Характеристика вагонов 81-717(714) 25 страница

Наличие и в альдегидах, и в кетонах карбонильной группы обусловливает определенное сходство six свойств. Однако имеются и различия, связанные с тем, что в молекулах альдегидов одна из связей карбонильной группы затрачивается на соединение с водо­родом; поэтому они содержат своеобразную альдегидную

функциональную группу —с (или —СН = 0). За счет водо-

\н

рода этой группы альдегиды очень легко окисляются, превращаясь в карбоновые кислоты (см. § 172). Так, при окислении уксусного альдегида образуется уксусная кислота, которую широко исполь­зуют в промышленности и быту:

^° ^°

2СН₃—(Г +0₂ —> 2СН₃—<Г

41 ЧШ

уксусный уксусная

альдегид кислота

Вследствие легкой окисляемости альдегиды являются энергич­ными восстановителями; этим они существенно отличаются от кетонов, которые окисляются значительно труднее. Например, альдегиды восстанавливают оксид серебра (I) до металлического серебра (реакция серебряного зеркала — серебро оса­ждается на стенках сосуда, образуя зеркальный налет) и оксид Меди(II) до оксида меди(1) *:

СН₃—(Г +A_g20 —СНз—С +2Ag

^° ^°

СНз—С^ +2СиО —> СН₃—С^ +Cu₂0
\Н Ч)Н

Кетоны в этих условиях не окисляются, поэтому обе реакции используют как качественные, позволяющие отличить альдегиды от кетонов.

* Для этих реакций оксид серебра (I) обычно применяют в форме его бесцветного раствора в водном аммиаке; такой раствор содержит комплекс­ное соединение [Ag(NH₃)₂]OH. Оксид меди(П) берут в виде щелочного рас­твора его комплексного соединения с винной кислотой (жидкость Фелинва — синий раствор); оксид меди(1) выпадает в виде красного осадка, при этом си-Ияя окраска реактива исчезает.

Альдегиды и кетоны можно получать окислением соответствую­щих спиртов, т. е. имеющих такой же углеродный скелет и гидроксильную группу при том же атоме углерода, который в получаемом альдегиде или кетоне образует карбонильную группу*' Например*

ЗСНз—СН₂ОН + К₂Сг₂0₇ + 4H₂S0₄ —> этиловый спирт

—> ЗСНз-С^ + Сг₂(50₄)з + К₂50₄ + 7Н,0

\_Н

уксусный альдегид

5СН₃—СН—СН₃ + 2КМп0₄ +3H₂S0₄ —>

изопропиловый спирт

- 5СНз—С—СНз + 2MnS0₄ + K₂S0₄ + 8H₂0

диметилкетоц (ацетон)

Муравьиный альдегид, или формальдегид, СН₂==0 — газ с рез^ ким неприятным запахом, хорошо растворим в воде. Обладает антисептическими, а также дубящими свойствами. Водный раствор формальдегида (обычно 40%) называется формалином; он широко применяется для дезинфекции, консервирования анатомических препаратов, протравливания семян перед посевом и т. п. Значи* тельные количества формальдегида используются для получения фенолоформальдегидных смол (см. § 177). Получают формальде­гид из метилового спирта путем каталитического окисления его кислородом воздуха или путем дегидрирования (отщепления во­дорода) 5

2СН₃—ОН + 0₂ —> 2СН₂=0 + 2Н₂0 СНз—ОН —> СН₂=0 + Н₂

Эти реакции протекают при пропускании паров метилового спирта (в первом случае — в смеси с воздухом) над нагретыми катализаторами.

Уксусный альдегид, или ацетальдегид, СН₃—СН=0. Легко кипящая бесцветная жидкость (темп. кип. 21 °С), с характерным запахом прелых яблок, хорошо растворима в воде. В промышлен­ности получается присоединением воды к ацетилену в присутствии солей ртути(II) в качестве катализатора!

Hg²⁺

СН=СН + Н₂0 ■ > СН₃—СН=0

ацетилен уксусный

альдегид

Эта реакция, имеющая большое практическое значение, была открыта М, Г, Кучеровым (1850—1911), Уксусный альдегид затем

может быть окислен в уксусную кислоту; его используют и для многих других синтезов.

