Ароматические кислоты и их производные

                                                    Ароматические кислоты и их производные.                                                                                                                                                           Это ароматические углеводороды, у которых в бензольном кольце один или несколько атомов водорода замещены на карбоксильную группу.                                                                                                                                   Ароматические кислоты обладают всеми свойствами кислот.                                                                                                                        1. Кислотно-основные свойства.                                                                                                                                                                1.1.Образуют растворимые соли при взаимодействии с гидроксидами, карбонатами и гидрокарбонатами щелочных металлов (К⁺, Na⁺) и NH₄⁺.                                                                                   В ионизированной форме образуют соли с тяжелыми металлами (Fe, Cu, Co) - слабое основание ArCOO^— взаимодействует со слабой кислотой Льюиса (Fe³⁺, Cu²⁺, Co²⁺). Ароматическое кольцо усиливает кислотность вещества.    Ка _{бензойной к-ты}=6,3·10^-5,         Ка _{СН3СООН}=1,8·10^-5.                                                                                                                  Кислотность возрастает, если карбоксилат-ион стабилизирован внутримолекулярными водородными связями.                                                                                                                                Салициловая кислота          Салицилат-ион                         рКа=2,98; Ка=1,06·10^-3                                                             Анион не стабилизирован внутримолекулярной водородной связью.               

о-метоксибензойная   кислота                                            рКа=3,09                                                                                                                                              1.2. Образование амидов ароматических кислот по реакции с аминами.                                                                                                          2. Реакции с участием водорода карбоксильной группы: образование сложных эфиров, ангидридов, хлорангидридов и других производных.                                                                                                                                                                  Лекарственные препараты на основе ароматических кислот.                                                                                                    Кислота салициловая, Acidum salicylicum.   Орто-оксибензойная кислота.                                               Белые мелкие игольчатые кристаллы или кристаллический порошок без запаха. Т_пл=158-161°С. Мало растворим в воде, растворим в кипящей воде, легко растворим в этаноле и эфире, трудно растворим в хлороформе. Салициловая кислота широко распространена в природе, в листьях некоторых растений, в цветках ромашки. В виде метилового эфира салициловая кислота содержится во многих маслах, в том числе в масле гвоздики, туберозы, иве. В растениях метиловый эфир салициловой кислоты связан с сахарами в виде гликозидов, легко гидролизующихся под влиянием ферментов. Летуча с водяным паром, возгоняется. Относится к фенолокислотам.  Получение.                       Карбоксилированием фенола по реакции Кольбе – Шмидта.

                                                                                  салицилат натрия                                                                                     Выпаренную досуха смесь фенола и  NaOH нагревают в автоклаве (130°С) с СО₂ под давлением 450 –500кПа (4,5-5 атм). Продукт реакции растворяют в воде, подкисляют  HCl и перекристаллизовывают. Побочный продукт реакции оксидифенил.                                                                                                                                                        Натрия салицилат. Natrii salicylas.  Белый кристаллический порошок или мелкие чешуйки без запаха, сладковато-соленого вкуса. Легко растворим в воде, растворим в этаноле. Получение Натрия бензоат и натрия салицилат получают, выпаривая досуха раствор соответствующей кислоты (бензойной или салициловой), нейтрализованной эквивалентным количеством карбоната или гидрокарбоната натрия:                                                                               Соли перекристаллизовывают из спирта.                                                                                                                                              1. Реакции подлинности.                                                                                                                                                                       1.1. Кислоту нейтрализуют щелочью (по индикатору  рН≈7). В кислой среде осадок растворяется, в щелочной среде выпадает бурый осадок гидроксида железа (III).                                                                                                        1.2.   С хлоридом железа (III) образуется комплексная соль:                                                                                                        6 C₆H₅COONa + 2FeCl₃ + 10H₂O → (C₆H₅COO)₃Fe·Fe(OH)_3·7H₂O↓ + 3 C₆H₅COOH + 6 NaCl желтовато-розовый цвет                    2. Реакция образования салицилатного комплекса.                                                                                                                         2.1. Салициловую кислоту доказывают по фиолетовому окрашиванию комплекса с хлоридом железа (III).     моносалицилат железа                                                          фиолетовый цвет рН=2-3                                                                                                                                                                            Для салициловой кислоты и ее соли: 

