Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Альфа-Оксикислоты. Гликолевая кислота
Гликолевая кислота СН2ОН—СООН была так названа потому, что она была впервые получена окислением этиленгликоля. Обыкновенно ее получают кипячением водного раствора калиевой соли хлоруксусной кислоты или самой хлоруксусной кислоты в присутствии порошка мрамора. Гликолевая кислота может быть получена также электролитическим восстановлением щавелевой кислоты. Она содержится в недозрелом винограде, в свекловичном соке и пр. Чистая гликолевая кислота — кристаллы с т. пл. 79—80° С, весьма легко растворимые в воде. При перегонке ее в вакууме отщепляется вода и отгоняется гликолид. Молочная кислота Молочная кислота СН3—СН(ОН)—СООН (α-оксипропионовая, этилиденмолочная) содержит асимметрический атом углерода и поэтому может существовать, в оптически изомерных формах. Молочная кислота может быть получена различными синтетическими способами, но при всех этих синтезах кислота получается в виде оптически недеятельной, т. е. всегда получаются равные количества правого и левого изомеров. То же наблюдается и во всех других случаях, когда путем синтетических реакций получаются вещества, содержащие асимметрический атом углерода. Причина обязательного образования оптически недеятельных соединений при синтетических реакциях может быть показана на следующих примерах: Как видно из приведенной схемы, при действии цианистоводородной кислоты на уксусный альдегид анион CN– может атаковать π-связь карбонильной группы равновероятно как с одной, так и с другой стороны плоскости, в которой расположены σ-связи а, b и с молекулы кетона. В результате должны образоваться равные количества оптически изомерных молекул оксинитрилов. Точно так же в тех случаях, когда асимметрический атом углерода появляется в результате реакций замещения или реакций расщепления вероятности образования молекул оптических антиподов совершенно одинаковы, что и должно вести к образованию оптически недеятельных смесей или рацемических соединений. Значительные количества молочной кислоты образуются при действии щелочей на водные растворы простейших сахаристых веществ (моноз). Так, например, из смеси глюкозы и фруктозы («инвертный» сахар) можно получить до 60% молочной кислоты. И в этом случае образуется недеятельная молочная кислота.
Наиболее важным источником получения молочной кислоты является процесс молочнокислого брожения, которому легко подвергаются растворы многих сахаристых веществ (молочного сахара, тростникового сахара, виноградного сахара и др.). Брожение является результатом жизнедеятельности бактерий молочнокислого брожения, зародыши которых всегда находятся в воздухе. Протеканием этого процесса и объясняется наличие молочной кислоты в кислом молоке, откуда она была впервые выделена Шееле (1780). Молочнокислое брожение сахарных растворов лучше всего протекает под действием чистых культур молочнокислых бактерий (Bacillus Delbrückii)при температуре 34—45° С, с добавкой необходимых для жизни бактерий минеральных веществ, а также мела или карбоната цинка. Последние добавки вводятся для нейтрализации свободной кислоты, так как при сколько-нибудь значительной концентрации кислоты бактерии погибают и брожение прекращается. Молочнокислое брожение является одним из процессов, протекающих при изготовлении масла (из скисшего молока), при созревании сыра, квашении капусты, при силосовании кормов и пр. Уравнение процесса молочнокислого брожения имеет вид: Для молочнокислого брожения, как и для спиртового, доказано существование особого энзима, зимазы молочнокислого брожения, могущего вызывать брожение и без живых бактерий (Бухнер и Мейзенгеймер). Обычно молочнокислое брожение приводит к образованию оптически недеятельной молочной кислоты, однако часто при этом получается кислота, обладающая слабым правым или левым вращением. Чистая левовращающая молочная (D -молочная) кислота может быть получена брожением сахаристых веществ при посредстве особого возбудителя брожения (Bacillus acidi laevolactici).Правовращающий изомер молочной кислоты (L -молочная) был открыт Либихом (1847) в мясном экстракте и получил название мясомолочной кислоты. Правовращающая молочная кислота всегда содержится в мышцах животных. Обыкновенная (недеятельная) молочная кислота, часто называемая «молочной кислотой брожения», долгое время была известна лишь в виде густой жидкости. Осторожным выпариванием в высоком вакууме (0,1—0,5 мм рт. ст.) можно получить ее в безводном состоянии в виде кристаллической массы, плавящейся при 18° С. Из солей i -молочной кислоты характерной является хорошо кристаллизующаяся цинковая соль, содержащая три молекулы воды (С3Н5О3)2Zn ∙ 3Н2О.
