Двухосновные кислоты, также называемые дикарбоновыми кислотами или дипротоновыми кислотами, имеют две константы диссоциации.

Двухосновные кислоты представляют собой органические соединения, содержащие две функциональные группы карбоновой кислоты (–СООН).

Двухосновная кислота производит два иона H+. Двухосновная кислота диссоциирует в две стадии, поэтому ее основность равна 2.

Молекулярную формулу двухосновной кислоты можно записать как HO2C-R-CO2H, где R может быть алифатическим или ароматическим.

Молекулярная формула двухосновных кислот HOOC(CH2)n COOH, где n равно 0 для щавелевой кислоты, 1 для малоновой кислоты, 2 для янтарной кислоты, 3 для глутаровой кислоты, 4 для адипиновой кислоты, 5 для пимелиновой кислоты, 6 для пробериновой кислоты. кислота, 7 для азелаиновой кислоты, 8 для себациновой кислоты, 9 для ундекандиовой кислоты, 10 для додекандиовой кислоты и т. д.

Длина углеродных цепей варьируется от C2 до более длинных углеродных цепей C24, которые редко существуют в природе.

Двухосновные кислоты необходимы при производстве полиэфиров, полиолов, полиамидов и нейлона, а также в качестве предшественника активных фармацевтических ингредиентов и добавок.

Двухосновные кислоты являются важными водорастворимыми компонентами атмосферных аэрозолей.

Дикарбоновая кислота может давать два типа солей или сложных эфиров, поскольку ее молекулы содержат две карбоксильные группы.

Двухосновные кислоты обычно демонстрируют сходное химическое поведение и реакционную способность с монокарбоновыми кислотами.

Двухосновные кислоты используются для получения сополимеров, таких как полиамиды и полиэфиры.

Наиболее широко используемой в отрасли двухосновной кислотой является адипиновая кислота, предшественник нейлона.

Другие примеры двухосновных кислот включают аспарагиновую кислоту и глутаминовую кислоту, две аминокислоты в организме человека.

Название можно сократить до двухкислоты.

Двухосновные кислоты представляют собой кристаллические твердые вещества.

Дикарбоновые кислоты при комнатной температуре являются твердыми веществами и имеют более высокие температуры плавления, чем монокарбоновые кислоты, содержащие такое же число атомов углерода, поскольку между молекулами существуют более прочные ассоциации, главным образом за счет образования водородных связей.

Растворимость в воде и температура плавления α,ω-соединений последовательно изменяются по мере того, как углеродные цепи становятся более удлиненными, чередуя нечетное и четное число атомов углерода, так что для четного числа атомов углерода температура плавления выше, чем для следующий в ряду с нечетным номером.

Эти соединения представляют собой слабые двухосновные кислоты, с pKa, стремящимся к примерно. Значения 4,5 и 5,5 по мере увеличения разделения между двумя карбоксилатными группами.

Таким образом, в водном растворе при pH около 7, типичном для биологических систем, уравнение Хендерсона-Хассельбаха указывает на их существование преимущественно в виде дикарбоксилат-анионов.

Двухосновные кислоты, особенно малые и линейные, можно использовать в качестве сшивающих реагентов.

Двухосновные кислоты, в которых карбоксильные группы разделены ни одним атомом углерода или одним атомом углерода, разлагаются при нагревании с выделением углекислого газа и образованием монокарбоновой кислоты.

Правило Блана гласит, что нагревание бариевой соли двухосновной кислоты или ее дегидратация уксусным ангидридом дает ангидрид циклической кислоты, если атомы углерода, несущие кислотные группы, находятся в положениях 1 и (4 или 5).

Итак, янтарная кислота даст янтарный ангидрид.

Для кислот с карбоксильными группами в положениях 1 и 6 эта дегидратация приводит к потере углекислого газа и воды с образованием циклического кетона; например, адипиновая кислота образует циклопентанон.

Дикарбоновые кислоты могут образовывать моноамиды, в которых только одна группа COOH заменена на CONH2, диамиды, в которых обе карбоксильные группы превращаются в первичные амиды, и имиды, которые представляют собой циклические вторичные амиды, образующиеся при замене двух групп OH у карбоксильных групп на одну бидентатную NH. группа.

