67. Ненасыщенные карбоновые кислоты: акриловая, метакриловая, полимеры на их основе.

Ответ. Ненасыщенными монокарбоновыми кислотами называют монокарбоновые кислоты, содержащие в углеводородном радикале кратную связь. Акриловая  кислота Н2С=СН—СООН. Бесцветная жидкость с резким запахом (т. пл. 13 °с, т. кип. 141 °с), хорошо растворяется в воде, легко полимеризуется с образованием полиакриловой кислоты. Важное практическое значение имеют полимеры на основе сложных эфиров акриловой кислоты (полиакрилаты): В медицине полиакрилаты находят применение при изготовлении зубных протезов. Метакриловая кислота (2-метилпропеновая кислота). Бесцветная жидкость (т. кип. 160,5 °с). Метакриловая кислота легко полимеризуется. важное значение имеет метиловый эфир метакриловой кислоты, полимеризацией которого получают полиметилметакрилат — органическое стекло (плексиглас): Области применения: осветительная техника (плафоны, перегородки, лицевые экраны, рассеиватели), наружная реклама (лицевые стёкла для коробов, световых букв, формованные объёмные изделия), торговое оборудование (подставки, витрины, ценники), сантехника (оборудование ванных комнат), строительство и архитектура (остекление проёмов, перегородки, купола, танц-пол, объёмные формованные изделия, аквариумы), транспорт (остекление самолётов, катеров, обтекатели), приборостроение (циферблаты, смотровые окна, корпуса, диэлектрические детали, ёмкости).

68. Дикарбоновые кислоты. Основные представители: щавелевая, малоновая, адипиновая, фталевые кислоты. Фумаровая и малеиновая кислоты. Полиэфирные волокна на основе терефталевой и адипиновой кислот.

