![]() |
|
|
Органическая химия. 17.3. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Химические свойства жиров определяются их химической природой — принадлежностью к сложным эфирам и наличием в большинстве случаев двойных связей. Гидролиз сложноэфирных связей. Это наиболее характерная реакция триацилглицеринов, в результате которой образуются глицерин и смесь жирных кислот. CH20—СО—R I СНО— СО—R' + I CH20— CO-R" Триацилглицерин Гидролиз триацилглицеринов, как и всех сложных эфиров, катализируется и кислотами, и щелочами (см. 8.1.4.2). Трудность протекания кислотного гидролиза жиротз связана с очень плохой их растворимостью в воде, что уменьшает контакт между реагирующими веществами. При щелочном гидролизе поверхность соприкосновения заметно увеличивается, благодаря эмульгирующей способности образующихся солей насыщенных жирных кислот (см. 17.4). называемых мылами (например, стеарат натрия С|7НъСОСйЧа, пальмитат калия С^Н^СООК). Отсюда, кстати, и возник термин омыление, использующийся для обозначения в целом щелочного гидролиза сложных эфиров. / НО-Н СН2ОН RCOOH НО-Н -*- СНОН + R'COOh I НО-Н СН2ОН ГГ'СООН Глицерин Смесь жирных кислот 428 i Задание 17.6. Напишите схему реакции гидролиза 1-пальмитоил-2,3-днстеароилглицерина водным раствором гидроксида натрия и назовите полученные продукты. Наиболее экономичный промышленный метод гидролиза жиров заключается в обработке их водяным паром при температуре 200— 225 "С под давлением. На практике гидролиз жиров служит основой для получения глицерина, жирных кислот и мыл. Однако с гидролизом связаны процессы ухудшения качества жиров при их длительном хранении в присутствии влаги. В состав природных триацилглицеринов наряду с высшими жирными кислотами входят в незначительном количестве кислоты с короткими цепями (например, их достаточно много в сливочном масле). Высвобождающиеся в результате гидролиза низшие кислоты придают продукту неприятный запах и вкус; так, масляная кислота С3Н?СООН обусловливает «прогорклость» сливочного масла. Это свойство жиров необходимо учитывать при изготовлении и хранении лекарственных форм на жировой основе. Окисление. Особенностью триацилглицеринов, содержащих остатки ненасыщенных кислот, является способность окисляться кислородом воздуха по двойной связи. Этот процесс, протекающий по сво-боднорадикальному механизму, приводит к разрыву двойной связи и образованию в качестве продуктов окисления альдегидов и карбоновых кислот с более короткой цепью. Появление таких веществ ухудшает органолептические свойства жиров. Особенно легко окисляются триацилглицерины, включающие остатки полиненасыщенных кислот — линолевой и линоленовой. Схематично процесс окисления фрагмента ненасыщенной ацильной группы можно представить следующим образом: снлсн,)4сн=снсн,-¦¦ сн,(сн2)/г v + ус—сн--^ И Н Фрагмент Смесь альдегидов линолевой кислоты -> СН.(СН,)4СООН + НООС—СН,- Смесь кислот Задание 17.7. Учитывая, что преобладающей кислотой триацилглицеринов оливкового масла является олеиновая кислота, а подсолнечного масла— лннолевая кислота, предскажите, какое нз этих масел в большей С'епсни будет подвергайся окислению при длительном хранении. 429 Окислительные процессы замедляются при уменьшении доступа воздуха и в темноте, что предопределяет соблюдение определенных', условий хранения лекарственных препаратов на жировой основе. Гидрогенизация. Твердые жиры по сравнению с жидкими имеют ряд преимуществ, они менее подвержены окислению, так как содержат меньше ненасыщенных кислот; из них получается ценный технический продукт — мыла. Принимая во внимание различие в строении, нетрудно жидкие жиры превратить в твердые. Для этого необходимо остатки ненасыщенных кислот «насытить» водородом (гид-рогенизировать), т. е. превратить в остатки насыщенных кислот. Гидрогенизацию жиров проводят подобно алкенам действием водорода в присутствии катализаторов (см. 2.2.6.2). сн2о—СО—С,7Н3з СНО—СО—С,7Н31 + ЗН2 CH20—СО—С15Н31 Жидкий тир Твердый жир Задание 17.8. В приведенной схеме напишите полное строение алкильных радикалов с 17 а томами углерода в исходном жидком жире и полученном гндрогенизпрованном продукте. Таким путем из жидких жиров (например, из многих масел растительного происхождения) получают твердые жиры, используемые как в производстве мыла, так и для пищевых целей. Примером может служить получение всем известного маргарина, который по энергетической ценности близок к сливочному маслу. Возможно маргарин и уступает маслу по вкусовым качествам, но благодаря отсутствию в нем холестерина и по ряду кулинарных показателей он даже предпочтительней сливочного масла. сн2о—СО-С17Н35 СНО—СО—С17Н35 сн2о—со—С(5Н3, 17.4. ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА И МОЮЩИЕ СРЕДСТВ^ Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Натриевые и калиевые соли высших жирных кислот (мыла) являются поверхностно-активными веществами, способными образовывать стойкие пленки (вспомните «мыльные пузыри»). ПАВ могут определенным образом располагаться на границе раздела двух фаз, например таких, как вода воздух или вода — масло. Такое поведение ПАВ объясняется особенностью их строения: молекула ПАВ, например мыла, включает как полярную, способную ионизироваться гидрофильную («лю- 430 . бящую воду») группировку, так и неполярную, гидрофобную («боящуюся воды») часть — углеводородный радикал. На границе раздела фаз к воде ориентируется гидрофильная группа, а к масляной фазе или воздуху — углеводородный радикал. Польрная Неполярная часть часть схематично-О Стеарат натрия С^Нзд COONa В водной среде при определенной концентрации молекулы ПАВ существуют уже не в виде изолированных частиц, а как большие агрегаты — мицеллы, у которых все углеводородные радикалы находятся в центре мицеллы, а гидрофильные группы — снаружи (рис. 17.2, а). Мицелла способна «захватывать» частички водонерас-творимых веществ и создавать стойкие эмульсии, так как слипанию мицелл препятствует одноименный заряд их поверхностей (рис. 17.2, б). На этом принципе основано моющее действие мыл. Загрязнения представляют собой жировую пленку с частичками пыли. Мыла эмульгируют загрязнения, после чего эмульсия легко смывается водой. Синтетические ПАВ и моющие средства. Для производства мыла необходимо большое количество жиров — ценного пищевого и технического продукта. Между тем поверхностной активностью обладают и другие органические вещества, имеющие сходный с мылами принцип строения. К ним относятся натриевые соли алкилсульфатов, алкилсульфонатов — «анионные» ПАВ (как и обычное мыло) и четвертичные алкиламмониевые соли — «катионные» ПАВ. Все эти виды ПАВ обязательно содержат в молекуле длинный алкильный радикал (С, —С|4). Рис. 17.2. Мицеллы мыла н мыло—жир. Объяснение в тексте. 431 Алкилсульфат натрия Алкилбензолсульфонат натрия Алкилтриметиламмонийбромид Синтетические ПАВ1 получают в промышленности из доступного углеводородного, главным образом нефтяного, сырья, поэтому они недороги. Другое достоинство моющих средств на основе синтетических ПАВ заключается в возможности их использования в жесткой воде, в которой обычные мыла дают нерастворимые кальциевые и магниевые соли, а это снижает моющее действие и повышает расход мыла. В последнее время широкое применение в промышленности (например, текстильной) находят поверхностно-активные вещества — твины. В фармации они служат синтетической эмульгирующей-основой при изготовлении мазей. Твины построены по общему принципу, как и остальные ПАВ, т. е. в их молекулах имеются неполярная и полярная части. Основу молекулы составляет циклический четырехатомный спирт сорбитан, в котором от одной до трех гидроксильных групп этерифицироваиы высшими жирными кислотами. Радикалы этих кислот составляют неполярную часть молекулы. Оставшиеся гидроксильные группы образуют эфирную связь с остатками полиэтиленгликоля —(СН,СН,0)„СН,СН,ОН, где п- 40—80. Фрагменты полиэтиленгликоля представляют полярную часть твинов. CHoOR Общая формула твннов OR СНз(СН2)„СН2080з Na CH3(CH2)wCH2-\^^)-SOi Nag CH3(CHo)„CH2N 1. Опишите общий принцип строения жиров (трпацилглпцсринов). 2. В чем состоит различие в строении твердых н жидких жиров'? 3. Каким химическим превращениям подвергаются жиры при храпении и как это сказывается на качестве жиров? 1 Очень часто ПАВ называют моющими средствами (детергентами). Эю не вполне справедливо, tax как в состав моющих средств, кроме ПАВ, входит мною других компонентов. 432 4. Напишите уравнение реакции получения стеарата натрия из соответствующего триацнлглпцерпна и укажиie механизм этой реакции. 5. Напишите уравнение реакции получения твердого жира из 1,2-ди-лннолеопл-З-олеоилглицерппа. 6. Какие вещества называются мылами и па чем основано их моющее действие? 7. Трнацилглицерины оливкового, подсолнечного и льняного масел содержат практически одинаковое количество насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, однако их йодные числа заметно различаются (см. табл. 17.2). В том же ряду снижаются и темпераiуры застывания этих масел. Объясните эти факты. 8. Рассчитайте объем водорода прн нормальных условиях, необходимого для превращения 1 кг подсолнечного масла (йодное число 127) в смесь полностью насыщенных триацилглицеринов. Какими химическими реакциями можно проконтролировать полноту гидрирования? 9. Из прнродиыл триацилглицеринов выделена маргариновая кислота СН.(СН2)|;.СООН. Есть ли связь между названием этой кислоты и пищевым продуктом маргарином? Напишите принципиальную схему реакции получения маргарина (обращаем внимание па то, что маргарин не является полностью насыщенным триацилглпцернном). Глава 18 ТЕРПЕНОИДЫ К терпеноидам (от греч. terebinthos — терпентиновое дерево) относится обширная группа природных соединений, главным образом растительного происхождения. Они составляют основную часть эфирных масел — смеси летучих органических веществ, вырабатываемых растениями и придающих им своеобразный запах. Эфирные масла из растительного сырья отгоняются с водяным паром. Многие терпено |
< 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] |
|
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.
|
|