Лекция № 12. Карбоновые кислоты и их производные

План.

• 1. Классификация карбоновых кислот.
• 2. Номенклатура, получение.
• 3. Изомерия, строение.
• 4. Монокарбоновые кислоты (предельные, непредельные, ароматические).
• 5. Дикарбоновые кислоты.
• 6. Производные карбоновых кислот.

Производные углеводородов, содержащие карбоксильную группуСООН, называются карбоновыми кислотами.

Карбоновые кислоты классифицируют по двум структурным признакам:

• а) по природе радикала, различают — алифатические R (CООН)n (предельные, непредельные) и ароматические кислоты Аr (СООН)n;
• б) по числу карбоксильных групп, различают — монокарбоновые (n =1), дии поликарбоновые (n? 2) кислоты.

Номенклатура. По номенклатуре ИЮПАК названия кислот образуют от названия углеводорода, добавляя окончание —овая кислота, например, СН₃СООН — этановая кислота. Широко распространены тривиальные названия кислот: уксусная, масляная, олеиновая, винная, щавелевая и т. д.

Получение.

а) Окисление алкенов, алкинов, первичных спиртов и альдегидов (см. «Химические свойства» соответствующих классов соединений):

R-СН₌ СН-СН₃ + [О] > R-СООН + СН₃-СООН алкен.

R-СН₂ -ОН + [О] > R-СН=О + [О] > R-СООН спирт альдегид кислота Окислители — КМnО₄, К₂Сr₂О₇ в кислой среде.

б) Окисление алканов:

R-CH₂-CH₂-R' + [O] > R-COOH + R'-COOH + H₂O.

Окисление осуществляют в присутствии катализаторов — солей кобальта или марганца.

• в) Окисление алкилбензолов (см. «Химические свойства ароматических углеводородов»).
• г) Гидролиз нитрилов, производных карбоновых кислот в кислой или щелочной среде:

R-C?N + 2H₂O + HСl > R-COOH + NH₄Сl.

R-C?N + H₂O + NaOH > R-COONa + NH₃

X: -OR, -Наl, -OCOR, -NH_2.

д) Металлорганический синтез:

Строение. Атомы углерода и кислорода карбоксильной группы находятся в состоянии sр²-гибридизации. у-связь С-О образована перекрыванием sр²-sр²-гибридизованных орбиталей, у-связь О-Н — перекрыванием sр² _- sорбиталей, р- связь С-О — перекрыванием негибридизованных р-р-орбиталей. Карбоксильная группа представляет собой плоскую р, р- сопряженную систему:

В результате сопряжения связь С-О становится короче по сравнению с аналогичной связью в спиртах, связь С=О — длиннее по сравнению с аналогичной связью в карбонильных соединениях, т. е. происходит заметное выравнивание длин связей в карбоксильной группе.

Межмолекулярное взаимодействие карбоновых кислот характеризуется сильными водородными связями, в результате чего образуются линейные ассоциаты и циклические димеры:

и Водородная связь в карбоновых кислотах более прочная, чем в спиртах. Это обусловливает более высокие растворимость в воде, температуры кипения и плавления карбоновых кислот по сравнению со спиртами близкой молекулярной массы.

Взаимное влияние карбонильной и гидроксильной групп в составе карбоксильной группы обусловливает химические свойства, отличные от свойств карбонильных соединений и спиртов. Реакции с участием карбоксильной группы протекают по следующим основным направлениям: кислотно-основное взаимодействие, нуклеофильное замещение, декарбоксилирование.

Химические свойства карбоновых кислот рассмотрены далее на примере предельных монокарбоновых кислот.

Монокарбоновые кислоты (предельные, непредельные, ароматические кислоты).

Общая молекулярная формула предельных монокарбоновых кислот Сn Н₂nО₂.

Таблица 4.

Гомологический ряд предельных монокарбоновых кислот.

В таблице приведены названия ацильных (R-СО-) и кислотных (R-СОО-) остатков некоторых монокарбоновых кислот предельного ряда.

