Органическая химия. Лекция - Гидроксикислоты презентация

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Лекция Гидроксикислоты. Классификация. Номенклатура. Отдельные представители Общие химические свойства гидроксикислот (свойства карбоновых кислот и спиртов). Специфические свойства алифатических гидроксикислот (отношение к нагреванию). Фенолокислоты. Салициловая кислота и фармпрепараты на ее основе. Лектор: кандидат биологических наук, доцент Атавина Ольга Васильевна

Цели лекции: Обучающая - Сформировать знания о строении, номенклатуре и реакционной способности гидроксикислот. Развивающая – Расширить кругозор обучающихся на основе интеграции знаний; развивать логическое мышление. Воспитательная – Содействовать формированию у обучающихся устойчивого интереса к изучению дисциплины «Органическая химия»

Классификация. Номенклатура. Гидроксикислоты – производные карбоновых кислот, у которых один или несколько атомов водорода в радикале замещены на гидроксильную группу –ОН. Классификация. В зависимости от строения радикала различают алифатические (спиртокислоты) и ароматические(фенолокислоты) По взаимному расположению карбоксильных и гидроксильных групп различают α, β, γ, δ и т.д. гидроксикислоты По количеству карбоксильных групп различают основность гидроксикислот (одно-, двух-, трехосновные) По количеству гидроксильных групп различают атомность гидроксикислот (одно-, двух-, трех-, четырехатомные)

Классификация. Номенклатура. Номенклатура. По заместительной номенклатуре ИЮПАК название производят от названия соответствующей карбоновой кислоты с префиксом «гидрокси», отмечая положение ОН-группы арабской цифрой. Используют тривиальные названия Используют локанты α, β, γ и т.д. (в настоящее время применяется редко).

Отдельные представители Отдельные представители: 1. Молочная кислота (2-гидроксипропановая кислота, α-гидроксипропионовая кислота) Алифатическая, одноосновная, двухатомная. Соли – лактаты. Молочная кислота образуется в результате молочнокислого брожения углеводов, содержится в кислом молоке, квашеной капусте, различных солениях. L(+) молочная кислота при интенсивной физической работе накапливается в мышцах. Лактаты кальция и железа(II) применяются в качестве лекарственных препаратов при заболевания, связанных с недостатком кальция в организме и при анемиях.

Отдельные представители 2. β-гидроксимасляная кислота (3-гидроксибутановая кислота) Алифатическая, одноосновная, двухатомная. Соли – β-гидроксибутираты.

Отдельные представители 3. Яблочная кислота (2-гидроксибутандиовая кислота, α-гидроксиянтарная кислота) Алифатическая, двухосновная, трехатомная. Соли – малаты. Содержится в незрелых яблоках, ягодах рябины, клюквы, малины. В природе встречается L(-) яблочная кислота. В живых организмах образуется в процессе обмена углеводов, принимает участие в цикле трикарбоновых кислот(цикл Кребса).

Отдельные представители 4. Винная кислота (2,3-дигидроксибутандиовая кислота, α, α’-дигидроксиянтарная кислота) Алифатическая, двухосновная, четырехатомная. Соли – тартраты.

Отдельные представители Калиево-натриевая соль винной кислоты называется сегнетовой (сеньетовой) солью: При взаимодействии с гидроксидом меди (II) в щелочной среде сегнетовая соль образует комплекс ярко-синего цвета, получивший название реактив Фелинга, применяемый для качественного обнаружения альдегидной группы.

Отдельные представители 5. Лимонная кислота (2-гидроксипропан-1,2,3-трикарбоновая кислота) Алифатическая, трехосновная, четырехатомная. Соли - цитраты. Широко используются в пищевой промышленности и медицине, например, тринатриевая соль - цитрат натрия применяется в медицине для консервирования донорской крови.

Отдельные представители 6. Салициловая кислота (2-гидроксибензойная кислота) Ароматическая, одноосновная, двухатомная. Соли - салицилаты. Обладает антисептическими свойствами, находит применение как консервант пищевых продуктов. Широко используются фарм. препараты на ее основе.

Химические свойства. Общие химические свойства (карбоновых кислот и спиртов) Рассмотрим на примере гликолевой кислоты (2-гидроксиэтановая): Реакция нейтрализации: гликолят натрия С аммиаком при to образуются амиды: амид гликолевой кислоты

Химические свойства. Реакция этерификации со спиртами: этиловый эфир гликолевой кислоты С галогеноводородами. Реакция SN: 2-хлорэтановая кислота

Химические свойства. Реакция ацилирования: 2-ацетоксиэтановая кислота Образование галогенангидридов: Хлорангидрид 2-хлорэтановой кислоты

Химические свойства. Реакции окисления: При ферментативном окислении молочной кислоты образуется пировиноградная кислота, яблочной – щавелевоуксусная кислота. а) молочная кислота ПВК б) яблочная кислота ЩУК

