Изомерия скелета в углеводородном радикале проявляется, начиная с бутановой кислоты, которая имеет два изомера:
СН3–CH2–CH2–COOH н-бутановая кислота; СН3–CH(СН3)–COOH 2-метилпропановая кислота.
Межклассовая изомерия проявляется, начиная с уксусной кислоты:
CH3–COOH уксусная кислота; H–COO–CH3 метилформиат (метиловый эфир муравьиной кислоты); HO–CH2–COH гидроксиэтаналь (гидроксиуксусный альдегид); HO–CHO–CH2 гидроксиэтиленоксид.
19.Сложные эфиры — органические соединения, производные карбоновых или минеральных кислот, в которых гидроксильная группа -OH кислотной функции заменена на спиртовой остаток. Отличаются от простых эфиров, в которых два углеводородных радикала соединены атомом кислорода (R1-O-R2).
Жиры, или триглицериды — природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов. Наряду с углеводами и белками, жиры — один из главных компонентов клеток животных, растений и микроорганизмов. Жидкие жиры растительного происхождения обычно называют маслами — так же, как и сливочное масло.
Карбо́новые кисло́ты — класс органических соединений, молекулы которых содержат одну или несколько функциональных карбоксильных групп -COOH. Кислые свойства объясняются тем, что данная группа может сравнительно легко отщеплять протон. За редкими исключениями карбоновые кислоты являются слабыми. Например, у уксусной кислоты CH3COOH константа кислотности равна 1,75·10−5. Ди- и трикарбоновые кислоты более сильные, чем монокарбоновые.
Жир - хороший теплоизолятор, поэтому у многих теплокровных животных он откладывается в подкожной жировой ткани, уменьшая потери тепла. Особенно толстый подкожный жировой слой характерен для водных млекопитающих (китов, моржей и др.). В то же время у животных, обитающих в условиях жаркого климата (верблюды, тушканчики) жировые запасы откладываются на
Структурная функция
Фосфолипиды составляют основу бислоя клеточных мембран, холестерин - регуляторы текучести мембран. У архей в состав мембран входят производные изопреноидных углеводородов. Воски образуют кутикулу на поверхности надземных органов (листьев и молодых побегов) растений. Их также производят многие насекомые (так, пчёлы строят из них соты, а червецы и щитовки образуют защитные чехлы).
Регуляторная
Витамины — липиды (A, D, E)
Гормональная (стероиды, эйкозаноиды, простагландины и прочие.)
Кофакторы (долихол)
Сигнальные молекулы (диглицериды, жасмоновая кислота; МP3-каскад)
Защитная (амортизационная)
Толстый слой жира защищает внутренние органы многих животных от повреждений при ударах (например, сивучи при массе до тонны могут прыгать на каменистый берег со скал высотой 4-5 м).
20-21-22. Одноосновные непредельные кислоты - производные ненасыщенных углеводородов, у которых один атом водорода замещен карбоксильной группой.
Номенклатура, изомерия. В группе непредельных кислот наиболее часто используют эмпирические названия: СН2=СН-СООН - акриловая (пропеновая) кислота, СН2=С(СН3)-СООН - метакриловая (2-метилпропеновая) кислота. Изомерия в группе непредельных одноосновных кислот связана с:
а) изомерией углеродного скелета; б) положением двойной связи; в) цис-транс-изомерией.
Способы получения.1. Дегидрогалогенирование галогенозамещенных кислот:
СН3-СН2-СНСl-СООН ---KOH(конц)---> СН3-СН=СН-СООН
2. Дегидратация оксикислот: НО-СН2-СН2-СООН -> СН2=СН-СООН
Физические свойства. Низшие непредельные кислоты - жидкости, растворимые в воде, с сильным острым запахом; высшие - твердые, не растворимые в воде вещества, без запаха.
Химические свойства непредельных карбоновых кислот обусловлены как свойствами карбоксильной группы, так и свойствами двойной связи. Специфическими свойствами обладают кислоты с близко расположенной от карбоксильной группы двойной связью - альфа, бета-непредельные кислоты. У этих кислот присоединение галогеноводородов и гидратация идут против правила Марковникова: СН2=СН-СООН + НВr -> СН2Вr-СН2-СООН
При осторожном окислении образуются диоксикислоты: СН2=СН-СООН + [О] + Н20 -> НО-СН2-СН(ОН)-СООН
При энергичном окислении происходит разрыв двойной связи и образуется смесь разных продуктов, по которым можно установить положение двойной связи. Олеиновая кислота С17Н33СООН - одна из важнейших высших непредельных кислот. Это - бесцветная жидкость, затвердевает на холоде. Ее структурная формула: СН3-(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-СООН.
23. 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(CH2)nCOOH, где n = 0, 1, 2, …
Номенклатура. Систематические названия двухосновных предельных карбоновых кислот даются по названию соответствующего алкана с добавлением суффикса -диовая и слова кислота.
Изомерия скелета в углеводородном радикале проявляется, начиная с бутандиовой кислоты, которая имеет два изомера:
HOOC–CH2–CH2–COOH н-бутандиовая кислота (этан-1,2-дикарбоновая кислота);
СН3–CH(COOH)–COOH этан-1,1-дикарбоновая кислота.
