Фенолкарбоновые кислоты - NiNa.Az

Фенолокислоты — производные ароматических углеводородов, в молекулах которых атомы водорода бензольного ядра замещены на карбоксильные (-СООН) и гидроксильные (-ОН) группы. Их иногда рассматривают как , в молекулах которых атом водорода бензольного ядра замещен на гидроксильные группы. Фенолокислоты одновременно обладают свойствами карбоновых кислот и фенолов. Кроме того для них характерны свойства, обусловленные наличием в молекуле обоих видов функциональных групп и бензольного ядра.

Салициловая кислота – один из наиболее известных представителей фенолокислот

Фенолокислоты представляют собой твердые кристаллические вещества. Фенолокислоты, которые имеют в своем составе один фенольный гидроксил, сравнительно малорастворимые в холодной воде, но хорошо растворяются в горячей воде и многих органических растворителях. С увеличением числа фенольных гидроксилов растворимость фенолокислот увеличивается.

Распространение в природе

Фенолокислоты очень распространены в природе, поэтому их можно извлечь из природного сырья (такого, например, как боярышник кроваво-красный, рябина черноплодная, прополис). Фенолокислоты являются основным компонентом (55—85 %) остатка от перегонки древесной смолы (пек древесного).

Синтез

Нередко для получения фенолокислот применяют синтетические способы. В частности, 2-оксибензойную (салициловую) кислоту добывают из фенолята натрия и углекислого газа в автоклавах при 180 °C с последующей обработкой продукта реакции соляной кислотой синтез Кольбе:

${\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+CO_{2}\xrightarrow {180C} C_{6}H_{4}(ONa)COOH+NaCl}}}$

${\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{4}(ONa)COOH+HCl\xrightarrow {} C_{6}H_{4}(ONa)COOH+NaCl}}}$

Химические свойства

Фенолокислоты одновременно обладают свойствами карбоновых кислот и фенолов. Кроме того, для них характерны свойства, обусловленные наличием в молекуле обоих видов функциональных групп и бензольного ядра.

Разложение при нагревании

Фенолокислоты при нагревании разлагаются с образованием фенольных соединений и углекислого газа. Например, при нагревании салициловая кислота разлагается на фенол и углекислый газ:

${\displaystyle {\mathsf {HOC_{6}H_{4}OH\xrightarrow {} C_{6}H_{5}OH+CO_{2}}}}$

Галловая кислота при нагревании теряет карбоксильную группу и превращается в трехатомный фенол — пирогаллол.

Реакция этерификации (по карбоксильной группе)

Фенолокислоты как и карбоновые кислоты, благодаря наличию карбокси]ьной и гидроксильной групп способны образовывать эфиры.

Например, образование эфира салициловой кислоты — ацетилсалициловой кислоты:

${\displaystyle {\mathsf {HOC_{6}H_{4}OH+H_{3}CCOOCOCH_{3}\xrightarrow {} C_{6}H_{4}(COOH)OCOCH_{3}+CH_{3}COOH}}}$

салициловая кислота уксусный ангидрид ацетилсалициловая кислота уксусная кислота 

и образовании эфира галловой кислоты одна молекула галловой кислоты реагирует своим карбоксилом, другая — фенильным гидроксилом. Китайский танин является глюкозидом дигалловой кислоты и глюкозы.

Образование солей

Фенолокислоты, как и карбоновые кислоты, образуют соли. Например, образование салицилата натрия при взаимодействии салициловой кислоты и едкого натра:

${\displaystyle {\mathsf {HOC_{6}H_{4}OH+NaOH\xrightarrow {} HOC_{6}H_{4}ONa+H_{2}O}}}$

салициловая кислота салицилат натрия 

Реакция с хлоридом железа(III)(по фенольной группе)

Нередко возникает необходимость в выявлении наличия салициловой кислоты и других фенолокислот в консервированных продуктах. Тогда в пробирку помещают 2—3 мл исследуемого раствора и добавляют несколько капель 1 % раствора хлорида железа(III). Возникает фиолетовая окраска. В отличие от фенола, она может появиться и в спиртовом растворе кислоты. Окраска возникает в результате образования комплексных солей при взаимодействии фенольных групп шести молекул фенолокислоты с молекулой FeCl₃.

