Глава 5. Неароматические карбоновые кислоты и их производные
Много сотен карбоновых кислот было выделено из природных источников. Поэтому они имеют обычно несистематические (тривиальные) названия. Эти кислоты могут содержать гидроксильные и оксо-группы, кратные связи, несколько карбоксильных групп. Названия многих из них настолько красноречивы, что их происхождение очевидно; примером могут служить кислоты лимонная и яблочная, молочная и щавелевая, янтарная и туберкулостеариновая, винная и виноградная… Названия же солей и эфиров этих кислот иногда требуют пояснения. Так, производные лимонной кислоты – цитраты (от лат. citrus – «лимонное дерево»), а производные молочной кислоты – лактаты (от лат. lac, род. падеж lactis – «молоко»). Лактаты натрия, калия, кальция, аммония и магния – пищевые добавки (Е325 – Е329).
Монокарбоновые предельные кислоты
Старое название карбоновых кислот – жирные кислоты, так как их остатки входят в виде сложных эфиров в состав жиров. Многие жирные кислоты еще до полного установления их строения имели тривиальные названия, и эти названия настолько прочно утвердились в литературе, что их практически невозможно исключить из употребления.
Если в учебнике органической химии посмотреть на список предельных одноосновных кислот, то сразу бросается в глаза, что у каждой кислоты с четным числом атомов углерода в молекуле есть свое собственное имя, тогда как названия всех нечетных кислот, начиная с C11, просто образованы от греческих числительных, как и названия соответствующих углеводородов (например, ундециловая кислота – это просто-напросто «одиннадцатая»). Дело в том, что названия первых членов ряда, а также «четных» кислот чаще всего указывают на природный источник, из которого они впервые были выделены. А кислоты с длинной цепью и нечетным числом атомов углерода получены синтетически, так как в природе они встречаются редко и в очень малых количествах. Поэтому долго считали, что в природе таких кислот нет, соответственно, не появились у них и тривиальные названия. Правда, здесь есть исключение – маргариновая кислота С17. Оказывается, «обнаруживший» ее в жире французский химик Мишель Эжен Шеврёль, которому принадлежит рекорд долголетия среди химиков, ошибся: он принял за эту кислоту эквимолярную трудно разделяемую смесь кислот с 16 и 18 атомами углерода в молекуле. А название маргариновой кислоты произошло от греч. margaron – «перламутр»: игра света на кристаллах твердых жирных кислот напоминает перламутр.
|
|
|
Начнем с названий первых членов в ряду насыщенных монокарбоновых кислот.
муравьиная кислота (С1). Эта кислота стала известна в XVII веке, когда ее обнаружили в едких выделениях рыжих муравьев. Она содержится также в хвое, крапиве, фруктах, выделениях пчел. Названия ее солей и эфиров (формиаты) происходят от лат. formica – «муравей». Сама кислота и формиаты натрия и кальция – пищевые добавки (Е236, Е237, Е238). Радикал CH≡ называется формилом, отсюда и названия фтороформ, хлороформ, бромоформ, иодоформ и нитроформ (к формилу присоединены три атома галогена или три нитрогруппы).
|
|
|
уксусная кислота (С2). Известна (в виде водного раствора) с древних времен; она получается при скисании виноградного вина, и само ее название происходит от греческого слова oxos – «винный уксус, кислый напиток». Так что для древнего грека наше название «уксусная кислота» показалось бы весьма странным: фактически это означает «кислая кислота». Название солей и эфиров уксусной кислоты – ацетаты – происходит от лат. acetum («уксус»). Уксусная кислота и некоторые ее соли применяются как пищевые добавки (Е260 – Е264). Триметилуксусная кислота называется пиваловой (пивалиновой) ; соответственно, радикал (СН3)3СО называется пивалоилом, а кетон (СН3)3С – СО – С(СН3)3 – пивалоном. Эти термины получены из некоторых букв названий пи наколина и вал ери ановой кислоты. С пинаколином пиваловую кислоту связывает то, что она может быть получена при его окислении, а с валериановой – то, что эти кислоты – изомеры. Такое остроумное название придумал французский химик Шарль Фридель (1832–1899). Он синтезировал эту кислоту окислением пинаколина, работая совместно с другим химиком – но не с американцем Дж. М. Крафтсом (как, вероятно, подумает почти любой химик), а с Роберту Дуарте да Силвой (1837–1899), который работал во Франции, а родился в португальской колонии (ныне Кабо-Верде); портрет Силвы украшает банкноту этого государства достоинством 500 эскудо. Однако впервые пивалиновую кислоту синтезировал (другим методом, через ее нитрил) знаменитый русский химик Александр Михайлович Бутлеров (1828–1886).
|
|
|
О пропионовой (С3) и масляной (С4) кислотах уже упоминалось в связи с пропаном и бутаном. Пропионовая кислота и ее соли применяются как пищевые добавки (Е280 – Е283).