Линейные и циклические насыщенные двухосновные кислоты:

0 Щавелевая кислота этандиовая кислота

1 Малоновая кислота, пропандиовая кислота

2 Янтарная кислота, бутандиовая кислота

3 Глутаровая кислота пентандиовая кислота

4 Адипиновая кислота гександиовая кислота

5 Пимелиновая кислота гептандиовая кислота

6 Субериновая кислота Октандиовая кислота

6 1,4-Циклогександикарбоновая кислота

7 Азелаиновая кислота, нонандиовая кислота

8 Декандиовая кислота себациновая кислота

9 ундекандиовая кислота

10 додекандиовая кислота

13 Брассиловая кислота, тридекандиовая кислота

14 Тапсовая кислота гексадекандиовая кислота

19 Японская кислота генейкозандиовая кислота

20 Феллогеновая кислота докозандиовая кислота

28 Эквизетоловая кислота, триаконтандиовая кислота

Дикарбоновые кислоты имеют широкий спектр промышленного применения, прямо или косвенно.

Конкретное применение зависит от конкретной дикарбоновой кислоты.

Янтарная кислота используется в качестве регулятора кислотности в пищевой промышленности и производстве напитков.

Адипиновая кислота, несмотря на свое название (на латыни adipis означает жир), не является нормальной составляющей натуральных липидов, а является продуктом окислительного прогоркания.

Адипиновую кислоту впервые получили окислением касторового масла (рицинолевой кислоты) азотной кислотой.

Адипиновая кислота в настоящее время производится в промышленных масштабах путем окисления циклогексанола или циклогексана, в основном для изготовления нейлона 6-6.

Пимелиновая кислота, также называемая гептандиовой кислотой, была впервые выделена из окисленной нефти.

Производные пимелиновой кислоты участвуют в биосинтезе лизина.

Субериновая кислота была впервые получена путем окисления пробки азотной кислотой (лат. suber).

Эта кислота также образуется при окислении касторового масла.

Из пробиевой кислоты производят алкидные смолы и синтезируют полиамиды (варианты нейлона).

Название азелаиновой кислоты происходит от действия азотной кислоты (азота, азота или азота, азота) на окисление олеиновой кислоты или элаидиновой кислоты.

Он был обнаружен среди продуктов из прогорклых жиров.

Его происхождение объясняет его присутствие в плохо сохранившихся образцах льняного масла и в образцах мази, извлеченных из египетских гробниц 5000-летней давности.

Азелаиновую кислоту получали окислением олеиновой кислоты перманганатом калия, а теперь окислительным расщеплением олеиновой кислоты хромовой кислотой или озонолизом.

Азелаиновая кислота используется в виде простых эфиров или эфиров с разветвленной цепью) при производстве пластификаторов (для винилхлоридных смол, резины), смазочных и пластичных смазок.

Азелаиновая кислота сейчас используется в косметике (лечение прыщей).

Проявляет бактериостатические и бактерицидные свойства в отношении различных аэробных и анаэробных микроорганизмов на коже с акне.

Азелаиновая кислота была идентифицирована как молекула, которая накапливается в повышенных количествах в некоторых частях растений и повышает устойчивость растений к инфекциям.

Себациновая кислота получила свое название от кожного сала (жира).

Тенар выделил это соединение из продуктов перегонки говяжьего жира в 1802 году.

Его получают в промышленных масштабах путем щелочного деления касторового масла.

Себациновая кислота и ее производные находят разнообразное промышленное применение, например, в качестве пластификаторов, смазок, масел для диффузионных насосов, косметики, свечей и т. д.

Его также используют для синтеза полиамидных, нейлоновых и алкидных смол.

Изомер, изосебациновая кислота, находит несколько применений в производстве пластификаторов виниловых смол, экструзионных пластмасс, клеев, сложных эфирных смазок, полиэфиров, полиуретановых смол и синтетического каучука.

Брассиловая кислота может быть получена из эруковой кислоты путем озонолиза и микроорганизмами (Candida sp.) из тридекана.

Эта двухкислотная кислота производится в небольших коммерческих масштабах в Японии для производства ароматизаторов.

Из додекандиовой кислоты производят нейлон (нейлон-6,12), полиамиды, покрытия, клеи, смазки, полиэфиры, красители, моющие средства, антипирены и ароматизаторы.

В настоящее время его производят путем ферментации длинноцепочечных алканов особым штаммом Candidatropicis.

Травматическая кислота является ее мононенасыщенным аналогом.

Тапсовая кислота была выделена из высушенных корней средиземноморской «смертельной моркови» Thapsia garganica (Apiaceae).

Японский воск содержит триглицериды двухосновных кислот C21, C22 и C23, полученные из сумахового дерева (Rhus sp.).

