Галловая кислота с хлоридом железа 3 уравнение

Лекция 19. Ароматические кислоты и их производные

» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>

Ароматические кислоты и их производные.

Ароматические кислоты – производные ароматических углеводородов, у которых в бензольном ядре один или несколько атомов водорода замещены карбоксильными группами. В качестве лекарственных веществ и исходных продуктов их синтеза наибольшее значение имеют бензойная кислота и кислота салициловая (фенолокислота):

Наличие ароматического ядра в молекуле усиливает кислые свойства вещества. Константа диссоциации у бензойной кислоты имеет несколько меньшее значение ( К=6,3·10 -5 ), чем у уксусной (К=1,8·10 -5 ). Аналогичными химическими свойствами обладает и салициловая кислота, однако присутствие фенольного гидроксила в ее молекуле повышает константу диссоциации до 1,06·10 -3 и расширяет число аналитических реакций, которые могут быть использованы для качественного о количественного анализа. Бензойная и салициловая кислоты при взаимодействии со щелочами образуют соли.

Ароматические кислоты так же, как и неорганические или алифатические, проявляют антисептическое действие. Они могут оказывать на ткани также раздражающее и прижигающее действие, связанное с образованием альбуминатов. Фармакологический эффект зависит от степени диссоциации кислоты.

Натриевые соли бензойной и салициловой кислот в отличие от самих кислот легко растворимы в воде. В водных растворах они ведут себя как соли сильных оснований и слабых кислот. Фармакологическое действие солей и самих кислот одинаково, однако из-за большей растворимости раздражающее действие их ниже.

Бензойная кислота-Acidum benzoicum

Натрия бензоат-Natrii benzoicum

Свойства. Бензойная кислота – бесцветные игольчатые кристаллы или белый мелкокристаллический порошок с т.пл. 122-124,5°C. Бензоат натрия – белый мелкокристаллический порошок без запаха или с очень слабым запахом, сладко-соленого вкуса. Температура плавления не определяется.

Получение.

1. Окисление толуола перманганатом калия, двуокисью марганца, бихроматом калия.

2. Парофазный каталитический процесс окисления кислородом воздуха толуола до бензойной кислоты.

3. Декарбоксилирование фталевой кислоты до бензойной.

Подлинность. Из реакций подлинности специфичной для бензойной кислоты и ее солей является реакция образования комплексной соли телесного цвета при взаимодействии ее с раствором FeCl₃. Для этого бензойную кислоту нейтрализуют щелочью по индикатору и затем добавляют несколько ка­пель раствора Fe Cl₃:

Необходимым условием проведения этой реакции является получе­ние нейтральной натриевой соли бензойной кислоты, так как в кислой среде осадок комплексной соли будет растворяться, при избытке щелочи будет выпадать бурый осадок гидроокиси железа (III).

При действии на бензойную кислоту перекиси водорода в присут­ствии катализатора сульфата железа (II) она превращается в салици­ловую кислоту, которая может быть обнаружена по фиолетовому окра­шиванию с раствором FeCl₃:

В качестве одной из примесей в препарате может быть продукт не­полного хлорирования исходного вещества синтеза (толуола), который обнаруживается по зеленому цвету пламени после внесения крупинки препарата на медной проволоке в бесцветное пламя горелки — реакция Белыитейна.

Количественное содержание препарата определяется методом ней­трализации в спиртовой среде по индикатору фенолфталеину:

Бензойная кислота применяется как слабый антисептик в мазевых основах, она действует и как отхаркивающее средство. Чаще бензойная кислота применяется в виде своей натриевой соли C₆H₅COONa. Введе­ние катиона натрия уменьшает раздражающее действие бензойной кис­лоты и в то же время несколько уменьшает антисептическую активность препарата. Соли бензойной кислоты действуют как слабые диуретики и, подобно самой бензойной кислоте, применяются для консервации пи­щевых продуктов.

Бензойная кислота летуча, поэтому хранить ее следует в хорошо за­купоренных склянках.

Бензоат натрия.

Получение. Получают по реакции нейтрализации бензойной кислоты содой или щелочью:

Подлинность препарата подтверж­дается образованием осадка телесного цвета при действии раствора FеСl₃ .

Сухой остаток после прокаливания бензоата натрия окрашивает пла­мя горелки в желтый цвет (реакция на Na + ). Если этот остаток раство­рить в воде, реакция среды оказывается щелочной на лакмус (реакция на Na + ).

Характерной (но не официнальной) реакцией на бензоат натрия яв­ляется реакция с 5% раствором сульфата меди — выпадает осадок би­рюзового цвета. Этой реакцией удобно пользоваться во внутриаптечном контроле как быстро выполнимой и специфичной для данного препарата.