Ацетон, или диметилкетон, СН₃—СО—СН₃. Бесцветная жид­кость с характерным запахом (темп. кип. 56,2 °С); смешивается с водой во всех соотношениях. Очень хороший растворитель мно­гих органических веществ. Широко применяется в лакокрасочной промышленности, в производстве некоторых видов искусственного волокна, небьющегося органического стекла, кинопленки, бездым­ного пороха, для растворения ацетилена (в баллонах).

Ацетон используется также как исходное вещество для синтеза ряда органических соединений.

172. Карбоновые кислоты. Эти соединения характеризуются присутствием в молекулах карбоксильной группы (кар б-

о к с и л а) —с., или упрощенно — СООН, которая является

функциональной (характеристической) группой этого класса со­единений. Примерами кислот могут служить:

Н-С(СНз-С^ СНэ-CHj—

Х)Н Х)Н ЮН

муравьиная уксусная Пропионовая

кислота кислота кислота

Из приведенных формул видно, что сложная карбоксильная

группа является сочетанием карбонильной—С^ и гидроксильнои

—ОН групп. Последняя под влиянием карбонильной группы суще­ственно отличается от гидроксильнои группы спиртов, и входящий в нее водород в водных растворах отщепляется в виде катиона; карбоновые кислоты подвергаются электролитической диссоциа­ции, например:

СНз—СООН СНз—COO" + Н*

С основаниями эти кислоты образуют соли:

СНз—СООН + NaOH —> СН₃—COONaН₂0

ацетат натрия (уксуснокислый натрий)

Карбоновые кислоты являются слабыми кислотами, поэтому их соли подвергаются обратимому гидролизу. В зависимости от числа карбоксильных групп в молекуле, карбоновые кислоты подразде­ляются на одноосновные, двухосновные и т. д.

Карбоновые кислоты, как и неорганические кислоты, со спир­тами образуют сложные эфиры (см. § 173), в виде которых часто встречаются в природных продуктах.

Уксусная кислота СНз—СООН (безводная) — жидкость с ост­рым радражающим запахом (темп. кип. 118,1 °С); при +16,7°С застывает в кристаллическую массу, по виду напоминающую лед (100%-ная, или «ледяная» уксусная кислота). Смешивается с во­дой в любых соотношениях. Широко применяется как приправа к пище и консервирующее средство. В продажу поступает пище­вая уксусная кислота в виде 80% (уксусная эссенция) и 9% (уксус) водного раствора. Давно известен натуральный, или вин­ный, уксус — продукт, содержащий уксусную кислоту и получаю­щийся при скисании виноградного вина (в результате микробиоло­гического окисления содержащегося в вине этилового спирта). Уксусная кислота используется также во многих синтезах и как растворитель. Теперь и пищевую и техническую уксусную кислоту получают преимущественно синтезом из ацетилена — присоедине­нием к нему воды по реакции Кучерова и окислением образующе­гося уксусного альдегида.

Высшие оюирные кислоты. К ним относятся предельные и не­предельные карбоновые кислоты с открытой цепью атомов угле­рода, содержащие 16, 18 и более С-атомов; такого рода кислоты входят в состав природных жиров (см. § 173). Важнейшими являются предельные кислоты пальмитиновая С15Н31СООН, или СНз(СН₂)нСООН, и стеариновая С17Н35СООН, или СНз(СНг) 1бСООН, а также непредельная С17Н33СООН, или СНз(СН₂)₇СН=СН(СН2)7СООН — олеиновая кислота. Высшие предельные кислоты — воскообразные вещества, непредельные — жидкости (напоминающие растительное масло). Натриевые и ка­лиевые соли высших жирных кислот называются мылами (например, Ci₇H₃₅COONa — стеарат натрия, С15Н31СООК — паль-митат калия и т. д.). Натриевые мыла — твердые, калиевые—■ жидкие.

Бензойная кислота QH5—СООН, или ^ ^—СООН, простей­шая одноосновная кислота ароматического ряда. Бесцветные кри­сталлы (пластинки) (темп, плавл. 121,5 °С). Антисептик. Приме­няется для консервирования пищевых продуктов, а также во многих органических синтезах.

