главная > справочник > химическая энциклопедия:

ЛАКТОНЫ

ЛАКТОНЫ, внутренние сложные эфиры гидроксикислот. В зависимости от числа атомов в цикле различают b-Л. (4 атома), g-Л. (5 атомов) и т. д. По номенклатуре ИЮПАК, Л., образованные из алифатич. кислот, называют, добавляя окончание "олид" к назв. соединения-основы; место замыкания цикла указывают цифрой (начало нумерации - карбоксильный атом С). Допускаются также наименования, основанные на тривиальных назв. карбоновых кислот с тем же числом атомов С. В этом случае место замыкания цикла указывается греч. буквой. Так, соед. I наз. 3-пропанолид, или b-пропиолактон, соед. II - 4-бутанолид, или g-бутиролактон, соед. III-5-пентанолид, или d-валеролактон. М.б. также использованы тривиальные и систематич. назв., принятые для гетероциклич. соед., например тетрагидро-2-фуранон для соед. II. Л., содержащие в цикле более 8 атомов, относятся к макролидам.

Л.-жидкости или легкоплавкие твердые вещества, хорошо раств. в полярных орг. растворителях и в воде (см. табл.). Низшие Л.-лакриматоры.

СВОЙСТВА ЛАКТОНОВ

	Соединение	Т. пл., °С	Т. кип., °С/мм рт. ст.	d420	nD20
	b-Пропиолактон	-31,2	155/760 51/10	1,1460	1,4131
	g-Бутиролактон	-43,5	206/760 90/20	1,1299	1,4353
	d-Валеролактон	-12,5	299/760 97/4	1,0794	1,4574
	g-Валеролактон	-36,0	207/760 84/12	1,0526	1.4322
	e-Капролактон	-5,0	98-99/2	1.0693	1.4611*

* При 22 °С.

По хим. свойствам Л. - эфиры сложные. При нагр. с растворами щелочей, а в некоторых случаях с водой, гидролизуются с образованием соответствующих гидроксикислот. наиб. устойчивы к гидролизу g-Л. Под действием разл. восстановителей Л. превращ. в карбоновые кислоты, диолы, лактолы (ф-ла IV) или простые циклич. эфиры енолов:

Все Л., за исключением g-Л. легко полимеризуются в присутствии катионных и анионных катализаторов с образованием полиэфиров общей ф-лы [-OCHR:(CRR')_nCO-]_m, где R, R', R: - H, Alk или др. С гидразином и фенилгидразином Л. дают соответствующие гидразиды и фенилгидразиды гидроксикислот. С ароматич. соед. в присутствии АlСl₃ образуют w - арилзамещенные карбоновых кислот:

С нуклеоф. агентами Л. реагируют с раскрытием цикла, например:

Р-ции g- и d - Л. осуществляются в более жестких условиях, чем реакции b-Л. Протонные кислоты и кислоты Льюиса значительно ускоряют эти реакции. С NH₃, первичными, вторичными алифатич. аминами, замещенными анилинами b-Л. образуют смесь амидов b-гидроксикислот и b-аминокислот, с третичными аминами - бетаины, например:

В реакциях с NH₃ и первичными аминами g-Л. образуют амиды g-гидроксимасляной кислоты, которые при нагр. выше 180 °С отщепляют воду, превращаясь в 2-пирролидон или его N-замещенные производные; с алифатич. и ароматич. вторичными аминами g- и d-Л. дают гидроксиамиды и производные аминокислот, например:

Направление алкоголиза Л. зависит от рН среды: в кислых средах образуются алкоксикислоты, в щелочных - сложные эфиры гидроксикислот, например:

Для b-Л. характерен пиролиз с образованием олефина и СО₂. Остальные Л. термически стабильны и лишь выше 500 °С изомеризуются в непредельные кислоты. Осн. методы получения Л. - циклизация соответствующих гидрокси- и галогенокислот:

b-Л. получают из гидроксикислот под действием сильных дегидратирующих агентов, например дициклогексилкарбодиимида, или по реакции кетенов с карбонильными соед., например:

Их также синтезируют циклизацией фенилтиоэфиров b-гидроксикислот в присутствии солей Hg:

g- и d-Л. легко образуются при подкислении водных растворов гидроксикислот или при перегонке галогенокислот. Они также м.б. получены окислением циклич. кетонов надкислотами (см. Байера-Виллигера реакция). d-Л. также получают сухой перегонкой солей d-галогенокислот. Л. могут быть также синтезированы окислением производных ТГФ по реакции:

Л. содержатся в молоке и молочных продуктах, в растительных мускусах (см. Мускусы). Некоторые Л. - исходные вещества в биосинтезе терпенов (напр., мевалолактон), в синтезе биологически инертных гидрофильных полиуретанов, используемых в хирургии; входят в состав теплочувствительных материалов, применяемых в копировальной технике. Лит.: Общая органическая химия, пер. с англ., т. 4, М., 1983; Rodd's chemistry of carbon compounds, 2 ed., ed. by S. Cofley, v. 1, pt D, Amst., 1965, p. 99 113; Knight D. W., в кн.: General and synthetic methods, v. 4, U 1981, p. 87-137; v. 5, L, 1982, p. 100-47; Annual reports in organic synthesis, 1970 1983, ed. by L.G. Wade, M.J. O'Donnell. N.Y., 1971-84. A.M.Сахаров.

Лит.: нет данных