Восстановление производных кислот

Сложные эфиры, ангидриды и хлорангидриды восстанавливаются с помощью литийалюминийгидрида с образованием первичных спиртов.

Способы получения и свойства карбоновых кислот приведены на рис. 4.

 

8. Жиры. Воски

Жиры представляют собой полные сложные эфиры трехатомного спирта – глицерина с алифатическими (жирными) кислотами. Жиры называют также триглицеридами (или триацилглицеридами).

Химические, физические и биологические свойства жиров определяются входящими в его состав триглицеридами, и в первую очередь, длиной цепи, степенью ненасыщенности жирных кислот и их расположением в триглицериде. В состав жиров входят в основном неразветвленные жирные кислоты, содержащие четное число атомов С (от 4 до 26), как насыщенные, так моно- и полиненасыщенные; в основном это лауриновая (додекановая), миристиновая (тетрадекановая), пальмитиновая (гексадекановая), стеариновая (октадекановая), 9-гексадеценовая, олеиновая (9-октадеценовая), линолевая (9,12-октадекадиеновая) и линоленовая (9,12,15-октадекатриеновая) кислоты. Почти все ненасыщенные кислоты растительных жиров и большинства животных жиров являются цис -изомерами. В зависимости от состава различают простые триглицериды, содержащие одинаковые кислотные остатки, и смешанные триглицериды с остатками различных кислот.

Некоторые природные жиры при комнатной температуре – твердые вещества, а другие – жидкие. Температура затвердевания жира обусловлена характером кислот, входящих в состав жира: чем больше содержание насыщенных кислот, тем она выше.

Жидкие жиры называются маслами. Они состоят главным образом из глицеридов непредельных кислот – олеиновой, линолевой и линолиновой.

Льняное, конопляное и тунговое масла содержат главным образом триглицериды кислот с двумя или тремя двойными связями (линолевой, линоленовой). Характерной особенностью этих масел является их способность на свету под действием воздуха в тонком слое высыхать, образуя твердую эластичную пленку. При высыхании происходят сложные химические реакции полимеризации с участием кислорода.

Среди реакций жиров особое значение имеет гидролиз или омыление, которое можно осуществить как кислотами, так и основаниями. Полученные в результате щелочного гидролиза соли высших карбоновых кислот представляют собой мыла. В наибольших количествах производятся натриевые и калиевые мыла.

Некоторое представление об очищающем действии мыла можно получить из следующей картины. Полярный конец молекулы мыла -СОО^yNa^Å растворим в воде, а неполярный конец, состоящий из 12-18 атомов углерода, растворим в масле. Из-за наличия отрицательно заряженных карбоксилатных групп каждая капля масла окружена ионной оболочкой. Одинаковые заряды удерживают эти капли от слияния, при этом образуется устойчивая эмульсия масла в воде. Очищающее действие мыла обусловлено тем, что оно эмульгирует жир и сало, содержащие грязь (рис. 5).

Рис. 5. Очищающее действие мыла

Твердые жиры устойчивы в хранении. Поэтому жидкие растительные масла часто подвергают отверждению. Этот процесс заключается в гидрировании (Ni, 200 ^оС, 0,2-1,5 МПа (2-15 атм)) двойных связей ненасыщенных карбоновых кислот в молекулах триглицеридов. Как правило, проводят лишь частичное гидрирование, сохраняя часть двойных связей в углеводородных фрагментах незатронутыми. Это позволяет избежать чрезмерного повышения температуры плавления гидрированного жира. Гидрированные жиры сходны во всех отношениях с природными твердыми жирами. Их используют для приготовления маргарина. Гидрирование растительных масел имеет нежелательное свойство: незатронутые при

гидрировании двойные связи, имеющие цис -конфигурацию в природном растительном масле, приобретают транс -конфигурацию в гидрированном продукте. Полагают, что значительное употребление в пищу таких «транс -жиров» может стать причиной ряда сердечных и онкологических заболеваний.

Воски – исторически сложившееся название разных по составу и происхождению продуктов, преимущественно природных, которые по свойствам близки пчелиному воску. Природные воски представляют собой пластичные, легко размягчающиеся при нагревании продукты, большинство из которых плавится в интервале температур 40-90 °С.

Большинство природных восков содержит сложные эфиры одноосновных насыщенных карбоновых кислот нормального строения, таких как пальмитиновая, гексаэйкозановая или октаэйкозановая, и высших неразветвленных одноатомных спиртов с 12-46 атомами углерода в молекуле, например, 1-октадеканол (стеариловый) С₁₇Н₃₅СН₂ОН, 1-триаконтанол (мирициловый) н-С₂₉Н₅₉СН₂ОН или 9-октадеценол-1 СН₃(СН₂)₇–СН=СН–(СН₂)₇СН₂ОН. Типичным примером служит пчелинный воск, который содержит, в частности, мирициловый эфир пальмитиновой кислоты С₁₅Н₃₁СООС₃₀Н₆₁. Такие воски по химическим свойствам близки к жирам (триглицеридам), но омыляются только в щелочной среде. Иногда природные продукты, не содержащие сложные эфиры, например, парафин, называют аналогами воска или воскоподобными материалами.

СУЛЬФОновые КИСЛОТЫ

Сульфоновые кислоты (сульфокислоты) содержат функциональную группу – SO₂OH.

Сульфоновые кислоты классифицируют в зависимости от природы углеводородного радикала (ароматические, гетероциклические и алкансульфокислоты) и количества сульфогрупп.

Сульфоновые кислоты представляют собой сильно полярные соединения. Они лучше растворимы в воде, чем органические соединения других классов. Сульфогруппу –SO₃H часто вводят в соединения, чтобы сделать их более растворимыми в воде.

Сульфоновые кислоты мало летучи и разлагаются ниже температуры кипения. Они обычно вязки, и их трудно очищать. Поэтому сульфоновые кислоты удобно выделять и использовать в виде солей.

Химические свойства

Кислотность. Образование солей

Cульфоновые кислоты полностью ионизированы в водных растворах.

ArSO₂OH → ArSO₂O^y + H^Å

Повышенная кислотность сульфоновых кислот вызвана тем, что отрицательный заряд в сульфонат-ионе распределен между тремя атомами кислорода.

Соли легко образуются при обработке сульфоновых кислот основаниями.