2. Хімічні властивості саліцилової кислоти

Саліцилова кислота ( Кд = 1,07 ∙ 10^-3) у 17 разів сильніша, ніж бензойна (Кд С₆Н₅СООН =6,5 ∙ 10^-5). Пояснюється це утворенням внутрішньо молекулярного водневого зв’язку між функціональними групами, що приводить до збільшення величини δ⁺ - заряду на карбоксильному атомі вуглецю і сильнішого заміщення до нього електронних пар ОН-групи карбоксилу, що в свою чергу, полегшує про тонізацію атома водню карбоксилу (орто-ефекту):

Хімічні властивості саліцилової кислоти визначаються наявністю в її молекулі фенольного гідроксилу, карбоксильної групи і бензольного ядра.

• Відновлення саліцилової кислоти:

Відновлювачі легко перетворюють її в пімелінові кислоти; в якості проміжного продукту при цій реакції утворюється тетрагідросаліцилова кислота, кетоформа якої представлена собою β-кетакарбоновую кислоту і при "кислому розщепленні" дає пімелінові кислоти:

• Якісна реакція саліцилової кислоти з FeCl₃:

Як фенол, саліцилова кислота утворює з FeCl₃ комплексну сполуку з характерним фіолетовим забарвленням.

Реакції з FeCl₃ є рН - залежними. При рН 2,0-3,0 утворюється забарвлений у фіолетовий колір моносаліцилатний комплекс. Додавання оцтової кислоти не приводить до зміни його забарвлення, але НС1 (сильна кислота) викликає знебарвлення розчину і утворення осаду саліцилової кислоти: результат конкуруючої реакції протонування більш слабких кислотних центрів. Реакція з FeCl₃ при рН 2,0-3,0 використовується для виявлення домішок саліцилової кислоти у водній витяжці, отриманої з фенілсаліцилату.

  При рН 3,0-8,0 утворюється дісаліцилтат червоного кольору, при рН 8,0-10,0 (у розчині ацетату натрію) - трісаліцилат жовтого кольору.

• Кислотні властивості:

• Саліцилова кислота витісняє слабкі кислоти, з їх солей:

• З карбонатами лужних металів у реакцію вступає тільки карбоксильна група молекули саліцилової кислоти. При цьому утворюються солі-саліцилати:

• При взаємодії саліцилової кислоти з 2 моль сильної основи утворюються солі як по карбоксильнії групі, так і за участю більш слабкого кислотного центру - фенольної гідроксильної групи:

• Реакції карбоксильної групи:

• При взаємодії саліцилової кислоти зі спиртами утворюються складні ефіри:

Метилсаліцилат являє собою безбарвну нерозчинну у воді рідину з приємним запахом, використовується в медицині як протиревматичний засіб. Інші похідні за участю карбоксильної групи - фенілсаліцилат, ацетилсаліцилова кислота, саліцилат натрію й ін. - також широко використовуються в якості протизапальних засобів і анальгетиків.

• Оскільки феноли через низьку нуклеофільність не вступають в реакцію етерифікації, феніловий ефір саліцилової кислоти - фенілсаліцилат (салол) - отримують при взаємодії саліцилової кислоти, фенолу і фосфорилхлорида. Спочатку з саліцилової кислоти і фосфорилхлорида утворюється її хлорангідрид, так як більш активний ацилюючий реагент, ніж сама саліцилова кислота, а потім відбувається ацилування фенолу:

• Реакції фенольної гідроксильної групи:

• Саліцилова кислота за рахунок фенольної гідроксильної групи здатна утворювати прості й складні ефіри. Велике практичне значення має ацетилсаліцилова кислота (аспірин), яка отримується при ацетилюванні саліцилової кислоти оцтовим ангідридом:

Ацетилсаліцилова кислота як складний ефір здатна гідролізуватися в кислому і лужних середовищах. Цю обставину слід враховувати при виборі зберігання ацетилсаліцилової кислоти, котрі повинні виключати її контакт з вологою:

