Содержание

Этандиоловая кислота — это… Что такое Этандиоловая кислота?


Этандиоловая кислота
Щавелевая кислота
Номенклатура
Тривиальное название щавелевая кислота
Систематическое название этандиовая кислота
Сокращенная формула C2O4H2
Свойства
Молярная масса 90,04 г/моль
Внешний вид бесцветные кристаллы
Плотность 1,36 г/см3
Растворимость в воде (г на 100г) 8 (20 °C)
Растворимость в этаноле,
ацетоне, диэтиловом эфире
хорошо растворима
Температура плавления
Температура возгонки 125 °C
Температура разложения 100-130 °C
Температура кипения

(при 100 мм.рт.ст.)

Температура
декарбоксилирования
166-180 °C
Константы кислотности K1 5900*10-5; K2 6,4*10-5
Динамическая вязкость (η)
Абсолютная величина
дипольного момента (μ)
0,1*10-30 Кл*м
Теплоёмкость (C0p) 108,8 Дж/(моль*град)
Энтальпия образования (ΔH0обр) -817,38 кДж/моль
Энтальпия возгонки (ΔH0возг) 90,58 кДж/моль
Энтальпия сгорания (ΔH0сгор) -251,8 кДж/моль
Энтальпия растворения (ΔH0раств
)
-9,58 кДж/моль
Энтальпия плавления (ΔH0пл)
Энтальпия испарения (ΔH0исп)

Щаве́левая кислота (этандиовая кислота) НООССООН – двухосновная предельная карбоновая кислота. Принадлежит к сильным органическим кислотам. Обладает всеми химическими свойствами, характерными для карбоновых кислот. Соли и эфиры щавелевой кислоты называются оксалатами. В природе содержится в щавеле, ревене и некоторых других растениях в свободном виде и в виде оксалатов калия и кальция. Впервые щавелевая кислота синтезирована в 1842 году немецким химиком Фридрихом Вёлером из дициана. Щавелевая кислота (или оксалат-ион C2O42-) является восстановителем (обесцвечивает раствор KMnO4).


В промышленности щавелевую кислоту получают окислением углеводов, спиртов и гликолей смесью HNO

3 и H2SO4 в присутствии V2O5, либо окислением этилена и ацетилена HNO3 в присутствии PdCl2 или Pd(NO3)2, а также окислением пропилена жидким NO2. Перспективен способ получения щавелевой кислоты из CO через формиат натрия:


Свойства некоторых производных щавелевой кислоты:

Соединение Молярная масса tпл, °C tкип d204 n20D
Диметилоксалат
(COOCH3)2
118,088 54 163,5 1,148
(54 °С)
Диэтилоксалат
(COOC2H5)2
146,14 -40,6 185,4 1,0785 1,4104
Дибутилоксалат
(COOC4H9)2
202,24 -29,6 245,5 0,9873 1,424
Оксалилхлорид
(COCl)2
126,93 -12 64 1,43 1,434 (12,9 °С)
Оксамид
(CONH2)2
88,072 419
Циан (дициан)
(CN)2
52,035 -27,83 -21,3 0,9577
(-26,89 °С)

Щавелевую кислоту и её соли применяют в текстильной и кожевенной промышленности в качестве протравы; как компонент анодных ванн для осаждения Al, Ti и Sn покрытий; как реагент в аналитической и органической химиии; компонент составов для очистки металлов от ржавчины и оксидов; для осаждения редкоземельных элементов.

Оксамид — стабилизатор нитратов целлюлозы, циан — реагент в органическом синтезе, оксалилхлорид — хлорирующий, хлоркарбонилирующий и сшивающий реагент в органическом синтезе. Диалкилоксалаты, главным образом диэтилоксалат и дибутилоксалат, применяют в качестве растворителей целлюлозы; некоторые эфиры щавелевой кислоты и замещённых фенолов — в качестве хемилюминесцентных реагентов.


Щавелевая кислота и её соли токсичны, ПДК в воде водоёмов хозяйств бытового пользования — 0,2 мг/л.

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Этан с Афона (книга)
  • Этаналь

dic.academic.ru

Щавелевая кислота: свойства и все характеристики

Характеристики и физические свойства щавелевой кислоты

Существует в двух полиморфных модификациях: ромбической бипирамидальной и моноклинной. Хорошо растворяется в воде. Нерастворима в хлороформе, петролейном эфире и бензоле.

