Дикарбоновая кислота - Dicarboxylic acid
Дикарбоновая кислота представляет собой органическое соединение , содержащее две карбоксильных функциональных групп (-СООН). Общая молекулярная формула дикарбоновых кислот может быть записана как HO 2 C-R-CO 2 H, где R может быть алифатическим или ароматическим. Как правило, дикарбоновые кислоты демонстрируют сходные химические свойства и реакционную способность с монокарбоновыми кислотами . Дикарбоновые кислоты также используются при получении сополимеров, таких как полиамиды и сложные полиэфиры . Наиболее широко используемой в промышленности дикарбоновой кислотой является адипиновая кислота , которая является предшественником, используемым при производстве нейлона . Другие примеры дикарбоновых кислот включают аспарагиновую кислоту и глутаминовую кислоту , две аминокислоты в организме человека. Название может быть сокращено до дикислоты .
Линейные насыщенные дикарбоновые кислоты
Общая формула HO
2C (CH
2)
пCO
2H . В PubChem связь предоставляет доступ к дополнительной информации о соединениях, в том числе других имен, идентификаторы, токсичности и безопасности.
п Распространенное имя Систематическое название ИЮПАК Структура pK a 1 pK a 2 PubChem 0 Щавелевая кислота этандиовая кислота 
1,27 4,27 971 1 Малоновая кислота пропандиовая кислота 
2,85 5,05 867 2 Янтарная кислота бутандиовая кислота 
4,21 5,41 1110 3 Глутаровая кислота пентандиовая кислота 
4,34 5,41 743 4 Адипиновая кислота гександиовая кислота 
4,41 5,41 196 5 Пимелиновая кислота гептандиовая кислота 
4,50 5,43 385 6 Субериновая кислота октандиовая кислота 
4,526 5,498 10457 7 Азелаиновая кислота нонандиовая кислота 
4,550 5,498 2266 8 Себациновая кислота декандиовая кислота 
4,720 5,450 5192 9 ундекандиовая кислота 
15816 10 додекандиовая кислота 
12736 11 Брассиловая кислота тридекандиовая кислота 
10458 14 Тапсиновая кислота гексадекандиовая кислота 
10459 19 Японская кислота генейкозадионовая кислота 9543668 20 Феллогеновая кислота докозандиовая кислота 244872 28 год Эквизетоловая кислота триаконтандиовая кислота 5322010
Вхождение
- Адипиновая кислота, несмотря на свое название (на латыни adipis означает жир), не является нормальным компонентом природных липидов, а является продуктом окислительной прогорклости . Впервые его получили окислением касторового масла ( рицинолевая кислота ) азотной кислотой. В настоящее время его производят в промышленных масштабах путем окисления циклогексанола или циклогексана , в основном для производства нейлона 6-6 . Он имеет несколько других промышленных применений в производстве клеев , пластификаторов , желатинизирующих агентов, гидравлических жидкостей , смазок , смягчающих веществ , пенополиуретана , дубления кожи , уретана, а также в качестве подкислителя в пищевых продуктах.
- Пимелиновая кислота (греч. Pimelh , жир) также была впервые выделена из окисленного масла. Производные пимелиновой кислоты участвуют в биосинтезе лизина .
- Впервые субериновая кислота была получена путем окисления пробки азотной кислотой (лат. Suber). Эта кислота также образуется при окислении касторового масла. Субериновая кислота используется в производстве алкидных смол и в синтезе полиамидов ( варианты нейлона ).
- Название азелаиновой кислоты происходит от азотнокислого (азотного, азотного или азотного, азотного) окисления олеиновой кислоты или элаидиновой кислоты . Обнаружен среди продуктов с прогорклыми жирами. Его происхождение объясняется его присутствием в плохо сохранившихся образцах льняного масла и в образцах мази, взятых из египетских гробниц возрастом 5000 лет. Азелаиновая кислота была получена окислением олеиновой кислоты перманганатом калия , но теперь окислительным расщеплением олеиновой кислоты хромовой кислотой или озонолизом. Азелаиновая кислота используется в виде простых эфиров или сложных эфиров с разветвленной цепью) при производстве пластификаторов (для винилхлоридных смол, резины), смазок и консистентных смазок. Азелаиновая кислота сейчас используется в косметике (лечение прыщей). Он проявляет бактериостатические и бактерицидные свойства в отношении различных аэробных и анаэробных микроорганизмов, присутствующих на коже с акне. . Азелаиновая кислота была идентифицирована как молекула, которая накапливается в повышенных количествах в некоторых частях растений, и было показано, что она способна повышать устойчивость растений к инфекциям.