Изомерия. Для предельных монокарбоновых кислот характерна структурная изомерия (различное строение углеродной цепи и различное расположение функциональной группы). Например, молекулярной формуле С₄Н₈О₂ соответствуют изомеры: СН₃-СН₂-СН₂-СООН (бутановая кислота), (СН₃)₂ СН-СООН (2-метилпропановая или изобутановая кислота), СН₃-СН₂-СООСН₃ (метилпропаноат) (подробно см. раздел «Изомерия»).

Физические свойства. Кислоты с числом атомов углерода от 1 до 9 — бесцветные жидкости с неприятными запахами, с С? 10 — твердые вещества без запаха. Кислоты с числом атомов углерода от 1 до 3 хорошо растворяются в воде, с С? 4 — не растворимые в воде вещества, но хорошо растворимые в органических растворителях (спирт, эфир).

Химические свойства.

а) кислотные свойства

Водные растворы карбоновых кислот имеют кислую реакцию:

кислота карбоксилат-ион Делокализация электронной плотности (р, р- сопряжение) в карбоксилат-ионе приводит к полному выравниванию порядков длин обеих связей С-О, увеличению его стабильности по сравнению с алкоголяти фенолят-ионами. Поэтому карбоновые кислоты по силе превосходят спирты и фенолы, угольную кислоту, но уступают таким минеральным кислотам, как соляная, серная, азотная и фосфорная.

На силу карбоновых кислот существенное влияние оказывает природа радикала при карбоксильной группе: электронодонорные группы дестабилизируют карбоксилат-ион и, следовательно, уменьшают кислотные свойства, электроноакцепторные — стабилизируют карбоксилат-ион и увеличивают кислотные свойства.

В гомологическом ряду предельных монокарбоновых кислот с увеличением числа атомов углерода в составе кислоты кислотные свойства понижаются. Самая сильная кислота — муравьиная.

Карбоновые кислоты образуют соли при взаимодействии с активными металлами, оксидами металлов, основаниями, солями. Например, СН₃-СООН + Nа₂СО₃ > СН₃-СООNа + СО₂ + Н₂О Соли низших карбоновых кислот хорошо растворимы в воде, высших — растворимы только натриевые и калиевые соли. Соли карбоновых кислот и щелочных металлов подвергаются гидролизу и их водные растворы имеют щелочную среду:

R-COO^- Na⁺ + HOH — R-COOH + NaOH.

Соли карбоновых кислот используют для получения производных карбоновых кислот, углеводородов, поверхностно-активных веществ.

Огромное значение в народном хозяйстве имеют натриевые и калиевые соли высших жирных кислот — мыла. Обычное твердое мыло представляет собой смесь натриевых солей различных кислот, главным образом пальмитиновой и стеариновой: С₁₅Н₃₁СООNa (пальмитат натрия) и С₁₇Н₃₅СООNa (стеарат натрия). Калиевые мыла — жидкие.

Мыло в глубокой древности получали из жира и буковой золы. В эпоху Возраждения вернулись к забытому ремеслу, рецепты держали в секрете. Сейчас получают мыла главным образом исходя из растительных и животных жиров.

Мыла являются поверхностно-активными веществами (ПАВ), химическим гибридом, состоящим из гидрофильного (карбоксилат-ион) и гидрофобного (страх, боязнь) конца (углеводородный радикал). Мыла резко снижают поверхностное натяжение воды, вызывают смачивание частиц или поверхностей, обладающих водоотталкивающим действием, способствуют образованию устойчивой пены.

В жесткой воде моющая способность мыла резко снижается, растворимые натриевые или калиевые соли высших жирных кислот вступают в обменную реакцию с имеющимися в жесткой воде растворимыми кислыми карбонатами щелочноземельных металлов, главным образом кальция:

2C₁₅H₃₁COONa + Ca (HCO₃)₂ > (C₁₅H₃₁COO)₂Ca + 2NaHCO₃

Получающиеся при этом нерастворимые кальциевые соли высших жирных кислот образуют осадки.