24-25. ОКСИКИСЛОТЫ (гидроксикарбоновые кислоты) , имеют в молекуле наряду с карбоксильной группой - COOH гидроксильную группу - OH, напр. HOCH2COOH (гликолевая кислота). Содержатся в растительных и животных организмах (молочная, лимонная, винная и другие кислоты).
Распространение в природе
Оксикислоты весьма широко распространены; так, винная, лимонная, яблочная, молочная и другие кислоты относятся к оксикислотам, а их название отражает первичный природный источник, в котором было найдено данное вещество.
Методы синтеза
Реакция Реформатского является методом синтеза эфиров β-гидроксикарбоновых кислот.
«Фруктовые кислоты». Многие оксикислоты получили применение в косметике, в качестве кератолитиков. Название, правда, маркетологи немного изменили — для большей привлекательности в косметологии их часто называют «фруктовые кислоты».
26-27.ОКСИКИСЛОТЫ (спиртокислоты), соединения двойной функции, одновременно и спирты и кислоты, содержащие и водный остаток и карбоксильную группу. Смотря но положению ОН по отношению к СООН (рядом, через одно, два, три места) различают а-, /?-, у-, б-оксикислоты. Для получения О. существует много методов, важнейшие из к-рых осторожное окисление гликолей: СН3.СН(ОН).СН2.ОН + 02 = СН3. .СН(ОН).СООН; омыление оксинитрилов CH3.CH(OH).CN —* СН3.СН(ОН).СООН; обмен галоида в галоидокислотах на ОН: СН2С1.СООН + КОН = СН2(ОН).СООН + + КС1, действие HN02 на аминокислоты: CH2(NH2). СООН + HN02 = СН2(ОН) + N2 + + Н20. В животном организме оксикислоты образуются при дезаминировании (см.) аминокислот, при окислении жирных к-т (см. Ацетоновые тела, Обмен веществ—белковый), при гликолизе (см.), брожении (см.) и др. хим. процессах. Оксикислоты—густые жидкости или кристаллич. вещества. В хим. отношении О. реагируют и как спирты и как к-ты: дают напр. как простые, так и сложные эфиры; при действии галоидных соединений фосфора замещаются на галоид оба ОН; галоидоводородные к-ты реагируют только со спиртовым ОН.—Специальные реакции характеризуют а-, /}-, у- и Ь-оксикислоты: а- оксикислоты, теряя воду из двух молекул, дают циклические сложные эфиры, лактиды: 2СН2(ОН).СООН = 2Н20 + СН2.О.СО (гликолид); со.о.сн2 /З-О., выделяя воду, образуют непредельные к-ты: СН2(ОН).СН2.СООН- Н20 = СН2:СН. .СООН; у- и д-оксикислоты образуют ангидриды — лактоны: СН3.СН(ОН).СН2.СН2.СООН= =н2о+сн3.сн.сн2.сн2.со. О. широко распространены в животном и растительном организмах. Представителями алифатических а-О. являются гли-колевая кислота, СН2ОН.СООН(оксиуксус-ная), молочная кислота; из /?-оксикислот— гидракриловая, СН2ОН.СН2СООН, /9-окси-масляная кислота; у-О. в свободном виде неизвестны, так как теряя воду, переходят в лактоны. Среди двуосновных О. важное значение имеет яблочная к-та (оксиянтар-ная); СООН.СНОН.СН2.СООН, широко распространенная в растениях; обладает левым вращением в слабых растворах, правым в крепких; синтетическая к-та недеятельна. К двухосновным четырехатомным кислотам относятся винные кислоты (диоксиянтар-ные). Из других О.—лимонная, НО.СО.СН2. .(СОН)(СООН).СН2.СООН, весьма распространена в растительном мире (в вино- граде, лимонах) и найдена в животном организме (в молоке); в виде лимоннокислого железа имеет применение в медицине. Из ароматических О. (фенолокислот) в медицине имеют значение салициловая кислота, галловая кислота и их производные; фени-ловый эфир салициловой к-ты (салол), суль-фосалициловая к-та, C6H3.OH.S03H.COOH (реактив на белок), ацетилсалициловая к-та (аспирин). В растениях встречается много различных О. ароматического ряда, к производным к-рых относятся между прочим дубильные вещества, имеющие важное техническое значение. О биол. значении отдельных О. и о методах их количественного определения—см. Ацетоновые тела, Бро-Гликолиз, Дезаминирование, Кровь, Молочная кислота, Моча, Мышцы, Бета(^)-оксимасляная кислота.
28-29. в молекуле аммиака последовательно замещать атомы водорода углеводородными радикалами, то получатся соединения, которые относятся к классу аминов. Соответственно амины бывают первичные (RNH2), вторичные (R2NH), третичные (R3N). Группа -NH2 называется аминогруппой.
Различают алифатические, ароматические, алициклические и гетероциклические амины в зависимости от того, какие радикалы связаны с атомом азота.
Построение названий аминов производится прибавлением приставки амино- к названию соответствующего углеводорода (первичные амины) или окончания -амин к перечисленным назва-ниям радикалов, связанных с атомом азота (для любых аминов).
Способы получения.1. Реакция Гофмана. Один из первых методов получения первичных аминов — алкилирование аммиака алкилгалогенидами.2. Реакция Зинина — удобный способ получения ароматических аминов при восстановлении ароматических нитросоединений. В качестве восстановителей используются: H2 (на катализаторе). Иногда водород генерируют непосредственно в момент реакции, для чего обрабатывают металлы (цинк, железо) разбавленной кислотой.