• Ефективним протитуберкульозним препаратом є пара-аміносаліцилова кислота (4-аміно-2-оксибензойна) кислота, яку скорочено називають ПАСК. Вихідною речовиною для добування цієї кислоти служить резорцин, який спочатку взаємодією з аміаком перетворюють на мета-амінофенол, а його потім карбоксилуванням за реакцією Кольбе-Шмітта-на ПАСК:

ПАСК – кристалічна речовина (Т_пл=147°С), розчиняється в більшості органічних розчинників, важко розчиняється у воді, легко декарбоксилується і перетворюється при цьому на мета-амінофенол.

• Декарбоксилування:

Фенолкислоти порівняно легко піддаються декарбоксилуванню. Саліцилова кислота при обережному нагріванні переганяється і утворює гарні голчасті кристали, при сильному нагріванні відбувається декарбоксилування:

• Реакції електрофільного заміщення:

Бензольне ядро саліцилової кислоти може вступати в реакції електрофільного заміщення з галогенами, азотною, сірчаними кислотами та іншими електрофільними реагентами. За рахунок впливу ОН-групи ароматичне ядро саліцилової кислоти значно активніше до цих реакцій, ніж бензольне ядро молекули бензойної кислоти. Так саліцилова кислота легко взаємодіє з бромною водою, тоді як бензойна кислота за цих умов бромну воду не знебарвлює:

З реакцій електрофільного заміщення бромування використовується для кількісного визначення. При впливі брому, на саліцилову кислоту відбувається декарбоксилювання і виділяється білий осад трибромфенола:

Як видно з рівняння реакції, електрофільне заміщення в бензольному кільці відбувається зі зміною ступеня окиснення брому і вуглецю (окислювально-відновний процес).

  Випавший осад не заважає подальшому кількісному визначенню, і для оцінки змісту надлишку брому застосовують йодометричний метод:

• Реакції утворення барвників:

  • Утворення азобарвників:

Утворений продукт має інтенсивне червоне забарвлення. Слід звернути увагу, що розчин діазореактива має кислу реакцію, а заміщення водню в пара-положенні до фенольних гідроксиду гідроксикислоти протікає при рН ˃7. Для приготування діазореактива наважку стрептоциду (50 мг) розчиняють при нагріванні в розведеній хлоридній кислоті НС1 (1 мл) і після охолодження додають 1% розчину натрій нітрит N_aNO₂.

• Утворення арилметанових барвників:

При взаємодії з реактивом Марки (формальдегід і концентрована сірчана кислота) утворюється забарвлений арилетиловий барвник:

При витяганні продукту реакції в органічний розчинник специфічність реакції підвищується. Шар хлороформу забарвлюється в вишнево-червоний колір.

• Індофенолова проба:

Випробувану кислоту, яка містить фенольний гідроксид, піддають дії окислювача (хлораміну, хлорного вапна) у присутності NH₃. В результаті утворюється індофеноловий барвник, забарвлення якого залежить від рН розчину. Ацетілсаліцілова кислота дає світло-жовте забарвлення, а при підкисленні розчину випадає білий осад. З фенілсаліцилату спостерігається зелене забарвлення, яке в кислому середовищі переходить у рожеве. Кислота саліцилова не дає забарвлених продуктів при проведенні індофенольні й пробі.

• Реакція нітрозування:

Нітрозування протікає при додаванні до розчину натрій нітрату сірчаної кислоти. У результаті з'являється забарвлення, яке змінюється при підлужуванні (спостерігається утворення солі оксильной форми нітрозо-похідного). Так, при проведенні реакції саліцилова кислота дає світло-коричневе забарвлення, яке переходить у фіолетове, а при додаванні лугу - жовте забарвлення. Це дозволяє використовувати реакцію нітрозування для ідентифікації окремих препаратів класу ароматичних кислот.