Способы применения карбоновых кислот

Получение и применение карбоновых кислот

Получение карбоновых кислот

I . В промышленности

1. Выделяют из природных продуктов

(жиров, восков, эфирных и растительных масел)

метан муравьиная кислота

н-бутан уксусная кислота

С H₃-CH=CH₂ + 4[O] t,kat → CH₃COOH + HCOOH ( уксусная кислота+муравьиная кислота )

4. Окисление гомологов бензола (получение бензойной кислоты):

толуол бензойная кислота

5. Получение муравьиной кислоты:

1 стадия: CO + NaOH t , p → HCOONa ( формиат натрия – соль )

6. Получение уксусной кислоты:

1. Гидролиз сложных эфиров:

R-COONa + HCl → R-COOH + NaCl

3. Растворением ангидридов карбоновых кислот в воде:

4. Щелочной гидролиз галоген производных карбоновых кислот:

1. Окисление альдегидов:

Например, реакция «Серебряного зеркала» или окисление гидроксидом меди ( II ) – качественные реакции альдегидов

3. Гидролиз галогензамещённых углеводородов, содержащих три атома галогена у одного атома углерода.

4. Из цианидов (нитрилов) – способ позволяет наращивать углеродную цепь:

CH ₃— CN — метилцианид ( нитрил уксусной кислоты)

R-MgBr + CO₂ → R-COO-MgBr H2O → R-COOH + Mg(OH)Br

ПРИМЕНЕНИЕ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Муравьиная кислота – в медицине — муравьиный спирт (1,25% спиртовой раствор муравьиной кислоты), в пчеловодстве, в органическом синтезе, при получении растворителей и консервантов; в качестве сильного восстановителя.

Уксусная кислота – в пищевой и химической промышленности (производство ацетилцеллюлозы, из которой получают ацетатное волокно, органическое стекло, киноплёнку; для синтеза красителей, медикаментов и сложных эфиров). В домашнем хозяйстве как вкусовое и консервирующее вещество.

Масляная кислота – для получения ароматизирующих добавок, пластификаторов и флотореагентов.

Щавелевая кислота – в металлургической промышленности (удаление окалины).

Стеариновая C₁₇H₃₅COOH и пальмитиновая кислота C₁₅H₃₁COOH – в качестве поверхностно-активных веществ, смазочных материалов в металлообработке.

Олеиновая кислота C₁₇H₃₃COOH – флотореагент и собиратель при обогащении руд цветных металлов.

Источник

Роль карбоновых кислот в жизни человека и их применение: описание

Содержание:

Карбоновые кислоты – органические соединения, которые содержат карбоксильную группу –СООН. Функциональная группа состоит из карбонильной =С=О и гидроксильной –ОН групп. Карбоновые кислоты в жизни человека играют важную роль.

Классификация карбоновых кислот

Также карбоновые кислоты можно разделить на несколько групп по строению углеводородного радикала на предельные, непредельные, ароматические и циклические.

Нахождение кислот в природе

Области применения карбоновых кислот

Предельные одноосновные кислоты

Уксусная кислота СН₃СООН необходима для производства красителей. В составе продуктов она обозначается как Е260. Уксусную кислоту применяют при консервировании овощей, грибов и т. д.

Предельные двухосновные кислоты

Янтарная кислота НООС−СН_₂−СН_₂−СООН внутри организма участвует в метаболических процессах. С ее помощью осуществляется клеточное дыхание и синтез белков. Янтарная кислота выводит отравляющие вещества и уменьшает вредное действие алкоголя в организме.

Жирные ненасыщенные кислоты

Линолевая кислота С_₁₇H_₃₁COOH участвует в регуляции обмена белка и жиров, предотвращении накопления холестерина в организме. Она защищает клетки от преждевременного старения.

Применение карбоновых кислот в медицине

Масляная кислота СH_₃(CH_₂)_₂СООН используется при лечении заболеваний ЖКТ. В кишечнике она образует кислую среду, в которой погибают патогенные микробы и развиваются полезные бактерии.

