Отдельные представители
Бензойная кислота С6H5COOH – входит в состав различных ароматических веществ, встречающихся в природе.
Перуанский бальзам (бензиловый эфир бензойной кислоты), клюква.
Промышленное получение
Окисление толуола избытком кислорода
1500C (нафтенат, кобальт) + 1,5 O2 Р=4 ат | +H2O |
Применение
1) консервант, используется в медицине в виде Na-соли;
2) эфиры – в парфюмерии.
Производные бензойной кислоты
Замещенные в ядре бензойные кислоты.
Получаются двумя путями:
1) Мета-изомеры – путем сульфирования, нитрования и галоидирования бензойной кислоты и последующих превращений полученных соединений.
Например,
HNO3 H2SO4 | H2 | ||||
1) диазотиро-вание | |||||
2) реакции с выделением азота |
2) о- и п-изомеры получают из толуола, который сульфируют, нитруют и галоидируют, а затем окисляют. Потом имеющиеся группы могут подвергаться дальнейшим превращениям.
Например,
+HONO2 | 3О | 3H2 | |||||
1) 3O 2)3H2 | о-аминобензойная кислота | ||||||
п-аминобензой-ная кислота |
Антраниловая (о-аминобензойная кислота) используется в синтезе красителей, например, индиго.
П-аминобензойная кислота относится к группе витаминов, применяется в синтезе обезболивающих препаратов:
анастезин – местное обезболивающее средство – ее эфир с этиловым спиртом, новокаин – более сильно обезболивающее средство – ее эфир с -этиламиноэтиловым спиртом.
+ | + CH3COOH | ||||
ацилирование по фенольной группе | ацетилсалициловая кислота ацетил (спираевая), аспирин |
Аспирин – ацетил + спираевая кислота (старое название салициловой кислоты)
.. POCl3 + HOC6H5 | + H2O | ||
образуется сложный эфир по карбокси-группе | “салол” фениловый эфир салициловой кислоты (в фармацевтике – дезинфицирует кишечник) |
Наличие фенилгидроксила в салициловой кислоте делает ядро более способным вступать в реакции электрофильного замещения, например, с бромом.
+2 Br2 [H2O] | ||
3,5-дибромсалициловая кислота |
Используется как консервант фруктов и для получения лекарственных веществ.
Галловая кислота
3,4,5-триоксибензойная кислота
Очень распространена в природе. В виде глюкозидов, входит в состав различных дубильных веществ (таннин). Легко отщепляет СО2 (при нагревании), образуя трехатомный фенол – пирогаллол.
t0 CO2 + | ||
галловая кислота | пирогаллол |
Применяется для получения пирогаллола, при синтезе красителей в аналитике.
Двухосновные ароматические кислоты
Наибольшее применение имеют: фталевая (о-бензолдикарбоновая кислота), терефталевая (п-бензолдикарбоновая кислота) и изофталевая (м-бензолдикарбоновая кислота).
Фталевая кислота
Промышленное получение.
1) Окисление нафталина – наиболее важнейший промышленный метод
V2O5 + 4,5 O2 3500 (парофазное окисление) | +2 CO2 + H2O |
2) окисление о-ксилола
+3 O2 4500 (парофазное окисление) | + 2H2O |
Фталевая кислота способна образовывать циклические производные.
Фталевый ангидрид
Образуется при нагревании фталевой кислоты
t H2O + |
Находит широкое применение в промышленности и тонком органическом синтезе.
1) Применяется для получения сложных эфиров при взаимодействии со спиртами.
+ CH3OH .. | .. CH3OH H2O + (H+) | |||
метилфталат | диметилфталат |
Эфиры с более тяжелыми алкильными группами применяются в качестве пластификаторов полимерных композиций (особенно для поливинилхлорида) и мягчителей – дибутилфталат.
2) Получение синтетических полиэфирных смол путем поликонденсации фталевого ангидрида с многоатомными спиртами.
Глифталевые соли
+ | + | |||||
+ | и т.д. | |||||
плавкая смола линейного строения |
Если фталевый ангидрид взят в избытке, то он прореагирует с оставшимися группами ОН, образуя поперечные связи между полимерными цепями, и получится неплавкая термореактивная смола сетчатой структуры. Глифталевые смолы служат основой лаков, эмалей и пленок.
Фталимид
Образуется при пропускании сухого аммиака через нагретый фталевый ангидрид.
t0 + NH3 H2O + сухой | ||
имид фталевой кислоты |
Синтезы на основе фталимида
Атом водорода в имидной группе очень подвижен и может замещаться и даже отщепляться в виде протона, например,
+ KOH H2O + спиртовый раствор | ||
фталимид калий |
который широко используется в синтезах.
Например, реакция Габриэля (применяется для синтеза аминов)
+Br-CH2-CH3 KBr + бромистый этил | 2HOH | ||
N-этилфталимид | |||
+ H2N-CH2-CH3 этиламин | |||
фталевая кислота |
Терефталевая кислота
В промышленности получают окислением п-ксилола
Mn2+ или Co2+ +3O2 P=40 атм жидкая фаза 175-2900 | +2H2O | ||
п-диметилбензол |
Терефталевая кислота получила важное применение с 1950 года для производства полиэфирных смол линейного строения. Полиэтилентерефталат используется для изготовления волокна “лавсан”. Метод прямого взаимодействия этилегликоля с терефталевой кислотой не требует очень чистой терефталевой кислоты. Наиболее распространенным методом получения лавсана была переэтерификация диметилтерефталата этиленгликолем с последующей поликонденсацией.
+ 2 | 2 CH3OH + | |||
+ | ||||
ди- -оксиэтилтерефталат |
Затем поликонденсация с отщеплением гликоля
- (n-1) HO-CH2-CH2-OH | |
полиэтиленгликольтерефталат |
В резиновой промышленности и технологии пластмасс применяют N,N/-диметил-N,N/-динитрозотерефталамид для получения пористых резин и пенопластов.