3-υδροξυπροπανικό οξύ

3-υδροξυπροπανικό οξύ
Γενικά
Όνομα IUPAC	3-υδροξυπροπανικό οξύ
Άλλες ονομασίες	Υδρακρυλικό οξύ β-υδροξυπροπανικό οξύ
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C3H6O3
Μοριακή μάζα	90,08 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	HOCH2CH2COOH
Αριθμός CAS	503-66-2
SMILES	OCCC(=O)O
ChemSpider ID	61460
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	65
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	<25 °C
Σημείο βρασμού	Διασπάται
Διαλυτότητα στο νερό	Πολύ διαλυτό
Χημικες ιδιότητες
pKa	4,8
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm) εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Το 3-υδροξυπροπανικό οξύ ή β-υδροξυπροπανικό οξύ ή υδρακρυλικό οξύ είναι το απλούστερο β-υδροξυοξύ. Στην όψη είναι ένα όξινο παχύρευστο υγρό με pK_a = 4,5. Είναι πολύ διαλυτό στο νερό, διαλυτό στην αιθανόλη και αναμείξιμο με το διαιθυλαιθέρα. Αν επιχειρηθεί η απόσταξή του, αφυδατώνεται, παράγοντας προπενικό οξύ:

$\mathrm{HOCH_2CH_2COOH \xrightarrow{\triangle} CH_2=CHCOOH + H_2O}$

Το 3-υδροξυπροπανικό οξύ χρησιμοποιείται για τη βιομηχανική παραγωγή διαφόρων χημικών προϊόντων, όπως τα ακρυλικά.

Δομή

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C#2,#3-H	σ	2sp3-1s	109 pm	3% C- H+
C#2-C#1	σ	2sp3-2sp2	151 pm
C#3-C#2	σ	2sp3-2sp3	154 pm
C=O	σ	2sp2-2sp2	132 pm	19% C+ O-
	π	2p-2p
C#1-O	σ	2sp2-2sp3	147 pm	19% C+ O-
C#3-O	σ	2sp3-2sp3	150 pm	19% C+ O-
O-H	σ	2sp3-1s	96 pm	32% O- H+
Γωνίες
HCH	109°28'
HCC	109°28'
CCO	120°
COO	120°
OCO	120°
COH	104,45°
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο
O (OH)	-0,51
O (=O)	-0,38
C#2	-0,06
H (HC)	+0,03
C#3	+0,13
H (OH)	+0,32
C#1	+0,57

Παραγωγή

• Μπορεί να παραχθεί και βιοχημικά, από ορισμένα μικρόβια.
• Για τη χημική του σύνθεση είναι διαθέσιμες οι πορακάτω μέθοδοι:

Με υδρόλυση 3-αλoπροπανικού οξέος

Με υδρόλυση 3-αλοοπροπανικού οξέος από αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου παράγεται 3-υδροξυπροπανικό οξύ:

$\mathrm{XCH_2CH_2COOH + 2NaOH \xrightarrow{-NaX-H_2O} HOCH_2CH_2COONa \xrightarrow{+HCl} HOCH_2CH_2COOH + NaCl}$

Υδρόλυση 3-υδροξυπροπανονιτριλίου

Με υδρόλυση 3-υδροξυπροπανονιτρίλιου παράγεται 3-υδροξυπροπανικό οξύ:

$\mathrm{HOCH_2CH_2CN + 2H_2O \xrightarrow{H^+} HOCH_2CH_2COONH_4 \xrightarrow{HCl} HOCH_2CH_2COOH + NH_4Cl}$

Με αναγωγή οξοπροπανικού οξέος

Με μερική αναγωγή μηλονικού οξέος παράγεται 3-υδροξυπροπανικό οξύ:

$\mathrm{2HOOCH_2COOH + LiAlH_4 + 2H_2O \xrightarrow{} 2HOCH_2CH_2COOH + LiAlO_2}$

Με ενυδάτωση προπενικού οξέος

Με υδροβορίωση και στη συνέχεια επίδραση με υπεροξείδιο του υδρογόνου. Παράγεται αρχικά τρι(2-καρβοξυαιθυλο)βοράνιο και στη συνέχεια 3-υδροξυπροπανικό οξύ :

$\mathrm{ 3CH_2=CHCOOH + BH_3 \xrightarrow{} (HOOCCH_2CH_2)_3B \xrightarrow{+3H_2O_2} 3HOCH_2CH_2COOH + H_3BO_3 }$

• Προσθήκη διβορανίου έχει το ίδιο αποτέλεσμα.

Με πρώτη ύλη αιθένιο

1. Με προσθήκη υπαλογονώδους οξέος (HOX) σε αιθένιο παράγεται αρχικά 2-αλοαιθανόλη: :

$\mathrm{ CH_2=CH_2 + HOX \xrightarrow{} XCH_2CH_2OH }$

• Το HOX παράγεται συνήθως επιτόπου με την αντίδραση:

$\mathrm{ 2H_2O + X_2 \xrightarrow{} 2HOX }$

Από αυτό το στάδιο διακρίνονται δύο (2) δυνατότητες σύνθεσης 3-υδροξυπροπανικού οξέος:

• Με υποκατάσταση του αλογόνου από κυανομάδα με χρήση κυανιούχου νατρίου παράγεται 3-αλοπροπανονιτρίλιο:

$\mathrm{XCH_2CH_2OH + NaCN \xrightarrow{} HOCH_2CH_2CN + NaX}$

3α Από το 3-αλοπροπανονιτρίλιο παράγεται 3-υδροξυπροπανικό οξύ, όπως αναλύται λίγο παραπάνω (δείτε §2.2).

2β. Με επίδραση μαγνησίου, παρουσία άνυδρου διαιθυλαιθέρα (|Et₂O|) παράγεται οργανομαγνησιακή ένωση, που με επίδραση αρχικά διοξειδίου του άνθρακα και με υδρόλυση του προϊόντος στη συνέχεια, παράγεται 3-υδροξυπροπανικό οξύ:

$\mathrm{XCH_2CHOH + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} HOCH_2CH_2MgX \xrightarrow{+CO_2} HOCH_2CH_2COOMgX \xrightarrow{+H_2O} HOCH_2CH_2COOH + Mg(OH)X \downarrow}$

Πηγές

• Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985
• Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
• SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
• Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
• Πολυχρόνη Σ. Καραγκιοζίδη: Ονοματολογία οργανικών ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1991, Έκδοση Β΄.
• Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, Έκδοση Β΄.
• Δ. Νικολαΐδη: Ειδικά κεφάλαια Οργανικής Χημεία, Θεσσαλονίκη 1983.