При действии на бензоат натрия минеральной кислоты выпадает осадок бензойной кислоты, который отфильтровывается, высушивается и подтверждается определением температуры плавления (122—124,5°). Эта реакция положена в основу количественного определения препара­та: бензоат натрия растворяют в воде и в присутствии эфира, извлекаю­щего бензойную кислоту, титруют кислотой при индикаторе метиловом оранжевом.

Применяется внутрь как отхаркивающее и слабо дезинфицирующее средство. Кроме того, применяется для исследования антитоксической функции печени. Находящаяся в печени аминоуксусная кислота глицин-1 вступает в реакцию с бензойной кислотой с образованием гиппуровой кислоты, которая выделяется с мочой. По количеству выделенной гиппуровой кислоты судят о состоянии печени.

Из эфиров бензойной кислоты в медицинской практике находит применение в настоящее время бензилбензоат.

Бензилбензоат медицинский –Benzylii benzoas medicinalis.

Свойства. Бесцветная маслянистая жидкость со слегка ароматическим запахом. Острого и жгучего вкуса. Практически не растворим в воде. Смешивается в любых соотношениях со спиртом, эфиром и хлороформом. Температура кипения 316-317°C, Т.пл. 18,5-21°C. Нормативный документ ФС 42-1944-89.

Получение. Взаимодействием хлористого бензоила и бензилового спирта в присутствии оснований.

Подлинность.
1. ИК спектр.
2. УФ-Спектр.

• Спектрофотометрия.
• Газожидкостная хроматография.

Применение. В качестве противочесоточного средства, против вшей. Применяется в ряде косметических средств.

Форма выпуска: гель 20%, крем 25%, мазь 10%, эмульсия.

ФЕНОЛОКИСЛОТЫ. Кислота салициловая. Acidum salicylicum.

Из трех возможных изомеров фенолокислот только салициловая или о-оксибензойная кислота проявляет наибольшую физиологическую активность.

Сама салициловая кислота в настоящее время малоприменима, однако ее производные являются одними из самых многотоннажных лекарственных средств. Сама салициловая кислота –игольчатые кристаллы или мелкокристаллический порошок. При нагревании способна возгоняться – этот факт используется для очистки салициловой кислоты при производстве ацетилсали-циловой кислоты. При нагревании свыше 160°C дексарбоксилируется с образованием фенола.

Впервые салициловая кислота была получена окислением феноло-спирта салигенина, который был получен при гидролизе гликозида сали­цина, содержащегося в коре ивы. От латинского названия ивы — Salix — и произошло название «салициловая кислота»:

В эфирном масле растения Gaulteria procumbens находится метило­вый эфир салициловой кислоты, омылением которого может быть так­же получена салициловая кислота.

Однако природные источники салициловой кислоты не могут удов­летворить потребности в ее препаратах и поэтому кислоту и ее производ­ные получают исключительно синтетическим путем.

Наибольший интерес и промышленное значение имеет метод полу­чения салициловой кислоты из фенолята натрия. Этот метод впервые применил Кольбе и усовершенствовал Р. Шмидт. Сухой фенолят натрия подвергают действию двуокиси углерода под давлением 4,5—5 атм. при температуре 120—135°. В этих условиях СО₂ внедряется в молекулу фе­нолята в о-положение по отношению к фенольному гидроксилу:

Полученный фенолят салициловой кислоты тотчас же претерпевает внутримолекулярную перегруппировку, в результате получается натрие­вая соль салициловой кислоты, которая при подкислении выделяет са­лициловую кислоту:

Салициловая кислота проявляет одновременно свойства фенола и кислоты. Как фенол она дает типичную для фенола реакцию с раствором хлорного железа. Салициловая кислота в отличие от фенолов может растворяться не только в щелочах, но и в растворах карбонатов. При растворении в карбонатах она дает среднюю соль – салицилат натрия – применяемую в медицине:

В щелочах образуется динатриевая соль.

3.Температура плавления 158-161°C.

При наличии избытка брома происходит декарбоксилирование и образование трибромфенола. Этот метод используется также для количественного определения.

Количественное определение.

1. Методом нейтрализации в спиртовом растворе при индикаторе фенолфталеине ( фармакопейный метод).

2. Броматометрический метод.

Избыток брома определяется йодометрически.

Применение. Наружно как антисептическое и раздражающее средство.

Формы выпуска. Мази 4%, салициловой кислоты, бензойной кислоты и вазелина паста, салицилово-цинковая паста, спиртовые растворы 2%.