Различие свойств недеятельной молочной кислоты и оптически деятельных кислот и их солей показывает, что недеятельное вещество представляет собой не смесь, а рацемическое соединение обеих (D - и L -) кислот или их солей (лактатов). Правовращающая (L -молочная) и левовращающая (D -молочная) кислоты представляют собой расплывающиеся на воздухе призмы с т. пл. 25—26° С. Они обладают равным, но противоположным оптическим вращением (в 10%-ном растворе [α] D 15°C=±3,82° и в 2,5%-ном [ α ] D 15°C=±2,67°). При продолжительном нагревании до 130—150°С оптически деятельные изомеры рацемизуются и дают ангидриды недеятельной молочной кислоты. Цинковые соли оптически деятельных изомеров молочной кислоты кристаллизуются только с двумя молекулами воды (C3H5O3)2Zn ∙ 2H2O и обе обладают совершенно одинаковой растворимостью в воде (1: 175 при 15° С), отличной от растворимости недеятельной соли (1: 50 при 10° С). Оптически недеятельная молочная кислота может быть разделена на оптически деятельные изомеры с помощью плесневых грибков, а также кристаллизацией молочнокислых солей оптически деятельных алкалоидов: стрихнина, хинина или морфина. Реакции молочной кислоты типичны для α-оксикислот. Особенно легко (даже при высушивании в вакууме) идет выделение воды с превращением в лактид, являющийся гомологом гликолида. Молочная кислота брожения находит значительное применение в технике, например в протравном крашении, в кожевенном производстве, в бродильных производствах (для предохранения от попадающих из воздуха посторонних бактерий), а также в медицине (80%-ный сироп; относительная плотность 1,21 — 1,22). Бета-Оксикислоты Гидракриловая кислота СН2ОН—СН2—COOН (β-оксипропионовая, этиленмолочная) может быть получена присоединением воды к акриловой кислоте, а также обменом иода на гидроксил в β-иодпропионовой кислоте. Она представляет собой густой сироп; при нагревании не дает ангидридов, а превращается с выделением воды в акриловую кислоту. β-Оксимасляная кислота СН3—СН(ОН) — СН2—СООН легко получается окислением альдоля СН3—СН(ОН)—СН2—СНО. Отщепляя воду, она переходит в кротоновую кислоту. Гамма-Oксикислоты и лактоны γ-Оксикислоты уже при выделении их действием минеральных кислот из водных растворов солей теряют воду и переходят в лактоны, вследствие чего они большей частью неизвестны в свободном состоянии, а известны лишь в виде солей, сложных эфиров, амидов и других производных. Лактоны обыкновенно получают название по одноименным жирным кислотам, производными которых они являются: По женевской номенклатуре, им придается окончание олид, например бутиролактон называется бутанолидом и т. д. Класс лактонов был открыт А. М. Зайцевым (1873), получившим простейший из лактонов — γ-бутиролактон восстановлением хлорангидрида янтарной кислоты. Бутиролактон может быть получен также восстановлением ангидрида этой кислоты: Лактоны получаются также при кипячении с разбавленной серной кислотой ненасыщенных кислот, содержащих этиленовую связь в β,γ- или в γ,δ-положениях. При этом происходит присоединение карбоксильного гидроксила по месту этиленовой связи, например:
При неполном окислении 1,4-гликолей также могут получаться лактоны, например бутиролактон из бутандиола-1,4. По-видимому, возникающая при окислении γ-оксимасляная кислота в момент образования теряет воду и дает лактон: Лактоны не реагируют на холоду с растворами карбонатов щелочных металлов, при кипячении же, а также при действии едких щелочей превращаются в соли γ-оксикислот. Присоединением галоидоводорода к лактону получается γ-галоидзамещенная кислота, например СН2Сl—СН2—СН2—СООН; с водным аммиаком на холоду лактон дает амид γ-оксикислоты, например СН3—СН(ОН)—СН2—СН2—CONH2. Бутиролактон (бутанолид) — жидкость, кипящая при 204° С; относительная плотность 1,129 (при 16° С). Валеролактон (пентанолид) — один из наиболее доступных лактонов; может быть получен восстановлением левулиновой кислоты СН3—СО—(СН2)2—СООН. Валеролактон — жидкость, кипящая при 207° С, замерзающая при —315 С, относительная плотность 1,072 (при 0°С).
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-12; просмотров: 132; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.131.238 (0.009 с.) |