Рис. 1. Щавелевая кислота. Внешний вид.

Таблица 1. Физические свойства щавелевой кислоты.

Молекулярная формула

HOOC-COOH (H2C2O4)

Молярная масса, г/моль

90

Плотность, г/см3

1,36

Температура плавления,

189,5

Температура разложения, oС

100 — 130

Растворимость вводе, г/100 г

10

Получение щавелевой кислоты

Щавелевая кислота широко распространена в растительном мире. В виде солей она содержится в листьях щавеля, кислицы, ревеня. Соли и эфиры щавелевой кислоты имеют тривиальное название оксалаты. В промышленности щавелевую кислоту получают из формиата натрия:

2H-COONa→ Na-OOC-COO-Na + H2.

Химические свойства щавелевой кислоты

В водном растворе щавелевая кислота диссоциирует на ионы:

H2C2O4↔2H+ + C2O42-.

Щавелевая кислота проявляет восстановительные свойства: в кислом растворе окисляется перманганатом калия до диоксида углерода и воды. Эта реакция используется в аналитической химии для установления точной концентрации растворов перманганата калия. На восстановительных свойствах щевелевой кислоты основан способ удаления буро-коричневых пятен от перманганата калия.

5HOOC-COOH + 2KMnO4 + 3H2SO4→ 10CO2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O.

При нагревании в присутствии серной кислоты сначала происходит декарбоксилирование щавелевой кислоты, а затем разложение образовавшейся из нее муравьиной кислоты:

HOOC-COOH → H-COOH + CO2;

H-COOH→CO2 + H2O.

Качественной реакцией для обнаружения щавелевой кислоты и её солей служит образование нерастворимого оксалата кальция:

Na-OOC-COO-Na + CaCl2→ (COO)2Ca↓ + NaCl.

Применение щавелевой кислоты

Щавелевая кислота используется в лабораторном синтезе, кожевенном деле, текстильной промышленности и в медицине.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Щавелевая кислота. Мини-справочник по химическим веществам (3340 веществ)


Алф. указатель: 1-9 A-Z А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Щ Э Я


Синонимы:

этандиовая кислота

Внешний вид:

бесцветн. моноклинные кристаллы (растворитель перекристаллизации — вода)

Брутто-формула (система Хилла): C2H2O4

Формула в виде текста: (COOH)2

Молекулярная масса (в а.е.м.): 90,04

Температура плавления (в °C): 189,5

Растворимость (в г/100 г или характеристика):

бензол: не растворим
вода: 10 (20°C)
вода: 120 (100°C)
диэтиловый эфир: 16,9 (20°C)
петролейный эфир: не растворим
хлороформ: не растворим
этанол: 24 (15°C)

Способы получения:

1. Реакцией оксалата натрия с серной кислотой.

Показатель диссоциации:

pKa (1) = 1,27 (25 C, вода)
pKa (2) = 4,27 (25 C, вода)

Дипольный момент молекулы (в дебаях):

2,63 (20°C)

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

-826,8 (т)

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль):

-697,9 (т)

Стандартная энтропия образования S (298 К, Дж/моль·K):

120,1 (т)

Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/моль·K):

108,8 (т)

Теплота сгорания Q
p
(кДж/моль):

252

Разные дозы:

Смертельная доза для человека при приеме внутрь 5 г.

Симптомы острого отравления:

Клиническая картина отравления: После приема внутрь щавелевой кислоты появляется боль в полости рта, по ходу пищевода, в желудке. Возникает рвота, тремор, судороги, слабый пульс, коллапс. Если в остром периоде пострадавший не погибает от шока, то через некоторое время у него отмечают признаки почечной недостаточности и уремии. В моче обнаруживаются кристаллы оксалата кальция, белок, эритроциты.

Лечение: В случае приема внутрь щавелевой кислоты необходимо срочно перевести ее в осадок путем назначения солей кальция. последний дают внутрь в любой форме: известковая вода, мел, глюконат кальция, хлорид кальция, лактат кальция.

Применение:

Используется для очистки металлов. Антикоагулянт за счет связывания ионов кальция.