Источник

30 видов использования карбоновых кислот в повседневной жизни

использование карбоновых кислот они настолько обширны, что их можно разделить на несколько отраслей, таких как фармацевтическая (активная для производства лекарств на основе витамина С) или пищевая (производство безалкогольных напитков, приготовление добавок) и другие.

Карбоновые кислоты, по существу, представляют собой органические кислоты, имеющие карбоксильную группу среди своих компонентов, присоединенную к алкильной или арильной группе..

Они представлены в химической формуле следующим образом: COOH, и его название связано с конъюгацией или комбинацией карбонила (C = O) и гидроксила.

Если углеродная цепь имеет одну карбоксильную группу, кислоты называются монокарбоновыми кислотами или жирными кислотами, а если у вас две карбоксильные группы, кислоты называются дикарбоновыми кислотами..

Они также называются органическими кислотами и, как правило, являются «слабыми» кислотами, при этом только 1% молекул RCOOH диссоциирует на ионы (при обнаружении при комнатной температуре и в водном растворе)..

Они являются более слабыми кислотами, чем минеральные кислоты, такие как соляная кислота или серная кислота. Однако его кислотность выше, чем у спиртов.

Это полярные вещества, которые образуют водородные мостики между собой или с молекулами другого вещества.

Каковы основные области применения карбоновых кислот?

Карбоновые кислоты встречаются в природе в жирах, кисломолочных продуктах и ​​цитрусовых, и среди их наиболее важных применений:

Пищевая промышленность

2- Консерванты (сорбиновая и бензойная кислоты).

3- Регулятор щелочности многих продуктов.

4- Производство безалкогольных напитков.

5- Антимикробные агенты против действия антиоксидантов. В этом случае наблюдается тенденция к жидким противомикробным препаратам, которые позволяют биодоступность.

6- Основной ингредиент общего уксуса (уксусная кислота).

7- Подкислитель в газированных напитках и продуктах питания (лимонная кислота и молочная кислота).

8- Помощник в созревании швейцарского сыра (пропионовая кислота).

9- Разработка сыра, квашеной капусты, квашеной капусты и безалкогольных напитков (молочная кислота).

Фармацевтическая промышленность

10- Жаропонижающее и обезболивающее (ацетилсалициловая кислота).

11- Активен в процессе синтеза ароматов, в некоторых препаратах (масляная или бутановая кислота).

12- Антимикотик (бензойная кислота в сочетании с салициловой кислотой).

13- Активен для изготовления лекарств на основе витамина С (аскорбиновой кислоты).

14- Фунгицид (каприловая кислота).

15- Производство некоторых слабительных (гидроксибутандиоевая кислота).

Другие отрасли

16- Производство пластмасс и смазочных материалов (сорбиновая кислота).

17- Производство лаков, эластичных смол и прозрачных клеев (акриловая кислота).

18- Производство красок и лаков (линолевая кислота).

19- Производство мыла, моющих средств, шампуней, косметики и средств для чистки металлов (олеиновая кислота).

20- Производство зубной пасты (салициловая кислота).

21- Производство вискозного ацетата, фотопленок и растворителей для красок (уксусная кислота).

22- Производство красителей и дубильных веществ (метановая кислота).

23- Производство смазочных масел, водостойких материалов и краски для сушки (пальмитиновая кислота).

24- Производство резины (уксусная кислота).

25- Обработка резины и гальваника.

27- Производство парфюмерии (бензойная кислота).

28- Производство пластификаторов и смол (фталевая кислота).

29- Разработка полиэфира (терефталевой кислоты).

30- Приготовление парафиновых свечей (стеариновая кислота).

В сельском хозяйстве они также склонны использовать его для улучшения качества посевов плодовых растений, увеличения количества и веса плодов на некоторых растениях, а также их внешнего вида и продолжительности после сбора урожая..