Специфические свойства гидроксикислот. Специфические свойства гидроксикислот (отношение к нагреванию). α-гидроксикислоты При нагревании в результате межмолекулярной дегидратации образуется димерный продукт, который легко превращается в более устойчивый шестичленный циклический диэфир - лактид. лактид (дилактид)

Специфические свойства гидроксикислот. Лактидами называются циклические эфиры, построенные из двух и более остатков гидроксикислот (не обязательно α-гидроксикислот). Название лактидов включает основу тривиального названия гидроксикислоты, суффикс -ид и умножающий префикс ди-, три- и т.д., указывающий число молекул, образующих лактид. Например: Дигликолид – от гликолевой кислоты Дилактид – от молочной кислоты

Специфические свойства гидроксикислот. При кипячении с разбавленными минеральными кислотами отщепляют муравьиную кислоту: При нагревании α-гидроксикислот с концентрированной серной кислотой также происходит образование карбонильных соединений с одновременным отщеплением воды и оксида углерода(II) – продуктов разложения муравьиной кислоты: пропаналь

Специфические свойства гидроксикислот. β-гидроксикислоты При нагревании или под действием минеральных кислот легко подвергаются дегидратации с образованием α,β-непредельных кислот: 3-гидроксибутановая бутен-2-овая кислота β-гидроксимасляная

Специфические свойства гидроксикислот. γ-гидроксикислоты При нагревании в кислой среде, а иногда просто при стоянии в растворе γ и δ-гидроксикислоты легко подвергаются внутримолекулярной дегидратации с образованием пяти- и шестичленных лактонов, например: 4-гидроксибутановая кислота γ-бутиролактон (4-бутанолид)

Специфические свойства гидроксикислот. Лактонами называются внутренние сложные эфиры гидроксикислот. По номенклатуре ИЮПАК лактоны, образованные из алифатических кислот, называют, добавляя суффикс – олид к названию углеводорода с тем же числом атомов углерода. Цифрой обозначают место замыкания цикла, начиная нумерацию от карбонильного атома углерода. Легкость образования лактонов из γ и δ-гидроксикислот объясняется повышенной термодинамической устойчивостью пяти- и шестичленных циклических соединений. Циклы меньшего или большего размера в этих условиях не образуются. Лактоны, подобно сложным эфирам, при нагревании в кислой и щелочной среде легко гидролизуются до соответствующих гидроксикислот. Реакция гидролиза в щелочной среде необратима. Наибольшую устойчивость к гидролизу проявляют δ-лактоны.

Ароматические гидроксикислоты. Ароматические гидроксикислоты (фенолокислоты) Это производные ароматических карбоновых кислот, у которых один или несколько атомов в ароматическом кольце заменены на гидроксильные группы –ОН. Наиболее важными для фармации являются: Галловая кислота: 3,4,5-тригидроксибензойная кислота Входит в состав дубильных веществ (дубовой коре, листьях чая и др.). Водные растворы танинов – гликозидов галловой кислоты обладают способностью свертывать и осаждать белки. На этом основано применение танина в качестве кровоостанавливающего средства.

Ароматические гидроксикислоты. Орто-гидроксикоричная кислота: Существует в виде 2-х геометрических изомеров: цис- и транс- кумариновая кислота о-кумаровая кислота Кумариновая кислота неустойчива, существует только в виде производных. Лактон (кумарин) и его гидроксипроизводные входят в состав многих растений (клевер, донник и др.).

Ароматические гидроксикислоты. Салициловая кислота: (о-гидроксибензойная кислота) Обладает большей кислотностью, чем бензойная кислота, а также мета- и пара- изомеры. Это объясняется стабилизацией аниона за счет образования внутримолекулярной водородной связи: Салициловая кислота применяется в медицине в виде спиртовых растворов и мазей как антисептическое лекарственное средство.

Ароматические гидроксикислоты. Фармпрепараты на основе салициловой кислоты. Метилсалицилат: Используется как противовоспалительное, анальгетическое средство наружно (в виде мазей).

Ароматические гидроксикислоты. Салицилат натрия: Применяется в качестве анальгетического, противовоспалительного, жаропонижающего средства.

Ароматические гидроксикислоты. Фенилсалицилат (салол): салицилат хлорангидрид салол натрия салициловой кислоты Используется как антисептическое средство при заболеваниях кишечника, а также в качестве оболочек таблетированных лекарственных средств.

Ароматические гидроксикислоты. Ацетилсалициловая кислота (аспирин): Ацетилсалициловая кислота используется в качестве обезболивающего, жаропонижающего средства. Салициловая кислота и её производные со свободной гидроксильной группой дают с раствором хлорида железа (III) фиолетовое окрашивание, характерное для фенолов, что используется в качественном анализе.