Щавелевая кислота НООС—СООН — простейшая двухосновная карбоновая кислота. Кристаллическое вещество (безводная — темп, плавл. 189°С; дигидрат С₂Н₂0₄-2Н₂0— темп, плавл. 101,5°С); растворяется в воде; ядовита. В виде кислой калиевой соли содер­жится во многих растениях. Применяется при крашении тканей.

Терефталевая кислота НООС—С₆Н₄—СООН. Двухосновная карбоновая кислота ароматического ряда. Ее структурная фор-, мула:

Из терефталевой кислоты и этнленглнколя (см. § 169) полу­чают синтетическое волокно лавсан (см. § 177).

Молочная кислота сн₃—СН—СООН может служить примером

I

ОН

соединений со смешанными функциями — проявляет свойства кис­лоты и спирта (спиртокислота). Она образуется при молочнокис­лом брожении сахаристых веществ, вызываемом особыми бакте­риями. Содержится в кислом молоке, рассоле квашеной капусты, силосе.

Салициловая кислота НО—СбН4—СООН — аналог молочной кислоты в ароматическом ряду. Имеет строение:

^хон

Относится к соединениям со смешанными функциями — прояв­ляет свойства кислоты и фенола (фенолокислота). Антисептик. Используется (особенно ее соли и эфиры) как лекарственное ве­щество, а также во многих синтезах.

173. Сложные эфиры карбоновых кислот. Жиры. Продукты вза­имодействия карбоновых кислот со спиртами или фенолами пред­ставляют собой сложные эфиры. Например:

н-cf + \Н\0— С₂Н₅ =5=* н—с(+ Н₂0

Noh" | ^чос₂н₆

муравьиная этиловый этиловый эфир

кислота спирт муравьиной

кислоты (этилформиат)

СНз—С' + i Н 10—? J ч=*= СНз—С" /г-л + н₂о

уксусная фенол феинловый эфир

кислота уксусной кислоты

(феннлацетат)

Реакция образования сложного эфира из кислоты и спирта (или фенола) называется реакцией этерификации. Она ката­лизируется ионами водорода и поэтому ускоряется в присутствий минеральных кислот.

Сложные эфиры нерастворимы (или почти нерастворимы) в воде, но растворяются в органических растворителях. Растворы их не проводят электрического тока.

Сложные эфиры, в отличие от простых, с большей или меньшей скоростью расщепляются водой —подвергаются гидролизу с образованием вновь кислоты и спирта. Поэтому, как показано в схемах приведенных выше реакций, процесс этерификации об­ратим и доходит до состояния динамического равновесия. Ионы водорода, как и всякий катализатор (см. § 60), ускоряют протека­ние не только реакции этернфикации, но и обратной ей реакции гидролиза; таким образом в присутствии минеральной кислоты быстрее достигается равновесие в процессе этернфикации.

Гидролиз сложных эфиров усиливается гидроксид-ионами. При нагревании со щелочами сложные эфиры расщепляются с образо­ванием спирта и соли кислоты;

СН₃-С^Х + NaOH -—-> СНз—+ С,Н₅ОН

этнлозый эфир ацетат натрия

уксусной кислоты (уксуснокислый

(этплацетат) натрии)

Реакция щелочного гидролиза сложных эфиров называется ре­акцией о м ы л е н и я.

Многие сложные эфиры карбоновых кислот и предельных спир­тов имеют приятный запах и часто встречаются в растениях, при­давая аромат цветам, запах плодам и ягодам. Некоторые из слож­ных эфиров готовятся искусственно и под названием «фруктовых эссенций» широко применяются в кондитерском деле, в производ­стве прохладительных напитков, в парфюмерии. Уксусноизоамило-вый эфир СН3СООС5Н11 (грушевая эссенция) применяется как растворитель целлулоида и других пластмасс.

Жиры. Природные животные и растительные жиры (последние обычно называют маслами) представляют собой смеси сложных эфиров, образованных высшими жирными кислотами (см. § 172)' и трехатомным спиртом глицерином. Приведем схему образования эфира глицерина и стеариновой кислоты:

СН₂—О!

СН—О!