- Себациновая кислота, названная от кожного сала ( жир ). Тенард выделил это соединение из продуктов перегонки говяжьего жира в 1802 году. Его производят в промышленных масштабах путем деления касторового масла щелочью. Себациновая кислота и ее производные находят множество промышленных применений в качестве пластификаторов, смазок, масел для диффузионных насосов, косметики, свечей и т. Д. Она также используется в синтезе полиамида, как нейлон, и алкидных смол. Изомер, изосебациновая кислота, имеет несколько применений в производстве пластификаторов виниловой смолы, экструзионных пластиков, адгезивов, сложноэфирных смазок, полиэфиров, полиуретановых смол и синтетического каучука .
- Брассиловая кислота может быть получена из эруковой кислоты путем озонолиза , но также с помощью микроорганизмов ( Candida sp. ) Из тридекана . Эта двухосновная кислота производится в Японии в небольших промышленных масштабах для изготовления ароматизаторов.
- Додекандиовая кислота используется в производстве нейлона (нейлон-6,12), полиамидов, покрытий, клеев, смазок, полиэфиров, красителей, моющих средств, антипиренов и ароматизаторов. В настоящее время он производится путем ферментации длинноцепочечных алканов конкретным штаммом Candida tropicalis . Травматическая кислота - ее мононенасыщенный аналог.
- Тапсиновую кислоту выделяли из сушеных корней средиземноморской «смертоносной моркови» Thapsia garganica ( Apiaceae ).
Японский воск представляет собой смесь триглицеридов дикарбоновых кислот C21, C22 и C23, полученных из дерева сумах ( Rhus sp.).
Большой обзор дикарбоновых кислот, присутствующих в средиземноморских орехах, выявил необычные компоненты. Всего было определено 26 второстепенных кислот (от 2 в пекане до 8% в арахисе): 8 видов, происходящих из янтарной кислоты , вероятно, связанных с фотосинтезом , и 18 видов с цепочкой от 5 до 22 атомов углерода. Кислоты с более высокой массой (> C20) содержатся в суберине, присутствующем на поверхности растений (внешняя кора, эпидермис корня). C16-C26 a, ω-диовые кислоты считаются диагностическими для суберина. С C18: 1 и C18: 2 их содержание составляет от 24 до 45% от всего суберина. Они присутствуют в низком количестве (<5%) в кутине растений , за исключением Arabidopsis thaliana, где их содержание может превышать 50%.
Было показано, что гипертермофильные микроорганизмы специфически содержат большое количество дикарбоновых кислот. Это, наверное, самое важное отличие этих микроорганизмов от других морских бактерий. Дикарбоновые жирные кислоты из С16 до С22 были найдены в гипертермофильном archaeon , Pyrococcus furiosus . Короткие и средней длиной цепи (до 11 атомов углерода) дикарбоновых кислот были обнаружены в цианобактерии рода Aphanizomenon .
Дикарбоновые кислоты могут образовываться в результате ω-окисления жирных кислот во время их катаболизма . Было обнаружено, что эти соединения появляются в моче после введения трикаприна и триундецилина. Хотя значение их биосинтеза остается малоизученным, было продемонстрировано, что ω-окисление происходит в печени крысы, но с низкой скоростью, требует кислорода, НАДФН и цитохрома Р450 . Позже было показано, что эта реакция более важна у голодающих или диабетических животных, где 15% пальмитиновой кислоты подвергается ω-окислению, а затем tob-окислению, при этом образуется малонил-коА, который в дальнейшем используется в синтезе насыщенных жирных кислот. Определение дикарбоновых кислот, образующихся при перманганат-периодатном окислении моноеновых жирных кислот, было полезно для изучения положения двойной связи в углеродной цепи.
Дикарбоновые кислоты с разветвленной цепью
Длинноцепочечные дикарбоновые кислоты, содержащие вицинальные диметиловые разветвления около центра углеродной цепи, были обнаружены у бактерий рода Butyrivibrio , которые участвуют в переваривании целлюлозы в рубце. Эти жирные кислоты, называемые диаболовыми кислотами , имеют длину цепи в зависимости от жирной кислоты, используемой в культуральной среде. Самая распространенная диаболовая кислота в Butyrivibrio имеет длину цепи из 32 атомов углерода. Дьявольские кислоты были также обнаружены в основных липидах рода Thermotoga отряда Thermotogales , бактериях, обитающих в источниках солфатара , глубоководных морских гидротермальных системах и высокотемпературных морских и континентальных нефтяных месторождениях. Было показано, что около 10% их липидной фракции были симметричными дьявольскими кислотами от C30 до C34. Диаболовые кислоты C30 (13,14-диметилоктакозандиовая кислота) и C32 (15,16-диметилтриаконтандиовая кислота) описаны в Thermotoga maritima .
