Малоновая кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Малоновая кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ташкент 2012

Содержание

 

1. Номенклатура
2. Физические свойства
3. Химические свойства
4. Получение
5. Применение
6. Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номенклатура

 

Малоновая кислота - двухосновная предельная карбоновая кислота. Обладает всеми химическими свойствами, характерными для карбоновых кислот. Её  соли и эфиры называются малонатами.

 

Впервые была получена Дессенье в 1858 г. окислением яблочной кислоты (acidum malicum), откуда и получила свое тривиальное название.

 

По систематической номенклатуре ее принято называть 1,3-пропандиовой кислотой, а по рациональной - метандикарбоновой.

Брутто-формула: С₃O₄H₄                                      

 

Физические свойства

 

Малоновая кислота представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде(73,5 гр в 100 гр), этаноле, ацетоне, диэтиловом эфире и пиридине . Не растворяется в бензоле.

 

Малоновая кислота кристаллизуется в табличках трехклиномерной системы и плавится при 133° -134°. Если ее нагревать в разреженном пространстве несколько ниже температуры плавления, то она сублимируется, не изменяясь. 100 частей воды растворяют при 16°138 частей кислоты. При нагревании до температуры 140° -160° она разлагается на углекислый газ и уксусную кислоту (декарбоксилирование):

 

CH2(COOH)2 = CO2 + CH3-COOH

 

Малоновая кислота образует два ряда солей: кислые, например:     НООC-CH2-COONa, и средние, например: CH2-(COONa)2, чем и доказывается ее двухосновность. Соли щелочных металлов хорошо растворяются в воде, соли же других металлов в воде очень мало или вовсе не растворимы. Малонат кальция содержится в соке сахарной свеклы.

 

 

 

 

Химические свойства

 

Малоновая кислота образует два ряда производных по карбоксильным группам (кислых и полных): эфиры (малоновый эфир), нитрилы (циануксусная кислота и малононитрил), амиды и хлорангидриды.

 

Например: в зависимости от условий реакции, при действии на малоновую кислоту тионилхлорида (SOCl2) образуется полный хлорангидрид (малонилхлорид) СlСОСН2СОСl или полухлорангидрид СlСОСН2СООН

 

Выше температуры плавления  или в водном растворе выше 70 °C малоновая кислота легко декарбоксилируется с образованием уксусной кислоты. Аналогично замещённые малоновые кислоты превращаются в монокарбоновые кислоты:

 

RCH(COOH)2 → RCH2COOH + CO2

 

При нагревании с оксидом фосфора(V), малоновая кислота образует   диоксид триуглерода (C3O2):

 

СН2(СООН)2 + P2O5 → H4P2O7 + С3О2↑

 

Малоновая кислота и ее эфиры гладко галоидируются при обработке бромом или йодом и йодной кислотой:

 

CH2(COOH)2 + Br2         BrCH(COOH)2 + HBr

 

Реакция применяется также  для алкилированных производных малонового эфира, которые могут быть превращены в α-галоидзамещенные монокарбоновые кислоты:

 

RCH(COOR)2 RCBr(COOR)2  RC-COOH

         Br

Окисляется под действием HNO2, затем гидролизуется до мезоксалевой кислоты OC(COOH)2 :

 

(НООС)2СН2 +НNO2 → (HOOC)2C=NOH   (HOOC)2CO

 

Малоновая кислота и её моноэфиры вступают в реакции Манниха:

 

C2H5OOCCH2COOH + CH2O + HN(CH3)2 → C2H5OOC(CH2)2N(CH3)2

 

 

и  Кнёвенагеля:

 

CH2(COOH)2 + RCHO → RCH(OH)CH(COOH)2 → RCH=C(COOH)2 → RCH=CHCOOH

 

 

Получение

 

Малоновая кислота получается обычно из уксусной кислоты следующим образом. Уксусная кислота при действии хлора дает хлоруксусную кислоту СН2Сl—СООН; из эфира хлоруксусной кислоты действием KCN получается эфир циануксусной кислоты:

 

CH2Cl-COOC2H5 + KCN          CH2CNCOOC2H5 + KCl

 

Омылением этого эфира получается малоновая кислота:

 

CH2CNCOOH + 2H2O           CH2(COHC)2 + NH3

 

Также малоновую кислоту можно получить косвенным способом из пропионовой кислоты. Для этого, нужно прохлорировать пропановую кислоту, получив таким образом α-хлорпроионовую кислоту,:

 

СH3-CH2-COOH +Cl2 CH3-CHCl-COOH

 

которая под действием спиртового раствора NAOH даст акриловую:

                                    NAOH_(CПИРТ)               

 CH3-CHCl-COOH   CH2=CH-COOH +НСl

 

Акриловая, прореагировав  с соляной кислотой, даст                                            β-хлорпропионовую кислоту, которая под действием КОН и Н2О станет 3-оксипропионовой. После окисления 3-оксипропионовой кислоты мы получим малоновую:

                                       НСl

CH2=CH-COOH                              CH2Cl-CH2-COOH

                                         KOH, H2O

CH2Cl-CH2-COOH                                     CH2OH-CH2-COOH

                                          K2Cr2O7, H2SO4

CH2OH-CH2-COOH                                                 HOOC-CH2-COOH

 

Применение

 

Используют малоновую кислоту в синтезе непредельных кислот, флавонов. аминокислот. витаминов В1 и В6 и др.

Список использованной литературы

 

1. Рабинович В.А., Хавин З.Я. "Краткий химический справочник" Л.: Химия, 1977, с. 157, 222
2. “Общая органическая химия”, 1983. с. 120-22;
3. Р. Я. Попов, “Органическая химия” 1981, с. 849-60.
4. К.Д. Неницеску. “Органическая химия”, т.2, 1963, с.12,25,54