Огромные количества мыла применяют в быту для гигиенических целей, для стирки и т. д., а также в различных отраслях промышленности, особенно для мытья шерсти, тканей и других текстильных материалов.

б) нуклеофильное замещение — S_N (образование функциональных производных карбоновых кислот)

Основной тип реакций карбоновых кислот — нуклеофильное замещение у sр²-гибридизованного атома углерода карбоксильной группы, в результате которого гидроксильная группа замещается на другой нуклеофил. Вследствие р, р-сопряжения в карбоксильной группе подвижность гидроксильной группы по сравнению со спиртами значительно меньше, поэтому реакции нуклеофильного замещения проводят в присутствии катализатора — минеральной кислоты или щелочи.

Реакции сопровождаются образованием функциональных производных карбоновых кислот — галогенангидридов (1), ангидридов (2), сложных эфиров (3), амидов (4):

в) декарбоксилирование.

Декарбоксилирование — это удаление карбоксильной группы в виде СО₂. В зависимости от условий реакции образуются соединения разных классов. Электроноакцепторые группы в составе радикала при карбоксильной группе облегчают протекание реакций этого типа.

Примеры реакций декарбоксилирования:

1) термический распад натриевых или калиевых солей в присутствии натронной извести.

R-COONa + NaOH > R-Н + Na₂СО₃

2) термический распад кальциевых или бариевых солей.

R-COO-Са-ООС-R > R-СО-R + СаСО₃

• 3) электролиз натриевых или калиевых солей (синтез Кольбе)
• 2R-COONa + 2НОН > R-R + 2NaОН +2CO₂ + Н₂
• г) замещение атомов водорода у б-углеродного атома

Атом галогена в б-галогензамещенных кислотах легко замещается под действием нуклеофильных реагентов. Поэтому б-галогензамещенные кислоты являются исходными веществами в синтезе широкого круга замещенных кислот, в том числе б-аминои б-гидроксикислот:

пропионовая к-та б-хлорпропионовая к-та В результате влияния атома галогена на карбоксильную группу галогенпроизводные кислоты (например, трихлоруксусная кислота) являются во много раз более сильными кислотами и приближаются в этом отношении к сильным неорганическим кислотам.

д) специфические свойства муравьиной кислоты

В составе муравьиной кислоты наряду с карбоксильной группой можно выделить карбонильную группу, поэтому муравьиная кислота проявляет свойства как карбоновых кислот, так и альдегидов:

1. окисление НСООН + [O]> СО₂ + Н₂О окислители: Сu (ОН)₂, [Ag (NH₃)₂]ОН (реакция «серебряного зеркала»).

2. дегидратация НСООН + Н₂SО₄(конц.) >СО + Н₂О Нахождение в природе и применение кислот:

а) муравьиная кислота — бесцветная жидкость с острым запахом, смешивается с водой. Впервые выделена в ХVII веке из красных муравьев перегонкой с водяным паром. В природе свободная муравьиная кислота встречается в выделениях муравьев, в соке крапивы, в поте животных. В промышленности муравьиную кислоту получают, пропуская оксид углерода через нагретую щелочь:

NaOH + CO > H-COONa.

H-COONa + H₂SO₄ > H-COOH + NaHSO₄

Применяют муравьиную кислоту при крашении тканей, в качестве восстановителя, в различных органических синтезах.

б) уксусная кислота

Безводная уксусная кислота (ледяная уксусная кислота) — бесцветная жидкость с характерным острым запахом и кислым вкусом, замерзает при температуре +16⁰С, образуя кристаллическую массу, напоминающую лед. 70−80% водный раствор кислоты называется уксусной эссенцией.

Она широко распространена в природе, содержится в выделениях животных, в растительных организмах, образуется в результате процессов брожения и гниения в кислом молоке, в сыре, при скисании вина, прогаркании масла и т. п. Используют в пищевой промышленности в качестве вкусовой приправы и консерванта, широко — в производстве искусственных волокон, растворителей, в получении лекарственных препаратов.