Моносалицилат                 дисалицилат                          трисалицилат

рН=2-3                                  рН=3-8                                   рН=8-10

фиолетовый                         красный                                   желтый.                                                                                                                 При добавлении минеральных кислот указанные комплексы разрушаются, окраска исчезает и выпадает белый осадок салициловой кислоты. В присутствии СН₃СООН окраска сохраняется.                                                                                                                 Соли кислот вступают в реакцию с другими солями тяжелых металлов.

      зеленый цвет                                                                                                   3. Реакция декарбоксилирования.                                                                                                                                                             3.1. При нагревании выделяется фенол, который определяют по запаху:           запах фенола                                                                                                              3.2.   С концентрированной серной кислотой             

СО₂+ Са(ОН)₂  → СаСО₃↓+Н₂О     помутнение                                                                                                                                            4. Реакция конденсации с реактивом Марки.                                     Реакция этерификации с этанолом.

C₆H₅COOН + C₂H₅OH                        C₆H₅COOC₂H₅ + Н₂О                                                                                                                  Т_пл=122-124,5˚С для бензойной кислоты, Т_пл=158-161˚С для салициловой кислоты.                                                                                               Количественное определение.                                                                                                                                                                   1. Бензойную и салициловую кислоты определяют алкалиметрическим методом, вариант нейтрализации в спиртовой среде. Индикатор – фенолфталеин. f_экв=1.   С₆H₅COOH + NaOH → C₆H₅COONa + H₂O.                                                                        2.   Бензоат натрия и салицилат натрия определяют методом ацидиметрии, вариант вытеснения более сильной минеральной кислотой. Титрование проводят в присутствии эфира, который извлекает бензойную и салициловую кислоты, тем самым предотвращая обратный ход реакции.                                                                                                                     C₆H₅COONa +HCl                      С₆H₅COOH ¯ + NaCl                                                                                            Используют смешанный индикатор – смесь равных количеств метилового оранжевого и метиленового синего (1:1). Титруют до сиреневого окрашивания водного слоя.                                                                                                                                         3. Броматометрия. Салициловую кислоту и ее соли, как производные фенола, определяют методом броматометрии (вариант обратного титрования).  КBrO₃ + 5 КВr + 3 Н₂SО₄ → 3 Вr₂ + 3 К₂SО₄+ 3 Н₂О                                                                               Избыток Br₂ + 2 KI → I₂ + 2 KBr                I₂ + 2Na₂S₂O₃ → Na₂S₄O₆ + 2NaI                                                                                                                                                                    4. Йодхлорметрический метод (обратное титрование). При взаимодействии фенолов с йодмонохлоридом образуются йодпроизводные фенолов. Избыток йодмонохлорида определяют йодометрическим методом: прибавляют калия йодид и выделившийся йод титруют раствором натрия тиосульфата (индикатор - крахмал). Йодмонохлорид, в отличие от брома, не вытесняет карбоксильную группу, находящуюся в о- и n-положениях по отношению к фенольному гидроксилу.                                                                                              ICl + KI → I₂ + KCl  f_экв(кислоты салициловой)=1/4      Применение.                                                                                                                                                                                            1.Салициловая кислота – антисептическое средство, применяют наружно в виде спиртовых растворов, присыпок (2-5%), мазей, паст (1-10%).                                                                                                                                                                      2.Натрия салицилат – противоревматическое, противовоспалительное, болеутоляющее и жаропонижающее средство, внутрь 0,5-1,0 г.     Хранение. В плотно укупоренной таре.

