химический каталог




Органическая химия

Автор А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А.Тюкавкина и др.

бразовывать лактоны. Напишите схемы реакции.

Задание 10.11. Напиши ге схему реакции щелочного гидролиза у-бу-тнролактопа.

Задание 10.12. Лактонпып фрагмент содержится в структурах многих лекарственных веществ. Выделите лактопное кольцо в структурах алкалоида секурнпппа и фурокумарппа изоппмпинелина.

О

ОСН3

Секуринин Изопимпинелин

Углеродная цепь у-гидроксимасляной кислоты может существовать в зигзагообразной, клешневидной или в виде других конформации. Образование лактона возможно в том случае, когда молекула принимает клешневидную конформацию. При этом реагирующие функциональные группы оказываются сближенными в пространстве (рис. 10.1).

Задание 10.13. Соберите молекулярную модель у-гидроксимасляпой кислоты, рассмотрите возможность сближения функциональных групп в клешневидной конформации.

н н н н

\/ \/

сг ^с^ хюон н н

н

Н,

/

н

Сближенные

С .ОН фуннциональ|

\ ?q ные группы

УГ х°

и

рчс. Ю.1. Зигзагообразная (а) п клешневидная (б) конформации у-гид-Роксимасляной кислоты.

П-352 321

Разложение а-гидроксикислот. При действии сильных минеральных кислот углеродный скелет а-гидроксикислот расщепляется по связи С-1—С-2 с образованием карбонильного соединения (альдегида или кетона) н муравьиной кислоты.

Н

R_c_c^°

он Ч°н

ос - Гидромси кислота

Задание 10.14. Какое карбонильное соединение получится при разложении 2-п1дроксп-2-ме1плбу1аповой кислом,! под jichcibhcm серной кислоты'?

10.1.4. ОТДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ

Молочная (2-гндроксипропановая) кислота СН3С*Н(ОН)СООН. Содержит один асимметрический атом углерода, в связи с чем существует в виде пары энантиомеров. Кроме того, известна рацемическая молочная кислота. Все три формы встречаются в природе.

L-(+) -Молочная кислота т. пл. 25—26 "С [aj +3,8" D-(-) -Молочная кислота т. пл. 25 —26 "С [а] -3,8° (±) -Молочная кислота т. пл. 18 "С [а]0"

Рацемическая оптически неактивная молочная кислота образуется из углеводов в результате молочнокислого брожения под действием бактерий Bacillus lactic acidi и Bacillus Delbruckii. Представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Получить безводную молочную кислоту очень трудно, так как обезвоживание ее растворов сопровождается образованием лак-тпда. Образуется при скисании молока, квашении капусты, в различных соленьях, выполняя при этом роль консерванта, так как способна препятствовать развитию гнилостных бактерий.

Левовращающая D-молочная кислота образуется также в результате молочнокислого брожения, но под воздействием бактерии Bacillus acidi laevolactici. Правовращающая L-молочная кислота образуется в живых организмах в результате расщепления углеводов Особенно много ее накапливается в мышцах при больших физических нагрузках.

Соли и эфиры молочной кислоты называются л а к т а т а м п (от лат. lac, lactis — молоко). Лактаты кальция и железа(П) применяются в медицине.

322

уР р

R-.cf + H-cf чн \)Н

Альдегид Муравьиная нислота

Задание 10.15. Какому энашномеру молочной кислот соответствует молекулярная модель, приведенная ниже? Постройте для этого стерео-изомера проекционную формулу Фишера.

у-Гидроксимасляная (4-гидрокснбутановая) кислота, ГОМК НОСН,СН,СН,СООН. В свободном виде неустойчива, легко отщепляет воду с образованием лактона. В виде натриевой соли используется в медицине как неингаляционное наркозное средство.

Яблочная (гидроксибутандиовая) кислота НООСС*Н(ОН)СН,СООН. Содержит один асимметрический атом углерода, поэтому возможно существование ее в виде пары энантиомеров. В природе встречается L-(-)-яблочная кислота (т. пл. 100 °С), она содержится в ягодах и фруктах, особенно много ее в ягодах рябины и барбариса, которые используются для получения яблочной кислоты. L-Яблочная кислота — один из продуктов распада углеводов в живых организмах.

Задание 10.16. Какая нз двух проекционных формул cooiBeiciey-ет Ь-(-)-яблочнон Kiicnoie'

СООН

СООН

но-

сн2соон

--он

сн2соон

II

Винная (2,3-дигидроксибутандиовая, а.а'-дигидрокснянтарная) кислота НООСС*Н(ОН)С*Н(ОН)СООН. Содержит два центра хи-ральности и теоретически должна существовать в виде четырех стереоизомеров I—IV.

II

323

Энантиомеры

СООН

н-но-

он •н соон

-1

соон

соон

соон.

но— —н н— -он ПлосиЩтъ но- -н

н— -он н— -он но- -н

Зеркало

СООН

м

СООН

180

н;

соон

IV

D-Винная кислота тпл 170"С, М+12'

L-Винная нислота т пл 170"С, [а]-12*

Мезовинная нислота, т пл I4CC

Формулы I и II соответствуют энантиомерным D- и L-винным кислотам (отнесение к D- и L-стереохимическому ряду проводится по «верхнему» центру хиральности). На первый взгляд может показаться, что формулы III и IV также соответствуют паре энантиомеров В действительности же это формулы одного и того же соединения При повороте проекционной формулы IV на 180° без выведения из плоскости она превращается в формулу Ш, что свидетельствует об их равнозначности. Формулы III и IV соответствуют одному соединению — оптически неактивной мезовинной кислоте Несмотря на наличие двух асимметрических атомов углерода, молекула мезовинной кислоты является ахиральной, так как имеет плоскость симметрии, проходящую через середину связи С-2—С-3 (рис. 10.2) Плоскость симметрии делит молекулу на две зеркально-одинаковые части. Отсутствие оптической активности у мезовинной кислоты упрощенно можно объяснить тем, что левое вращение одной части молекулы компенсируется правым вращением другой части.