• в) масляная кислота — бесцветная жидкость, растворы кислоты имеют неприятный запах старого сливочного масла и пота. Встречается в природе в виде сложных эфиров, эфиры глицерина и масляной кислоты входят в состав жиров и сливочного масла. Используют в органическом синтезе для получения ароматных сложных эфиров.
• в) изовалериановая кислота — бесцветная жидкость с острым запахом, в разбавленных растворах имеет запах валерианы. Встречается в корнях валерианы, используют для получения лекарственных веществ и эссенций.
• г) пальмитиновая, стеариновая кислоты

Это твердые вещества со слабыми запахами, плохо растворимые в воде. Широко распространены в природе, в виде сложных эфиров с глицерином входят в состав жиров. Используют для получения свечей, поверхностно-активных веществ.

Непредельные кислоты Непредельные кислоты — карбоновые кислоты, содержащие в углеводородном радикале кратные связи (двойные или тройные). Наибольшее значение имеют непредельные монои дикарбоновые кислоты с двойными связями.

Номенклатура и изомерия.

Названия для непредельных кислот составляют по номенклатуре ИЮПАК, однако чаще всего применяют тривиальные названия:

СH₂=CH-CОOH — 2-пропеновая или акриловая кислота.

CH₃-CH=CH-CОOH — 2-бутеновая или кротоновая кислота СH₂=C (СH₃)-CОOH — 2-метилпропеновая или метакриловая кислота.

CH₂=CH-CH₂-CОOH — 3-бутеновая или винилуксусная кислота.

CH₃-(СН₂)₇-CH=CH-(СН₂)₇-CОOH — олеиновая кислота СН₃ -(СН₂)₄ -CH=CH-СН₂ -CH=CH-(СН₂)₇-CОOH — линолевая кислота СН₃-СН₂-CH=CH-СН₂-CH=CH-СН₂-CH=CH-(СН₂)₇-CОOHлиноленовая кислота.

Структурная изомерия непредельных кислот обусловлена изомерией углеродного скелета (например, кротоновая и метакриловая кислоты) и изомерией положения двойной связи (например, кротоновая и винилуксусная кислоты).

Непредельным кислотам с двойной связью, так же как и этиленовым углеводородам, свойственна и геометрическая или цис-транс изомерия.

Химические свойства. По химическим свойствам непредельные кислоты аналогичны монои дикарбоновым кислотам, но имеют ряд отличительных особенностей, обусловленных наличием в молекуле кратных связей и карбоксильной группы и их взаимным влиянием.

Непредельные кислоты, особенно содержащие кратную связь в б-положении к карбоксильной группе, являются более сильными кислотами, чем предельные. Так, непредельная акриловая кислота (К=5,6*10^-5) в четыре раза сильнее пропионовой кислоты (К=1,34*10^-5).

Непредельные кислоты вступают во все реакции по месту кратных связей, свойственные непредельным углеводородам.

• а) Электрофильной присоединение:
  • 1. галогенирование

^вCH₂=^бCH-COOH + Br₂ > СH₂ BrCHBr-COOH.

пропеновая кислота б, в-дибромпропионовая к-та Это качественная реакция на непредельные кислоты, по количеству израсходованного галогена (брома или иода) можно определить количество кратных связей.

2. гидрогалогенирование

^бCH₂ ^д+ = ^вCH^д->COOH + Н^д+ — Br^д- > СH₂ Br-CH₂-COOH.

У б, в-непредельных кислот реакция присоединения протекает против правила Марковникова.

б) Гидрирование В присутствии катализаторов (Pt, Ni) водород присоединяется по месту двойной связи и непредельные кислоты переходят в предельные:

CH₂=CH-COOH + Н₂ > CH₃-CH₂-COOH.

акриловая кислота пропионовая кислота Процесс гидрирования (гидрогенизация) имеет большое практическое значение, особенно для превращения высших непредельных жирных кислот в предельные; на этом основано превращение жидких масел в твердые жиры.

