Двухосновные карбоновые кислоты. Способы получения. Химические свойства. Отдельные представители и их применение.

Номенклатура. Кислоты с двумя СООН группами в молекуле являются двухосновными или дикарбоновыми. Многие из них имеют тривиальные названия, например, щавелевая, малоновая, янтарная, глутаровая, адипиновая, фталевая. По систематической номенклатуре к названию предельного углеводорода по числу атомов углерода в цепи, добавляется суффикс – диовая и слово кислота.

В зависимости от строения радикала различают насыщенные, ненасыщенные и ароматические дикарбоновые кислоты.

 

Получение:

1) Окисление гликолей:

2) Окисление дигалогенпроизводных:

 

Химические свойства.

Двухосновные кислоты вступают во все реакции, обусловленные наличием карбоксильной группы (образование солей, хлорангидридов, ангидридов, амидов, реакция этерификации и т.д.), но ступенчато.

1. Диссоциация. В растворах двухосновные кислоты ступенчато диссоциируют на ионы.

Двухосновные кислоты всегда сильнее одноосновных кислот. Чем ближе друг к другу находятся СООН группы, тем выше их взаимное акцепторное влияние и больше значение pH данной кислоты. Самая сильная – щавелевая кислота (pКa₁ = 1.27; pКa₂ = 4.27). pКa₁ почти в 2 раза выше, чем pКa₂.

Второй протон отщепляется труднее, чем первый. Для дикарбоновых кислот характерны все реакции одноосновных кислот: образование солей, эфиров, ангидридов, амидов, хлорангидридов.

2. Специфические свойства дикарбоновых кислот – отношение к нагреванию.

Щавелевая и малоновая кислоты легко декарбоксилируются при нагревании (140-1500С) с образованием муравьиной и уксусной кислот соответственно.

НООС-СООН → НСООН + СО2 ↑

Янтарная и глутаровая кислоты, содержащие СООН группы в положениях 1,4 и 1,5 при нагревании отщепляют воду и дают циклические ангидриды (циклодегидратация). Это связано с изогнутым строение углеродной цепи по типу «клешни» и устойчивостью образующихся при этом пяти- и шестичленных циклов.

 

Янтарная кислота используется как регулятор кислотности пищевых продуктов. Ее добавляют в безалкогольные напитки, сухие концентраты супов, бульоны, десертные смеси. Максимальный уровень содержания – 6 г на 1 кг продукта.

Аналогично поведению янтарной и глутаровой кислот ведет себя о-фталевая кислота. В ее структуре карбоксильные группа находятся в непосредственной близости друг от друга, что приводит к легкой дегидратации и образованию циклического фталевого ангидрида.

При достаточном удалении карбоксильных групп друг от друга специфических свойств нет.