Валериановая кислота (С5), как легко догадаться, есть в валериановом корне. В названиях трех последующих четных кислот – капроновой (С6), каприловой (С8) и каприновой (С10) есть общий корень. Capra на латыни – «коза» (а caper – «козел»); эти кислоты действительно содержатся (в виде эфиров) в жире козьего молока (как, впрочем, и коровьего), и при этом они имеют неприятный «козлиный» запах. Этот латинский корень можно найти также в названии полимера капрона (его получают из капролактама – лактама аминокапроновой кислоты) и… музыкального произведения каприччио! По-итальянски сapriccio – «каприз, прихоть, причуда». То есть отличающееся живостью, неожиданными и оригинальными оборотами каприччио как бы передает своенравные козьи повадки.
|
|
|
Энантовая кислота (С7). Название происходит от греч. oinos – «вино», и anthos – «цветок» (кстати, отсюда и антоцианы – красящие вещества цветов и плодов, хотя они могут быть не только синими – «циановыми», но и красными); вместе получается нечто вроде брожения, игры вина. Знаменитый немецкий химик Юстус Либих и французский химик Теофиль Жюль Пелуз (1807–1867) выделили из вина вещество, обусловливающее, по их мнению, характерный запах этого напитка. Либих предложил это вещество назвать энантовым эфиром, а соответствующую кислоту – энантовой. Впоследствии выяснилось, что Либих ошибся: его «энантовый эфир» на самом деле оказался смесью этиловых эфиров капроновой (С6) и каприловой (С8) кислот, так что элементный анализ смеси как раз давал формулу с семью атомами углерода (как тут не вспомнить Шеврёля). Тем не менее придуманное Либихом поэтичное название осталось. В старых английских словарях слово «энантовая» писали œnanthic – через лигатуру, которая происходит от латинского дифтонга ое, передававшего греческое oi.
Пеларгоновая кислота (С9) содержится в летучем масле пеларгонии розовой и других растений семейства Гераниевые (в свою очередь, название растений произошло от греч. pelargos – «аист» и geranos – «журавль», из‑за сходства длинного плода этих растений с клювами аиста и журавля). лауриновая кислота (С12) – в старых книгах ее называли лавровой – содержится в больших количествах в лавровом масле. А ее эфир с диэтиленгл иколем называется глаурином. «Лавровый» корень можно найти также в названии лауролеиновой (9‑додеценовой) и изолауронолевой (триметил-1‑циклопентенкарбоновой) кислот. миристиновая кислота (С14) преобладает в масле растений семейства Миристика (от греч. myrizein – «натирать благовониями»), например в ароматных семенах мускатного дерева – мускатном орехе. По этому же растению назвали миристицин (1,2‑метилендиокси-6‑метокси-4‑аллилбензол). пальмитиновую кислоту (С16) легче всего выделять из пальмового масла, выжимаемого из ядер кокосового ореха (копры). Stear по‑гречески означает «жир, сало»; отсюда и название стеариновой кислоты (C18), а также синтетической стеароловой (9‑октадециновой). Вместе с пальмитиновой стеариновая кислота относится к наиболее важным жирным кислотам и составляет главную часть большинства растительных и животных жиров. Из смеси этих кислот (стеарина) раньше изготовляли свечи.
Арахиновая кислота (C20) встречается в небольших количествах в растительных маслах, в том числе в масле земляного ореха – арахиса. бегеновая кислота (C22) содержится в бегеновом масле, которое выжимают из крупных, как орех, семян распространенного в Индонезии растения семейства Моринговые. Название этих «бегеновых орехов» (Nuces Behen) имеет арабское происхождение. Практически чистую лигноцериновую кислоту (C24) извлекают из смолы букового дерева; в ее названии легко усмотреть лат. lignum – «дерево, древесина» (отсюда и лигнин – полимер, содержащийся в клетках растений) и cera – «воск». Раньше эту кислоту называли также карнаубовой, потому что ее довольно много в карнаубском воске, которыми покрыты листья карнаубы – бразильской восковой пальмы. Соответственно, спирт С24Н49ОН называется карнаубиловым.