Ответ. Дикарбоновыми кислотами называют производные углеводородов, содержащие в своем составе две карбоксильные группы. Щавелевая кислота НООС—СООН, белое кристаллическое вещество (т. пл. 189 °с), легко растворяется в воде и спиртах, содержится в виде солей во многих растениях (щавель, ревень и др.). Соли и сложные эфиры щавелевой кислоты называют оксалатами. кристаллы кальция оксалата трудно растворимы в воде и могут откладываться при патологических состояниях в почках в виде камней (почечно-каменная болезнь). Впромышленности щавелевую кислоту получают из натрия формиата. Специфическими реакциями щавелевой кислоты являются разложение концентрированной серной кислотой и окисление. При нагревании с концентрированной серной кислотой щавелевая кислота разлагается с образованием углерода (II) оксида, углерода (IV) оксида и воды. При окислении щавелевая кислота образует углерода (IV) оксид и воду. Щавелевую кислоту используют для очистки металлов от ржавчины и накипи, а в качестве протравы — в кожевенном производстве. Применяют также в синтезе бриллиантового зеленого. Малоновая кислота НООС—СН2—СООН, белое кристаллическое вещество (т. пл. 135 °с), растворимое в воде, этаноле, эфире, содержится в соке сахарной свеклы, соли и сложные эфиры малоновой кислоты называют малонатами. В результате электроноакцепторного влияния карбоксильных групп в молекуле малоновой кислоты атомы водорода метиленовой группы приобретают подвижность (сн-кислотность). Поэтому в присутствии оснований малоновая кислота способна образовывать не только дианион с участием двух карбоксильных групп, но и частично — трианион за счет ионизации активной метиленовой группы. с участием метиленовой группы малоновая кислота в присутствии оснований вступает в реакцию конденсации с альдегидами и кетонами, не содержащими атома водорода при атоме углерода в альфа-положении. В результате реакции образуются ненасыщенные монокарбоновые кислоты. Малоновый эфир используется в органическом синтезе для получения моно- и дикарбоновых кислот, при действии на малоновый эфир натрия алкоголята атом водорода метиленовой группы замещается и образуется натриймалоновый эфир, в котором анион весьма устойчив вследствие делокализации заряда за счет карбоксильных групп. Натриймалоновый эфир легко алкилируется, ацилируется и реагирует с другими электрофильными реагентами. При алкилировании образуется алкилмалоновый эфир, который в процессе гидролиза превращается в алкилмалоновую кислоту, алкилмалоновые кислоты легко декарбоксилируются с образованием карбоновых кислот. Адипиновая кислота HOOC(CH2)4COOH, белое кристаллическое вещество (т. пл. 152 °с), малорастворимое в воде. соли и сложные эфиры адипиновой кислоты называют адипинатами. Применяется главным образом в производстве синтетического волокна — найлона, входит в состав противоглистного средства — пиперазина адипината. Фталевая кислота С8H6O4 — cлабая химическая органическая кислота, относящаяся к классу карбоновых кислот ароматического ряда. При стандартных условиях — бесцветные моноклинные кристаллы, почти не имеющие запаха. Токсична. Фталевая кислота декарбоксилируется в присутствии катализаторов при 200 °C до бензойной кислоты, а при 350 °C в присутствии оксида кадмия CdO — до бензола. Как и другие карбоновые кислоты, фталевая кислота образует соли и сложные эфиры по одной или двум карбоксильным группам, называемые фталатами. В больших количествах вещество раздражает слизистые оболочки глаз и кожи, вызывает общетоксическое действие, используются в основном в производстве лекарственных средств, красителей и пластификаторов для поливинилхлорида. Фталаты, имитирующие структуру эстрогена, могут вызывать нарушения в эндокринной системе. Исследования, проводившиеся на животных и людях, доказывают, что фталаты способны ослаблять действие тестостерона — основного мужского гормона позвоночных и человека, стимулирующего функцию мужских половых органов и развитие вторичных половых признаков. Фумаровая кислота HO2CCH=CHCO2H, является транс-изомером, цис-изомер — малеиновая кислота. Кристаллы имеют фруктовый вкус. Соли и эфиры называют фумаратами. Фумаровая кислота в качестве пищевой добавки обозначается E297. Фумарат является интермедиатом в цикле Кребса. Кожа человека образует фумарат при действии солнечного света. Фумарат также является побочным продуктом цикла мочевины. Эфиры фумаровой кислоты применяют для лечения псориаза. Малеиновая кислота HOOC-CH=CH-COOH. Название по номенклатуре IUPAC — цис-бутендиовая кислота. Её транс-изомер называется фумаровой кислотой. Соли и сложные эфиры малеиновой кислоты называются малеаты. Наиболее важным применением малеиновой кислоты является использование её в производстве фумаровой кислоты. Для производства фумаровой кислоты малеиновою кислоту каталитически (катализаторы — тиомочевина, неорганические кислоты) изомеризуют. Очень малая растворимость фумаровой кислоты сильно упрощает её отделение от непрореагировавшей малеиновой кислоты. Эти кислоты являются геометрическими изомерами, они не могут самопроизвольно превращаться одна в другую. Это объясняется тем, что для их взаимопревращение нужно разорвать π связь между атомами углерода. Путём озонолиза малеиновою кислоту превращают в глиоксиловую кислоту. Полиэтилентерефталат (ПЭТФ, лавсан) — термопластик, наиболее распространённый представитель класса полиэфиров. Продукт поликонденсации этиленгликоля с терефталевой кислотой (или её диметиловым эфиром); твёрдое, бесцветное, прозрачное вещество в аморфном состоянии и белое, непрозрачное в кристаллическом состоянии. Переходит в прозрачное состояние при нагреве до температуры стеклования и остаётся в нём при резком охлаждении и быстром проходе через т. н. «зону кристаллизации». Одним из важных параметров ПЭТ является характеристическая вязкость, определяемая длиной молекулы полимера. С увеличением присущей вязкости скорость кристаллизации снижается. Прочен, износостоек, хороший диэлектрик. Распространению бутылок из ПЭТ способствовала их сравнительная дешевизна и практичность. Самое массовое из всех видов химических волокон для бытовых целей (одежда) и техники; металлизированная плёнка широко используется в качестве декоративного, термоизоляционного, светоотражающего, архитектурно-строительного материала. Нейлон — семейство синтетических полиамидов, используемых преимущественно в производстве волокон. Формула волокна из анида: [—HN(CH2)6NHOC(CH2)4CO—]n[1]. Анид синтезируется поликонденсацией адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Пластмассовые изделия могут изготавливаться из жёсткого нейлона — эколона, путём впрыскивания в форму жидкого нейлона под большим давлением, чем достигается бо́льшая плотность материала. В промышленности нейлон применяется для изготовления втулок, вкладышей, плёнок и тонких покрытий. Нейлон, нанесённый на трущиеся поверхности в виде облицовки или тонкослойного покрытия на тонкие металлические втулки, вкладыши и корпуса подшипников, повышает их эксплуатационные качества. Используется также для изготовления струн некоторых музыкальных инструментов как альтернатива традиционным струнам животного происхождения.