    Источники информации:

  1. «Неотложная помощь при острых отравлениях: Справочник по токсикологии» под ред. Голикова С.Н. М.:Медицина, 1977 стр. 136-137
  2. Гурвич Я.А. «Справочник молодого аппаратчика-химика» М.:Химия, 1991 стр. 202
  3. Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Краткий химический справочник» Л.: Химия, 1977 стр. 196, 224

Алф. указатель: 1-9 A-Z А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Щ Э Я


Еще по теме:

www.xumuk.ru

Щавелевая кислота

Предельная карбоновая двухосновная кислота с брутто-формулой C2h3O4 называется, по систематической номенклатуре, этандиовой кислотой. Это вещество также известно под другим, более распространенным  названием — щавелевая кислота. Впервые она была получена немецким химиком Ф. Велером из дициана (динитрил щавелевой кислоты) в 1824 году. Бесцветные кристаллы кислоты растворяются в воде с образованием бесцветных растворов. Масса молярная составляет 90,04 г/моль. По внешнему виду напоминает моноклинные бесцветные кристаллы. При температуре 20 оС в 100 г воды растворяется 8 г щавелевой кислоты. Хорошо растворяется в ацетоне, этиловом спирте и серном эфире. Плотность 1,36 г/см³. Плавится при температуре 189,5 оС, возгоняется при 125 оС, разлагается при 100—130 оС.

Всеми химическими свойствами, характерными для карбоновых кислот, обладает щавелевая кислота. Формула ее: НООС—СООН. Несмотря на то, что относится к карбоновым кислотам, считается сильной органической кислотой (в 3000 раз сильнее, чем уксусная кислота): C2O4h3 → C2O4H- + H+ (рК = 1,27) и далее: C2O4H- → C2O42 — + H+ (рК = 4,27). Эфиры и соли этой кислоты называют оксалатами. Оксалат-ион C2O42− является восстановителем. При взаимодействии щавелевой кислоты с раствором перманганата калия (KMnO4) последний восстанавливается и раствор обесцвечивается. Для нее характерна обратимая и медленно протекающая реакция взаимодействия со спиртами (этерификация), в результате которой образуются сложные эфиры: HOOC—COOH + 2HOR ↔ 2h3O + ROOC—COOR.

В промышленности щавелевая кислота получается окислением химических соединений. Например, в присутствии ванадиевого катализатора (V2O5) смесью азотной (HNO3) и серной (h3SO4) кислот окисляют спирты, углеводы и гликоли. Также применяется способ окисления этилена и ацетилена азотной кислотой (HNO3) в присутствии палладиевых солей Pd(NO3)2 или PdCl2. Щавелевую кислоту получают из пропилена, который окисляют жидким диоксидом азота (NO2). Имеет хорошую перспективу способ получения кислоты взаимодействием гидроокиси натрия (NaOH) с угарным газом (CO) через промежуточную стадию образования формиата натрия: NaOH + CO → HCOONa. Затем образуется оксалат натрия и выделяется водород: HCOONa + NaOH → NaOOC—COONa + h3↑. Из оксалата натрия в кислой среде получается кислота щавелевая: NaOOC—COONa + 2H+ → НООС—СООН + 2Na+.

Основные области применения щавелевой кислоты — это очистка или отбеливание. Щавелевая кислота способна эффективно удалять ржавчину, поэтому многие чистящие средства содержат это химическое соединение. Около четверти производимой щавелевой кислоты используется  как протрава для крашения  в кожевенных и текстильных производствах. Применяется также в качестве реактива (ГОСТ 22180-76) в аналитической химии. Этандиоевая кислота дигидрат (НООС—СООН •h3O) по ТУ 2431-002-77057039-2006 с массовой долей основного вещества ≥ 99,3 % используется в производственных процессах органического синтеза, для очистки от ржавчины и накипи металлов, для отбеливания срезов в микроскопии. Пчеловоды применяют раствор щавелевой кислоты с массовой долей 3,2 % в сахарном сиропе для борьбы с паразитическим клещом. При завершении мраморных структур ею обрабатывают поверхности для уплотнения и придания им блеска.