Обширное исследование двухосновных кислот, присутствующих в средиземноморских орехах, выявило необычные компоненты.

Всего определено 26 минорных кислот (от 2 в пекане до 8% в арахисе): 8 видов, происходящих от янтарной кислоты, вероятно, связанной с фотосинтезом, и 18 видов с цепочкой от 5 до 22 атомов углерода.

Кислоты с более высоким весом (> C20) обнаружены в суберине, присутствующем на поверхности растений (внешняя кора, эпидермис корня). От C16 до C26a ω-диовые кислоты считаются диагностическими для суберина. При С18:1 и С18:2 их содержание составляет от 24 до 45% всего суберина.

Они присутствуют в небольших количествах (<5%) в кутине растений, за исключением Arabidopsis thaliana, где их содержание может превышать 50%.

Показано, что гипертермофильные микроорганизмы содержат большое разнообразие двухосновных кислот.

Вероятно, это самое важное отличие этих микроорганизмов от других морских бактерий.

Диоевые жирные кислоты от C16 до C22 были обнаружены у гипертермофильного архея Pyrococcus Furiosus.

У цианобактерий рода Aphanizomenon обнаружены коротко- и среднецепочечные (до 11 атомов углерода) дикарбоновые кислоты.

Двухосновные кислоты могут быть получены путем ω-окисления жирных кислот в ходе их катаболизма.

Двухосновные кислоты с длинной цепью являются важными производными жирных кислот и служат предшественниками для синтеза различных промышленных продуктов, таких как парфюмерия, полимеры, пластмассы, смазочные материалы, клеи и т. д.

Обычно длинноцепочечные двухосновные кислоты химически синтезируются из продуктов нефти, но из-за проблем с окружающей средой биотрансформация с использованием гидрофобных субстратов, таких как углеводороды жирных кислот, вызвала значительный интерес.

Двухосновные кислоты с разветвленной цепью

У рода Butyrivibrio обнаружены длинноцепочечные двухосновные кислоты, содержащие вицинальные диметиловые разветвления вблизи центра углеродной цепи.

Эти бактерии участвуют в переваривании целлюлозы в рубце.

Эти жирные кислоты, называемые дьявольскими кислотами, имеют длину цепи, зависящую от жирной кислоты, используемой в культуральной среде.

Самая распространенная диаболическая кислота в Butyrivibrio имела длину цепи из 32 атомов углерода.

Ненасыщенные дикарбоновые кислоты:

Малеиновая кислота (Z)-цис-бутендиовая кислота

Фумаровая кислота (E)-бутендиовая кислота транс

Ацетилендикарбоновая кислота Бут-2-индедиовая кислота

Глутаконовая кислота (Z)-Пент-2-эндиовая кислота цис

(E)-Пент-2-эндиовая кислота транс

2-децендиовая кислота транс

Травматическая кислота Додек-2-эндиовая кислота транс

Диненасыщенная муконовая кислота (2E,4E)-гекса-2,4-диендиовая кислота транс,транс

(2Z,4E)-Гекса-2,4-диендиовая кислота цис,транс

(2Z,4Z)-Гекса-2,4-диендиовая кислота цис,цис

Глютиновая кислота

(Аллен-1,3-дикарбоновая кислота) (RS)-Пента-2,3-диендиовая кислота HO2CCH=C=CHCO2H

Разветвленная цитраконовая кислота (2Z)-2-метилбут-2-ендиовая кислота цис HO2CCH=C(CH3)CO2H

Месаконовая кислота (2E)-2-метил-2-бутендиовая кислота транс HO2CCH=C(CH3)CO2H

Итаконовая кислота 2-метилиденбутандиовая кислота –

Травматическая кислота была одной из первых биологически активных молекул, выделенных из тканей растений.

Было показано, что эта двухосновная кислота является мощным ранозаживляющим средством у растений, которое стимулирует деление клеток вблизи места раны; он получается из гидроперекисей жирных кислот с соотношением 18:2 или 18:3 после превращения в оксожирные кислоты.

транс,транс-муконовая кислота является метаболитом бензола в организме человека.

Поэтому определение его концентрации в моче используется в качестве биомаркера профессионального или экологического воздействия бензола.

Глютиновая кислота, замещенный аллен, была выделена из Alnus Glutinosa (Betulaceae).

Хотя полиненасыщенные жирные кислоты редко встречаются в кутикуле растений, сообщалось, что ненасыщенная дикарбоновая кислота входит в состав поверхностных восков или полиэфиров некоторых видов растений.