Галловая кислота легко взаимодействует с хлоридом железа(III) и образует продукт реакции сине-чёрного цвета (чернила).

Реакция нуклеофильного замещения с галогенами

Наличие в молекуле фенолокислот фенольных групп (-ОН) позволяет им вступать в реакции замещения атомов водорода бензольного ядра на галогены при обычных условиях. Бензойная кислота и обычные ароматические кислоты в такие реакции не вступают.

Например, бромирование салициловой кислоты:

${\displaystyle {\mathsf {HOC_{6}H_{4}OH+Br_{2}\xrightarrow {} HOC_{6}H_{3}(Br)COOH+2HBr}}}$

салициловая кислота п-бромсалициловая кислота о-бромсалициловая кислота 

Фенольная группа в молекуле салициловой кислоты действует как заместитель первого рода — направляет атомные группы и отдельные атомы на замещение атомом водорода бензольного ядра в орто- и пара-положения относительно себя.

Типичные представители и их производные, использование фенолокислот в медицине и промышленности

2-оксибензойная или салициловая кислота — типичная фенолокислотa, НОС₆Н₄СООН. Соли и эфиры салициловой кислоты — салицилаты. Впервые была добыта с эфиров, содержащихся в тканях некоторых растений, — эфирного масла гаультерии (Gaultheria procumbens). Салициловая кислота — твердое кристаллическое вещество. Обладает бактерицидным действием . Её соли и эфиры широко используют в медицине и ветеринарии как лекарственные препараты. Салициловую кислоту широко используют для производства лекарственных средств (например, ацетилсалициловой кислоты, фенилсалицилата), протравных красителей, фунгицидов (например, ), пахучих веществ (метилсалицилат, бензилсалицилат), антисептиков в пищевой промышленности, при консервировании, как реагент для колориметрического определения в растворах железа и меди, как кислотно — основной индикатор при люминесцентном анализе (при рН 2,5—4,6 и при наличии кислоты появляется синяя люминесценция) и т. д.

3,4,5-триоксибензойная или галловая кислота — фенолокислота, содержащая в составе молекулы одну карбоксильную (-СООН) и три гидроксильные (-ОН) группы. Имеет вяжущий вкус и является составной частью молекул дубильных веществ, в частности главного из них — таннина, которого много в коре дуба и особенно в чернильных орешках. В состав молекулы таннина галловая кислота входит в виде дигалловои кислоты, которая является эфиром, образованным двумя молекулами галловой кислоты.

Таннин — аморфный порошок желтоватого цвета, хорошо растворяется в воде, сильно вяжущий на вкус. В медицине и ветеринарии его используют как вяжущий препарат. Он используется также в кожевенной промышленности для дубления кож и меховых изделий. В химическом анализе его применяют как алкалоидный реактив.

Салицилат натрия — кристаллическое вещество, соль салициловой кислоты, хорошо растворяется в воде и органических растворителях, используется в медицине и ветеринарии как противоревматическое и жаропонижающее средство, сырье для получения других лекарственных средств.

Ацетилсалициловая кислота — белое кристаллическое вещество, эфир салициловой кислоты. Применяется в медицине и ветеринарии как жаропонижающее, противовоспалительное, антиревматическое и антиневралгическое средство. В тканях организма происходит постепенный гидролиз ацетилсалициловой кислоты, с образованием салициловой и уксусной кислот, что и лежит в основе механизма действия медикамента.

, или салол (мусолим), НОС₆Н₄(СО)ОС₆Н₅, — кристаллическое вещество, производное салициловой кислоты. Используется в медицине и ветеринарии как дезинфицирующее средство при лечении некоторых кишечных заболеваний, а также при суставном ревматизме.

См. также

Оксикислоты

Литература

Тюкавкин Н. А. Биоорганическая химия. — М., 2004