Кислоты с более длинными молекулами встречаются в основном уже в восках, например в животном (шерстяном) воске – ланолине, извлекаемом из овечьей шерсти; его название – от лат. lana – «шерсть» и oleum – «масло». Среди этих кислот – церотиновая (C26), монтановая (C28), мелиссиновая (C30), лацериновая (C32). В их названиях обычно фигурирует природный источник. Так, на латыни cera – «воск»; церотиновая кислота содержится в свободном виде в пчелином воске, а сложный эфир этой кислоты и церилового спирта – в некоторых других восках. В пчелином воске была найдена также мелиссиновая кислота; melissa по‑гречески – «пчела». Монтановая кислота содержится (в виде эфира) в горном воске (монтан-воске); название происходит от лат. montana – «гористые места, горные области» (хотя монтан-воск получают из бурого битуминозного угля). Слово же битум происходит от лат. bitumen – «горная смола»; в латынь термин попал из кельтских языков. В аравийской камеди гедда-гумми, родственной гуммиарабику, найдена тетратриаконтановая кислота с 34 атомами углерода в цепи, которую назвали геддовой. На один атом углерода меньше в молекуле псилластеариновой (тритриаконтановой) кислоты, выделенной из воска сахарного тростника. Вероятно, название этой кислоты связано с тем, что сладким соком тростника питаются мелкие насекомые семейства Psyllidae .
В природе встречаются, хотя и не часто, также карбоновые кислоты с разветвленными цепями. Одна из самых известных – вальпроевая кислота (С3Н7)2СНСООН. Она обладает противоэпилептическим и седативным действием и используется в медицине. Название же довольно прозрачно: если от формулы этой кислоты отбросить один про пильный радикал, получится формула вал ериановой кислоты. Три боковых метильных группы содержит молекула фтионовой (3,13,19‑триметилтрикозановой) кислоты. Ее название произведено от греч. phthisis – «чахотка»: эта кислота содержится, как и туберкулостеариновая кислота (левовращающий изомер 10‑метилоктадекановой кислоты), в воскообразной оболочке туберкулезной палочки. Ее гидрофобная оболочка затрудняет борьбу с этими бактериями. Ничего общего с фтионовой не имеет нафтионовая кислота (4‑амино-1‑нафталинсульфоновая); ее название произведено от «нафталина» и греч. theion – «сера». Из липидов клеточных стенок микобактерий (Mycobacteria) была выделена группа карбоновых кислот, в цепи которых встречаются фрагменты полипропилена (–СН (СН3) – СН2–)n , где n может меняться от 3 до 7. Это микоцерановая, микоцероновая и миколипеновая кислоты (n = 3); фтиоцерановая кислота (n = 6) из Mycobacterium tuberculosis , известной как палочка Коха. В 2007 году в липидах из мозга человека были обнаружены долихоловые кислоты, в которых содержатся от 14 до 20 изопреновых звеньев; их функции пока неизвестны, название же (как и соответствующего спирта долихола ) произведено от греч. dolichos – «длинный» (имеется в виду очень длинная углеродная цепь из многих десятков атомов углерода). Самые же длинные цепи (до 90 атомов углерода) находятся в миколовых кислотах, выделенных из клеточной оболочки туберкулезной бактерии.
Помимо упомянутой в начале маргариновой кислоты, в природе найдены и другие кислоты с нечетным числом атомов углерода. Так, в лактобацилловой кислоте 19 атомов углерода, причем основная цепь содержит их 18, а 11‑й и 12‑й соединены метиленовым мостиком – СН2–, так что образуется циклопропановое кольцо. Эта кислота была обнаружена в 1951 году в молочнокислых бактериях Lactobacillus arabinosus.
Смешанные глицериды жирных кислот и фосфорной кислоты называются лецитинами. Особенно их много в яичном желтке, откуда и произошло название (греч. lekithos – «яичный желток»).
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 455; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!