Н.А. Тюкавкина - Органическая химия (1125793), страница 41
Текст из файла (страница 41)
10.1.3.1. Реакции карбоксипьной группы Прн взаимодействии со щелочами гидроксикарбоиовые кислоты образуют с о л и. маОН СН вЂ” СН вЂ” СН2 — СОО р(а+ Н2О 3 ОН СН3 — СН вЂ” СН -СОО Н + 1 2 ОН 3-Гидронсибутлнонт митрия 3-Гидронсибутиноиоя нислотл Задание !0.4. 11аоншнте схему реакции образования лвктвта кальция аз молочной кислоты и пщрокаща кальция. Звдашю 10.2. Какую галогенозамешенную кислоту следует взять ляя получения тндрокснбу~ащ!новой (яблочной) кнслотьй Налшьнте схему реакции.
При взаимодействии со спиртами в кислой среде гидроксикнслоты образуют сложи ы е эфиры (реакция этерификации). О НлвО, О СН3 — СН-С. + СНзСН СНз — Сн — С + Н30 ОН ОН ССН3 Матнллантат Молочная ннслота Заданно 10.5. Напишите схему реакции щелочного пшролизя полноо мегнлового эфира яблочной (гндроксибугандиовой) кислоты. Прн взаимодействии с галогенидамн фосфора гидроксикарбоновые кислоты превращаются в г ал о ген ан г идр нды. Прн этом спиртовая гидроксильная группа также замещается на галоген.
Хлорантндрнд Э.ллсрлраланаааа нналаты 3-Гндронснлраланоаал ннслота 10.1.3,2. Реакции гидроксипьной группы При ацнлнрованин гидроксикарбоновых кислот галогенангндридами получаются сложи ы е эфир ы. Для ацнлирования можно использовать и ангидриды кислот. НС СНя СООН + СН3 С СН3 ( О СН2 СООН + НС~ Р ~С1 ! О Гндрононтнстснан дцатнллларнд О-дцатнлтлннолааал ннслота 1тлннолааал) ннслота Заданно 1О.б. Напишите схему реакции получения О-ацетилглнколевой кислоты нз гликолевой с использованием уксусного ангютрида в качестве ацилнруюшего агента. Прн взаимодействдн с галогеноводородамн (НС), НВг) происходит нуклеофильное замещение спиртовой гидроксильной группы на галоген (см.
52.4.2) н получаются гад о ге поз а мешен н ые к и ел о ты. Так как карбоксильная группа в этих условиях не реагирует с галогеноводородами, то галогенангидрид в этой реакции не образуется. 318 НО СН2 СНя-С~ + 2РСта С1-СН2 СНя С + 2РОС)3 + 2НС1 О СН "! — СНэ-СН-СООН - «яО в СНа — СН вЂ” ОООН + ! ОН 2-Бромяроявноввя иислотв При окислении гидроксикислот получ.поня оксо карбо но в ы е кислоты (альдегндо- и кетонокислоты). Н О 1() Н О НΠ— С-СЯР— ~С вЂ” С' ОН ОРР 'ОН Н Глииолвввя нислотв Глмонсиловвя ннслотв Залаштс 10.7. Окисление молочной кислоты в ппровш1огралпую (2-оксопропвповую) кислоту пропсхолнт в живых организмах каь.
олнп нз ззвпов биологического распюпленпя углеводов. Напишите схему реакции окисления молочной кисло~не 10.1.3.3. Специфические свойства Лвнтнл Молоянвя имслотв 319 Наряду с тем, что каждая нз функциональных групп гидроксикарбоновых кислот проявляет присущие ей химические свойства, у этих соединений появляются специфические свойства. обусловленные одновременным присутствием в молекуле двух разных функциональных групп. Хиьтическое поведение гидроксикислот сильно зависит от взаимного распололсения функциональных групп.
Поэтому тз-. ))- и тгидроксикислоты, различаюгциеся степенью удаления гидроксильной группы от карбоксильной, при нагрева н и и гюлвергаются разным превращениям. а-Гидроксикаслоты при нагревании вступают в реакцп|о этерпфикации, происходящую между двумя молекулами, т.е. лтеж м ол скул я р но. При этом спиртовая гидроксильная группа одной молекулы реагирует с карбокснльной группой другой молекулы н наоборот. Образующиеся сложные эфиры имеют ц и кл и ч ее кое строение и содерхаат в молекуле две слоятнозфирные группы. Такие соединения называются лактидамн. Образование лактилов характерно только для а-гидрокснкислот, так как лишь в этом случае возникает устой швый шесгичленный цикл.
Лактиды способны гндролттзоваться с образованием исходных кислот. $~ С- ОН Н-О СНа-СН + СН-СНэ — Яб СНа-СН СН-СНа вамрныв "а-и а~ *'* ' а-а й! О О Задание 16,о. Напишите схему реакции щелочного пшролиза лактила. СН-Ннг стаду нантр 0 а СН,— СН=-Сн — СООН „о СНа"а-СНя' СН С, ~он 3-Гидронсибутановая нислота Бутан-Я-овал нислота Залаине 10.9. Какую гилроксикислоту следует полвсрптуп, дегилратации, чтобы получить акрилоаую (пропеиовую) кислотуу у- и б-Гидроксикислоты уже при комнатной температуре легко вступают в реакцию этерификации.
