Жирные кислоты

   Жирные кислоты - это алифатические карбоновые кислоты. Карбоновые кислоты с числом атомов углерода выше 6 называют высшими (жирными) кислотами. Число атомов углерода в них может достигать 22 - 24. Основная масса жирных кислот, входящих в организм человека и животных, имеют четное число атомов углерода, что обусловлено особенностями их синтеза. Они, как правило, имеют неразветвленную углеродную цепь. Жирные кислоты могут быть насыщенными (только с одинарными связями между атомами углерода), ненасыщенными (с одной двойной связью между атомами углерода) и полиненасыщенными (с двумя и более двойными связями, находящимися, как правило, через CH₂-группу). Они различаются по количеству углеродных атомов в цепи, а также в случае ненасыщенных кислот, по положению, конфигурации (как правило цис-) и количеству двойных связей. Жирные кислоты можно условно поделить на низшие (до семи атомов углерода), средние (восемь — двенадцать атомов углерода) и высшие (более двенадцати атомов углерода). Исходя из исторического названия, данные вещества должны быть компонентами жиров. На сегодня это не так, термин жирные кислоты подразумевают под собой более широкую группу веществ.

   Насыщенные жирные кислоты (стеариновая C₁₇H₃₅COOH, пальмитиновая C₁₅H₃₁COOH), не имеющие в своей структуре кратных углерод-углеродных связей. Ненасыщенные - имеющие в своей структуре двойные или тройные углерод-углеродные связи, причем тройные связи встречаются, крайне редко. Например, пальмитолеиновая (C₁₅H₂₉COOH, 1 двойная связь), олеиновая (C₁₇H₃₃COOH, 1 двойная связь), линолевая (C₁₇H₃₁COOH, 2 двойные связи), линоленовая (C₁₇H₂₉COOH, 3 двойные связи), арахидоновая (C₁₉H₃₁COOH, 4 двойные связи, встречается реже).

   В основе названий карбоновых кислот лежат названия соответствующих углеводородов. Наличие карбоксильной группы отражается окончанием -овая.

     Ненасыщенные жирные кислоты, в свою очередь, делятся на моноеновые, т.е. содержащие 1 кратную связь, и полиеновые содержащие несколько кратных связей (диеновые, триеновые и т.д.). Все природные ненасыщенные жирные кислоты имеют стереохимическую цис-конфигурацию. Природные ненасыщенные жирные кислоты обычно имеют тривиальные названия: олеиновая, пальмитолеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая и др. кислоты. Однако иногда удобнее пользоваться систематическими их наименованиями, отражающими особенности структуры каждого соединения. Так, например, олеиновая кислота называется цис-9-октадеценовой кислотой: из названия следует, что эта кислота имеет 18 атомов углерода, она содержит одну двойную связь, начинающуюся от девятого атома углерода цепи, и имеет цис-стереохимическую конфигурацию относительно этой двойной связи. Линолевая кислота по систематической номенклатуре называется как полностью цис-9, 12-октадекадиеновая кислота, а арахидоновая - полностью цис-5, 8,11,14-эйкозатетраеновая (углеводород эйкозан содержит 20 атомов углерода).

   Число атомов углерода в натуральных жирных кислотах в основном чётное, что обусловлено их биосинтезом с участием кофермента А.

    По агрегатному состоянию при комнатной температуре жиры делятся на жидкие и твердые. Твердые жиры, как правило, образованы предельными кислотами, жидкие жиры (их часто называют маслами) — непредельными.

Жиры растворимы в  органических растворителях и нерастворимы в воде.

  Гидролиз, или омыление, жиров происходит под действием воды (обратимо) или щелочей (необратимо). При щелочном гидролизе образуются соли высших жирных кислот, называемые мылами.

  Гидрогенизацией жиров называется процесс присоединения водорода к остаткам непредельных кислот, при этом жиры из жидких превращаются в твердые.

     Мыла - это соли высших карбоновых кислот. В химическом отношении основным компонентом мыла являются смесь растворимых солей высших жирных кислот.

  Соли высших жирных (С₈-С₁₈) нафтеновых и смоляных кислот, одни из основные моющих средств. Технические смеси водорастворимых (калиевых, натриевых, аммониевых и три-этаноламмониевых) солей этих кислот называют щелочными мылами, водонерастворимые соли, содержащие металлы II, III и др. гр. (например, Са, Mg, Ni, Mn, Al, Co, Pb и др.) - металлическими.

 Обычно это натриевые, реже - калиевые и аммониевые соли таких кислот как стеариновая, пальмитиновая, миристиновая, лауриновая и олеиновая.

   По способу получения мыла делят на  клеевые, ядровые и пилированные, по целевому назначению  - на хозяйственные, туалетные, технические, специальные и медицинские, по товарной форме - на твердые, жидкие и пастообразные.

     Дополнительно в составе мыла могут быть и другие вещества, обладающие моющим действием, а также ароматизаторы и красители. 
Современные жидкие мыла представляют собой водные растворы синтетических ионных или неионогенных поверхностно-активных веществ с добавлением консервантов, отдушек, красителей, солей для контроля вязкости, добавок для связывания ионов кальция и магния и т. д.

    Обычные мыла состоят главным образом из смеси солей пальмитиновой, стеариновой и олеиновой кислот. Натриевые соли образуют твердые мыла, калиевые соли — жидкие мыла. Мыла получаются при гидролизе жиров в присутствии щелочей:

   Отсюда реакция, обратная этерификации, получила название реакции омыления. Омыление жиров может протекать и в присутствии серной кислоты (кислотное омыление). При этом получаются глицерин и высшие карбоновые кислоты. Последние действием щелочи или соды переводят в мыла. Исходным сырьем для получения мыла служат растительные масла (подсолнечное, хлопковое и др.), животные жиры, а также гидроксид натрия или кальцинированная сода. Растительные масла предварительно подвергаются гидрогенизации, т. е. их превращают в твердые жиры. Применяются также заменители жиров — синтетические карбоновые жирные кислоты с большей молекулярной массой. Производство мыла требует больших количеств сырья, поэтому поставлена задача получения мыла из непищевых продуктов. Необходимые для производства мыла карбоновые кислоты получают окислением парафина. Нейтрализацией кислот, содержащих от 10 до 16 углеродных атомов в молекуле, получают туалетное мыло, а из кислот, содержащих от 17 до 21атома углерода, — хозяйственное мыло и мыло для технических целей. Как синтетическое мыло, так и мыло, получаемое из жиров, плохо моет в жесткой воде. Поэтому наряду с мылом из синтетических кислот производят моющие средства из других видов сырья, например из алкилсульфатов — солей сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты. В общем виде образование таких солей можно изобразить уравнениями:

Эти соли содержат в молекуле от 12 до 14 углеродных атомов и обладают очень хорошими моющими свойствами. Кальциевые и магниевые соли растворимы в воде, а потому такие мыла моют и в жесткой воде. Алкилсульфаты  содержатся во многих стиральных порошках.

   Синтетические моющие средства высвобождают сотни тысяч тонн пищевого сырья — растительных масел и жиров.

   Натриевые и калиевые соли высших жирных кислот являются эффективными ПАВ и используются в качестве мыл. В пищевой промышленности жирные кислоты зарегистрированы в качестве пищевой добавки E570, как стабилизаторы пены, глазирователи и пеногасители.

ЛИТЕРАТУРА

1. Большой медицинский словарь
2. Большой энциклопедический политехнический словарь
3. Большой Энциклопедический словарь
4. Толковый словарь
5. Химическая энциклопедия
6. ximuk.ru