Н НО;—СО—С₁₇Н₃₅ СН₂—О—СО—Ci₇H₃₅

Н + НО |—СО—С₁₇Нз₅ —> СН—О—СО—С17Н35+ зн₂о

СН₂—0|Н НО|—СО—С,₇Н₃₅ СН₂—О—CO—Ci₇H₃

В состав твердых жиров входят главным образом эфиры пре­дельных (пальмитиновой и стеариновой) кислот, а в состав жид­ких растительных масел — эфиры непредельной (олеиновой) кис­лоты. При действии водорода (в присутствии никеля в качестве катализатора) жидкие жиры превращаются в твердые вследствие присоединения водорода по месту двойной связи между атомами углерода в этерифицированных молекулах непредельной кислоты. Такой процесс называют гидрогенизацией, или отверж­дением жиров и используют, например, для получения из расти­тельных масел пищевого маргарина.

Как и все сложные эфиры, жиры подвергаются гидролизу (омы­лению). Гидролиз жиров, сам по себе медленный, катализируется сильными кислотами и ферментами, образующимися в живых орга­низмах. Щелочи также способствуют гидролизу жиров.

При гидролизе жира в нейтральной или кислой среде полу­чаются глицерин и указанные выше кислоты, при гидролизе же в щелочной среде вместо свободных кислот получаются их соли — мыла (см. § 172),

В состав некоторых масел, например льняного масла, входят эфиры глицерина и непредельных высших кислот, в молекулах ко­торых имеется по две и по три двойных связи («высоконепредель­ные» или «полиненасыщенные» жирные кислоты). Такие масла обладают свойством окисляться на воздухе и, будучи нанесены на какую-нибудь поверхность, образуют твердые и прочные пленки. Они называются высыхающими маслами. Чтобы ускорить процесс высыхания, масла предварительно варят с добавкой сик­кативов— оксидов металлов (кобальта, марганца или свинца), являющихся катализаторами в процессе пленкообразования. Та­ким образом, получают олифу, применяемую для изготовления масляных красок.

Жиры используют для многих технических целей. Однако осо­бенно велико их значение как важнейшей составной части пище­вого рациона человека и животных, наряду с углеводами (см, § 174) и белками (см. § 176). Прекращение использования пище­вых жиров в технике и замена их непищевыми материалами—• одна из важнейших задач народного хозяйства.

174. Углеводы. К углеводам относятся сахара и вещества, пре­вращающиеся в них при гидролизе. Углеводы — продукты расти­тельного и животного происхождения. Наряду с белками и жи­рами, они являются важнейшей составной частью пищи человека и животных; многие из них используются как техническое сырье. Углеводы подразделяют на моносахариды, дисахариды и полиса­хариды.

Моносахариды — простейшие углеводы, они не подвер­гаются гидролизу — не расщепляются водой на более простые углеводы.

Глюкоза, или виноградный сахар, СеН^Ов — важнейший из мо­носахаридов; белые кристаллы сладкого вкуса, легко растворяю­щиеся в воде. Содержится в соке винограда, во многих фруктах, а также в крови животных и человека. Мышечная работа совер­шается главным образом за счет энергии, выделяющейся при окис­лении глюкозы.

Глюкоза является шестиатомным альдегидоспиртом; строение ее можно представить формулой (а):

Н Н ОНО

s Is Ц 1з "г 1

ОН ОН К

фруктоза б

Глюкоза получается при гидролизе полисахаридов крахмала и целлюлозы (под действием ферментов или минеральных кислот). Применяется как средство усиленного питания или как лекар­ственное вещество, при отделке тканей, как восстановитель — в производстве зеркал.

Фруктоза, или плодовый сахар, C₆H₁₂0₆ — моносахарид, спут­ник глюкозы во многих плодовых и ягодных соках; значительно слаще глюкозы; в смеси с ней входит в состав меда. Представляет собой шестиатомный кетоноспирт; строение фруктозы выражает приведенная выше формула (б).

В формулах глюкозы (а) и фруктозы (б) показано характерное для этих моносахаридов относительное пространственное располо­жение атомов Н и групп ОН при входящих в углеродную цепь асимметрических (стр. 446) атомах углерода (они помечены звез­дочками).