Хранение. В плотно закрытых склянках в защищенном от света месте.

Натрия салицилат
Natrii salicylas

Подлинность препарата.
1. По реакции с хлорным железом.
2. С реактивом Марки ( смесь серной кислоты с формалином) дает красное окрашивание.
3. Реакция окрашивания пламени на катион натрия.
4. Отстаток от сжигания дает щелочную реакцию на лакмус.
5. Образование интенсивного зеленого окрашивания с раствором медного купороса. Если к водному раствору салицилата натрия добавлять по каплям 5% раствор CuSO₄, появляется интенсивное зеленое окрашивание.

Количественное определение.

1. Ацидиметрический метод прямого титрования. В качестве индикаторов используется смесь метилового оранжевого и метиленового синего.

2. Броматометрический метод.

Применение. Внутрь в порошках и таблетках в качестве болеутоляющего и противовоспалительного средства при ревматизме.Таблетки 0,25 и 0,5 г, Таблетки натрия салицилата 0,3 и кофеина 0.05 г..

Эфиры салициловой кислоты.

МЕТИЛСАЛИЦИЛАТ – Methylii salicilas

В природе встречается в эфирном масле растения Gaulteria procumbens, но в промышленности его получают синтетическим путем при нагревании салициловой кислоты с метиловым спиртом в присутствии серной кислоты. Метилсалицилат – бесцветная жидсть с ароматным запахом. Дает характерную реакцию с хлорным железом на фенолы. Для препарата определяется в качестве характеристического показателя – показатель преломления 1,535-1,538. Недопустимые примеси влага и кислота, так в этих условиях происходит гидролиз препарата.

Количественное определение. Проводят по количеству щелочи, затраченной на омыление эфира. К навеске препарата добавляют избыток титрованного раствора щелочи и нагревают, оставшуюся после омыления щелочь оттитровывают кислотой.

Применяется наружно как обезболивающее и противовоспалительное средство чаще всего в виде линиментов с хлороформом и жирными маслами.

Фенилсалицилат –Phenylii salicylas

Фенилсалицилат (салол) является эфиром салициловой кислоты и фенола. Впервые он был получен М. В. Ненцким в 1886 г. Учитывая раз­дражающее действие салициловой кислоты, он стремился найти такой препарат, который бы, сохраняя антисептические свойства фенола, не обладал ядовитым свойством фенола и раздражающим действием кис­лоты. С этой целью он заблокировал карбоксильную группу в салициловой кислоте и получил эфир ее с фенолом. Исследования показали, что салол, проходя через желудок, не изменяется, а в щелочной среде кишеч­ника омыляется с образованием натриевых солей салициловой кислоты и фенола, которые и оказывают лечебное действие. Так как омыление происходит медленно, продукты омыления салола поступают в организм постепенно и не накапливаются в больших количествах, что обеспечивает более длительное действие препарата. Этот принцип введения в орга­низм сильнодействующих веществ в виде их сложных эфиров вошел в литературу как «принцип салола» М. В. Ненцкого и использовался в дальнейшем для синтеза многих лекарственных препаратов.

Свойства. Мелкие бесцветные кристаллы со слабым запахом. Температура плавления 42-43°C.

Получение. Фенилсалицилат получают синтетически. Наиболее распространен­ным и общепринятым методом является следующий:

Качественные реакции. В молекуле салола сохранилась свободная фенольная группа, по­этому реакция с раствором FeCl₃ дает фиолетовое окрашивание. С реак­тивом Марки, подобно другим фенолам, препарат дает красноватое окра­шивание.

Количественное определение.

1. Омылением с последующим титрованием избытка щелочи кислотой (фармакопейный метод).
2. Броматометрический метод.
3. Ацидиметрический по салицилату натрия. Для этого используется смесь индикаторов. Сначала до розового цвета с метиловым красным нейтрализуют избыток щелочи и фенолят и затем с метиловым оранжевым в присутствии эфира.

Форма выпуска. Таблетки 0,25 и 0,5 г., таблетки с экстрактом красавки и висмутом нитрата основным.

Применение. Антисептическое действие для лечения заболеваний кишечника.

Эфиры салициловой кислоты по ОН-группе. Кислота ацетилсалициловая –Acidum acetylsalicylicum.

о-Ацетилсалициловая кислота является природным продуктом и содержится в цветах растений вида спиреи (spiraea ulmaria). Этот эфир был введен в меди­цинскую практику лечения острого суставного ревматизма еще в 1874 г., а как синтетическое лекарственное вещество стал вы­пускаться в промышленных масштабах в конце прошлого века под названием аспирин (приставка “а” означала, что данное ле­карственное вещество не добывается из спиреи, а делается хи­мическим путем). Аспирин называют лекарством 20-го столетия. В настоящее время его производят в мире более 100 тысяч тонн в год.