в) Окисление В условиях реакции Вагнера (см. «Алкены») непредельные кислоты окисляются до дигидроксикислот, при энергичном окислении — до карбоновых кислот.

Нахождение в природе и применение кислот:

а) акриловая CH_{2=CH-COOH и метакриловая CH2=C (СH3)-COOH кислоты — бесцветные жидкости с острыми запахами. Кислоты и их сложные (метиловые) эфиры легко полимеризуются, на этом основано их использование в промышленности полимерных материалов (органического стекла).}

Нитрил акриловой кислоты — акрилонитрил CH₂=CH-C?N применяют в производстве синтетического каучука и высокомолекулярной смолы полиакрилонитрила (ПАН), из которой получают синтетическое волокно нитрон (или орлон) — один из видов искусственной шерсти.

• б) высшие непредельные кислоты
• -цис-олеиновая кислота в виде эфира с глицерином входит в состав почти всех жиров животного и растительного происхождения, особенно высоко содержание олеиновой кислоты в оливковом («прованском») масле — до 80%, калиевые и натриевые соли олеиновой кислоты являются мылами;
• -цис, цис-линолевая и цис, цис-линоленовая кислоты в виде эфира с глицерином входят в состав многих растительных масел, например в соевое, конопляное, льняное масло. Линолевая и линоленовая кислоты называются незаменимыми кислотами, поскольку не синтезируются в организме человека. Именно эти кислоты обладают наибольшей биологической активностью: они участвуют в переносе и обмене холестерина, синтезе простагландинов и других жизненно важных веществ, поддерживают структуру клеточных мембран, необходимы для работы зрительного аппарата и нервной системы, влияют на иммунитет. Отсутствие в пище этих кислот тормозит рост животных, угнетает их репродуктивную функцию, вызывает различные заболевания.

Сложные эфиры кислот используют в производстве лаков и красок (высыхающие масла).

Ароматические монокарбоновые кислоты.

Кислоты являются бесцветными кристаллическими веществами, некоторые из них имеют слабый приятный запах. Для них характерна сопряженная (р, р) система:

Важнейшие представители:

бензойная кислота.

фенилуксусная кислота.

транс-коричная кислота.

Ароматические кислоты являются более сильными кислотами, чем предельные кислоты (кроме муравьиной кислоты). Для кислот этого типа характерны все реакции насыщенных карбоновых кислот в карбоксильной группе и реакции электрофильного замещения в бензольном кольце (карбоксильная группа — заместитель 2 рода, м-ориентант).

Нахождение в природе и применение кислот:

Ароматические кислоты используют для получения красителей, душистых и лекарственных веществ; сложные эфиры кислот содержатся в эфирных маслах, смолах и бальзамах. Бензойная кислота и ее натриевая соль содержатся в плодах калины, рябины, бруснике, клюкве, придают им горьковатый вкус, обладают бактерицидными свойствами, широко используются в консервировании пищевых продуктов.

Амид о-сульфобензойной кислоты называют сахарином, он слаще сахара в 400 раз.

Производные карбоновых кислот.

Общая формула производных карбоновых кислот:

.

где Х: — Hal, -ООС-R, -OR, -NH_2.

Для производных карбоновых кислот наиболее характерны реакции нуклеофильного замещения (S_N). Поскольку продукты этих реакций содержат ацильную группу R-С=О, реакции называют ацилированием, а карбоновые кислоты и их производные — ацилирующими реагентами.

В общем виде процесс ацилирования может быть представлен следующей схемой:

По ацилирующей способности производные карбоновых кислот располагаются в следующий ряд:

соли < амиды < сложные эфиры <�ангидриды <�галогенангидриды В этом ряду предыдущие члены могут быть получены из последующих ацилированием соответствующего нуклеофила (например, спирта, аммиака и т. д.). Все функциональные производные могут быть получены непосредственно из кислот и превращаются в них при гидролизе.

Амиды, в отличии от других производных карбоновых кислот, образуют межмолекулярные водородные связи и являются твердыми веществами (амид муравьиной кислоты HCONH₂ — жидкость).