Некоторые исходные двухосновные кислоты от C29 до C32, но с метильными группами на атомах углерода C-13 и C-16, были выделены и охарактеризованы из липидов термофильных анаэробных эубактерий Themanaerobacter ethanolicus. Наиболее распространенной двухосновной кислотой была C30α, ω-13,16-диметилоктакозандиовая кислота.
Бифитановые двухосновные кислоты присутствуют в геологических отложениях и считаются индикаторами анаэробного окисления метана в прошлом. В кайнозойских просачиваемых известняках обнаружено несколько форм без или с одним или двумя пентациклическими кольцами. Эти липиды могут быть неизвестными метаболитами архей.
Кроцетин является основным соединением кроцинов (гликозидов кроцетина), которые являются основными красными пигментами рыльц шафрана ( Crocus sativus ) и плодов гардении ( Gardenia jasminoides ). Кроцетин представляет собой дикарбоновую кислоту с 20 углеродными цепями, которая является дитерпененоидом и может рассматриваться как каротиноид. Это был первый растительный каротиноид, который был признан еще в 1818 году, а история выращивания шафрана насчитывает более 3000 лет. Основным активным ингредиентом шафрана является желтый пигмент кроцин 2 (известны три других производных с различным гликозилированием), содержащий гентиобиозную (дисахаридную) группу на каждом конце молекулы. Был разработан простой и специфический метод ВЭЖХ-УФ для количественного определения пяти основных биологически активных ингредиентов шафрана, а именно четырех кроцинов и кроцетина.
Ненасыщенные дикарбоновые кислоты
Тип Распространенное имя Название ИЮПАК Изомер Структурная формула PubChem Мононенасыщенный Малеиновая кислота (Z) -бутендиовая кислота СНГ 
444266 Фумаровая кислота (E) -бутендиовая кислота транс 
444972 Ацетилендикарбоновая кислота Но-2-яндиовая кислота непригодный 
371 Глутаконовая кислота (Z) -Пент-2-ендиовая кислота СНГ 
5370328 (E) -Пент-2-ендиовая кислота транс 
5280498 2-децендиовая кислота транс 
6442613 Травматическая кислота Додек-2-ендиовая кислота транс 
5283028 Ненасыщенный Муконовая кислота (2E, 4E) -Гекса-2,4-диендиовая кислота транс, транс 
5356793 (2Z, 4E) -Гекса-2,4-диендиовая кислота цис, транс 
280518 (2Z, 4Z) -Гекса-2,4-диендиовая кислота СНГ, СНГ 
5280518 Глютиновая кислота
(аллен-1,3-дикарбоновая кислота)(RS) - Пента-2,3-диендиовая кислота HO 2 CCH = C = CHCO 2 H 5242834 Разветвленный Цитраконовая кислота (2Z) -2-метилбут-2-ендиовая кислота СНГ 
643798 Мезаконовая кислота (2E) -2-метил-2-бутендиовая кислота транс 
638129 Итаконовая кислота 2-Methylidenebutanedioic кислота - 
811
Травматическая кислота была одной из первых биологически активных молекул, выделенных из тканей растений. Было показано, что эта дикарбоновая кислота является сильнодействующим средством для заживления ран у растений, которое стимулирует деление клеток рядом с участком раны; она образуется из гидропероксидов жирных кислот 18: 2 или 18: 3 после превращения в оксожирные кислоты .
транс, транс- муконовая кислота является метаболитом бензола в организме человека. Поэтому определение его концентрации в моче используется в качестве биомаркера воздействия бензола на рабочем месте или в окружающей среде.
Глютиновая кислота, замещенный аллен , была выделена из Alnus glutinosa (Betulaceae).
Хотя полиненасыщенные жирные кислоты необычны для кутикулы растений, о диненасыщенной дикарбоновой кислоте сообщалось как о компоненте поверхностных восков или сложных полиэфиров некоторых видов растений. Так, октадека-с6, с9-диен-1,18-диоат, производное линолевой кислоты , присутствует в кутикуле Arabidopsis и Brassica napus .
Алкилитаконаты
Несколько дикарбоновых кислот, имеющих боковую алкильную цепь и итаконатное ядро, были выделены из лишайников и грибов , итаконовая кислота (метилен янтарная кислота) является метаболитом, продуцируемым нитчатыми грибами. Среди этих соединений несколько аналогов, называемых хетомеллиновыми кислотами, с разной длиной цепи и степенью ненасыщенности были выделены из различных видов лишайников Chaetomella . Было показано, что эти молекулы являются ценными в качестве основы для разработки противоопухолевых препаратов из-за их сильного ингибирующего действия на фарнезилтрансферазу .
