Отдельные представители. Муравьиная кислота (метановая кислота) – бесцветная прозрачная жидкость с резким характерным запахом

Муравьиная кислота (метановая кислота) – бесцветная прозрачная жидкость с резким характерным запахом. В промышленности получают из оксида углерода (II) и гидроксида натрия с последующим действием на полученную соль серной кислотой:

От остальных карбоновых кислот муравьиная кислота отличается тем, что карбоксильная группа в ней связана не с углеводородным радикалом, а с атомом водорода. Поэтому муравьиную кислоту можно рассматривать и как кислоту, и как альдегид:

Подобно альдегидам, муравьиная кислота может окисляться:

поэтому для нее характерна реакция «серебряного зеркала»:

Под действием концентрированной серной кислоты муравьиная кислота разлагается на СО и воду:

Муравьиную кислоту применяют в промышленном органическом синтезе.

Уксусная кислота (этановая кислота) – бесцветная, прозрачная жидкость, с характерным резким запахом уксуса. Безводная уксусная кислота существует в виде кристаллов, имеющих температуру плавления 16, 6^оС. Поэтому такую кислоту называют ледяной уксусной кислотой. С водой смешивается во всех соотношениях.

В промышленности кислоту получают различными методами:

­ окислением уксусного альдегида, который в свою очередь получают либо окислением этилена, либо из ацетилена по реакции Кучерова;

­ карбонилированием метанола;

­ каталитическим окислением бутана:

Уксусная кислота находит применение в промышленном органическом синтезе для получения уксусного ангидрида, уксусноэтилового и уксуснобутилового эфиров, красителей и лекарственных веществ, а также в кожевенном производстве и пищевой промышленности.

Остаток уксусной кислоты называется ацетильным радикалом (от лат. acetum – уксус). Соли и эфиры уксусной кислоты называют ацетатами.

Валериановая – и изовалериановая кислоты –

Пальмитиновая C₁₅H₃₁COOH и стеариновая C₁₇H₃₃COOH кислоты являются важнейшими представителями высших жирных кислот. Они входят в состав твердых жиров.

Олеиновая кислота C₁₇H₃₃COOH является ненасыщенной высшей жирной кислотой. Входит в состав жидких жиров. Содержит непредельную связь в углеводородном радикале:

Линолевая кислота С₁₇H₃₁COOH ненасыщенная кислота с двумя двойными связями:

Входит в состав льняного, конопляного и макового масел.

Линоленовая кислота С₁₇H₂₉COOH сопутствует линолевой кислоте в льняном масле.

Щавелевая кислота – HOOC–COOH. Бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в воде. Относится к сильным кислотам. Широко распространена в растениях. В виде кальциевой соли содержится в оболочках клеток и внутри клеток растений. Оксалатом кальция богаты водоросли, грибы, лишайники, папоротники. В виде монозамещенной калиевой соли («кислая соль») содержится в щавеле и кислице.

Янтарная кислота – HOOC–CH₂–CH₂–COOH. Бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в воде. Название этой кислоты связано с тем, что ее впервые открыли в янтаре. Она содержится в незрелых ягодах крыжовника, винограда, в свекольном соке. Велико биологическое значение янтарной кислоты, поскольку она участвует в цикле трикарбоновых кислот (цикле Кребса). Здесь вследствие дегидрирования из янтарной кислоты образуется фумаровая кислота. Этот процесс ферментативно стереоспецифичен и приводит к транс-фумаровой кислоте. Именно этот изомер вовлекается в дальнейшие превращения.

Энергия, получаемая в результате окислительных процессов в цикле трикарбоновых кислот, становится биохимически доступной благодаря АТФ (аденозинтрифосфорной кислоте).

Малоновая кислота представляет собой кристаллическое вещество, легко разлагающееся при нагревании: происходит декарбоксилирование и образуется уксусная кислота:

Практическое значение в органическом синтезе имеет полный этиловый эфир малоновой кислоты, который обычно называют малоновым эфиром. В малоновом эфире, благодаря влиянию двух электроноакцепторных карбонилов, метиленовая группа является СН-кислотным центром и, следовательно, атомы водорода способны отщеплятся в виде ионов за счёт гетеролитического разрыва связей С–Н. Для малонового эфира рКα равна 13.

При действии металлического натрия (или этилата натрия) один атом водорода метиленовой группы замещается на натрий с выделением водорода или этанола и образованием енолята, отрицательный заряд которого делокализован между обоими карбонильными группами. При взаимодействии образовавшегося натриймалонового эфира с первичными или вторичными алкилгалогенидами натрий замещается на алкильный радикал и образуется алкилмалоновый эфир. Далее это производное можно подвергнуть кислотному гидролизу, затем провести декарбоксилирование и получить соответствующую карбоновую кислоту.

Возможен и другой путь, когда полученный алкилмалоновый эфир вновь взаимодействует последовательно с натрием, затем алкилгалогенидом с последующим гидролизом и декарбоксилированием:

Диэтилмалоновый эфир, получемый таким же путем, используется в синтезе барбитала (см. раздел 25.6).