Сложные эфиры

Методы получения. Основной способ получения сложных эфиров — реакции нуклеофильного замещения:

а) реакция этерификации R-СООН + RО-Н — R-СО-ОR + Н₂ О Реакцию проводят в присутствии катализатора — минеральной кислоты. Реакции этерификации обратимы. Для смешения равновесия в сторону образования сложного эфира используют избыток одного из реагентов или удаление продуктов из сферы реакции.

б) ацилирование спиртов галогенангидридами и ангидридами.

в) из солей карбоновых кислот и алкилгалогенидов.

R-COONa + RCl > RCOOR + NaCl.

Номенклатура. По номенклатуре ИЮПАК название сложных эфиров составляют следующим образом:

СН₃ -СН₂ -СН₂ -СО-ОСН₃

углеводород радикал

радикал+углеводород+оат — метилбутаноат.

Если указывают тривиальные названия ацильных остатков, то название данного эфира — метилбутират. Эфиры можно называть по радикально-функциональной номенклатуре — метиловый эфир масляной кислоты.

Физические свойства. Сложные эфиры представляют собой бесцветные жидкости, нерастворимые в воде и обладающие по сравнению с исходными кислотами и спиртами низкими температурами кипения и плавления, что обусловлено отсутствием в эфирах межмолекулярных водородных связей. Многие сложные эфиры обладают приятным запахом, часто запахом ягод или фруктов (фруктовые эссенции).

Химические свойства. Для сложных эфиров наиболее характерны реакции нуклеофильного замещения (S_N), протекающие в присутствии кислотного или основного катализатора. Важнейшими S_N-реакциями являются гидролиз, аммонолиз и переэтерификация.

Кислотный гидролиз сложных эфиров — реакция обратимая, щелочной гидролиз протекает необратимо.

RCOOR + Н₂О (Н⁺) — RCOOН + ROH.

RCOOR + NaOH > RCOO^- Na⁺ + ROH.

Жиры Жиры (триглицериды) — сложные эфиры, образованные глицерином и высшими предельными и непредельными кислотами.

Из жиров выделено несколько десятков разнообразных предельных и непредельных кислот; почти все они содержат неразветвленные цепи углеродных атомов, число которых, как правило, четное и колеблется от 4 до 26. Однако именно высшие кислоты, преимущественно с 16 и 18 углеродными атомами — главная составная часть всех жиров. Из предельных высших жирных кислот наиболее важны пальмитиновая С₁₅Н₃₁СООН и стеариновая С₁₇Н₃₅СООН, из непредельных — олеиновая С₁₇Н₃₃СООН (с одной двойной связью), линолевая С₁₇Н₃₁СООН (с двумя двойными связями) и линоленовая С₁₇Н₂₉СООН (с тремя двойными связями). Непредельные кислоты, содержащие в радикале фрагмент (-СН₂-СН=СН-), называются незаменимыми.

Простые триглицериды содержат остатки одинаковых, смешанные — разных жирных кислот. Названия составляют на основе названий ацильных остатков, входящих в их состав жирных кислот:

трипальмитин диолеостеарин Значение жиров исключительно велико. Прежде всего они — важнейшая составная часть пищи человека и животных наряду с углеводами и белковыми веществами. Наибольшей пищевой ценностью обладают растительные масла, которые наряду с незаменимыми жирными кислотами содержат необходимые для организма фосфолипиды, витамины, полезные фитостерины (предшественники витамина D). Суточная потребность взрослого человека в жирах 80−100г.

Жиры практически не растворимы в воде, но хорошо растворимы в спирте, эфире и других органических растворителях. Температура плавления жиров зависит от того, какие кислоты входят в их состав. Жиры, содержащие преимущественно остатки предельных кислот (животные жиры — говяжье, баранье или свиное сало), имеют наиболее высокие Т_пл. и представляют собой твердые или мазеобразные вещества. Жиры, содержащие преимущественно остатки непредельных кислот (растительные масла — подсолнечное, оливковое, льняное и т. д.), жидкости с более низкими температурами плавления.

