Загальна характеристика оксокислот

Сполуки, до складу молекул яких поряд із карбоксильною групою входить карбонільна , називаються оксокислотами або альдегідокислотами і кетокислотами. Це гетерофункціональні сполуки, вони містять дві функціональні групи ( і ).

Для назв оксокислот часто використовують тривіальні назви: піровиноградна, ацетооцтова та інші.

Номенклатура оксокислот

Формула	Номенклатура
Систематична IUPAC	Раціональна	Тривіальна
Альдегідокислоти
	2-Оксоетанова	Формілмурашина	Гліоксилова
	3-Оксопропанова	Формілоцтова	Малональдегідна
Кетокислоти
	2-Оксопропанова	a -Кетопропіонова	Піровиноградна
	3-Оксобутанова	b -Кетобутиратна	Ацетооцтова
	4-Оксопентанова	g -Кетовалер’янова	Левулінова

За номенклатурою ІUPAС головний ланцюг, який містить обидві функціональні групи, нумерується, починаючи з карбоксильної групи. Положення альдегідної або кетонної групи позначається відповідною цифрою з додаванням префікса «оксо-».

Наприклад:

4-оксобутанова кислота	3-оксобутанова кислота

Раціональні назви будують від назв відповідних кислот із позначенням положення оксогрупи; атом Карбону, який безпосередньо зв’язаний із карбоксилом, позначається літерою a -, наступний b -, далі g - і т. і.

3. Природні джерела та способи добування оксокислот

Найпоширеніші способи добування: окиснення оксикислот; окиснення гліколів; гідроліз гемінальних дигалогензаміщених кислот; гідроліз оксонітрилів.

Наприклад, під час окиснення молочної килоти утворюється піровиноградна:

Гліоксилова кислота утворюється в результаті окиснення етиленгліколю:

4. Хімічні властивості

Оксокислоти виявляють хімічні властивості, що обумовлені наявністю двох функціональних груп. І кислотні властивості, і властивості альдегідів або кетонів в оксокислотах більш виражені за рахунок взаємного впливу двох функціональних груп:

Найактивніші — a -оксокислоти. Їм характерні усі реакції карбоксильної групи: утворення солей, галогенангідридів, естерів, амідів та ін. Реакції за оксогрупою: реакція “срібного дзеркала”, утворення оксимів, фенілгідразонів, оксинітрилів, бісульфітних похідних тощо.

Типовими реакціями a -кетокислот є їх декарбоксилування під дією розведеної сульфатної кислоти за умов слабкого нагрівання та декарбонілування за умов нагрівання з концентрованою сульфатною кислотою:

5. Окремі представники оксокислот та їх використання

Гліоксилова кислота поширена у природі, особливо у великій кількості вона міститься у недозрілих фруктах, а також у соку цукрового буряка. Гліоксилова кислота відіграє важливу роль у обмінних процесах у рослин і мікроорганізмів.

Піровиноградна кислоа широко розповсюджена у природі, є проміжним продуктом процесів молочнокислого і спиртового бродіння, окиснення вуглеводів в організмі. Вона утворюється за умов нагрівання (піролізу) виноградної кислоти, звідси її тривіальна назва — піровиноградна кислота:

Ацетооцтова кислота утворюється за рахунок β -окиснення жирних кислот при метаболізмі. Кислота дуже нестійка і легко декарбоксилується з утворенням ацетону. Солі, естери та інші похідні ацетооцтової кислоти досить стійкі.

Ацетооцтовий естер відіграє важливу роль у теоретичній органічній хімії й органічному синтезі. Для ацетооцтового естеру характерне явище таутомерії - рухомої динамічної ізомерії. Одна з ізомерних форм естеру мітить кетогрупу (кетоформа), друга – гідроксильну групу (енольна форма).

Кето-енольна таутомерія ацетооцтового естеру:

У хімічному відношенні ацетооцтовий естер реакційно здатний як за кетонною, так і за енольною формами. Реакції кетонної форми: відновлення воднем, приєднання , , взаємодія з гідроксиламіном, фенілгідразином. Реакції енольної форми: взаємодія з розчином ферум(ІІІ) хлориду (якісна реакція), реакція приєднання за місцем подвійного зв’язку, утворення натрій ацетооцтового естеру.

ГІДРОКСИКИСЛОТИ

Лекція №15 (2 години)

План

1. Класифікація, ізомерія, номенклатура гідроксикислот.

2. Способи добування гідроксикислот.

3. Фізичні властивості гідроксикислот.

4. Хімічні властивості гідроксикислот.

5. Окремі представники.

Ключові слова: гідроксикислота, оптична ізомерія, поляризація світла, кут питомого обертання, оптична активність, асиметричний (хіральний) атом Карбону, проекційні формули Фішера, рацемічна суміш, оптичні антиподи(енантіомери), молочна кислота, ціангідринний синтез, лактид, лактон.

Література: [2] с. 13 - 33; [3] с. 420 – 432

1. Класифікація, ізомерія, номенклатура гідроксикислот

Гідроксикислоти — органічні сполуки, молекули яких містять дві функціональні групи: карбоксильну та гідроксильну. Залежно від кількості карбоксильних груп розрізняють одно-, двох- та багатоосновні кислоти, а від кількості гідроксогруп (включаючи гідроксогрупу, яка входить до складу карбоксильної групи) — двох-, трьох- та багатоатомні оксикислоти.

За будовою вуглеводневого радикалу, з яким зв’язані окси- і карбоксильні групи, оксикислоти поділяють на аліфатичні (насичені і ненасичені), ароматичні, гетероциклічні.

Для назв оксикислот широко використовують тривіальні назви, а також но-менклатуру ІUPAC та раціональну.

Номенклатура гідроксикислот:

	Оксиоцтова, 2-гідроксиетанва або гліколева кислота (одноосновна, двоатомна)
	a -оксипропіонова, 2-гідроксипропанова кислота або молочна (одноосновна, двоатомна).
	b -оксипропіонова, 3-гідроксипропанова кислота (одноосновна, двоатомна)
	Монооксиянтарна, 2-гідроксибутандіова або яблучна кислота (двоосновна, триатомна)

Ізомерія оксикислот залежить від будови карбонового скелету та положення функціональних груп.

Крім структурної ізомерії для оксикислоти характерна оптична ізомерія.