Карбоновые кислоты очень присутствуют в достижениях экспериментальной химии и биохимии, особенно в тех, которые связаны с ферментацией, необходимой для производства нескольких продуктов, представляющих коммерческий интерес (среди прочего, антибиотики, органические растворители и витамины).

Свойства карбоновых кислот

Некоторые свойства этих химических веществ:

растворимость

Первые четыре алифатических монокарбоновых кислоты являются жидкими и растворимыми в воде.

Это свойство уменьшается, если число атомов углерода увеличивается, поэтому начиная с додекановой кислоты они начинают растворяться в воде.

Точка кипения

Температура кипения этих веществ повышается благодаря наличию двойного водородного мостика между их компонентами..

Точка плавления

Это свойство меняется в зависимости от количества атомов углерода, так как они влияют на связь между молекулами..

Из 6 атомов углерода начинается нерегулярная высота в точке плавления.

Источник

Способы применения карбоновых кислот

Предельные одноосновные

Благодаря своему уникальному молекулярному составу муравьиная кислота обладает антибактериальными свойствами, поэтому основная сфера ее применения – это пищевая промышленность (пищевая добавка E 236). В пищевой промышленности она используется в качестве дезинфицирующего и консервирующего средства при производстве кондитерских изделий, консервированных и молочных продуктов, безалкогольных напитков. Помимо этого, муравьиная кислота применяется для дезинфекции пивных и винных бочек.

Она применяется в химической промышленности в качестве восстановителя при синтезе органических веществ, при получении щавелевой кислоты. А также, при изготовлении стекла, промышленного клея, промышленных лаков и химических красителей.

Сложные эфиры муравьиной кислоты используют в качестве растворителей и душистых веществ.

В текстильной промышленности ее используют в качестве протравы при крашении тканей, в кожевенном производстве – для отмывания извести, используемой при обработке шкур.

Муравьиная кислота обладает болеутоляющим, бактерицидным, противовоспалительным, согревающим действием и благодаря этим свойствам находит широкое применение в медицине. Ее используют в медицине в качестве наружного обезболивающего средства. Смесь кислоты с водой, так называемый муравьиный спирт, используется как раздражающее кожу, рефлекторно действующее средство при ревматических и неврологических болях.

Муравьиная кислота входит в состав не только лечебных, но и косметических препаратов.

Кроме того ее применяют в сельском хозяйстве при заготовке различных кормов. Муравьиной кислотой обрабатывают сено, силос, что помогает замедлить процессы гниение и распада, благодаря чему корма способны храниться намного дольше.

Муравьиная кислота также используется для борьбы с паразитами в пчеловодстве.

Из всех карбоновых кислот уксусная кислота находит наиболее широкое применение. Она необходима для синтеза красителей для тканей, лекарственных веществ, сложных эфиров, растворителей лаков. Большое ее количество расходуются для производства искусственного волокна (ацетатного шелка), пластических масс, невоспламеняющейся кинопленки, органического стекла, ядохимикатов, стимуляторов роста растений.

В пищевой промышленности (пищевая добавка Е 260) уксусную кислоту применяют для консервирования овощей, грибов, рыбы и в качестве приправы к пище. Консервирующее действие кислоты связано с подавлением развития гнилостных бактерий и плесневых грибков.

Солями уксусной кислоты (Al, Fe, Cr) протравливают ткани при крашении, они способствуют закреплению красителей на волокне.

Ацетат свинца применяется для изготовления свинцовых белил и свинцовой примочки в медицине.

Соли уксусной кислоты используются также в сельском хозяйстве. В результате применения 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты и ее солей на полях с зерновыми погибают только широколиственные сорняки, что используется при выращивании зерновых культур.

Уксусный ангидрид применяется в производстве пластических масс, искусственного шелка, ацетанилида.

Из монохлоруксусной кислоты получают негорючую кинопленку, органическое стекло, пропускающее ультрафиолетовые лучи.