Известны его противовоспалитель­ные, жаропонижающие и болеутоляющие свойства. Обнаружено также, что он препятствует образованию тромбов, оказывает со­судорасширяющее действие и начинает применяться даже для профилактики и лечения инфарктов и инсультов. Считают, что весь потенциал лечебных свойств этого вещества еще не исчер­пан. В то же время аспирин раздражает слизистую оболочку же­лудочно-кишечного тракта, что может вызывать кровотечения. Возможны также аллергические реакции. Аспирин в организме влияет на синтез простагландинов (контролирующих, в частности, образование тромбов) и гормона гистамина (расширяющего сосуды и вызывающего приток иммунных кле­ток к месту воспаления; кроме того, он может препятствовать при воспалительных процессах биосинтезу болевых ве­ществ).

Свойства. Бесцветные кристаллы или белый порошок слабокислого вкуса. Мало растворим в воде(1:500), легко растворим в спирте.

Подлинность.

1. Омыление едким натром приводит к образованию салицилата натрия, который при обработке кислотой дает осадок салициловой кислоты.

2. По фиолетовому окрашиванию с хлорным железом после гидролиза и отщепления ацетильного фрагмента.

3. Салициловая кислота дает характерную реакцию образования ауринового красителя с реактивом Марки:

4.Температура плавления 133-136°C.

Специфической примесью, контролируемой согласно требований Фармакопейной статьи является салициловая кислота. Содержание салициловой кислоты должно быть не более 0,05%. Метод анализа спектрофотометричексий комплекса, образующегося при взаимодействии железоаммонийных квасцов с салициловой кислотой, окрашенного в синий цвет.

Количественное определение.

1. Метод нейтрализации по свободной карбоксильной группе (фармакопейный метод). Титрование проводят в спиртовой среде (во избежание гидролиза ацетильной группы), индикатор фенолфталеин.

2. Омылением с последующим титрованием избытка щелочи кислотой по метиловому оранжевому. Фактор эквивалентности равен ½.

3. Броматометрический метод.

4. ВЭЖХ в буферной среде.

Форма выпуска. Таблетки от 0,1 до 0,5 г. Известны таблетки с кишечнорастворимым покрытием, шипучие таблетки. Используется в композиционных лекарственных средствах в комбинации с кофеином, кодеином и другими веществами.

Применение – противовоспалительное, жаропонижающее, дезагрегант.

Хранение в укупоренных банках.

Ведутся работы по синтезу других производных с фрагментом салицилата. Так, получен препарат флюфенизал (11), который в четыре раза более активен, чем аспирин, по противовоспали­тельному действию (в ревматоидном артрите) и мягче в отноше­нии слизистой оболочки желудка. Его получают фторсульфонированием производного дифенила (7) до соединения (8), в кото­ром затем элиминируют SО₂ в присутствии трифенилфосфинродийфторида. Образовавшийся фторид (9) гидрируют для снятия бензильной защиты, затем получают фенолят, который карбоксилируют по методу Кольбе до арилсалицилата (10). После ацилирования соединения (10) получают флюфенизал (11):

АМИДЫ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ

САЛИЦИЛАМИД –Salicylamidum

Свойства. Белый кристаллический порошок с т.пл. 140-142°C.

Качественные реакции.
1.При щелочном гидролизе образуется салицилат натрия и выделяется аммиак.
2.С бромом дает дибромпроизводное.

Количественное определение проводят по выделившемуся аммиаку.

Форма выпуска. Таблетки 0,25 и 0,5 г. Жаропонижающее средство.

ОКСАФЕНАМИД Oxaphenamidum.

Свойства. Белый или белый с лиловато-серым оттенком порошок без запаха с т.пл. 175-178°C.

Получение. Сплавлением фенилсалицилата с п-аминофенолом.

Фенолы отгоняют. Оставшуюся смесь обрабатывают изопропанолом с соляной кислотой. Кристаллы отфильтровывают и перекристаллизовывают из амилового спирта.

Подлинность.

1. Спиртовый раствор дает с хлорным железом красно-фиолетовое окрашивание.

2. С соляной кислотой в присутствии резорцина образуется индофенол, дающий с едким натром красно-фиолетовое окрашивание:

1.Метод Кьельдаля
2.ВЭЖХ.

Форма выпуска. Таблетки 0,25 и 0,5 г.

