𝑶𝑯+ 𝑰 𝟐 + 𝑯 𝟐 𝑶
│
𝑶𝑯
2. Разложение 𝛼-гидроксикислот
ацетальдегид
𝑪𝑯 𝟑 −𝑪𝑯−𝑪𝑶𝑶𝑯 𝑯 𝟐 𝑺𝑶 𝟒 𝑪𝑯 𝟑 −𝑪=𝑶+𝑯𝑪𝑶𝑶𝑯
│
│
𝑶𝑯
𝑯
3. Нагревание гидроксикислот
При нагревании 𝜶-гидроксикислот происходит отщепление двух молекул воды от двух молекул гидроксикислот с образованием сложного эфира циклического строения - лактида
𝜷-гидроксикислоты при нагревании вступают в реакцию дегидратации с образованием 𝜶,𝜷-ненасыщенных кислот
𝜸-гидроксикислоты при нагревании вступают в реакцию внутримолекулярной этерификации с образованием циклического эфира - лактона
Получение гидроксикислот
1. Получение 𝛼-гидроксикислот
Получение из 𝛼-гидроксинитрилов
2-гидроксипропанонитрил
2-гидроксипропановая кислота
𝐶𝐻 3 −𝐶𝐻−𝐶≡𝑁+2 𝐻 2 𝑂 𝐻𝐶𝑙 𝐶𝐻 3 −𝐶𝐻−𝐶𝑂𝑂𝐻+ 𝑁𝐻 4
│
│
𝑂𝐻
𝑂𝐻
Получение из 𝛼-галогенозамещенных карбоновых кислот
Гидролиз при нагревании
𝐶𝐻 3 −𝐶𝐻−𝐶𝑂𝑂𝐻+ 𝐻 2 𝑂 𝑡 0 𝐶 𝐶𝐻 3 −𝐶𝐻−𝐶𝑂𝑂𝐻+𝐻𝐶𝑙
│ │
Cl OH
2-хлорпропановая кислота
молочная кислота
Щелочной гидролиз
2-бромпропановая кислота
молочная кислота
𝐶𝐻 3 −𝐶𝐻−𝐶𝑂𝑂𝐻+𝑁𝑎𝑂𝐻 водн. р−р → 𝐶𝐻 3 −𝐶𝐻−𝐶𝑂𝑂𝐻+𝑁𝑎𝐵𝑟
│
│
𝐵𝑟
𝑂𝐻
2.Получение 𝛽-гидроксикислот
Присоединением воды к 𝛼,𝛽-ненасыщенным кислотам получают 𝛽-гидроксикислоты
акриловая кислота
3-гидроксипропановая кислота
𝐶𝐻 2 =𝐶𝐻−𝐶𝑂𝑂𝐻+ 𝐻 2 𝑂 𝐻 + 𝐶𝐻 2 − 𝐶𝐻 2 −𝐶𝑂𝑂𝐻
│
OH
Общим способом получения𝛽-гидроксикислот является реакция Реформаторского
𝐻 2 𝑂,[ 𝐻 + ] 𝐶𝐻 3 −𝐶 𝐶𝐻 3 − 𝐶𝐻 2 −𝐶𝑂𝑂𝐻+ 𝐶 2 𝐻 5 𝑂𝐻+𝑍𝑛 𝑂𝐻 𝐵𝑟
3-метил-3-гидроксибутановая кислота
𝐶𝐻 3 −𝐶=𝑂+𝐵𝑟− 𝐶𝐻 2 −𝐶𝑂𝑂− 𝐶 2 𝐻 5 𝑍𝑛 𝐶𝐻 3 −𝐶 𝐶𝐻 3 − 𝐶𝐻 2 −𝐶𝑂𝑂− 𝐶 2 𝐻 5 →
ацетон
этилбромацетат
BrZnO
𝐶𝐻 3
│
│
│
3.Получение 𝛾-гидроксикислот
𝛾-гидроксикислоты получают при гидролизе циклических сложных эфиров - лактонов
𝑂
𝑅
𝑂
+ 𝐻 2 𝑂 𝑡 0 𝐶 [ 𝐻 +]
𝑂
𝐶
𝐻
𝑂𝐻
𝑂
𝑅
Спасибо за внимание
Гидроксикислоты весьма широко распространены в природе. Так, к гидроксикислотам относятся винная, лимонная, яблочная, молочная и некоторые другие природные кислоты. Многие оксикислоты получили применение в косметике в качестве кератолитиков. Название, правда, маркетологи немного изменили — для большей привлекательности в косметологии их часто называют «фруктовые кислоты».
Профессия: Главный инженер
Профессия: Преподаватель биологии и химии
Профессия: Учитель химии и биологии
В каталоге 7 120 курсов по разным направлениям
Учебник: «Химия. Профильный уровень», Габриелян О.С., Лысова Г.Г.
Тема: § 25. Галогены
Учебник: «Химия. Углубленный уровень», Габриелян О.С.
Тема: § 19. Альдегиды и кетоны
Учебник: «Химия. Углубленный уровень», Габриелян О.С.
Тема: § 10. Алканы
Учебник: «Химия. Профильный уровень (в 2 частях)», Кузнецова Н.Е., Литвинова Т.Н., Лёвкин А.Н.
Тема: Практическая работа № 10. Решение экспериментальных задач на распознавание органических и неорганических веществ УДАЛИТЬ
Учебник: «Химия», Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г.
Тема: § 57. Степень окисления
Учебник: «Химия. Базовый уровень», Габриелян О.С.
Тема: § 3. Природный газ. Алканы
Учебник: «Химия. Базовый уровень», Габриелян О.С.
Тема: § 1. Предмет органической химии