Щавелевая кислота и оксалаты присутствует во многих растениях, в том числе в черном чае, встречаются в организме животных. Основной вред для человека связан с почечной недостаточностью, которая возникает из-за взаимодействия щавелевой кислоты с кальцием, в результате происходит осаждение твердого оксалата кальция (СаС2O4) — основной компонент камней в почках. Кислота провоцирует боли в суставах из-за осаждения в них подобных соединений. Щавелевая кислота может образовываться в организме в результате метаболизма этиленгликоля, поступающего из окружающей среды (например, антиобледенительное средство для обработки взлетно-посадочных полос и самолетов в аэропортах, а также из других антропогенных источников). Потенциальные проблемы с оксалатами в организме человека можно разделить на две. Первая — важный макроэлемент кальций связывается щавелевой кислотой и образуется его дефицит в клетках тканей и органов. Вторая — образование камней в почках. Самое большое количество щавелевой кислоты содержится в шпинате, листьях и стеблях ревеня, щавеле, свекле, петрушке, зеленом луке.

fb.ru

Этандиовая кислота — Справочник химика 21

    Гидроксильная и карбоксильная группы винной кислоты дают обычные реакции. При взаимодействии с йодной кислотой образуются муравьиная кислота и диоксид углерода, в то время как осторожное окисление дает гидратированную форму диоксо-янтарной кислоты, при дальнейщем окислении которой образуется щавелевая (этандиовая) кислота  [c.240]

    Щавелевая кислота. Щавелевая кислота (этандиовая кислота) НООС—СООН является простейшей из двухосновных кислот. [c.272]


    Щавелевая (этандиовая) кислота — бесцветное вещество, кристаллизующееся с двумя молекулами воды, температура плавления кристаллогидрата 101,5°С. Безводная щавелевая кислота плавится при 189,5 С с разложением. Растворяется в этиловом спирте, в воде (9,5 г в 100 мл при 15°С 120 г в 100 мл при 100°С). [c.224]

    Окисление этиленгликоля (например, под действием НМОз или СгОз) может привести к образованию пяти продуктов в зависимости от последовательности и степени окисления спиртовых групп. По этому методу легко получается только конечный продукт окисления — щавелевая (этандиовая) кислота. Частичное окисление всегда ведет к образованию смеси промежуточных продуктов  [c.81]

    Щавелевая кислота Этандиовая кислота НООССООН Хроническое отравление. Описаны отдельные случаи профзаболеваний у рабочих при попадании пьши кислоты в дыхательные пути и ЖКТ. Жалобы на плохое самочувствие, слабость, головные боли, кашель, носовые кровотечения. При обследовании ослабление сердечной деятельности, раздражение слизистых пишевода и дыхательных путей. В тяжелых случаях отмечались судороги, ломкость костей. Зафиксирован случай воспаления легких со смертельным исходом. У рабочего, промывавшего радиаторы автомобилей кипя-шим раствором, наблюдались резкая слабость, похудание, головные боли и боли во всем теле, носовые кровотечения, кашель, рвота. В моче обнаружен белок. Местное действие. Сильно раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и глаз, кожу. При непосредственном контакте оказывает прижш ющее действие. Вызывает застойные явления и покраснение кожи рук. Характерно изъязвление слизистой носа, кожи рук. При работе со спиртовыми растворами описаны изъязвления у корней ногтей [c.624]

    Щавелевая (этандиовая) кислота (С0гН)2 встречается в природе во многих растениях, например в щавеле и ревене. Ее можно получить при окислении этан-1,2-диола или гидролизе циана (СЫ)2. При окислении сахаров или полисахаридов (гл. 17) под действием азотной кислоты также образуется щавелевая кислота. В промышленности ее получают при пиролизе формиата натрия  [c.185]

    Щавелевая кислота Этандиовая кислота НООССООН Токсическое действие. Оказывает общетоксическое действие. Влияет на нервную и сердечно-сосудистую системы. Нарушает обмен веществ. Раздражает дахательные пути и кожу. Острое отравление. Смертельные дозы при попадании в пищеварительный тракт — более 5 г. Для оксалата натрия смертельные дозы внутрь — от 15 г, в/в —от 1 г. [c.623]


    Этандиовой кислоты диэфиры алифатических спиртов Диалкилоксалаты (щавелевой кислоты диэфиры на основе алифатических спиртов оксалаты) [c.456]

    НООС—СООН Щавелевая кислота Этандиовая кислота [c.165]

    Щавелевая (этандиовая) кислота содержится во многих растениях и выделена, например, из кислицы (Oxalis a etosella), ревеня или щавеля. У млекопитающих она выводится с мочой в форме оксалата кальция, и в патологических случаях образует камни в почках или мочевом пузыре, состоящие из оксалата кальция (оксалатные камни). [c.430]