При этом сложный эфир образуется за счет взаимодействия между гидроксильной и карбоксильной группами одной и той же молекулы, т.е. внутри и оп скул яр но. Образующийся сложный эфир содержит в отличие от лактидов одну сложнозфирную группу, но также имеет циклическое строение. Такие соединения называются лактоиами. Лактоны легко образуются из у- и б-гидроксикислот в связи с тем, что именно у этих соединений функциональные группы расположены так, что при их взаимодействии замыкаются устойчивые пяти- и шесгичленные циклы. Лактоны, как и лактиды, способны гидролизоваться с образованием исходных гидроксикислот.
,, «~о РСН, ОН „Сня — 'О он, СН, Слоимов унриая топив т -Гидронсинасля- ная ннслота у -Бутнрелаитен (3-Гидроксикнслоты при нагревании вступают в реакцию дегидратации с образованием а,3-ненасыщенных карбоновых кислот. Склонность 3-гидроксикислот к элиминированию молекулы воды обусловлена подвижностью водорода у тх-атома углерода (С~-кислотный центр), связанного с двумя электроноакцепторными группировками. Задание 10.10. Выберите нз перечисленных гидроксикнслот — 3-гндрок.сиосотановая, 4-пщроксннснзановая н 3-мстил-2-пшрокснпешановая соединения, способные образовывать лактоны. Нанн~нос схемы реакций. Залаоие 10.11. Налоншге схему реакции щелочного гндролиза у-бутнролактона.
Задшшс 10.12. Лакгонный фрагмент содержится в структурах многих лекарсзвсиных веществ. Выделите лакгоцнос кольцо в структурах алкало~да секуршшна н фурокумарнна нзонцмнинслнна. О ОСН О ОСН, Ивор«ипн«ели« Срнуримин Углеродная цепь у-гидрокснмасляной кислоты моясет существовать в зигзагообразной, клешневндной нлн в виде других конформацнй. Образованно лактона возможно в том случае, когда молекула принимает клешнсвидную конформацию.
При этом реагирующие функциональные группы оказываются сближенными в пространстве (рис. 1О.1). Задание 10.13. Собсрнтс молекулярную модель т-гндрокснмасяяной кислоты, рассмотрнтс возможность сбянжеиня функциональных ~руин в клешневидной конформации.
Н Н О~О Сблишеин Нва / С)Н Фуннциона н~ ~ г./ ные группы Π— С О Н 1,:- «Р ' о-'~,с'~соон а (ис. 10.1. Зигзагообразная (а) н Рокснмасляной кислоты, клешневнд~ая (б) конформации у-пш- 11 — 332 321 Разложение сх-гндроксикнслот. При действии сильных минеральных кислот углеродный скелет ст-гидрокснкислот расщепляется по связи С-1 — С-2 с образованием карбоннльного соединения (альдепь да нли кетона) и муравьиной кислоты.
Н О Й вЂ” С вЂ” С» ОН О Н СФ~ ~ОН О п-.о~ Н навои Мтдааьииан нисллта и-Гнддлнаиинсллтл дльдагид Задание !О.!4. Какое карбопнльнос сослппепие получится прн разложешш 2-гнлроксп-2-ьтс~пябутаиовой кнсдоид под леде~вием серной кнс- лотыт 10.1.4. ОТДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ Молочная (2-гтшроксппропановая) кислота СН,С*Н(ОН)СООН. Содержит один асимметрический атом углерода, в связи с чем сущесзвуст в виде пары энангиомеров.
Кроме того, известна рацемическая молочная кислота. Все три формы встречаются в природе. 1.-(+) -Молочная кислота т. пл. 25 †-26 "С (тт) +3,8" О-(-) -Молочная кислота т. пл. 25 — 26 "С (и) -3,8" (+) -Молочная кислота т. пл. !8 С (лт) би 322 Рацемнчсская оптически неактивная молочная кислота образуется иэ углеводов в результате люлочнокислого брожения под действием бактерий Вас)!!из!асйс асий н Васй1ня Ое!йгпсйп. Представляет собой бесцветные гигроскопнчные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Получить безводную молочную кислоту очень трудно, так как обезвоживание ее растворов сопровождается образованием лактпда.
Образуется при скисанин молока, квашении капусты, в различных соленьях, выполняя при этом роль консерванта, так квк способна препятствовать развитию гнилостных бактерий. Левовращаюшая 0-молочная кислога образуется также в результате молочнокислого брожения. но под тйэздействием бактерий Ваайня ас)п! !вето!ас!!с!. Правовращающая 1,-молочная кислота образуется в живых организмах в результате расщепления углеводов Особенно много ее накапливается в мышцах при больших физических нагрузках. Соли и эфиры молочной кислоты называются ля к татам и (от лат.
1ас,!асйв — молоко), Лактаты кальция и железа(11) применяются в медицине. Энаитиснааы ! ооон ооон +он соон ~ ооон ооон +но °:1 он Пл!л ахи!вить он соон соон ! соон ! Засняла я ьч Ь-Винная ииолота т пл !70 С, [«1 !2 О-Виниал иислота тил !70'С, (п)н!2' Мааоаинная нислота, т пл !40 "С Задание 10.17. Собери!е молекулярную модель мезовпнпоп кисло!ы и рассмозр!пе, кпк через нее проходит плоское!ь спммс!рпп Мсзовинная кислота по отношению как к Р-, так и к Г.-винноп кислоте является диастереомером Таким образом, 2,3-дигидроксибутанди!алая ююлота существует в виде трех стереоизолтеров.
Кроыс того, известен рацемат — смесь равных количеств Р- и 1.-винной кисло~, называемая в и н ог р а д н о й кислотой, Большие заслуги в изучепип стереохимии винных кислот прпиадюкат Л. Пастер) НООС ' НО» Н 4 ОООН а«ОН Н Рас. 1!!.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