Моносахариды как альдегидо- или кетоноспирты являются соединениями со смешанными функциями; природа их усложнена возможностью внутримолекулярных взаимодействий спиртовых гидроксильных групп с альдегидной или кетонной карбонильной группой. Благодаря этому моносахариды существуют и вступают в реакции не только в открытой цепной форме, но еще и в циклических формах. Углеродная цепь моносахарида, напри­мер глюкозы (а), может принимать конформацию (стр. 442)' «клешни» (см. ниже формулу в); при этом 1-й С-атом, несущий карбонильную группу, сближается со спиртовой группой при 5-м С-атоме; атом Н из группы ОН перемещается (как показано пунк­тирной стрелкой) к карбонильному кислороду, а кислород при 5-м С-атоме соединяется с 1-м (карбонильным) С-атомом (это также показано пунктирной стрелкой). В результате замыкается шестичленное, содержащее атом кислорода, кольцо. Так обра­зуются две циклические а- и р-фор мы глюкозы, отличающиеся пространственным расположением атома Н и группы ОН при 1-м (в цикле он становится асимметрическим) С-атоме. Это можно представить перспективными формулами*:

«СН₂ОН *СН,0Н «сн_гон

Н X—о. н I /1» \ I

Н XL—ОН i Н X;— о_ч он;

9* он" Н ~ <ffон⁴ н JV

I I I н он н он

но \—сг он да ^Nc—tr ^il но ^Nd—к

А он

глюкоза циклическая глюкоза цепная. глюкоза циклическая

* В перспективных формулах атомы, образующие кольцо, расположены как бы в горизонтальной плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа; жирными линиями обозначаются связи между атомами кольца, выдающимися вперед к наблюдателю.

а-форма карбонильная форма 3-форма

В формулах циклических форм показано (пунктирной стрел­кой), что возможен обратный переход атома Н из группы ОН при 1-м С-атоме к кислороду кольца. Последнее при этом раскрывает­ся и образуется цепная форма.

Природная кристаллическая глюкоза (виноградный сахар) представляет собой циклическую а-форму (т. пл. моногидрата 83°С, безводной 146°С). При растворении в воде она, как пока­зано выше на схеме, переходит в цепную, а через нее в р-форму; при этом устанавливается динамическое равновесие между всеми формами *. р-Форма также может быть выделена в кристалличе­ском виде (т. пл. 148—150 °С); в водном растворе и она образует равновесную систему, содержащую все формы. Цепная же форма существует лишь в растворах, причем в очень небольших количе­ствах (доли процента), а в свободном виде не выделена.

Изомерные формы соединений, способные переходить друг в друга, называют тауто мерными формами, или та у то -м ер а ми, а само существование их — явлением таутоме-р и и; оно весьма распространено среди органических соединений.

Дисахариды — углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносаха­ридов.

* В равновесной системе моносахаридов образуются и их циклические формы с пятичленным кислородсодержащим кольцом; они неустойчивы и в свободном кристаллическом виде не выделены. Однако известны многие при­родные и синтетические соединения, являющиеся производными пятичленпых циклических форм моносахаридов (см, в учебниках органической химии).

Свекловичный, или тростниковый, сахар (сахароза), С12Н22О11— важнейший из дисахаридов. Получается из сахарной свеклы (в ней содержится до 28 % сахарозы от сухого вещества) или из сахар­ного тростника (откуда и происходят названия); содержится также в соке березы, клена и некоторых фруктов. Сахароза — ценнейший пищевой продукт. При гидролизе она распадается с образованием молекулы глюкозы и молекулы фруктозы (образующаяся смесь этих моносахаридов называется инвертным сахаром):

С₁₂Н₂₂О_и+ Н₂0 —> С₆Н₁₂0₆ + С₆Н₁₂0₃

сахароза глюкоза фруктоза

Полисахариды. Зти углеводы во многом отличаются от моно- и дисахаридов — не имеют сладкого вкуса, в большинстве нерастворимы в воде; они представляют собой_сложные высоко­молекулярные соединения, которые под каталитическим влиянием кислот или ферментов подвергаются гидролизу с образованием бо­лее простых полисахаридов, затем дисахаридов и, в конечном итоге, множества (сотен и тысяч) молекул моносахаридов. Важ­нейшие представители полисахаридов — крахмал и целлюлоза (клетчатка). Их молекулы построены из звеньев —СбНюОв—, яв­ляющихся остатками шестичленных циклических форм молекул глюкозы, потерявших молекулу воды; поэтому состав и крахмала, и целлюлозы выражается общей формулой (СбНю0₅)х. Различие же в свойствах этих полисахаридов обусловлено пространственной изомерией образующих их моносахаридных молекул: крахмал по­строен из звеньев се-, а целлюлоза — [i-формы глюкозы.