    Щавелевая кислота (этандиовая кислота) НООССООН. Получают быстрым нагреванием формиата нитрия. Бесцветные кристаллы, т.пл. 189,5 °С, т.возг. 125 °С. Растворима в воде, этаноле, диэтиловом эфире. Применяют как восстановитель для аналитических целей и как средство для удаления ржавчины. ПДК 1 мг/м . [c.315]

    Щавелевая (этандиовая) кислота НООС—СООН. Широко распространена в растительном мире. В виде солей содержится в листьях щавеля, кислицы, ревеня. Соли и эфиры щавелевой кислоты имеют тривиальное название оксалаты. В промышленности щавелевую кислоту получают из формиата натрия. [c.282]

    Этандиовая кислота Б ензолдикарбоно-вая-1,2 кислота Б ензолдикарбоно-вая-1,4 кислота Щавелевая кислота Фталевая кислота Терефталевая кислота ноос-соон СООН /СООН ноос [c.199]

    Отдельные представители. Щавелевая, этандиовая кислота НООС-СООН. Бесцветное, кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Обычно существует в виде кристаллогидрата, содержащего две молекулы воды. Чрезвычайно широко распространена в растениях, главным образом, в виде кальциевых солей. В большом количестве присутствует в щавеле, кислице. Получают ее из формиата натрия  [c.140]

    Щавелевая кислота (этандиовая кислота) НООС—СООН — простейщая дикарбоновая кислота (углеводородный радикал отсутствует) т. пл. 189,5°С. В водном растворе ведет себя как достаточно сильная кислота. Щавелевая кислота (в форме калиевой соли) содержится в некоторых растениях, таких как щавель, шпинат, клевер, ревень, томаты. Главное применение ее — протрава при крашении тканей. [c.488]

    Номенклатура. Физические свойства. Многие кисл

www.chem21.info

Бутандиовая кислота — это… Что такое Бутандиовая кислота?


Бутандиовая кислота

янтарная кислота

Янтарная кислота (бутандиовая кислота, этан-1,2-дикарбоновая кислота) НООС-СН2-СН2-СООН — двухосновная предельная карбоновая кислота. Бесцветные кристаллы, растворимые в воде и спирте. Температура плавления 185 °C. Содержится в небольших количествах во многих растениях, янтаре. Стимулирует рост и повышает урожай растений, ускоряет развитие кукурузы. В промышленности янтарную кислоту получают главным образом гидрированием малеинового ангидрида.

Впервые получена в XVII веке перегонкой янтаря. Соли и эфиры янтарной кислоты называются сукцинатами (лат. succinum — янтарь).

Летальные дозы (LD50): орально — 2,26 г/кг (крысы), внутривенно — 1,4 г/кг (мыши)[1].

Биохимическая роль

Янтарная кислота участвует в процессе клеточного дыхания кислорододышащих организмов (см. Цикл трикарбоновых кислот).

Применение

Янтарную кислоту используют для получения пластмасс, смол, лекарственных препаратов, для синтетических целей, а также в аналитической химии.

В пищевой промышленности используется в качестве пищевой добавки E363.

Примечания

  1. Safety (MSDS) data for succinic acid (англ.)

Ссылки

http://www.medline.ru/public/art/tom2/art21.phtml

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Бутамирата цитрат
  • Бутандиоловая кислота

Смотреть что такое «Бутандиовая кислота» в других словарях:

  • Янтарная кислота — Общие Химическая формула …   Википедия

  • Бутандиоловая кислота — янтарная кислота Янтарная кислота (бутандиовая кислота, этан 1,2 дикарбоновая кислота) НООС СН2 СН2 СООН  двухосновная предельная карбоновая кислота. Бесцветные кристаллы, растворимые в воде и спирте. Температура плавления 185 °C. Содержится в… …   Википедия

  • Двухосновные предельные карбоновые кислоты — (двухосновные насыщенные карбоновые кислоты) – карбоновые кислоты, в которых насыщенный углеводородный радикал соединен с двумя карбоксильными группами –COOH. Все они имеют общую формулу HOOC(Ch3)nCOOH, где n = 0, 1, 2, … Номенклатура… …   Википедия

  • Двухосновные насыщенные карбоновые кислоты — Двухосновные предельные карбоновые кислоты (двухосновные насыщенные карбоновые кислоты) – карбоновые кислоты, в которых насыщенный углеводородный радикал соединен с двумя карбоксильными группами –COOH. Все они имеют общую формулу HOOC(Ch3)nCOOH,… …   Википедия