Желчегонное средство (холециститы, желчекаменная болезнь).

ПРОИЗВОДНЫЕ ФЕНИЛПРОПИОНОВОЙ КИСЛОТЫ

ИБУПРОФЕН – Ibuprofenum

Бесцветные кристаллы, белый порошок, температура плавления 75-77°C, нерастворим в воде, растворим в спирте.

Нестероидное противовоспалительное средство. Препарат относи­тельно малотоксичен, обладает выраженной противовоспалител-ной и болеутоляющей активностью, жаропонижающим действием, стимули­рует образование эндогенного интерферона. Применяют для лечения ревматоидного артрита, других заболеваний суставов, для снижения температуры у больных.

Ниже приведен синтез, заключающийся в ацетилировании изобутилбензола по Фриделю-Крафтсу, получении циангидрина реакцией с цианистым натрием и восстановлении этого циангидрина под действием иодистоводородной кислоты и фосфора в п-изобутил-α-метилфенилуксусную кислоту — ибупрофен.

Подлинность.
1.УФ спектр.
2.ИК спектр
3.Осадок с хлорным железом.
4.Температура плавления субстанции 75-77°C.

Количественное определение нейтрализация спиртовым раствором едкого натра с фенолфталеином в спиртовом растворе.

Форма выпуска. Таблетки 0,2 г. покрытые оболочкой. Композиционные лекарственные формы с кодеином (нурофен) и др.

Примененние. Нестероидное противовоспалительное средство. Обладающее обезболивающим эффектом.

Среди других нестероидных противовоспалительных препаратов следует отметить следующие:

ДИКЛОФЕНАК НАТРИЯ, Ортофен, Вольтарен

Diclofenac sodium

Свойства. Белый или сероватый порошок, растворим в воде.

Препараты натрия диклофенак, мефенаминовая кислота и индометацин близки по противовоспалительному и болеутоляющему действию, последний обладает несколько более значительными эффектами в этом отношении, но первый менее токсичен и обладает лучшей переносимостью. Натрия диклофенак и мефенаминовая кислота хорошо проникает в полости суставов при ревматоидном артрите, его применяют при остром ревматизме, артрозах. Использу­ется для купирования болей и при заболеваниях слизистой оболочки полости рта и пародонтите.

Получение.

Белый или сероватый порошок, растворим в воде. ПОДЛИННОСТЬ:

1. осадок с FeCl₃ – бурого цвета
2. УФ спектр
3. ИК спектр

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Нейтрализация НСl. ПРИМЕНЕНИЕ:

Противовоспалительное, жаропонижающее, при ревматоидных артритах, 0,025, амп. 2,5% р-р, вольтарен-ретард 0,1.

КИСЛОТА МЕФЕНАМИНОВАЯ Acidum mephenaminicum

Кристаллический порошок серовато-белого цвета, без запаха, горького вкуса. Практически нерастворим в воде, плохо растворим в спирте.

Получение. Препарат получают конденсацией о-хлорбензойной кислоты с ксилидином в присутствии в качестве катализатора порошка меди.

Подлинность.
1.Температура плавления
2.УФ спектр
3.ИК спектр

Количественное определение.
Перевод в растворимую натриевую соль и титрование избытка едкого натра.

Форма выпуска. Таблетки 0,5 г, суспензия. Применение. Противовоспалительное, обезболивающее средство.

ГАЛОПЕРИДОЛ Haloperidolum

Галоперидол является производным 4-фторбутирофенона. Это одна из новейших групп нейролептиков с очень сильным действием

Получение. Синтез осуществляют по двум ниткам. Сначала по Фриделю-Крафтсу ацилируют фторбензол хлорангидридом γ-хлор-масляной кислоты с образованием 4-фтор- γ-хлорбутирофенона (А). Затем по схеме (В) из 4-хлорпропен-2-илбензола получают произ-водное 1,3-оксазина, которое далее в кислой среде трансформируют в 4-п-хлорфенил-1,2,5,6-тетрагидропиридин. Последний при обра-ботке бромистым водородом в уксусной кислоте превращается в 4-гидрокси-4-п-хлорфенилпиперидин (В). И, наконец, при взаимодей-ствии полупродуктов (А) и (В), получают галоперидол.

Белый или желтоватый порошок, мало растворим в воде, растворим в спирте.

ПОДЛИННОСТЬ:
1. ИК спектр
2. УФ спектр
3. Кипятят со щелочью и проводят реакцию на хлорид-ион.

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ: ВЭЖХ

ПРИМЕНЕНИЕ: 0,0015 и 0,005 табл., 0,2% капли, 0,5% инъекционный р-р для купирования приступов шизофренических психозов, при белой горячке.