Ряд алкил- и алкенил-итаконатов, известных как церипоровая кислота ( Pub Chem 52921868 ), был обнаружен в культурах гриба, селективно разлагающего лигнин (гриб белой гнили ), Ceriporiopsis subvermispora. Абсолютная конфигурация церипоровых кислот, их стереоселективный путь биосинтеза и разнообразие их метаболитов были подробно обсуждены.
Замещенные дикарбоновые кислоты
Распространенное имя Название ИЮПАК Структурная формула PubChem Тартроновая кислота 2-гидроксипропандиовая кислота 
45 Мезоксалевая кислота Оксопропандиовая кислота 
10132 Яблочная кислота Гидроксибутандиовая кислота 
525 Винная кислота 2,3-дигидроксибутандиовая кислота 
875 Щавелевоуксусная кислота Оксобутандиовая кислота 
970 Аспарагиновая кислота 2-аминобутандиовая кислота 
5960 диоксоянтарная кислота диоксобутандиовая кислота 
82062 α-гидроксиГлутаровая кислота 2-гидроксипентандиовая кислота 
43 год Арабинаровая кислота 2,3,4-тригидроксипентандиовая кислота 109475 Ацетонедикарбоновая кислота 3-оксопентандиовая кислота 
68328 α-кетоглутаровая кислота 2-оксопентандиовая кислота 
51 Глютаминовая кислота 2-аминопентандиовая кислота 
611 Диаминопимелиновая кислота (2R, 6S) -2,6-Диаминогептандиовая кислота 
865 Сахарная кислота (2S, 3S, 4S, 5R) -2,3,4,5-Тетрагидроксигександиовая кислота 
33037
Ароматические дикарбоновые кислоты
Общие имена Название ИЮПАК Структура PubChem Фталевая кислота
о- фталевая кислотаБензол-1,2-дикарбоновая кислота 
1017 Изофталевая кислота
м- фталевая кислотаБензол-1,3-дикарбоновая кислота 
8496 Кислоты терефталевой
р -phthalic кислотыБензол-1,4-дикарбоновая кислота 
7489 Дифеновая кислота Бифенил
-2,2'-дикарбоновая кислота2- (2-карбоксифенил) бензойная кислота 
10210 2,6-нафталиндикарбоновая кислота 2,6-нафталиндикарбоновая кислота 
14357
Терефталевая кислота - это товарный химикат, используемый при производстве полиэфира, известный под торговыми марками, такими как ПЭТ, терилен, дакрон и лавсан .
Характеристики
Дикарбоновые кислоты представляют собой твердые кристаллические вещества. Растворимость в воде и температура плавления α, ω- соединений прогрессируют последовательно по мере того, как углеродные цепи становятся длиннее с чередованием нечетного и четного числа атомов углерода, так что для четного числа атомов углерода температура плавления выше, чем для следующий в серии с нечетным номером. Эти соединения представляют собой слабые двухосновные кислоты с pK a, стремящимся к значениям ок. 4.5 и 5.5 по мере увеличения расстояния между двумя карбоксилатными группами. Таким образом, в водном растворе с pH около 7, типичным для биологических систем, уравнение Хендерсона – Хассельбаха указывает, что они существуют преимущественно в виде дикарбоксилат-анионов.
Дикарбоновые кислоты, особенно маленькие и линейные, можно использовать в качестве сшивающих реагентов. Дикарбоновые кислоты, в которых карбоксильные группы не разделены ни одним атомом углерода, или одним атомом углерода, разлагаются при нагревании с выделением диоксида углерода и оставляют монокарбоновую кислоту.
Правило Бланка гласит, что нагревание бариевой соли дикарбоновой кислоты или ее дегидратация с помощью уксусного ангидрида дает ангидрид циклической кислоты, если атомы углерода, несущие кислотные группы, находятся в положениях 1 и (4 или 5). Таким образом, из янтарной кислоты образуется янтарный ангидрид . Для кислот с карбоксильными группами в положениях 1 и 6 эта дегидратация вызывает потерю диоксида углерода и воды с образованием циклического кетона, например, адипиновая кислота образует циклопентанон .
Производные
Что касается монофункциональных карбоновых кислот, существуют производные тех же типов. Однако существует дополнительная сложность, заключающаяся в том, что одна или две карбоксильные группы могут быть изменены. Если изменяется только один, то производное называется «кислотным», а если изменяются оба конца, оно называется «нормальным». Эти производные включают соли, хлориды, сложные эфиры, амиды и ангидриды. В случае ангидридов или амидов две карбоксильные группы могут объединяться с образованием циклического соединения, например сукцинимида .
Смотрите также
использованная литература
внешние ссылки
- Липидомический портал Структура База данных Дикарбоновые кислоты
- Дейкстра, Альберт Дж. «Тривиальные названия жирных кислот - Часть 1» . lipidlibrary.aocs.org . Проверено 24 июня 2019 .