Крахмал (C₆Hio0₅)*— белый (под микроскопом зернистый! порошок, нерастворимый в холодной воде; в горячей — набухает, образуя коллоидный раствор (крахмальный клейстер); с раство­ром кода дает синее окрашивание (характерная реакция). Моле­кулы крахмала неоднородны по величине — значение х в них ко­леблется от сотен до 1000—5000 и более.

Крахмал образуется в результате фотосинтеза в листьях ра­стений, откладывается «про запас» в клубнях, корневищах, зернах. В пищеварительном тракте человека и животных крахмал подвер­гается гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом.

В технике превращение крахмала в глюкозу (процесс осаха­ривания) осуществляется путем кипячения его в течение не­скольких часов с разбавленной серной кислотой (каталитическое влияние серной кислоты на осахаривание крахмала было обнару­жено в 1811 г. русским ученым К- С. Кирхгофом). Чтобы из полу­ченного раствора удалить серную кислоту, к нему прибавляют мел, образующий с серкой кислотой нерастворимый сульфат кальция. Последний отфильтровывают, и раствор упаривают. Получается густая сладкая масса, так называемая крахмальная патока, содержащая, кроме глюкозы, значительное количество других про­дуктов гидролиза крахмала. Патока применяется для приготовле­ния кондитерских изделий и для различных технических целей.

Если требуется получить чистую глюкозу, то кипячение крах­мала ведут дольше, чем достигается более полное превращение его в глюкозу. Полученный после нейтрализации и фильтрования раствор сгущают, пока из него не начнут выпадать кристаллы глюкозы.

При нагревании сухого крахмала до 200—250 °С происходит частичное разложение его и получается смесь менее сложных, чем крахмал, полисахаридов, называемая декстрином. Декстрин применяется для отделки тканей и изготовления клея. Превраще­нием крахмала в декстрин объясняется образование блестящей корки на печеном хлебе, а также блеск накрахмаленного белья.

Целлюлоза, или клетчатка, (C₆Hio0₅)_x — волокнистое вещество, главная составная часть оболочек растительных клеток. Значение х в молекулах целлюлозы обычно составляет около 3000, но может достигать 6000—12 000. Наиболее чистая природная целлюлоза — хлопковое волокно — содержит 85—90 % целлюлозы. В древесине хвойных деревьев целлюлозы содержится около 50 % (в состав древесины наряду с целлюлозой входят ее спутники, среди них важнейшими являются лигнин — природный полимер, построенный из некоторых ароматических кислородсодержащих соединений ряда бензола, и гемицеллюлоза— родственные целлюлозе поли­сахариды).

Значение целлюлозы очень велико. Достаточно указать, что огромное количество хлопкового волокна идет для выработки хлопчатобумажных тканей. Кз целлюлозы получают бумагу и кар­тон, а путем химической переработки — целый ряд разнообразных продуктов: искусственное волокно, пластические массы, лаки, без­дымный порох, этиловый спирт и др.

Наиболее распространенный промышленный способ выделения целлюлозы из древесины заключается в обработке измельченной древесины при повы­шенных температуре и давлении раствором гидросульфита кальция Ca(HS0₃)2. При этом древесина разрушается, содержащийся в ней лпгнии переходит в рас­твор, целлюлоза же остается в неизмененном виде. Затем целлюлозу отделяют от раствора, промывают водой, сушат и направляют на дальнейшую перера­ботку. Целлюлозу, полученную описанным выше способом, часто называют сульфитной целлюлозой.

Целлюлоза не растворяется в воде, диэтиловом эфире и этило­вом спирте, она не расщепляется под влиянием разбавленных кис­лот, устойчива к действию щелочей и слабых окислителей.