Курсовая работа: Оксибензойные кислоты

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Западно-Казахстанский Государственный Университет

имени М. Утемисова

Оксибензойные кислоты (фенолокислоты)

Специальность 050112 – «Химия»

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Западно-Казахстанский Государственный Университет

имени М. Утемисова

« Допущена к защите »

кафедрой ———— Д .К. Мендалиева

На тему : « Оксибензойные кислоты»

По специальности 050112 – « Химия »

Старший преподователь кафедры «Хими я » Ж.Н. Нуртаева

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 :

СВОЙСТВА ГИДРОКСИБЕНЗОЙНЫХ КИСЛОТ

* 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, С₆ Н₄ (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): (0 о С), 1.8 (20 о С), 8.2 (60 о С), 20.5 (80 о С).

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:

_{салициловая кислота салициланилид}

Аспирин употребляется в качестве жаропонижающего и анальгетического средства, салол является антисептиком, рекомендуемым при желудочно-кишечных заболеваниях.

Каталитическое гидрирование на платине, а также восстановление натрием в изоамиловом спирте протекает с образованием пимелиновой кислоты ; промежуточно образуется тетрагидросалициловая кислота, которая гидролизуется по типу «кислотного расщепления » ацетоуксусного эфира:

м –Оксибензойная кислота получается при щелочном плавлении м-сульфобензойной кислоты:

п- Оксибензойную кислоту синтезируют по Кольбе с применением калиевой щелочи. Ее метиловый эфир (по оксигруппе), называемый анисовой кислотой, получают окислением анетола ( метилового эфира п- пропенилфенола):

В природе салициловая кислота встречается в различных растениях главном образом в виде гликозида ее метилового эфира и применяется в медицине.

В аналитической химии салициловая кислота – реагент для фотометрического определения Fe и Си, экстракционной отделения Th от других элементов; кислотно-основной люминесцентный индикатор (при рН 2,5-4,0 появляется синяя люминесценция); металлохромный индикатор для титриметрического определения Fe(III) при рН 1,8-3,0 (исчезает фиолетовое окрашивание) и T i(IV) при рН 2-3 (переход окраски от фиолетовой к бесцветной ).

Салициловая кислота и салицилаты, а также её сложные эфиры (метилсалицилат) и другие синтетические производные салициловой кислоты (например, ацетилсалициловая кислота — аспирин), обладают выраженным жаропонижающим, противовоспалительным и болеутоляющим действием.

Салициловая кислота — антисептик, входит в состав мазей, паст, присыпок и растворов для лечения кожных заболеваний (напр., «салициловый спирт», представляющий собой раствор салициловой кислоты в этаноле, паста Лассара, мозольная жидкость и др.). Ее применяют также в качестве консерванта некоторых пищевых продуктов, полупродукта в синтезе красителей и фунгицидов. Эфиры салициловой кислоты и салицилаты (см. таблицу-2) – полупродукты в производстве душистых веществ. Ее натриевая соль применяется как лекарство при суставном ревматизме, а фениловый эфир (салол) — антисептик, рекомендуемым при желудочно-кишечных заболеваниях, пара-аминосалициловую кислоту (структурно близкую с пара-аминобензойной кислотой, необходимой туберкулезным микобактериям, и поэтому метаболически конкурирующую с ней) — как специфическое противотуберкулёзное средство. В больших масштабах салициловая кислота потребляется в производстве азокрасителей.

Полиоксибензойные кислоты весьма распространены в природе. Они содержатся в виде гликозидов или других производных во многих растениях. Такими являются, например, протокатеховая кислота (1) и ее производные : ванилиновая (2), изованилиновая (3) и вератровая (4) кислоты:

Протокатеховая кислота — эта кислота в 60-х годах представляла весьма крупный интерес для химиков, потому что ее постоянно открывали в продуктах разложения при помощи сплавления с едкими щелочами самых разнообразных смол, некоторых алкалоидов, красильных веществ и т. д. Впервые она была открыта Гессе в 1859 г., который получил ее окислением бромной водой хинной кислоты и так как ее эмпирическая формула отличается от формулы гидрохинона (С ₆ Н ₆ О ₂ ) на CO ₂ , то она этим исследователем и была названа карбогидрохиноновой. Название протокатеховая было дано собственно кислоте, полученной Штреккером в 1861 г. при сплавлении с едким кали пипериновой кислоты.

В 1863г. Глазивец показал тожественность карбогидрохиноновой кислоты с П. Штреккера и это последнее название и удержалось в науке.

