Карбоновые кислоты

Дикарбоновые кислоты Номенклатура дикарбоновых кислот Дикарбоновые кислоты – карбоновые кислоты, в состав которых входят две карбоксильные группы. По номенклатуре ИЮПАК названия дикарбоновых кислот производят от названий соответствующих углеводородов с добавлением суффикса -диов , окончания -ая и слова кислота . Для наиболее известных дикарбоновых кислот общеупотребимы тривиальные названия (табл. 3). Таблица 3. Дикарбоновые кислоты \begin{table}[h] \begin{tabular}{|l|l|l|} \hline $HOOC-COOH$ & \begin{tabular}{@{}l@{}}Этандиовая щавелевая\end{tabular} & Оксалат \hline $HOOC-CH_2-COOH$ & \begin{tabular}{@{}l@{}}Пропандиовая, малоновая\end{tabular} & Малонат \hline $HOOC-(CH_2)_2-COOH$ & \begin{tabular}{@{}l@{}}Бутандиовая, янтарная\end{tabular} & Сукцинат \hline $HOOC-(CH_2)_3-COOH$ & \begin{tabular}{@{}l@{}}Пентандиовая глутаровая\end{tabular} & Глутарат \hline $HOOC-(CH_2)_4-COOH$ & \begin{tabular}{@{}l@{}}Гександиовая адипиновая\end{tabular} & Адипинат \hline \end{tabular} \end{table} Ароматические дикарбоновые кислоты называют фталевыми кислотами: Физические и химические свойства дикарбоновых кислот Дикарбоновые кислоты – твёрдые вещества. Низшие дикарбоновые кислоты хорошо растворимы в воде, но плохо растворимы в органических растворителях. Кислотные свойства. По первой ступени дикарбоновые кислоты, благодаря -I эффекту второй карбоксильной группы, являются более сильными кислотами, чем монокарбоновые кислоты. Существенно, что ионизация первой карбоксильной группы происходит заметно легче, чем ионизация второй. Особенно эти тенденции проявляются в случае щавелевой и малоновой кислот. Термические реакции. Интересно поведение дикарбоновых кислот при нагревании. Щавелевая и малоновая кислоты при нагревании отщепляют диоксид углерода с образованием муравьиной и уксусной кислот соответственно: $$ \begin{aligned} & \underset{\substack{щавелевая \\ кислота}}{HOOC-COOH} \xrightarrow{150~^\circC} \underset{\substack{муравьиная \\ кислота}}{HCOOH} + CO_2 \\[1.5em] & \underset{\substack{малоновая \\ кислота}}{HOOC-CH_2-COOH} \xrightarrow{140~^\circC} \underset{\substack{уксусная \\ кислота}}{CH_3COOH} + CO_2 \end{aligned} $$ \begin{quote} Янтарная, глутаровая и фталевая кислоты при нагревании отщепляют воду. При этом образуются циклические ангидриды: \end{quote} Реакции поликонденсации. Реакции этерификации и получения амидов дикарбоновых кислот лежат в основе промышленного производства конденсационных полимеров. Конденсации дикарбоновых кислот и диолов или диаминов ведут к образованию полиэфиров или полиамидов соответственно. Полиэфиры и полиамиды широко используют в производстве синтетических материалов. Один из наиболее важных полиэфиров – полиэтилентерефталат или лавсан – получают поликонденсацией терефталевой кислоты и диола: Особенности щавелевой кислоты Разложение щавелевой кислоты в присутствии серной кислоты. При нагревании в присутствии серной кислоты разложение щавелевой кислоты не останавливается на стадии декарбоксилирования: $$ \begin{array}{l} COOH \\[-0.5em] \vert \\[-0.5em] COOH \end{array} \xrightarrow[t]{H_2SO_4} CO_2 + CO + H_2O $$ Окисление. Щавелевая кислота, подобно муравьиной кислоте, проявляет восстановительные свойства и количественно окисляется перманганатом калия в кислом растворе до углекислого газа: Способы получения дикарбоновых кислот Щавелевая кислота. Щавелевую кислоту получают при нагревании формиата натрия по следующей схеме: Гидролиз динитрилов. Янтарную и глутаровую кислоты можно получить из соответствующих динитрилов: Окисление циклических кетонов. Глутаровую и адипиновую кислоты получают окислением циклопентанона и циклогексанона соответственно. При этом в промышленности в качестве окислителя используют разбавленную азотную кислоту: Окисление гомологов бензола. Фталевые кислоты можно получить жидкофазным или парофазным окислением ксилолов: 2019-2020 год, отборочный этап олимпиады «Ломоносов>>, 10 класс Условие К смеси двух одноосновных карбоновых кислот, одна из которых не содержит первичных, а вторая не содержит третичных атомов углерода, добавили избыток концентрированного раствора $KOH$. Раствор упарили, осадок прокалили со щелочью и получили 7.34 л газа $\textbf{A}}$ ($25^\circC$, 1 атм), 18.4 г жидкости $\textbf{B}}$ и твердый остаток, при добавлении к которому избытка пропионовой кислоты выделилось 12.23 л газа $\textbf{C}}$ ($25^\circC$, 1 атм). При смешении газов $\textbf{A}}$ и $\textbf{C}}$ образовалась смесь с плотностью, равной плотности $\textbf{A}}$. Установите строение и массы кислот. Предложите способ получения фенилглицина (амино(фенил)уксусной кислоты) из вещества $\textbf{B}}$ с использованием только неорганических реагентов. Напишите уравнения протекающих реакций.