Масляная кислота применяется для лечения некоторых заболеваний желудочно-кишечного тракта. В процессе ферментативных реакций кислота и ее соли создают в кишечнике кислую среду, благоприятную для развития полезных бактерий и подавляющую развитие патогенных, таких как возбудитель сальмонеллы и кишечная палочка. Кроме этого, масляная кислота способствует регуляции водно-электролитного баланса в кишечнике, регулирует его моторику.

Соли масляной кислоты используются в животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве как кормовые добавки. Эти добавки усиливают иммунитет, способствуют лучшей усвояемости пищи, подавляют деятельность многих вредных кишечных бактерий, уменьшают необходимость применения антибиотиков.

Также она используется для изготовления лакокрасочных материалов, пластификаторов для лаков, эмульгаторов.

Применяется в парфюмерной и кондитерской промышленностях в виде сложных эфиров, являющихся ценными ароматическими веществами.

Стеариновая и пальмитиновая кислота входят в состав животных жиров и растительных масел. Натриевые и калиевые соли этих кислот входят в состав мыла.

Стеариновая кислота часто используется при изготовлении косметических средств, в качестве стабилизатора смеси и эмульгатора. Она делает состав непрозрачным и густым. Косметические средства, содержащие активные вещества стеарина быстро впитываются в сухую кожу и оказывают на нее благотворное влияние.

При производстве мыла часто используется соль стеариновой кислоты, поскольку она обладает хорошим моющим свойством и применяется в роли загустителя. Стеариновая кислота в мыле постепенно затвердевает.

Другое применение активных веществ стеарина – это возможность создания на их основе пластичных масок и наполнителей резиновых смесей. Эти компоненты помогают сделать резину более пластичной и однородной.

Пальмитиновая кислота используется в качестве одного из основных компонентов для приготовления напалма, различных моющих и косметических средств, а также при производстве стеарина (смесь со стеариновой кислотой).

Пальмитиновая кислота используется в производстве технических масел для смазки, для изготовления пластификаторов и свечей.

Пальмитат натрия находит свое применение в производстве хозяйственного и туалетного мыла, где он выполняет роль загустителя.

Соли пальмитиновой кислоты нашли применение в производстве косметических препаратов в качестве эмульгатора.

Метилпальминат (метиловый эфир пальмитиновой кислоты) используется для ароматизации некоторых пищевых продуктов.

Предельные двухосновные

Щавелевая кислота благодаря своим уникальным свойствам применяется во многих отраслях промышленности.

В химической промышленности щавелевая кислота используется при синтезе красителей, при производстве чернил, пластмасс, пиротехники.

Также она используется как дезинфицирующее и отбеливающее средство в составе синтетических моющих средств. В бытовой химии ее применяют в качестве одного из основных компонентов чистящих и моющих средств для раковин, унитазов.

В металлургической промышленности щавелевая кислота используется в виде специального состава при очистке металлов, котлов от коррозии, накипи, ржавчины, оксидов.

В кожевенной и текстильной промышленности она находит применение в качестве потравы при окраске шелка и шерсти, для дубления кожи. Это обработка поверхности необходима для того, чтобы краситель лег на материю равномерно.

Широко применяется щавелевая кислота для уменьшения жесткости воды и очистка ее от примесей.

В косметологии она применяется как отбеливающий компонент в кремах от пигментных пятен, веснушек.

В сельском хозяйстве ее используют как инсектицид, особенно она востребована у пчеловодов для обработки пчел.

В настоящее время щавелевая кислота широко применяется в пищевой промышленности для производства пищевых добавок.

Малоновая ( пропандиовая, метандикарбоновая кислота ) кислота используется при производстве непредельных кислот, флавонов, аминокислот, витаминов В 1 и В 6 .

Янтарная кислота нашла свое применение в медицинской промышленности для производства лекарственных препаратов, в косметологии, аналитической химии и химической промышленности — в производстве пластмасс и смол, в птицеводстве и животноводстве — как средство, снижающее заболеваемость, в сельском хозяйстве = как средство, повышающее урожайность растений и их устойчивость к неблагоприятным внешним факторам.

