Коричная кислота
Кори́чная кислота́ (3-фенилпропеновая кислота, β-фенилакриловая кислота, бензилиденуксусная кислота), жирно-ароматическая ненасыщенная карбоновая кислота, С6 Н5 СH=CHCOOH. Соли и эфиры коричной кислоты называют циннаматами. Существует в виде двух геометрических изомеров – транс- и цис-коричных кислот. цис-Коричная кислота имеет три кристаллические модификации (аллокоричная и две изокоричные кислоты), которые легко превращаются друг в друга при внесении соответствующей затравки в расплав. Молярная масса 148,17 г/моль. Плотность 1,2475 г/см3 (транс-коричная кислота), 1,284 г/см3 (аллокоричная кислота). Температура плавления транс-коричной кислоты составляет 135 °С , аллокоричной кислоты – 68 °С. Две лабильные изокоричные кислоты плавятся при 58 и 42 °С. Температура кипения транс-коричной кислоты 300 °С, аллокоричной кислоты – 265 °С (с разложением), 125 °С при 19 мм рт. ст. транс-Коричная кислота содержится (в основном в виде эфиров) в перуанском и толуанском бальзамах, вырабатываемых растениями рода мироксилон(Myroxylon), смоле амбрового дерева, в некоторых эфирных маслах. Аллокоричная кислота в виде эфира с алкалоидом найдена в листьях коки.
Физико-химические свойства
транс-Коричная кислота – бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в этаноле [23 г/100 мл (при 20 °С)], хлороформе [5,9 г/100 мл (при 15 °С)], бензоле, ледяной уксусной кислоте, диэтиловом эфире, малорастворимое в воде [0,1 г/100 мл (при 25 °С), 0,588 г/100 мл (при 98°C)]. Аллокоричная кислота растворима в воде [0,937 г/100 мл (при 25 °С)], этаноле, диэтиловом эфире. Изокоричная кислота растворима в воде [0,937 г/100 мл (при 25 °С)], этаноле, диэтиловом эфире, хлороформе, уксусной кислоте, лигроине.
Константа диссоциации кислоты (pKa) составляет 4,44 и 3,88 для транс- и цис-коричной кислот, соответственно.
При нагревании до 150 °С коричная кислота декарбоксилируется, превращаясь в стирол. При окислении коричной кислоты образуется смесь бензойной и уксусной кислот, при восстановлении – гидрокоричная кислота C6 H5 (CH2 )2 COOH. Коричная кислота легко присоединяет галогены, нитруется в ароматическое ядро с образованием смеси нитрокоричных кислот, нитрогруппа может также вступать и в боковую цепь. Сульфирование коричной кислоты проходит преимущественно в пара-положение. Под действием ультрафиолетового света транс-коричная кислота может превращаться в аллокоричную. Коричная кислота претерпевает фотохимическую димеризацию по типу (2+2)-циклоприсоединения, превращаясь в смесь 3,4-дифенилциклобутан-1,2-дикарбоновой (β-труксиновая) и 2,4-дифенилциклобутан-1,3-дикарбоновой (α-труксилловая) кислот.
Способы получения
В промышленности коричную кислоту производят конденсацией бензальдегида и уксусного ангидрида в присутствии ацетата натрия (реакция Перкина), термической конденсацией фенилдихлорметана с ацетатом натрия и окислением бензилиденацетона хлорноватистой кислотой.
Аллокоричную кислоту можно получить каталитическим восстановлением фенилпропиоловой кислоты на холоду в присутствии палладия.
Участие в обмене веществ
В растениях транс-коричная кислота образуется из L-фенилаланина под действием фенилаланинаммиаклиазы (КФ 4.3.1.24). транс-Циннамат служит предшественником при биосинтезе альдегида коричной кислоты, амигдалина (содержится в масле горького миндаля), метилсалицилата. Циннамоил-производное кофермента А служит источником образования антоцианинов, флавоноидных пигментов и полимерных конденсированных таннинов. Моно-, ди- и триоксипроизводные транс-коричной кислоты позволяют получить широкий спектр продуктов, обуславливающих характерный вкус и запах растений и пряностей [изоэйгенол (гвоздика), зингерон (имбирь), элемицин (мускатный орех), пиперин (чёрный перец), ванилин]. Диокси- и триоксиметилированные продукты транс-коричной кислоты являются исходным материалом для синтеза лигнинов.
Применение
Коричную кислоту применяют в качестве консерванта пищевых продуктов, антибактериального и противогрибкового средства, а также для получения фенилацетальдегида, β-бромстирола, метилового, этилового, бензилового и других сложных эфиров, используемых как душистые вещества при составлении парфюмерных композиций и пищевых эссенций, как фиксаторы запаха, отдушки моющих средств. Коричную кислоту используют для ферментативного получения L-фенилаланина, входящего в состав пептидного подсластителя аспартама. Циннамат натрия используется как ингибитор коррозии.
Литература
- Чичибабин А. Е. Основные начала органической химии. Т. 2. – 5-е изд. – Москва : Госхимиздат, 1957.
- Kortüm G. Dissociation constants of organic acids in aqueous solution / G. Kortüm, W. Vogel, K. Andrussow. – London : Butterworths, 1961. – (Pure and applied chemistry ; vol. 1, № 2–3).
- Справочник химика. Т. 2. Основные свойства неорганических и органических соединений / гл. ред. Б. П. Никольский. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва ; Ленинград : Химия, 1965.
- Мецлер Д. Э. Биохимия : химические реакции в живой клетке. В 3 т. Т. 3 / пер. с англ. под ред. А. Е. Браунштейна [и др.]. – Москва : Мир, 1980.
- Справочник биохимика / Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, К. Джонс ; пер. с англ. В. Л. Друцы, О. Н. Королевой. – Москва : Мир, 1991.
- Хейфиц Л. А. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии / Л. А. Хейфиц, В. М. Дашунин. – Москва : Химия, 1994.
- Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry / ed.-in-chief B. Elvers. – 7th, compl. rev. ed. – Weinheim : Wiley-VCH, 2011. – Vol. 9.