Задание 10.17. Соберше молекулярную модель мезовинной кисло п>1 п рассмотрите, как через нее проходит плоскосп, спммсфпп

Рис. 10.2. Плоскоеп> симметрии в молекуле мезовинной кислоты.

324

Мезовинная кислота по отношению как к D-, так и к L-винноп кислоте является диастереомером Таким образом, 2,3-дигидроксибу-тандиввая кислота существует в виде трех стереоизомеров. Кроме того, известен рацемат — смесь равных количеств D- и L-винной кислот, называемая виноградной кислотой. Большие заслуги в изучении стереохимии винных кислот принадлежат Л. Пастер>

Луи Паст ер (1822—1895) - французский естествоиспытатель. Открыл (1848) явление осрсонзомсрнн, послужившее основой развития стереохимии; выделил н охарак!ерпзовал стереоизомеры винной кисло 1ы; предложил способы разделения рацематов на индивидуальные энантиомеры Извести крупными рабо!амп в области мпкробноло! ни.

Задание 10.18. Из приведенных ниже молекулярных моделей I и II винной кислоты выберите модель D-(+)-biihiioh кислоты.

В природе встречается только 0-(+)-винная кислота, содержащаяся во многих растениях, особенно много ее в винограде, который служит сырьем для ее получения. Выделяется в виде малорастворн-мой кислой калиевой соли («винный камень») в процессе винного брожения виноградного сока. Соли и сложные эфиры винной кислоты называются тар трат а ми. Смешанный калпево-натриевый тартрат — сегнетова соль — при взаимодействии с гидрокси-дом медп(Н) в щелочной среде дает комплексное соединение ярко-спнего цвета. Под названием реактива Фелпнга оно используется для обнаружения алифатических альдегидов (см. 7.4.2).

Лимонная (2-Г11дроксппропан-1,2,3-трикарбоновая) кислота НООССН,С(ОН)(СООН)СН,СООН — бесцветное кристаллическое вещество (т. пл. 153 °С), хорошо растворимое в воде. Содержится в различных растениях. Впервые была выделена К. В. Шееле из лимонного сока, где ее содержание достигает 10%. В промышленности получают путем лимоннокислого брожения отходов сахарного производства с помощью плесневого грибка Aspergillus niger.

Карл Вильгельм Шееле (1742 1786) — шведский химик, по образованию фармацевт. Открыл многие органические и неорганические вешеава Щавелевую, молочную, лимонную и винную кислоты, глицерин, хлор, ни-

325

аповодородиую и фтороводородпую кислоты и др. Доказал неоднородность состава воздуха.

Под действием серной кислоты лимонная кислота как а-гидро-ксикислота разлагается с образованием ацетондикарбоновой и муравьиной кислот. Ацетондикарбоновая кислота легко подвергается декарбоксилированию с образованием ацетона. Муравьиная кислота в этих условиях разлагается на оксид углерода(П) и воду.

сноЧсооМ

С=0 + НСООН —- СО + HjO

1 ,_,

сноЧсооН

Ацетондикарбоиовая кислота

-2С02 СН3

/С=0 СН3

Ацетон

Соли лимонной кислоты называются цитратами. Цитрат натрия применяется для консервации донорской крови. Противосвер-тывающее действие основано на том, что цитрат натрия связывает участвующие в процессе свертывания ионы кальция в нерастворимый цитрат кальция.

10.2. ФЕНОЛОКИСЛОТЫ

Из ароматических гидроксикислот наибольшее значение имеют фенолокислоты, у которых гидроксильные группы непосредственно связаны с бензольным кольцом (фенольные гидроксильные группы).

Изомерия фенолокислот обусловлена взаимным расположением гидроксильной и карбоксильной rpyrfn в бензольном кольце. В названиях фенолокислот по заместительной номенклатуре за родоначальную структуру правилами ИЮПАК принята бензойная кислота; наличие гидроксильной группы отражается префиксом гидрокси-.

Для многих фенолокислот употребляются тривиальные названия — салициловая, галловая и др.

СООН I

сн2

i h2so4

не—с—соон ¦-

i

СНо

I

соон

Лимонная кислота

326

СООН

2-Гидронсибензойная (салициловая) нислота

СООН

ОН

З-Гилооксибен-зойная нислота

СООН

4-Гидронсибен-зойнар нислота

Задание 10.19. Природные вещества растительного происхождения часто содержат остатки протокатсховоп (I) н ванилиновой (II) кислот. Назовите зги кислоты по заместительной номенклатуре.

СООН

СООН

чон

)СН3

он

Фенолокислоты чаще всего получают прямым карбоксилирова-нием фенолов, т. е. непосредственным введением карбоксильной группы (сравните с термином «декарбоксилирование», обозначающим обратный процесс — удаление карбоксильной группы, см. 8.2.2). Например, прн взаимодействии сухого феноксида натрия с оксидом углерода(тУ) при температуре 125 "С и давлении 5 атм получается салнцилат натрия, который при обработке минеральной кислотой превращается в салициловую кислоту.

COONa СООН

Фенонсид Салицила

страница 52
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

Скачать книгу "Органическая химия" (12.1Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
поселок ламанш на новой риге
диван для кинотеатра
такси сервис москва
De Dietrich GT 120 123

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)