При обработке на холоду концентрированной серной кислотой целлюлоза растворяется в ней, образуя вязкий раствор. Если этот раствор вылить в избыток воды, выделяется белый хлопьевидный продукт, так называемый амилоид, представляющий собой частич­но гидролизованную целлюлозу. Он сходен с крахмалом по реак­ции с иодом (синее окрашивание; целлюлоза не дает этой реак­ции). Если непроклеенную бумагу опустить на короткое время в концентрированную серную кислоту и затем сейчас же промыть, то образующийся амилоид склеивает волокна бумаги, делая ее бо­лее плотной и прочной, Так изготовляется пергаментная бумага.

При продолжительном действии на целлюлозу концентрирован­ных растворов минеральных кислот она при нагревании подвер­гается гидролизу, конечным продуктом которого является глюкоза.

В молекулах целлюлозы содержатся спиртовые гидроксильные группы: в каждом остатке глюкозы таких групп три и формулу целлюлозы можно представить так: [С₆Н₇0₂(ОН)₃] _х. Поэтому из нее могут быть получены простые и сложные эфиры.

Сложные эфиры целлюлозы и азотной кислоты — нитраты
целлюлозы (нитооцеллюлоза) — могут иметь состав
(C₆H₇0₂(OHj₂(ON0₂)j„ [C₆H_?0₂(OH)(ON0₂)₂]x и

[СбН₇0₂(ОЫ02)з] л. Они идут на изготовление бездымного пороха (пироксилина), целлулоида, нитролаков и т. д. Из уксуснокислых эфиров целлюлозы (ацетаты целлюлозы, или ацетилцел-люлоза), например [СбН₇0₂(ОСОСН₃)з]_х, изготовляют негорю­чую фото- и кинопленку, различные прозрачные пластические массы и лаки.

Большое промышленное значение имеет химическая переработ­ка целлюлозы в искусственное волокно.

Производство искусственного волокна из целлюлозы осуществляется тремя способами: вискозным, ацетатным и медиоаммиачным.

Для получения волокна по вискозному способу целлюлозу обра­батывают едким натром, а затем сероуглеродом. Образующуюся оранжевую массу, называемую ксантогенатом, растворяют в слабом растворе едкого натра, получая так называемую вискозу. Последнюю продавливают через специ­альные колпачки с мельчайшими отверстиями (фильеры) в осадительиую ванну, содержащую водный раствор серной кислоты. При взаимодействии с серной кислотой щелочь нейтрализуется, и вискоза разлагается, отщепляя сероуглерод и образуя блестящие нити несколько измененной по составу цел­люлозы. Эти нити представляют собой вискозное волокно.

При получении по ацетатному способу раствор ацетата целлюлозы в ацетоне продавливается через фильеры навстречу теплому воздуху. Ацетон испаряется и струйки раствора превращаются в тончайшие нити — ацетатное волокно.

Менее распространенным является медноаммиачный способ, при ко­тором используется характерное свойство целлюлозы — ее способность раство­ряться в аммиачном растворе оксида меди(П) [Cu(NH₃)₄](OH)2 (реактив Швейцера). Из этого раствора действием кислот вновь выделяют,целлюлозу. Нити волокна получают продавливаиием медиоаммиачного раствора сквозь фильеры в осадительную ванну с раствором кислоты.

175. Амины. Эти органические соединения являются произ­водными аммиака. Их можно рассматривать как продукты заме­щения одного, двух или всех трех атомов водорода в молекуле аммиака углеводородными радикалами:

Н Н СНз СНз

III I

Н—N: СНз—N: СНз-N: СН₃—N:

III I

Н Н Н СН,

аммиак метиламин диметиламин триметиламин

Амины представляют собой органические основания. За счет свободной (неподеленной) пары электронов у атома азота

их молекулы, подобно молекуле аммиака (стр. 124), могут при­соединять протоны, отнимая их, например, от молекул воды или кислот. С водой образуются комплексные гидроксиды, а с кисло­тами— соли замещенного аммония:

Н г Н

ОН"

СН₃—N—Н I Н

Гидроксид метиламмоиия СН, *

СНз—N: + Н—О—H I

N

СНз—N-H

СГ

СН,

СНз—N: + Н—С1 •

!

н

Н J

хлорид диметиламмония

Дата добавления: 2014-11-16