Химические свойства триглицеридов определяются наличием сложноэфирной связи и ненасыщенностью:

а) гидрогенизация (гидрирование) жиров

Присоединение водорода по месту двойных связей в остатках кислот ведут в присутствии катализатора — мелкораздробленного металлического никеля при 160−240⁰С и давлении до 3 атм. При этом жидкие жиры и масла превращаются в твердые насыщенные жиры — саломас, который широко применяют в производстве маргарина, мыла, глицерина.

б) гидролиз жиров

При щелочном гидролизе (омылении) жиров образуются соли жирных кислот (мыла) и глицерин, при кислотном — жирные кислоты и глицерин.

в) присоединение и окисление

Трилглицериды, содержащие остатки ненасыщенных жирных кислот, вступают в реакции присоединения по двойной связи (бромирование, иодирование) и окисления перманганатом калия. Обе реакции позволяют определить степень ненасыщенности жиров.

Все жиры являются горючими веществами. При их горении выделяется большое количество тепла: 1 г жира при горении дает 9300кал.

Знаетели вы, что.

• -В 1906 году русским ученым С. А. Фокиным разработан, а в 1909 г. им же осуществлен в промышленном масштабе метод гидрогенизации (отверждение) жиров.
• -Маргарин (с греч. — «жемчуг») получен в 1869 году. Различные его сорта получают, смешивая саломас с молоком, а в некоторых случаях — с яичным желтком. Получается продукт, по внешнему виду напоминающий сливочное масло, приятный запах маргарина достигается введением в его состав специальных ароматизаторов — сложных композиций различных веществ, непременной составной частью которых является диацетил (бутандион) — жидкость желтого цвета, содержится в коровьем масле.
• -Однако встречаются и животные жиры, содержащие значительное количество непредельных кислот и представляющие собой жидкие вещества (ворвань, тресковый жир или рыбий жир).
• -Растительные жирымасла добывают из семян и мякоти плодов различных растений. Они отличаются высоким содержанием олеиновой и других непредельных кислот и содержат лишь незначительное количество стеариновой и пальмитиновой кислот (подсолнечное, оливковое, хлопковое, льняное и др. масла). Лишь в некоторых растительных жирах преобладают предельные кислоты, и они являются твердыми веществами (кокосовое масло, масло какао и др.).
• -Сложные эфиры фруктовых эссенций обладают приятным запахом фруктов, цветов, например изоамилацетат — запахом груш, амилформиат — вишен, этилформиат — рома, изоамилбутират — ананасов и т. д. Их применяют в кондитерском производстве, при изготовлении безалкогольных напитков, в парфюмерии.
• -Из полиметилметакрилата готовят исключительно ценный синтетический материал — органическое стекло (плексиглас). Последнее превосходит силикатное стекло по прозрачности и по способности пропускать УФ-лучи. Его используют в машинои приборостроении, при изготовлении различных бытовых и санитарных предметов, посуды, украшений, часовых стекол. Благодаря физиологической индифферентности полиметилметакрилат нашел применение для изготовления зубных протезов и т. п.
• -Винилацетат — эфир винилового спирта и уксусной кислоты. Его получают, например, при пропускании смеси паров уксусной кислоты и ацетилена над ацетатами кадмия и цинка при 180−220^оС:

СН₃-СООН + СН? СН > СН₃-СО-О-СН=СН₂

Винилацетат — бесцветная жидкость, легко полимеризуется, образуя синтетический полимер — поливинилацетат (ПВА), применяется для изготовления лаков, клеев, искусственной кожи.

Дикарбоновые кислоты Дикарбоновые кислоты содержат две карбоксильные группы. Наиболее известными являются кислоты линейного строения, содержащие от 2 до 6 атомов углерода:

НООС-СООН — этандиовая (номенклатура ИЮПАК) или щавелевая кислота (тривиальная номенклатура) НООС-СН₂ -СООН — пропандиовая или малоновая кислота НООС-СН₂-СН₂-СООН — бутандиовая или янтарная кислота НООС-СН₂-СН₂-СН₂-СООН — пентандиовая или глутаровая кислота НООС-СН₂-СН₂-СН₂-СООН — адипиноавя кислота.

