Фенолокислоты

Салициловая кислота – один из наиболее известных представителей фенолокислот

Фенолокислоты — производные ароматических углеводородов, в молекулах которых атомы водорода бензольного ядра замещены на карбоксильные (-СООН) и гидроксильные (-ОН) группы. Их иногда рассматривают как ароматические кислоты, в молекулах которых атом водорода бензольного ядра замещен на гидроксильные группы. Фенолокислоты одновременно обладают свойствами карбоновых кислот и фенолов. Кроме того для них характерны свойства, обусловленные наличием в молекуле обоих видов функциональных групп и бензольного ядра.

Фенолокислоты представляют собой твердые кристаллические вещества. Фенолокислоты, которые имеют в своем составе один фенольный гидроксил, сравнительно малорастворимые в холодной воде, но хорошо растворяются в горячей воде и многих органических растворителях. С увеличением числа фенольных гидроксилов растворимость фенолокислот увеличивается.

Распространение в природе

Фенолокислоты очень распространены в природе, поэтому их можно извлечь из природного сырья (такого, например, как боярышник кроваво-красный, рябина черноплодная, прополис). Фенолокислоты является основным компонентом (55—85 %) остатка от перегонки древесной смолы пек древесный.

Синтез

Нередко для получения фенолокислот применяют синтетические способы. В частности, 2-оксибензойную (салициловую) кислоту добывают из фенолята натрия и углекислого газа в автоклавах при 180 °C с последующей обработкой продукта реакции соляной кислотой синтез Кольбе:

C6H5ONa + С02 180 С → С6Н4 ( ONa ) COOH ;
С6Н4 ( ONa ) COOH + НС1 → С6Н4 ( ОН ) СООН + NaCl

Химические свойства

Фенолокислоты одновременно обладают свойствами карбоновых кислот и фенолов. Кроме того, для них характерны свойства, обусловленные наличием в молекуле обоих видов функциональных групп и бензольного ядра.

Разложение при нагревании

Фенолокислоты при нагревании разлагаются с образованием фенольных соединений и углекислого газа. Например, при нагревании салициловая кислота разлагается на фенол и углекислый газ:

НОС6Н4СООН → С6Н5ОН + СО2
салициловая кислота фенол углекислый газ

Галловая кислота при нагревании теряет карбоксильную группу и превращается в трехатомный фенол — пирогаллол.

Реакция этерификации (по карбоксильной группе)

Фенолокислоты как и карбоновые кислоты, благодаря наличию карбоксильной и гидроксильной групп способны образовывать эфиры.

Например, образование эфира салициловой кислоты — ацетилсалициловой кислоты:

НОС6Н4СООН   +   Н3С-С(=О)-О-(О=)С-СН3   → С6Н4(СООН)-О-СО-СН3  +  СН3СООН
салициловая кислота уксусный эфир   ацетилсалициловая кислота уксусная кислота  

и образовании эфира галловой кислоты одна молекула галловой кислоты реагирует своим карбоксилом, другая — фенильным гидроксилом. Китайский танин является глюкозидом дигалловой кислоты и глюкозы.

Образование солей

Фенолокислоты, как и карбоновые кислоты, образуют соли. Например, образование салицилата натрия при взаимодействии салициловой кислоты и едкого натрия:

НОС6Н4СООН + NaOH → НОС6Н4СООNa + Н2О
салициловая кислота салицилат натрия

Реакция с хлоридом железа(III)(по фенольной группе)

Нередко возникает необходимость в выявлении наличия салициловой кислоты и других фенолокислот в консервированных продуктах. Тогда в пробирку помещают 2—3 мл исследуемого раствора и добавляют несколько капель 1 % раствора хлорида железа(III). Возникает фиолетовая окраска. В отличие от фенола, она может появиться и в спиртовом растворе кислоты. Окраска возникает в результате образования комплексных солей при взаимодействии фенольных групп шести молекул фенолокислоты с молекулой FeCl3.

