Оксикислоты

Оксикислоты (оксикарбоновые кислоты или гидроксикислоты) — карбоновые кислоты, в которых одновременно содержатся карбоксильная и гидроксильная группы, например молочная кислота: СН3-СН(ОН)-СООН. Оксикислоты проявляют все свойства, характерные для кислот (диссоциация, образование солей, сложных эфиров и т. д.), и свойства, характерные для спиртов (окисление, образование простых эфиров и т. д.).

Распространение в природе

Оксикислоты весьма широко распространены в природе. Так, к оксикислотам относятся винная, лимонная, яблочная, молочная и некоторые другие природные кислоты, а их название отражает первичный природный источник, в котором было найдено данное вещество.

Методы синтеза

• Получение α-оксикислот гидролизом оксинитрилов (циангидринов)
• Получение α-оксикислот гидролизом галогенкарбоновых кислот
• Получение β-оксикислот гидратацией непредельных кислот
• Получение β-оксикислот по реакции Реформатского
• Получение β-оксикислот ферментативным окислением предельных кислот в β-положение
• δ- и γ-оксикислоты получают окислением циклических кетонов надкислотами (реакция Байера — Виллигера) с последующим гидролизом лактонов.

Реакция Реформатского

Реакция Реформатского является методом синтеза эфиров β-гидроксикарбоновых кислот.

Химические свойства

Гидроксикислоты — химически активные вещества. Наличие в составе их молекул двух видов функциональных групп (-СООН и -ОН) позволяет им легко вступать в различные химические реакции, характерные для карбоновых кислот, спиртов, и типичные для самих гидроксикислот.

Реакции окисления спиртовых групп

Гидроксикислоты легко вступают в реакции окисления спиртовых групп, что обуславливает образование оксокислот — альдегидо- и кетокислот. Например, молочная кислота, окисляясь, превращается в пировиноградную:

C H 3 C H ( O H ) C O O H + [ O ] → K M n O 4 + H 2 O C H 3 C O C O O H + H 2 O . {displaystyle {mathsf {CH_{3}CH(OH)COOH+[O]{xrightarrow {KMnO_{4}+H_{2}O}}CH_{3}COCOOH+H_{2}O}}.}

Окисление оксикислот при нагревании с концентрированными минеральными кислотами

При нагревании с концентрированной серной кислотой лимонная кислота сначала разлагается на муравьиную и ацетондикарбоновую кислоты:

H O O C C H 2 C ( O H ) C O O H C H 2 C O O H → t , H 2 S O 4 H C O O H + H O O C C H 2 C O C H 2 C O O H . {displaystyle {mathsf {HOOCCH_{2}C(OH)COOHCH_{2}COOH{xrightarrow {t,H_{2}SO_{4}}}HCOOH+HOOCCH_{2}COCH_{2}COOH}}.}

В подобную реакцию вступает и молочная кислота:

C H 3 C H ( O H ) C O O H → t , H 2 S O 4 H C O O H + C H 3 C H O . {displaystyle {mathsf {CH_{3}CH(OH)COOH{xrightarrow {t,H_{2}SO_{4}}}HCOOH+CH_{3}CHO}}.}

В результате окисления образуется муравьиная кислота и ацетальдегид.

Образование солей

Оксикислоты реагируют с гидроксидами или солями металлов, образуя кислые или средние соли.

Например, образование кислой и средней солей тартратной кислоты происходит следующим образом.

На первой стадии образуется кислая соль тартратной кислоты, которая практически не растворяется в воде:

H O O C C H ( O H ) C H ( O H ) C O O H + K O H → H O O C C H ( O H ) C H ( O H ) C O O K + H 2 O . {displaystyle {mathsf {HOOCCH(OH)CH(OH)COOH+KOH ightarrow HOOCCH(OH)CH(OH)COOK+H_{2}O}}.}

На второй стадии образуется средняя соль, которая хорошо растворяется в воде:

H O O C C H ( O H ) C H ( O H ) C O O K + 1111 t a r r o w K O O C C H ( O H ) C H ( O H ) C O O K + H 2 O . {displaystyle {mathsf {HOOCCH(OH)CH(OH)COOK+1111tarrowKOOCCH(OH)CH(OH)COOK+H_{2}O}}.}

При взаимодействии молочной кислоты и гидроксида цинка образуется лактат цинка:

2 C H 3 C H ( O H ) C O O H + Z n ( O H ) 2 → ( C H 3 C H ( O H ) C O O ) 2 Z n + 2 H 2 O . {displaystyle {mathsf {2CH_{3}CH(OH)COOH+Zn(OH)_{2} ightarrow (CH_{3}CH(OH)COO)_{2}Zn+2H_{2}O}}.}

Лимонная кислота реагирует с хлоридом кальция образуя цитрат кальция:

2 H O O C C H 2 C ( O H ) C O O H C H 2 C O O H + 3 C a C l 2 → [ O O C C H 2 C ( O H ) C O O C H 2 C O O ] 2 C a 3 + 6 H C l . {displaystyle {mathsf {2HOOCCH_{2}C(OH)COOHCH_{2}COOH+3CaCl_{2} ightarrow [OOCCH_{2}C(OH)COOCH_{2}COO]_{2}Ca_{3}+6HCl}}.}

«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».