Физические свойства. Двухосновные кислоты — кристаллические вещества с высокими температурами плавления, причем у кислот с четным числом атомов углерода она выше; низшие кислоты растворимы в воде.

Химические свойства. По химическим свойствам двухосновные кислоты аналогичны монокарбоновым кислотам, но имеют ряд отличительных особенностей, обусловленных наличием в молекулах двух карбоксильных групп и их взаимным влиянием.

Дикарбоновые кислоты более сильные кислоты, чем монокарбоновые кислоты с тем же числом атомов углерода: Кион. щавелевой кислоты (Н₂С₂О₄) — 5,9 *10^-2, 6,4*10^-5, уксусной кислоты — 1,76 *10^-5. По мере увеличения расстояния между карбоксильными группами кислотные свойства дикарбоновых кислот уменьшаются. Дикарбоновые кислоты могут образовывать два ряда солей — кислые, например НООС-СООNa и средние — NaООС-СООNa.

Дикарбоновые кислоты имеют ряд специфических свойств, которые определяются наличием в молекуле двух карбоксильных групп. Например, отношение дикарбоновых кислот к нагреванию.

Превращения дикарбоновых кислот при нагревании зависят от числа атомов углерода в их составе и определяются возможностью образования термодинамически стабильных пятии шестичленных циклов.

При нагревании щавелевой и малоновой кислот происходит декарбоксилирование с образованием монокарбоновых кислот:

НООС-СООН> НСООН + СО₂ и далее НСООН > СО + Н₂ О НООС-СН₂ -СООН > СН₃-СООН + СО₂

Янтарная, глутаровая кислоты при нагревании легко отщепляют воду с образованием пятии шестичленных циклических ангидридов:

Адипиновая кислота при нагревании декарбоксилирует с образованием циклического кетона — циклопентанона:

Дикарбоновые кислоты взаимодействуют с диаминами и диолами с образованием соответственно полиамидов и полиэфиров, которые используются в производстве синтетических волокон.

Наряду с насыщенными дикарбоновыми кислотами известны непредельные, ароматические дикарбоновые кислоты.

Нахождение в природе и применение кислот:

Щавелевая кислота широко распространена в растительном мире. В виде солей содержится в листьях щавеля, ревеня, кислицы. В организме человека образует труднорастворимые соли (оксалаты), например оксалат кальция, которые отлагаются в виде камней в почках и мочевом пузыре. Применяют как отбеливающее средство: удаление ржавчины, красок, лака, чернил; в органическом синтезе.

Малоновая кислота (сложные эфиры и соли — малоноаты) содержится в некоторых растениях, например сахарной свекле. Широко используется в органическом синтезе для получения карбоновых кислот.

Янтарная кислота (соли и сложные эфиры называются сукцинатами) участвует в обменных процессах, протекающих в организме. Является промежуточным соединением в цикле трикарбоновых кислот. В 1556 году немецким алхимиком Агриколой впервые выделена из продуктов сухой перегонки янтаря. Кислота и ее ангидрид широко используются в органическом синтезе.

Фумаровая кислота (НООС-СН=СН-СООН — транс-бутендиовая кислота), в отличие от цис-малеиновой, широко распространена в природе, содержится во многих растениях, много — в грибах, участвует в процессе обмена веществ, в частности в цикле трикарбоновых кислот.

Малеиновая кислота (цис-бутендиовая кислоты) в природе не встречается. Кислота и ее ангидрид широко используются в органическом синтезе.

Орто-фталевая кислота, широкое применение имеют производные кислоты — фталевый ангидрид, сложные эфиры — фталаты (репелленты).

Терефталевая кислотакрупнотоннажный промышленный продукт, применяют для получения целого ряда полимеров — например, волокно лавсан, полиэтилентерефталат (ПЭТФ), из которого изготавливают пластиковые посуду, бутыли и т. д.