Оксибензойные кислоты (стр. 1 из 3)
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Западно-Казахстанский Государственный Университет
имени М. Утемисова
Мукашева М.М
Оксибензойные кислоты (фенолокислоты)
КУРСОВАЯ РАБОТА
Специальность 050112 – «Химия»
Уральск 2011
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Западно-Казахстанский Государственный Университет
имени М. Утемисова
« Допущена к защите »
-------------- Заведующей
кафедрой ------------ Д .К. Мендалиева
КУРСОВАЯ РАБОТА
На тему : « Оксибензойные кислоты»
По специальности 050112 – « Химия »
Выполнила:М.М.Мукашева
Научный руководитель
Старший преподователь кафедры «Химия» Ж.Н. Нуртаева
Уральск 2011
Оксибензойные кислоты — относятся к группе простейших фенольных соединений С6 — С1-ряда, которые можно рассматривать как производные бензойной кислоты. Наряду с другими фенолами оксибензойные кислоты весьма широко распространены в природе: дубильные вещества, лигнин, некоторые гликозиды – это далеко не полный перечень природных веществ,построенных на их основе. Такие соединения, как салициловая, протокатеховая, ванилиновая, сиреневая и галловая кислоты обнаружены практически у всех покрытосеменных растений.
Оксибензойные кислоты - антисептики, входит в состав мазей, паст, присыпок и растворов для лечения кожных заболеваний . Ее применяют также в качестве консерванта некоторых пищевых продуктов, полупродукта в синтезе красителей и фунгицидов. Эфиры оксибензойных кислот и их соли – полупродукты в производстве душистых веществ. В больших масштабах оксибензойные кислоты потребляется в производстве азокрасителей.
Целью курсовой работы является рассмотрение химическую структуру оксибензойных кислот, изучить физико-химических свойств кислот и их производных и подробнее познакомиться о распространении в природе и применении этих феноло карбоновых соединений в разных отраслях науки.
Оксибензойные кислоты — кристаллические вещества, растворимы в спирте, этилацетате, диэтиловом эфире, а также в водных растворах гидрокарбоната и ацетата натрия. Вступают в реакцию сочетания с диазотированными ароматическими аминами с образованием окрашенных соединений. Эта реакция используется для обнаружения бензойных кислот на хроматограммах.
Оксибензойные кислоты по числу ОН группы делятся на :
- моногидрооксибензойные кислоты;
- дигидрооксибензойные кислоты;
- полиоксибензойные кислоты.
СВОЙСТВА ГИДРОКСИБЕНЗОЙНЫХ КИСЛОТ
| Положение группы - ОН | Тривиальное название | Т. пл., °С |  | рК(20°С, вода) | Растворимость в воде, % по массе (25 °С) ' | |
| pK1 | рК2. | |||||
| Моногидроксибензойные кислоты (мол.м. 138,1) | ||||||
| 2 | Салициловая кислота | 159,5 | 1,443 | 2,7 | 7,5 | 1,80 |
| 3 | - | 203 | 1,484 (25 °С) | 4,10 | 9,9 | 1,07 |
| 4 | - | 216,3 | 1,482 (25 °С) | 4,60 | 9,3 | 0,49 (20 °С) |
| Дигидроксибензойные кислоты (мол.м. 154,1) | ||||||
| 2,3 | Пирокатеховая кислота | 204 | 1,542 | 2,8 | 10,1 | . |
| 2,4 | b-Резорциловая кислота | 227 | - | 3,3 | 9,12 (4-ОН)* | 0,57 |
| 2,5 | Гентизиновая кислота | 205 | - | 3,1 | 10,2 | 2,10 |
| 2,6 | g-Резорциловая кислота | 167 | - | 1,05 | - | 2,80 |
| 3,4 | Пирокатехиновая кислота | 200-2 (с разл.) | 1,542 | 4,52 | 7,22** | |
| 3,5 | a-Резорциловая кислота | 238-240 | - | 4,1 | 6,76** | 10,10 |
| Тригидроксибензойные кислоты (мол.м. 170,1) | ||||||
| 2,3,4 | Пирогаллоловая кислота | 207-8 (с разл.) | - | - | - | |
| 2,3,5 | Оксигидрохиноновая кислота | 234,5-235 | - | - | - | - |
| 2,4,5 | - | 217-218 (с разл.) | - | - | - | - |
| 2,4,6 | Флороглюциновая кислота | 100 (с разл.) | - | - | - | - |
| 3,4,5 | Галловая кислота | 240 (с разл.) | 1,694 (4°С) | 4,40 | 9,14 | 1,16 |
| 2,3,6 | 188,5-190 (с разл.) | |||||
* рК3 15,6 (2-ОН). ** В 80%-ном 2-метоксиэтаноле.