Она способна стимулировать адаптационные и защитные функции организма, повышать диастолическое артериальное давление и секреторную функцию желез желудка, улучшать аппетит, повышать физическую работоспособность, нейтрализует образующиеся свободные радикалы.

Янтарная кислота участвует в обменных процессах, протекающих в организме. Она необходима для обеспечения клеточного дыхания, синтеза белков, выработки внутриклеточной энергии. Кроме того янтарная кислота способствует выведению из организма отравляющих веществ и уменьшает токсическое действие алкоголя.

В аналитической химии с помощью щавелевой кислоты осаждают редкоземельные металлы.

Ненасыщенные кислоты

Акриловая кислота и её производные используются при производстве акриловых эмульсий для лакокрасочных материалов, пропитки тканей и кожи, в качестве сырья для полиакрилонитрильных волокон и акриловых каучуков, строительных смесей и клеев.

В производстве полимеров широко применяют сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот. Например, полиакрилонитрил – основа волокна нитрон, используемого для производства лечебного белья.

Жирные ненасыщенные кислоты

Олеиновая кислота применяется как флотореагент и собиратель при обогащении руд цветных металлов.

Олеиновая кислота и ее эфиры применяют как пластификаторы для изготовления лакокрасочных материалов.

В пищевой промышленности она применяется при производстве ароматизаторов.

Также олеиновая кислота широко применяется в качестве смазывающе-охлаждающих жидкостей при сверлении и обработке труднообрабатываемых нержавеющих сталей и сплавов. Выступает эмульгатором в резинотехнической промышленности.

Олеиновая кислота применяется при изготовлении хозяйственного мыла, моющих средств.

Небольшие количества олеиновой кислоты используют в качестве наполнителя в фармацевтических препаратов.

Особенно нужно подчеркнуть роль линолевой и линоленовой кислот как соединений, незаменимых для человека (в организме они не могут быть синтезированы и должны поступать с пищей около 5 гр в день). По этой причине эти кислоты относят к так называемым незаменимым жирным кислотам. Линолевая и линоленовая кислоты содержатся в основном в растительных маслах.

Линолевая кислота регулирует жировой и белковый обмен, предотвращает накопление холестерина в сосудах, препятствует возникновению тромбов, защищает клетки от преждевременного старения, улучшает функции нервной системы, повышает усвояемость жирорастворимых витаминов и витаминов группы В. Она нормализует, а также ускоряет обменные процессы в организме, повышает иммунитет.

Линоленовая кислота регулирует артериальное давление, предупреждает инфаркт миокарда. Снижает уровень холестерина в крови, предотвращая развитие атеросклероза. Обладает противовоспалительными свойствами и применяется для лечения кожных заболеваний.

Линоленовая кислота улучшает усвоение жирорастворимых витаминов (D, А, Е, К). Витамин Е является важным элементом в питании беременной женщины, так как он снижает вероятность отслойки плаценты.

Она способствует сохранению влаги в коже и волосах, поэтому ее применяют для ухода за сухой кожей.

Ароматические кислоты

Бензойная кислота

Эфиры бензойной кислоты , обладающие сильным запахом, применяют в парфюмерной промышленности. Различные производные бензойной кислоты (нитро- и хлорбензойная кислота) широко применяют для синтеза красителей (например, анилинового синего).

Также ее используют в качестве консерванта для пищевых продуктов. Она проявляет антимикробное и антигрибковое действие, оказывает угнетающее воздействие на плесень, дрожжи и некоторые виды бактерий.

Бензойную кислоту применяют в медицине при кожных заболеваниях как наружное антисептическое (противомикробное) и фунгицидное (противогрибковое) средства, натриевую соль бензойной кислоты добавляют в сиропы от кашля, поскольку она обладает отхаркивающим свойством и разжижает мокроту. Оно прекрасно борется с потливостью ног.

Источник