19.2. Методи добування
Ряд кислот, як наприклад, молочна, яблучна, винна, лимонна та інші є продуктами життєдіяльності організму. Тому деякі гідроксикислоти в промислових масштабах добувають шляхом біосинтезу. Молочну кислоту добувають молочнокислим бродінням вуглеводів.
1. Гідроліз оксинітрилів:
2. Лужний гідроліз α-галогенокарбонових кислот:
3. З ненасичених кислот:
4. Реакція Реформатського (1889 р.)
При дії на альдегіди і кетони етилового естеру α-галогенозаміщених кислот в присутності Zn (пил) утворюються β-гідроксикислоти.
19.3. Фізичні властивості
Одноосновні гідроксикислоти з невеликою молекулярною масою – це густі сиропоподібні рідини або тверді речовини. Двоосновні гідроксикислоти – кристалічні речовини. Гідроксикислоти краще розчиняються у воді, ніж відповідні їм карбонові кислоти, обмежено розчиняються в етері та інших органічних розчинниках.
Багато гідроксикислот виявляють оптичну активність.
19.4. Хімічні властивості
Гідроксикислоти містять дві функціональні групи, їх хімічні властивості визначаються наявністю як карбоксильної так і гідроксильної груп. Тому гідроксикислоти одночасно виявляють властивості і карбонових кислот і спиртів, причому «–ОН» і «–СООН» групи можуть брати участь у хімічних реакціях окремо, незалежно одна від одної, або обидві разом.
1. Дисоціація кислот:
2. Утворення солей:
3. Утворення естерів:
4. Утворення алкоголятів:
5. Взаємодія з РСІ5 :
6. Окиснення гідроксикислот:
7. Відношення гідроксикислот до нагрівання:
а) α-гідроксикислоти:
б) β-гідроксикислоти:
в) γ- і δ-гідроксикислоти:
Лактони є біологічно активними речовинами і використовуються для синтезу замінників крові. Деякі лактони мають приємний запах, їх використовують у парфумерії. [1], c. 420-432; [2], c. 457-469, с.494-496.
Контрольні запитання та завдання
1. Якими повинні бути відносні значення леткості оцтової кислоти, її ангідриду та ацетаміду? Обґрунтуйте свої міркування.
2. Поясніть, чому фумарова і малеїнова кислоти утворюють під час нагрівання один і той самий ангідрид, але фумарова кислота для цього нагрівається до вищої температури, ніж її ізомер.
3. Якими методами можна розрізнити, в якій із трьох пробірок знаходиться α-, β-, γ-гідроксивалеріанова кислота?
4. Обробка саліцилової кислоти надлишком брому у водному розчині приводить до утворення трибромопохідної. Чи можна очікувати аналогічної реакції від м- і п-гідроксибензенових кислот?
5. Чому галова кислота декарбоксилюється під час нагрівання легше, ніж бензенова? Чи з однаковою швидкістю будуть декарбоксилюватись 3,5- та 2,4-дигідроксибензенові кислоти?
20. Оптична ізомерія гідроксикислот
Речовини, які здатні обертати (змінювати) площину поляризації світла, тобто відхиляти її вправо (за годинниковою стрілкою) або вліво (проти годинникової стрілки) називають оптично-активними.
Оптично-активні речовини існують у вигляді оптичних ізомерів. Явище оптичної активності особливо поширене серед гідроксикислот, амінокислот, вуглеводів, білків. Це явище має велике біологічне значення, оскільки воно пов’язане з асиметрією речовин, що входять до складу живих організмів, і з явищем життя.
Основні положення стереохімічної теорії оптичної ізомерії органічних речовин можна сформулювати так:
Оптично-активні речовини містять, як правило, асиметричні атоми Карбону (С*). Асиметричним атомом Карбону С* – називають Карбон, сполучений з чотирма різними атомами або групами атомів (лігандами).
Чотири ліганди розміщені у просторі по вершинах тетраедра, в центрі якого знаходиться асиметричний атом С*. Просторова форма молекули, яка при цьому утворюється називається конформацією.
Молекули, які мають асиметричний атом С*, несиметричні. Несиметричні молекули не можна сумістити з їх дзеркальним відображенням.
Молекули з асиметричним атомом С* існують у вигляді правих (+) форм і лівих (-) форм (конформацій).
Правий і лівий стереоізомери дзеркально подібні між собою, але не сумісні (хіральні). Їх називають енантіомерами.
Отже оптична (дзеркальна) ізомерія – це вид просторової ізомерії, при якій стереоізомери відрізняються розміщенням у просторі лігандів навколо асиметричного атому Карбону С*. При змішуванні рівних кількостей (+) і (-) – ізомерів утворюються оптично неактивні (недіяльні сполуки, які називають рацематами і позначають значком r (і).
Рацемати відрізняються від (+) і (-) – ізомерів за фізичними та іншими властивостями.
[1], c. 420-432; [2], c. 457-469, .494-496.