Галловая кислота легко взаимодействует с хлоридом железа(III) и образует продукт реакции сине-чёрного цвета (чернила).

Реакция нуклеофильного замещения с галогенами

Наличие в молекуле фенолокислот фенольных групп (-ОН) позволяет им вступать в реакции замещения атомов водорода бензольного ядра на галогены при обычных условиях. Бензойная кислота и обычные ароматические кислоты в такие реакции не вступают.

Например, бромирование салициловой кислоты:

НОС6Н4СООН + Br2 →  НО(Br)С6Н3СООН     +        НОС6Н3(Br)СООН + 2НBr
салициловая кислота п-бромсалицилова кислота о-бромсалицилова кислота  

Фенольная группа в молекуле салициловой кислоты действует как заместитель первого рода — направляет атомные группы и отдельные атомы на замещение атомом водорода бензольного ядра в о- и п-положении относительно себя.

Типичные представители и их производные, использование фенолокислот в медицине и промышленности

2-оксибензойная или салициловая кислота — типичная фенолокислотa, её иногда называют оксибензойной кислотой НОС6Н4СООН. Соли и эфиры салициловой кислоты — салицилаты. Впервые была добыта с эфиров, содержащихся в тканях некоторых растений, — гаультеровои эфирного масла Gaultheria procumbers. Салициловая кислота — твердое кристаллическое вещество. Обладает бактерицидным действием . Её соли и эфиры широко используют в медицине и ветеринарии как лекарственные препараты. Салициловую кислоту широко используют для производства лекарственных средств (например, ацетилсалициловой кислоты, фенилсалицилата), протравных красителей, фунгицидов (например, салициланилида), пахучих веществ (метилсалицилат, бензилсалицилат), антисептиков в пищевой промышленности, при консервировании, как реагент для колориметрического определения в растворах железа и меди, как кислотно — основной индикатор при люминесцентном анализе (при рН = 2,5…4,6 и при наличии кислоты появляется синяя люминесценция) и т. д.

3,4,5-триоксибензойная, или галловая кислота — фенолокислота, содержащая в составе молекулы одну карбоксильную (-СООН) и три гидроксильные (-ОН) группы. Имеет вяжущий вкус и является составной частью молекул дубильных веществ, в частности главного из них — таннина, которого много в коре дуба и особенно в чернильных орешках. В состав молекулы таннина галловая кислота входит в виде дигалловои кислоты, которая является эфиром, образованным двумя молекулами галловой кислоты.

Таннин — аморфный порошок желтоватого цвета, хорошо растворяется в воде, сильно вяжущий на вкус. В медицине и ветеринарии его используют как вяжущий препарат. Он используется также в кожевенной промышленности для дубления кож и меховых изделий. В химическом анализе его применяют как алкалоидный реактив.

Салицилат натрия — кристаллическое вещество, соль салициловой кислоты, хорошо растворяется в воде и органических растворителях, используется в медицине и ветеринарии как противоревматическое и жаропонижающее средство, сырье для получения других лекарственных средств.

Ацетилсалициловая кислота — белое кристаллическое вещество, эфир салициловой кислоты. Применяется в медицине и ветеринарии как жаропонижающее, противовоспалительное, антиревматическое и антиневралгическое средство. В тканях организма происходит постепенный гидролиз ацетилсалициловой кислоты, с образованием салициловой и уксусной кислот, что и лежит в основе механизма действия медикамента.

Фенилсалицилат или салол (мусолим) НОС6Н4(СО)ОС6Н5, — кристаллическое вещество, производное салициловой кислоты. Используется в медицине и ветеринарии как дезинфицирующее средство при лечении некоторых кишечных заболеваний, а также при суставном ревматизме.

См. также

Оксикислоты

Литература

Тюкавкин Н. А. Биоорганическая химия. — М., 2004