  • Насыщенные дикарбоновые кислоты — Двухосновные предельные карбоновые кислоты (двухосновные насыщенные карбоновые кислоты) – карбоновые кислоты, в которых насыщенный углеводородный радикал соединен с двумя карбоксильными группами –COOH. Все они имеют общую формулу HOOC(Ch3)nCOOH,… …   Википедия

  • Предельные дикарбоновые кислоты — Двухосновные предельные карбоновые кислоты (двухосновные насыщенные карбоновые кислоты) – карбоновые кислоты, в которых насыщенный углеводородный радикал соединен с двумя карбоксильными группами –COOH. Все они имеют общую формулу HOOC(Ch3)nCOOH,… …   Википедия

  • Двухосновные карбоновые кислоты — (или дикарбоновые кислоты)  это карбоновые кислоты, содержащие две карбоксильные группы COOH, с общей формулой HOOC R COOH, где R  любой двухвалентный органический радикал. Содержание 1 Химические свойства 2 Примеры …   Википедия

  • Дикарбоновые кислоты — Двухосновные карбоновые кислоты (дикарбоновые кислоты) – это карбоновые кислоты, содержащие две карбоксильные группы –COOH. Общей формулой HOOC R–COOH, где R любой двухвалентный органический радикал. Содержание 1 Химические свойства 2 Примеры …   Википедия

  • Е363 — янтарная кислота Янтарная кислота (бутандиовая кислота, этан 1,2 дикарбоновая кислота) НООС СН2 СН2 СООН  двухосновная предельная карбоновая кислота. Бесцветные кристаллы, растворимые в воде и спирте. Температура плавления 185 °C. Содержится в… …   Википедия

  • Корексит — Необходимо проверить качество перевода и привести статью в соответствие со стилистическими правилами Википедии. Вы можете помочь улучшить эту статью, исправив в ней ошибки. Ориги …   Википедия

dic.academic.ru

4.2.3 Дикарбоновые кислоты

К классу дикарбоновых кислот относятся соединения, содержащие две карбоксильные группы. Дикарбоновые кислоты подразделяют в зависимости от типа углеводородного радикала:

Номенклатура дикарбоновых кислот аналогична номенклатуре монокарбоновых кислот (часть 2, глава 6.2):

Примеры названия дикарбоновых кислот приведены в таблице 25.

Таблица 25 – Номенклатура дикарбоновых кислот

Структурная формула

Название

тривиальное

систиматическая

радикально-функциональная

щавелевая кислота

этандиовая

кислота

малоновая кислота

пропандиовая

кислота

метандикарбоновая

кислота

янтарная

кислота

бутандиовая

кислота

этандикарбоновая-1,2 кислота

глутаровая кислота

пентандиовая

кислота

пропандикарбоновая-1,3 кислота

адипиновая кислота

гександиовая

кислота

бутандикарбоновая-1,4 кислота

малеиновая кислота

цис-бутендиовая кислота

цис-этилендикарбоновая-1,2 кислота

Продолжение таблицы 25

фумаровая кислота

транс-бутендиовая

кислота

транс-этилендикар-боновая-1,2 кислота

итаконовая кислота

пропен-2-дикарбоновая-1,2 кислота

бутиндиовая

кислота

ацетилендикарбоновая кислота

фталевая кислота

1,2-бензолдикарбоновая кислота

изофталевая кислота

1,3-бензолдикарбоновая кислота

терефталевая кислота

1,4-бензолдикарбоновая кислота

Изомерия. Для дикарбоновых кислот характерны следующие виды изомерии:

Структурная:

Пространственная:

Методы получения дикарбоновых кислот. Дикарбоновые кислоты получают с использованием тех же методов, что и в случае монокарбоновых кислот, за исключением нескольких специальных способов, применимых для отдельных кислот.

Общие способы получения дикарбоновых кислот

  1. Окисление диолов и циклических кетонов:

  1. Гидролиз нитрилов:

  1. Карбонилирование диолов:

  1. Получение щавелевой кислоты из формиата натрия сплавлением его в присутствии твердой щелочи:

  1. Получение малоновой кислоты:

  1. Получение адипиновой кислоты. В промышленности получается при окислении циклогексанола 50 % азотной кислотой в присутствии медно-ванадиевого катализатора:

Физические свойства дикарбоновых кислот. Дикарбоновые кислоты – твердые вещества. Низшие члены ряда хорошо растворимы в воде и лишь незначительно растворяются в органических растворителях. Растворяясь в воде, образуют межмолекулярные водородные связи. Граница растворимости в воде лежит при С6 – С7. Эти свойства кажутся вполне естественными, поскольку полярная карбоксильная группа составляет значительную часть в каждой из молекул.