Салициловая кислота (от латинского слово « Salix» — ива, из коры которой она была впервые выделена) — 2-гидроксибензойная или фенольная кислота, С6Н4(ОН)СООН; Выделена из ивовой коры итальянским химиком Рафаэлем Пириа и затем синтезирована им же.
В природе встречается в растениях в виде производных — главным образом в виде гликозида метилового эфира (в частности, салициловая кислота была впервые выделена из коры ивы (Salix.), откуда и происходит название), свободная салициловая кислота наряду с салициловым альдегидом в небольших количествах содержится в эфирном масле, выделяемых из цветов некоторых видов спиреи (Spiraea ulmaria, Spiraea digitata).
Салициловая кислота – бесцветные кристаллы, легкорастворима в этаноле, диэтиловом эфире и других полярных органических растворителях, малорастворима в сероуглероде.
Растворимость в воде (г/л): (0оС), 1.8 (20оС), 8.2 (60оС), 20.5 (80оС).
Салициловая кислота - одна из наиболее распространенных оксибензойных кислот.
Основной промышленный способ синтеза салициловой кислоты и ее производных -карбоксилирование сухого фенолята Na (Кольбе-Шмитта реакция) действием СО 2 при давлении 0,6 МПа, т-ре 185°С в течение 8-10 ч:
С многоатомными фенолами, например с резорцином, эта реакция проходит легче. Так, резорциловая кислота образуется уже при нагревании резорцина с раствором бикарбоната аммония:
Резорцин резорцилат аммония
Салициловую кислоту можно также получить окислением салицилового альдегида или фенолят натрия с четыреххлористым углеродом и щелочью:
Является двухосновной кислотой: pK1 = 2,7, pK2 = 7,5.
Реакционная способность бензольного ядра салициловой кислоты определяется наличием двух заместителей с противоположными мезомерным и индуктивным эффектами: донорной гидроксильной и акцепторной карбоксильной: в результате салициловая кислота значительно сильнее бензойной и своих изомеров, но не так активно, как фенол, такой орто-эффект оксигруппы обьясняется образованием водородной связи между функциональными группами, что увеличивает σ+ заряд на карбоксильном углероде:
Нуклеофильное замещение направляется в орто- и пара-положения к гидроксилу и зачастую сопровождается декарбоксилированием: так, нитрование салициловой кислоты приводит к пикриновой кислоте (2,4,6-тринитрофенолу), а бромирование — к 2,4,6-трибромфенолу, хотя сульфирование олеумом идёт без декарбоксилирования и даёт сульфосалициловую (2-гидрокси-5-сульфобензойную) кислоту. При нагревании салициловая кислота декарбоксилируется до фенола, в промышленности салициловую кислоту обычно получают обратной реакцией — карбоксилированием фенолята натрия углекислым газом при 150—180 °C и давлении 5 атм (реакция Кольбе — Шмитта):
Следует обратить внимание, что такое карбоксилирование фенола, во-первых обратимо и, во-вторых, существенную роль в карбоксилирование в орто-положение к фенольному гидроксилу играет эффект взаимодействия координационной связи катионащелочного металла с кислородными лигандами с образованием хелатообразного промежуточного состояния: так, в орто-положение с образованием салицилата карбоксилирование происходит только в случае фенолятов натрия и лития, в случае фенолятов калия, рубидия и цезия карбоксилирование идёт по пара-положению — катионы этих щелочных металлов имеют больший радиус и координационная стабилизация переходного состояния невозможна. Об обратимости реакции говорит также перегруппировка дикалиевой соли салициловой кислоты в дикалиевую соль пара-гидроксибензойной кислоты и превращение натриевой соли пара-гидроксибензойной кислоты при нагревании в динатриевую соль салициловой кислоты.
Такое хелатообразование характерно для салициловой кислоты — так, качественный метод обнаружения салициловой кислоты основан на образовании интенсивно окрашенных в сине-фиолетовый цвет комплексов с хлоридом железа (III).
Салициловая кислота образует по функциональным группам два ряда производных. Хлористыми ацилами и ангидридами кислот ацилируется по гидроксигруппе; например , под действием ацетилангидрида превращается в ацетилсалициловую кислоту (аспирин):
Хлор ангидрид салициловой кислоты образует с фенолами или спиртами сложные эфиры другого типа (по карбоксилу), например:
салициловая кислота салол
Салициловая кислота взаимодействуя с анилином в присутствии РСl3 ведет к салициланилиду:
