Жиры

Содержание

1. Что такое жиры?
2. Жиры и их классификация.
3. Свойства жиров.
4. Продукты переработки жиров
5. Приложения
6. Литература

1. Что такое жиры?

Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот (глицериды).В зависимости от состава ацила, содержащего преимущественно предельные или непредельные высшие кислоты, различают твердые или жидкие жиры. Химическая природа жиров была установлена в первой четверти XIX в. Шеврелем, а синтез жиров впервые осуществлен Бертло в 1854 г.
В состав твердых жиров входят предельные кислоты: масляная (С4), капроновая (С6), капрадовая (С8), каприновая (С10), лауриновая (C12), пальмитиновая (С16), стеариновая (C18) и арахиновая (С20), содержащие четное число углеродных атомов и неразветвленную углеродную цепь.
В состав жидких жиров, называемых маслами, входят непредельные кислоты – олеиновая, линолевая и линоленовая, имеющие соответственно одну, две и три двойные углерод-углеродные связи.
Твердые жиры образуется в животных организмах, а жидкие жиры синтезируются растениями из крахмала, который является продуктом ассимиляции угольной кислоты. Например, свиной, говяжий, бараний жиры и коровье масло - твердые вещества, а растительные масла — льняное, подсолнечное, конопляное, хлопковое и оливковое — жидкие жиры Исключением является рыбий жир - жидкий жир животного Происхождения.
При гидролизе жиров водными растворами кислот или щелочей получают глицерин и соответствующие предельные и непредельные кислоты. В щелочной среде наряду с глицерином образуются соли этих кислот — мыла.
Растительные масла, содержащие непредельные кислоты с двумя и более двойными связями, легко окисляются на воздухе с образованием гидропероксидных мостиков.
При помощи пероксидных мостиков (-О-О-) отдельные молекулы ненасыщенных глицеридов объединяются в полимерные структуры -прозрачные пленки. Это происходит тем легче, чем более ненасыщенными являются кислотные остатки, входящие в состав глицеридов. Высыхание масла ускоряется в присутствии катализаторов (сиккативов) - оксидов или солей свинца, кобальта, марганца. Льняное масло, сваренное с оксидом или нафтенатами свинца, называют олифой. Олифы используют для приготовления масляных красок.
Растительные масла реакцией гидрогенизации (присоединением водорода к двойным или тройным углерод-углеродным связям) переводят в твердые жиры. Впервые процесс гидрогенизации растительных масел был разработан в 1906 г. русским ученым С. А. Фокиным, а в 1909 г. им же осуществлен в промышленном масштабе. Такой процесс используют, в частности, в производстве пищевого маргарина. В состав маргарина для повышения питательных и вкусовых свойств вводят яичный желток; молоко, а для запаха - дикетондиацетил СНз—СО—СО—СНз - душистое вещество сливочного масла и различные витамины.
Жиры играют важную биологическую роль. Они входят в состав пищи и являются источником энергии для живого организма. При окислении в живом организме 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии. Средний суточный рацион для человека 60 - 70 г жира.
В процессе пищеварения жиры под действием фермента липазы (содержится в слюне, печени, желудочном и кишечном соках) гидролизуются до свободных глицерина и кислот, которые проходят через стенки кишечника и затем снова связываются в различных комбинациях в жиры.
Обычно содержание жира в человеческом организме составляет 10 - 20% от общей массы организма. У растений масла накапливаются в семенах плодов и в мякоти (до 50% от общей массы). Жидкие жиры семян масличных плодов содержат много непредельной олеиновой кислоты - до 80% в оливковом масле и до 36% в подсолнечном масле. Жир человека содержит до 70% олеиновой кислоты и до 25% - пальмитиновой. В жирах жвачных животных присутствует в основном стеариновая кислота.
Так как жиры представляют собой сложные смеси глицеридов, то они имеют различные физико-химические свойства. У жиров отсутствует резко выраженная температура плавления. Твердые жиры сначала размягчаются, потом плавятся в некотором интервале температур. Температура затвердевания жира тем выше, чем больше в нем содержится предельных кислот. Так, твердый жир тристеарин плавится при 73° С, а жидкий жир триолеин - при - 5° С.
Жиры легко растворяются в органических растворителях: бензине, эфире, хлороформе, тетрахлориде углерода, бензоле и толуоле, но не растворяются в воде. С водой они образуют стойкие эмульсии, особенно в присутствии поверхностно-активных веществ. Примером водной эмульсии жира, стабилизованной белком, является молоко.
Смеси растительных масел с минеральными используют для приготовления некоторых смазочных масел.
На основе эфиров карбоновых кислот и многоатомных спиртов разработаны смазочные масла для металлургического оборудования, применяемые при температурах до 120° С, а со специальными присадками и до 200° С.
На основе диэфиров изготовляют консистентные смазки с температурой плавления до 185° С, обладающие высокой стойкостью к окислению, малой испаряемостью, отсутствием корродирующего действия.
Жиры используют также для фармацевтических целей и в парфюмерии (кремы, помады и др.)
Полученный твердый жир используют для технических целей, а также в производстве маргарина. При гидрировании одновременно с повышением температуры плавления достигается и другой важный результат: некоторые масла, обладающие неприятным вкусом и запахом, превращаются в высококачественные съедобные жиры.
Обе составные части жиров - и глицерин, и жирные кислоты - в промышленном масштабе получают в настоящее время из нефти. Очевидно, что, если бы была в том экономическая необходимость, можно было бы без особого труда извлекать из этих компонентов и синтетический жир. Однако сегодня источником пищевых жиров служат продукты сельского хозяйства - главная задача в том, чтобы сократить расход жиров на технические цели, который пока еще значителен.
При действии воды в присутствии кислотных или щелочных катализаторов происходит гидролиз жиров, как и всех сложных эфиров. При проведении гидролиза в щелочной среде (едким натром или содой) входящие в состав жира кислоты выделяются в виде натриевых солей, а эти соли не что иное, как мыла. Поэтому и процесс гидролиза часто называют омылением:
Свойства мыла зависят не только от природы входящей в его состав жирной кислоты, но и от катиона: натриевые мыла - твердые, калиевые - жидкие (входят в состав «зеленого мыла»).
Одним из путей сокращения расхода пищевых, жиров на технические цели является использование в мыловарении синтетических жирных кислот. Для этой цели их получают окислением алканов, содержащихся в высших фракциях нефти:

Конечно, на самом деле молекула алкана не расщепляется точно посередине, поскольку получаются смеси кислот с разным числом атомов углерода. Эти смеси приходится разделять, выделяя из них сравнительно узкие фракции, в составе которых находятся родственные кислоты с близким числом С-атомов. Полученные таким образом смеси жирных кислот действием щелочи или соды превращают в мыла.
Однако на самом деле мыло — далеко не идеальное моющее средство. Оно не мылится в жесткой морской воде: с ионами кальция и магния образуется осадок нерастворимых солей жирных кислот.
Начиная с 30-х годов получили применение синтетические моющие средства, которые в настоящее время призводятся во всем мире миллионами тонн.
Главной составной частью современных синтетических моющих средств являются Поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые представляют собой серусодержащиие органические соединения.

2. Жиры и их классификация

К нитросоединениям относят класс органических веществ, содержащих нитрогруппу –NO2. Физическими методами установлено, что этой функциональной группе обе NO-связи имеют одинаковую длину: 0,122 нм (для N==0 0,115 нм, для N-0 0,136 нм). Следовательно, изображая нитрогруппу в развернутом виде  , нужно помнить, что реальное распределение электронной плотности в этой группе следует выражать в виде гибрида двух резонансных структур:

За основу названия нитроалканов берется название соответствующего предельного углеводорода; перед основой ставится слово "нитро" и цифра, показывающая положение нитрогруппы в основной цепи:

В соответствии с нахождением нитрогруппы у первичного, вторичного или третичного атомов углерода нитросоединения классифицируют на первичные, вторичные или третичные соответственно.
По химическим свойствам двухосновные кислоты подобны одноосновные. Можно отметить лишь большую кислотность первых членов ряда, обусловленную взаимным влиянием двух карбоксильных групп, являющихся мощными электроноакцепторами:

Приведем значения рKа (показателей константы кислотности) первой ступени диссоциации для некоторых двухосновных кислот: HOOC-COOH 1,23; НООС-СН2СООН 2,80; НООС-(СН2)2СООН 4,17; НООС-(СН2)3-СООН 4,34.
Для сравнения напомним, что для уксусной кислоты рKа равно 4,75, а для пропановой 4,87.
По мере удаления карбоксильных групп друг от друга их взаимное влияние ослабевает и сила кислоты падает. Поскольку двухосновные кислоты имеют две карбоксильные группы, могут быть получены два ряда производных кислот. Например, можно синтезировать моно- и дихлорангидрид, сложные моно- и диэфир и другие производные щавелевой кислоты.
Отдельные представители дикарбоновых кислот применяют в пищевой, парфюмерной, химической промышленности; в последние годы, например, адипиновую (гексан-1,6-диовая) кислоту используют для получения полиамидных смол и волокна "найлон"; в промышленности ее получают окислением циклогексанола азотной кислотой.
Нитрилы получают, как правило, дегидратацией амидов либо действием цианидов металлов (NaCN, KCN, CuCN) на алкилгалогениды. Называют нитрилы, руководствуясь теми же принципами, что и при названии амидов, только слово "амид" заменяют на "нитрил", например:

Гидролиз нитрилов приводит к карбоновым кислотам:
RC≡N + 2H20 → RCOOH + NH3
При восстановлении нитрилов (водород в момент выделения или LiAlH4) или при каталитическом гидрировании с хорошими выходами образуются первичные амины:

В присутствии сильных кислот карбоновые кислоты реагируют со спиртами с образованием сложных эфиров - реакция этерификации.

В названии сложного эфира отражено название исходных спиртовых кислот:

Сложные эфиры получают также реакцией ангидридов либо галогенангидридов кислот со спиртами или реакцией солей карбоновых кислот с алкилгалогенидами:

где Х = Cl, Br, I.
Под действием воды в кислой или щелочной средах сложные эфиры расщепляются (гидролизуются) с образованием карбоновых кислот и спиртов:

Страниц: 1 2
Здесь вы можете написать комментарий

* Обязательные для заполнения поля
Все отзывы проходят модерацию.
Архив сайта
Навигация
Связаться с нами
Наши контакты

magref@inbox.ru

+7(951)457-46-96

О сайте

Magref.ru - один из немногих образовательных сайтов рунета, поставивший перед собой цель не только продавать, но делиться информацией. Мы готовы к активному сотрудничеству!