Двухосновные карбоновые кислоты

Двухосновные карбоновые кислоты (или дикарбоновые кислоты) — это карбоновые кислоты, содержащие две карбоксильные группы —COOH, с общей формулой HOOC—R—COOH, где R — любой двухвалентный органический радикал.

Химические свойства

Дикарбоновые кислоты проявляют те же химические свойства, что и монокарбоновые — эти свойства обусловлены наличием карбоксильной группы:

  • первая стадия (Ka1):
HOOC—X—COOH → HOOC—X—COO + H+
Дикарбоновые кислоты — более сильные кислоты по первой стадии диссоциации, чем соответствующие монокарбоновые: во-первых, из-за статистического фактора (две карбоксильные группы в молекуле), во-вторых, из-за взаимного влияния этих групп (если они находятся недалеко или связаны цепью кратных связей);
  • вторая стадия (Ka2):
HOOC—X—COO OOC—X—COO + H+
На второй стадии эти кислоты становятся более слабыми, чем монокарбоновые кислоты (исключение — щавелевая кислота). Отделение катиона водорода второй карбоксильной группы происходит труднее, чем первой, так как требуется больше энергии, чтобы отделить H+ от аниона с зарядом −2, чем при отделении от аниона с зарядом −1;

В то же время есть существенные различия, обусловленные наличием второй карбоксильной группы:

  • склонность к образованию хелатов;
  • образование некоторыми кислотами циклических ангидридов;
  • способность образовывать полимеры в реакции с другими полифункциональными соединениями.

Примеры

Некоторые насыщенные дикарбоновые кислоты

Двухосновные предельные карбоновые кислоты алифатического ряда имеют общую формулу HOOC—(CH2)n—COOH, где n = 0, 1, 2, … Систематические названия двухосновных предельных карбоновых кислот даются по названию соответствующего алкана с добавлением суффикса «-диовая» и слова «кислота».

Тривиальное названиеСистематическое названиеХимическая структураpKa1pKa2Молекулярная массаТемпература плавления (°C)Растворимость в воде (г. на 100 г.) при 20°C
Щавелевая кислотаЭтандиовая кислотаHOOC—COOH1,274,2390.02189.58.6
Малоновая кислотаПропандиовая кислотаHOOC—CH2—COOH2,875,70104.03135.373.5
Янтарная кислотаБутандиовая кислотаHOOC—(CH2)2—COOH4,165,61118.05182.85.8
Глутаровая кислотаПентандиовая кислотаHOOC—(CH2)3—COOH4,345,27132.0697.563.9
Адипиновая кислотаГександиовая кислотаHOOC—(CH2)4—COOH4,265,30146.81531.5
Пимелиновая кислотаГептандиовая кислотаHOOC—(CH2)5—COOH4,475,52160.1105.55.0
Субериновая кислотаОктандиовая кислотаHOOC—(CH2)6—COOH4,515,40174.111400.16
Азелаиновая кислотаНонандиовая кислотаHOOC—(CH2)7—COOH4,555,42188.13106.50.24
Себациновая кислотаДекандиовая кислотаHOOC—(CH2)8—COOH4,625,59202.4134.50.1
Не имеетУндекандиовая кислотаHOOC—(CH2)9—COOH4.65216.27108-110°C0.51
Не имеетДодекандиовая кислотаHOOC—(CH2)10—COOH4.65230.3127–129 °C0.004
Брассиловая кислотаТридекандиовая кислотаHOOC—(CH2)11—COOH4.65244.2
Не имеетТетрадекандиовая кислотаHOOC—(CH2)12—COOH4.65258.2125.8
Не имеетПентадекандиовая кислотаHOOC—(CH2)13—COOH4.65272.3113-114°C
Тапсиевая кислотаГексадекандиовая кислотаHOOC—(CH2)14—COOH4.65286.4120-123°C
Японовая кислотаГенэйкозандиовая кислотаHOOC—(CH2)19—COOH356.5117-118°C

Некоторые ароматические дикарбоновые кислоты

Тривиальное названиеСистематическое названиеХимическая структураpKa1pKa2
Фталевая кислотаБензол-1,2-дикарбоновая кислота3,544,46
Изофталевая кислотаБензол-1,3-дикарбоновая кислота3,624,60
Терефталевая кислотаБензол-1,4-дикарбоновая кислота
Не имеетНафталин-1,3-дикарбоновая кислота
Не имеетНафталин-1,4-дикарбоновая кислота
Не имеетНафталин-1,5-дикарбоноваякислота
Не имеетНафталин-1,6-дикарбоновая кислота
Не имеетНафталин-1,7-дикарбоновая
Не имеетНафталин-1,8-дикарбоновая кислота
Не имеетНафталин-2,3-дикарбоновая кислота
Не имеетНафталин-2,6-дикарбоновая кислота
Не имеетНафталин-2,7-дикарбоновая кислота
Не имеет1,1-динафтил-8,8-дикарбоновая кислота
Гемипиновая кислота3,4-диметоксибензол-1,2-дикарбоновая кислота

Номенклатура

Для карбоновых кислот характерны тривиальные названия, поэтому используют названия природных продуктов, из которых они получены: щавелевая кислота — щавель, янтарная — из янтаря. По номенклатуре ИЮПАК двухосновные кислоты имеют окончания «-диовая» или «-дикарбоновая». Пример: щавелевая — этандиовая кислота, малоновая — пропандиовая или метандикарбоновая.

Применение

Используются для получения полиамидов и полиэфиров — например, таких широкоизвестных полимеров, как капрон и полиэтилентерефталат.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.