Таблица 26 – Физические свойства дикарбоновых кислот

Название

Формула

Т.пл. °С

Растворимость при 20 °С,

г/100 г

105×K1

105×K2

Щавелевая

189

9

5400

5,2

Малоновая

136

74

140

0,2

Янтарная

185

6

6,4

0,23

Глутаровая

98

64

4,5

0,38

Адипиновая

151

2

3,7

0,39

Пимелиновая

105

5

3.1

0,37

Пробковая (субериновая)

144

0,2

3,0

0,39

Азелаиновая

106

0,3

2,9

0,39

Себациновая

134

0,1

2,6

0,4

Малеиновая

130,5

79

1000

0,055

Фумаровая

302

0,7

96

4,1

Фталевая

231

0,7

110

0,4

Таблица 27 – Поведение дикарбоновых кислот при нагревании

Кислота

Формула

Ткип., °С

Продукты реакции

Щавелевая

160–180

СО2 + HCOOH

Малоновая

140–160

СО2 + СН3СООН

Янтарная

300

Продолжение таблицы 27

Глутаровая

300

Адипиновая

300

Пимелиновая

300

Фталевая

230

Высокие температуры плавления кислот по сравнению с температурами плавления и кипения спиртов и хлоридов, по-видимому, обусловлены прочностью водородных связей. При нагревании дикарбоновые кислоты разлагаются с образованием различных продуктов.

Химические свойства. У двухосновных кислот сохраняются все общие для карбоновых кислот свойства. Дикарбоновые кислоты превращаются в соли и образуют те же производные, что и монокарбоновые (галогенангидриды, ангидриды, амиды, сложные эфиры), но реакции могут идти как по одной (неполные производные), так и по обеим карбоксильным группам. Механизм реакций образования производных тот же, что и у монокарбоновых кислот.

Двухосновные кислоты обнаруживают также ряд особенностей, обусловленных влиянием двух СООН-групп.

  1. Кислотные свойства. У дикарбоновых кислот по сравнению с предельными одноосновными кислотами повышены кислотные свойства (средние константы ионизации, таблица 26). Причиной этого является не только дополнительная диссоциация по второй карбоксильной группе, поскольку ионизация второго карбоксила протекает значительно труднее и вклад в кислотные свойства второй константы едва заметен.

Электроноакцепторная группа, как известно, вызывает увеличение кислотных свойств карбоновых кислот, так как повышение положительного заряда на карбоксильном атоме углерода способствует усилению мезомерного эффекта р,π-сопряжения, что, в свою очередь, усиливает поляризацию связи О–Н и облегчает ее диссоциацию. Этот эффект выражен тем больше, чем ближе друг к другу расположены карбоксильные группы. Токсичность щавелевой кислоты связана, прежде всего, с ее высокой кислотностью, величина которой приближается к таковой у минеральных кислот. Учитывая индуктивный характер влияния, понятно, что в гомологическом ряду дикарбоновых кислот кислотные свойства резко убывают по мере удаления карбоксильных групп друг от друга.

Дикарбоновые кислоты ведут себя как двухосновные и образуют два ряда солей – кислые (с одним эквивалентом основания) и средние (с двумя эквивалентами):

  1. Реакции нуклеофильного замещения. Дикарбоновые кислоты, подобно монокарбоновым, вступают в реакции нуклеофильного замещения с участием одной или двух функциональных групп и образуют функциональные производные – сложные эфиры, амиды, хлорангидриды.

За счет высокой кислотности самой щавелевой кислоты ее сложные эфиры получают без применения кислотных катализаторов.

3. Специфические реакции дикарбоновых кислот. Взаимное расположение карбоксильных групп в дикарбоновых кислотах существенно влияет на их химические свойства. Первые гомологи, в которых СООН-группы сближены, – щавелевая и малоновая кислоты – способны при нагревании отщеплять оксид углерода (IV), в результате чего удаляется карбоксильная группа. Способность к декарбо-ксилированию зависит от строения кислоты. Монокарбоновые кислоты теряют карбоксильную группу труднее, только при нагревании их солей с твердыми щелочами. При введении в молекулы кислот ЭА заместителей склонность их к декарбоксилированию возрастает. В щавелевой и малоновой кислотах вторая карбоксильная группа выступает в качестве такого ЭА и тем самым облегчает декарбоксилирование.