Протокатеховую кислоту обычно получают при нагревании пирокатехина в водном растворе ( NH₄ )₂ CO₃ :

3,4-дигидроксибензойную кислоту синтезируют также щелочным омылением 3-хлор- или З-бром-4-гидроксибензойной кислоты под действием КОН (кат.-порошок Сu, 190-200 °С) или окислениемванилина Ag₂ O. Щелочным плавлением 5-карбокси-1,3-бензолдисульфокислоты при 220-250° получают 3,5-дигидроксибензойную кислоту.

Протокатеховая кислота довольно трудно растворяется в холодной воде, хорошо — в горячей, спирте и эфире и почти не растворима, в кипящем бензоле, чем и отличается от весьма близких к ней других кислот. Характерны также для протокатеховая кислота цветные реакции с железными солями. Так, в присутствии хлорного железа кислота дает весьма интенсивное темно-зеленое окрашивание, переходящее от прибавления соды в темно-красное, а раствор ее солей от железного купороса становится фиолетовым.

Протокатеховая кислота восстановляет аммиачные растворы серебряных солей и при сухой перегонке или при сплавлении с едким кали переходит в пирокатехин по уравнению: С ₆ Н ₅ О ₂ .СО ₂ Н — CO ₂ = С ₆ Н ₆ О ₂ . Эта реакция важна потому, что она указывает, что в ней группа атомов С ₆ H₅ О ₂ имеет одинаковое строение с пирокатехином, а так как известно, что этот последний есть метадиоксибензол, то и протокатеховая кислота имеет бензольное ядро, в котором два водорода групп СН, находящихся в орто-положении, замещены водными остатками, т. е. ее формула будет С ₆ H₃ (ОН) ₂ СО ₂ Н. Положение карбоксила (СО ₂ Н) по отношению к оксигруппам доказывается на основании того, что сульфопараоксибензойная и сульфометаоксибензойная кислоты при сплавлении с едким кали дают протокатеховая кислота , а это указывает, что в ней один водный остаток стоит по отношению к карбоксилу в пара-, а другой в мета-положении. Следовательно, она есть пара-мета-диоксибензойная кислота

Из триоксибензойных кислот наибольшее значение имеет — галловая кислота (3,4,5-триоксибензойная кислота) —одна из наиболее распространенных растительных кислот. Она содержится в чернильных орешках, листьях чая, дубовой коре, корнях гранатового дерева и многих других растений. Не содержит галлия, несмотря на схожесть названия.

Галловая кислота открыта К. Шееле в 1786 году в вытяжках из чернильных орешков.

Образует кристаллогидрат с 1 молекулой воды (C₇ H₆ O₅ ·H₂ 0) — бесцветные кристаллы, темнеющие на свету. Галловая кислота хорошо растворима в кипящей воде, спирте, хуже — в эфире, плохо — в холодной воде; константа диссоциации К = 3,9-10 −5 (25 °C).

При нагревании (100—120 °C) галловая кислота теряет воду; t _пл безводной галловой кислоты 240 °C (с разложением); с хлорным железом даёт сине-чёрное окрашивание.

Получают ее щелочным или ферментативным гидролизом танинов:

Обладает всеми свойствами гидроксикарбоновых кислот. Наиболее реакционноспособна ОН-группа в положении 4; например, при метилировании диметилсульфатом в присутствий 2 молей NaOH образуется 3,5-дигидрокси-4-метоксибензойная кислота, а в присутствий 5 молей NаОН-3,4,5-триметоксибензойная кислота. Галловая кислота восстанавливает, например, соли Аu и Ag до металлов, Fe 2+ до Fe 3+ . Щелочные соли галловой кислоты под действием О₂ темнеют. Сухой перегонкой над пемзой в токе СО₂ при 190-215 °С галловая кислота декарбоксилируется до пирогаллола. При нагр. ее с конц. H₂ SO₄ образуется гексагидроксиантрахи-нон (руфигалловая к-та):

Галловая кислота применялась издавна для получении черных чернил и ряда красок. Висмутовая основная соль галловой кислоты употребляется в качестве сильного антисептика под названием дерматол. Диметиловый эфир галловый кислоты – сиреневая кислота также получается при расщеплении нмогих природных соединений, в частности лигнина:

Галловую кислоту применяют в аналитической химии, для синтеза красителей (антрагаллола и др.), в микроскопии, как деполяризатор при использовании методов электрохимического анализа. При сухой перегонке галловой кислоты образуется пирогаллол:

Цветная реакция: сине-черное окрашивание с FeCl₃ . Галловую кислоту применяют в произодстве пирогаллола, лекарственных веществ, красителей (галлофлавина, антрагаллола и др.), как реагент для отделения и фотометрического определения Bi(III) и Се(Ш), как цветеобразующую компоненту в тсрмочувствительных копировальных бумагах. Также галловая кислота является отправной точкой в одном из способов синтеза мескалина.