Производные фенолокислот                                                                                                                                                  Препараты сложных эфиров салициловой кислоты                                                                                                                                    Лекарственные вещества                                                                                                                                                                      1. Кислота ацетилсалициловая.   Acidum acetylsalicylicum – салициловый эфир уксусной кислоты.                                 Бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха или со слабым запахом. Т. пл. = 133-138 ^о С. Слабокислый вкус. Мало растворим в воде, легко растворим в спирте, растворим в эфире, хлороформе. Растворим в растворе NaOH и соды (NaHCO₃, NaCO₃).                                                                                                                                                                                                                                       Получение                                                                                                                                                                               Слово «аспирин» произошло от слов ацетил + спираевая кислота, старое название салициловой кислоты.    Чистота.  Отсутствие салициловой кислоты, влаги, уксусной кислоты.                                                                                     2. Метилсалицилат, Methylii salicylas.                                                                                                              Метиловый эфир салициловой кислоты  ρ = 1,176 - 1,184 г/см³, η²⁰_Д = 1,535 – 1,538, Т_пл = 8°С, Т_кип = 223°С   Встречается во многих растениях, впервые обнаружен как душистое начало гаултериевого масла. Бесцветная или желтоватая жидкость с характерным сильным ароматическим запахом.                                                Получение.                                                                                                                                                                  Получают нагреванием смеси салициловой кислоты с избытком метанола в присутствии концентрированной серной кислоты.                                                                                                                                                                                        Чистота. Определяют отсутствие влаги и кислотность.                                                                                                    3. Фенилсалицилат.Phenylii salycilas, фениловый эфир салициловой кислоты, Салол, Salolum. Белый кристаллический порошок или мелкие бесцветные кристаллы со слабым запахом. Т_пл = 42 - 43°С     Дает эвтектические смеси с камфорой, тимолом, ментолом.                                  Практически не растворим в воде, растворим в этаноле и других растворителях, в растворе NaOH, не растворим в NaHCO₃.                                                                                                                                                                  Получение.                                                                                                                                                                    Впервые получен в 1886 году Н.В. Ненцким. Реакция конденсации салицилата и фенолята натрия в присутствии трихлороксида фосфора.    фенилсалицилат

Связь строения с физиологическим  действием. Происходит блокирование фенольного гидроксила фенола и карбоксильной группы салициловой кислоты в сложную эфирную группу. Это «принцип салола» широко используется при синтезе лекарственных препаратов (принцип введения сильнодействующих веществ в виде их сложных эфиров). Применение этих трех соединений в медицине основано на том, что целебным действием обладает сама салициловая кислота. Абсорбируясь стенками кишечника, но, будучи довольно сильной кислотой, она вызывает неприятное раздражение при приеме через рот. Раздражающее действие устраняют этерификацией карбоксильной группы метиловым спиртом или фенолом, а также ацетилированием, ацетильное производное обладает менее кислым характером. Все три эфира – метилсалицилат, аспирин и салол не гидролизуются в заметной степени при соприкосновении со слабокислым желудочным соком и проходят через желудок, не оказывая вредного действия на чувствительные ткани, но, спускаясь в кишечный тракт, эфиры гидролизуются под влиянием щелочи с выделением свободной салициловой кислоты.                                                                                                                                                      4. Ацелизин. Acelysinum                                                                                                                                                        Представляет собой смесь Д,L-лизина ацетилсалицилата и глицина в соотношении 9:1 Глицин  в цвиттер ионной форме                                                           Д,L – лизина ацетилсалицилат  Белый кристаллический порошок  Действие аналогично ацетилсалициловой кислоте. Он оказывает противовоспалительное, жаропонижающее, антитромбическое действие. Назначают внутримышечно или внутривенно при тромбозах, в том числе коронарных и мозговых сосудах, гипертермии, некоторых болевых синдромах. Форма выпуска – флаконы по 1 г (содержат 0,5 г аспирина). Перед введением растворяют в 5 мл воды для инъекций. Как обезболивающее средство вводят по 5-10 мл 1-3 раза в сутки в течение 3-10 дней. Хранение: +4-10 ^оС в защищенном от света месте, раствор можно хранить не более 30 минут. Все препараты хранят в сухом месте, в хорошо закупоренных банках.                                                                                                                                      Ацетилсалициловая кислота с некоторыми веществами основного характера (NaCO₃, уротропин) дает легко отсыревающие смеси, что необходимо учитывать при выписывании рецептов.