3.1

3.2

Декарбоксилирование щавелевой кислоты используется как лабо-раторный метод синтеза муравьиной кислоты. Декарбоксилирование производных малоновой кислоты является важным этапом в синтезе карбоновых кислот. Декарбоксилирование ди- и трикарбоновых кислот характерно для многих биохимических процессов.

По мере удлинения углеродной цепи и удаления функциональных групп ослабевает их взаимное влияние. Поэтому следующие два члена гомологического ряда – янтарная и глутаровая кислоты – при нагревании не декарбоксилируются, а теряют молекулу воды и образуют циклические ангидриды. Такой ход реакции обусловлен образованием устойчивого пяти- или шестичленного цикла.

3.3

3.4 Прямой этерификацией кислоты могут быть получены ее полные эфиры, а взаимодействием ангидрида с эквимольным количеством спирта – соответствующие кислые эфиры:

3.4.1

3.4.2

3.5 Получение имидов. Нагреванием аммонийной соли янтарной кислоты получают ее имид (сукцинимид). Механизм этой реакции такой же, как при получении амидов монокарбоновых кислот из их солей:

В сукцинимиде атом водорода в иминогруппе обладает значительной протонной подвижностью, что вызвано электроноакцепторным влиянием двух соседних карбонильных групп. На этом основано получение N-бром-сукцинимида – соединения, широко используемого в качестве бромирую-щего агента для введения брома в аллильное положение:

Отдельные представители. Щавелевая (этандновая) кислота НООССООН. В виде солей содержится в листьях щавеля, кислицы, ревеня. Соли и эфиры щавелевой кислоты имеют тривиальное название оксалаты. Щавелевая кислота проявляет восстановительные свойства:

Эта реакция используется в аналитической химии для установления точной концентрации растворов перманганата калия. При нагревании в присутствии серной кислоты происходит декарбоксилирование щавелевой кислоты с последующим разложением образовавшейся муравьиной кислоты:

Качественной реакцией для обнаружения щавелевой кислоты и ее солей служит образование нерастворимого оксалата кальция.

Щавелевая кислота легко окисляется, количественно превращаясь при этом в диоксид углерода и воду:

Реакция настолько чувствительна, что ее используют в объемном анализе для установления титров растворов перманганата калия.

Малоновая (пропандиовая) кислота НООССН2СООН. Содержится в соке сахарной свеклы. Малоновую кислоту отличает значительная протонная подвижность атомов водорода в метиленовой группе, обусловленная электроноакцепторным влиянием двух карбоксильных групп.

Водородные атомы метиленовой группировки настолько подвижны, что могут замещаться на металл. Однако со свободной кислотой это превращение невозможно, так как водородные атомы карбоксильных групп значительно подвижнее и замещаются в первую очередь.

Заместить α-водородные атомы метиленовой группы на натрий возможно, лишь защитив карбоксильные группы от взаимодействия, что позволяет сделать полная этерификация малоновой кислоты:

Малоновый эфир при взаимодействии с натрием, отщепляя водород, образует натрий-малоновый эфир:

Анион Na-малонового эфира стабилизирован сопряжением НЭП атома углерода с π-электронами связей С=О. Na-малоновый эфир, как нуклеофил, легко вступает во взаимодействие с молекулами, содержащими электрофильный центр, например, с галогеналканами:

Пречисленные реакции позволяют использовать малоновую кислоту для синтеза ряда соединений:

Янтарная кислота представляет собой бесцветное кристаллическое вещество с т. пл. 183 °С, растворяется в воде и спиртах. Янтарная кислота и ее производные достаточно доступны и находят широкое применение в органическом синтезе.

Адипиновая (гександиовая) кислота НООС–(СН2)4–СООН. Представляет собой бесцветное кристаллическое вещество с т. пл. 149 °С, мало растворима в воде, лучше – в спиртах. Большое количество адипиновой кислоты идет на изготовление полиамидного волокна нейлона. Благодаря своим кислотным свойствам адипиновая кислота используется в быту для удаления накипи с эмалированной посуды. Она реагирует с карбонатами кальция и магния, переводя их в растворимые соли, и в то же время не портит эмаль, как сильные минеральные кислоты.

studfile.net

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о