Сложные эфиры галловой кислоты- антиоксиданты жиров и масел.

Амид галловой кислоты, образованный 3,4,5-триметоксибензойной кислотой и гетероциклическим амином – морфолином, называется андаксином и применяется как транквилизирующий (успокаивающий) медикамент:

Образованные двумя молекулами ароматических полиоксикислот сложные эфиры, в которых одна выступает как кислота, а другая как фенол, называюися депсидами. Примерами могут служить леканоровая кислота:

К группе фенольных кислот относятся и так называемые лишайниковые кислоты — специфические соединения, синтезируемые лишайниками. Исходным соединением в образовании лишайниковых кислот является орселлиновая кислота, широко распространенная в виде депсида леканоровой кислоты, обладающей бактерицидными свойствами.

Дубильные вещества , экстрагируемые из некоторых растительных тканей, например из коры дуба, представляют собой производные депсидов. Дубильные вещества разделяются на два класса: гидролизуемые ( именно они и представляют собой сложные эфиры депсидов), негидролизуемые. Гидролизуемые дубильные вещества часто являются производными галловой и м -галлоил галловой(«м -дигалловой») кислоты.

Синтез м -галлоилгалловой кислоты из галловой был осуществлен по следующей схеме:

Таннины , извлекаемые из дубильных орешков, представляют собой глюкозу, ацелированную остатками м -галлоилгалловой кислоты:

При гидролизе таннинов образуется глюкоза, м -галлоилгалловая кислота и небольшое количество галловой кислоты.

Таннины,добываемые из разных видов дубильных орешков, несколько различаются по числу ацилов и по соотношению между остатками галловой и галлоилгалловой кислот. Даже танины, выделяемые из одного того же растения, представляют собой смесь веществ.

Общей чертой дубильных веществ, в том числе и синтетических, является большой молекулярный вес, ароматическая природа и кислотные свойства. Все это позволяет им проявлять свое главное практическое свойство – связываясь с белками, модифицировать их, например, осаждать белки из раствора, как это делает танин с альбуминами, или «дубить», превращая шкуру кожу. Водный раствор танина, будучи нанесен на обожженное тело, связывает ядовитые белковые продуктыраспада тканей и способствует заживлению тканей.

Связанный с танином альбумин (танальбумин), попадая в пищеварительный тракт, по мере переваривания альбумина высвобождает танин, который связывает белковые токсины болезнетворных бактерий.

Таннины применяются для протравки хлопчатобумажных тканей при крашении (для закрепления красителя), в медицине и в других областях.

Получение

Натрия бензоат и натрия салицилат получают, выпаривая досуха раствор соответствующей кислоты (бензойной или салициловой), нейтрализованной эквивалентным количеством карбоната или гидрокарбоната натрия:

Соли перекристаллизовывают из спирта.

Реакции подлинности.

1. ГФ Х. Бензойную кислоту и ее соли определяют по реакции комплексообразования с FeCl₃.

1.1. Кислоту нейтрализуют щелочью (по индикатору рН≈7). В кислой среде осадок растворяется, в щелочной среде выпадает бурый осадок гидроксида железа (III).

1.2. С хлоридом железа (III) образуется комплексная соль:

2. Реакция образования салицилатного комплекса.

2.1. Для бензойной кислоты и бензоата натрия.

2.2. Салициловую кислоту доказывают по фиолетовому окрашиванию комплекса с хлоридом железа (III).

фиолетовый цвет рН=2-3

Для салициловой кислоты и ее соли:

Моносалицилат дисалицилат трисалицилат

рН=2-3 рН=3-8 рН=8-10

фиолетовый красный желтый

При добавлении минеральных кислот указанные комплексы разрушаются, окраска исчезает и выпадает белый осадок салициловой кислоты. В присутствии СН₃СООН окраска сохраняется.

Соли кислот вступают в реакцию с другими солями тяжелых металлов.

3. Реакция декарбоксилирования.

3.1. При нагревании выделяется фенол, который определяют по запаху:

3.2. С концентрированной серной кислотой

4. Реакция конденсации с реактивом Марки.

5. Реакция этерификации с этанолом.

Т_пл=122-124,5˚С для бензойной кислоты, Т_пл=158-161˚С для салициловой кислоты.

Дата добавления: 2015-04-29 ; просмотров: 2025 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