H Y D R O K S Y K W A S Y    i    H A L O G E N O K W A S Y 

                                                                                     Aleksander Kołodziejczyk                                                                        wrzesień  2007 
 

Hydroksykwasy

  są to związki organiczne, których cząsteczki zawierają zarówno grupę 

karboksylową, jak i hydroksylową. Wzajemne ułożenie tych grup może być 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, itd., 
mówimy wówczas odpowiednio o 

α-, β-, γ-, δ- i tym podobnych -hydroksykwasach.

 

CHCOOH
OH

CHCH

2

COOH

OH

CHCH

2

CH

2

COOH

OH

R

R'

R''

 

                                    

α

-hydroksykwas     

β

-hydroksykwas             

γ

-hydroksykwas 

 
Występowanie 
Hydroksykwasy pełnią ważna rolę biochemiczną i z tego powodu należą do popularnych 
związków naturalnych. Spotyka się zarówno hydroksykwasy alifatyczne,  aromatyczne, jak i 
alifatyczno-aromatyczne. Do najbardziej znanych należą kwasy: 

glikolowy

, 

mlekowy

, 

winowy

, 

jabłkowy

, 

cytrynowy

, 

askorbinowy

, 

salicylowy

 i 

migdałowy

.  

 

Kwas glikolowy

 znajduje się w niedojrzałych winogronach, w liściach dzikiej winorośli, 

burakach i innych roślinach. 

 

Kwas mlekowy

, czyli 

2-hydroksypropanowy

 występuje zarówno w formie D-,  L-, jak i 

racemicznej. Powstaje głównie w procesie fermentacji cukrów, np. 

laktozy

 zawartej w mleku, a 

także powszechnie występującej 

glukozy

. Znajduje się w krwi, mięśniach,  żółci, nerkach i w 

innych częściach ciała zwierząt i ludzi. Jego zawartość w mięśniach wzrasta w trakcie wysiłku 
fizycznego; jest odpowiedzialny za tzw. 

zakwasy

 w mięśniach. Znalazł zastosowanie

 

jako 

środek antyseptyczny, do ochrony przecidrobnoustrojowej leków i produktów spożywczych, a 
także w przemyśle do kompleksowania jonów niektórych metali.  

 

Kwas (-)-(S,S)-winowy

  (

2,3-dihydroksybutanodiowy

) występuje rzadko w naturze, natomiast 

jego stereoizomer 

(+)-(R,R)-

 jest szeroko rozpowszechniony w roślinach i owocach. 

Racemiczny 

kwas winowy

 powstaje w trakcie fermentacji moszczu winogronowego – osadza się na dnie 

naczyń fermentacyjnych w postaci kamienia winnego. 

COOH

C

H

3

O

H

H

OH

H

H

OH

COOH

C

kwas (+)-(S)-
mlekowy

HOOC

C

C

kwas (+)-(R,R)
winowy

 

 

Kwas (-)-(S)-jabłkowy

, występuje w wielu owocach, został wyizolowany z soku jabłkowego już 

w  1785 r. Jest produktem pośrednim w niektórych procesach biochemicznych, np. w cyklu 
kwasu cytrynowego. Służy do impregnacji materiałów (papieru) do pakowania żywności. 

 

Kwas L-askorbinow

y (witamina C) jest produkowany powszechnie przez rośliny wyższe i wiele 

organizmów zwierzęcych. Organizm ludzki go nie wytwarza, dlatego musi być dostarczany wraz 
z pożywieniem jako witamina. Jego brak lub niedobór wywołuje szkorbut i inne dolegliwości. W 
dużym stężeniu znajduje się w soku owoców cytrusowych, owocach dzikiej róży, jagodach i naci 
pietruszki. Rozkłada się pod wpływem  światła,  łatwo ulega autooksydacji, szczególnie w 
obecności  śladów jonów metali ciężkich, np. żelaza. Syntetyczny izomer D- jest biologicznie 
nieaktywny. 

 

 

1

COOH

O

H

HOOC

H

O

O

OH

O

H

H

OH

H

O

H

C

kwas jabłkowy

(S)-(-)-hydroksy-
bursztynowy

kwas
askorbinowy

 

 

Kwas cytrynowy

  (

kwas 2-hydroksypropano-1,2,3-trikarboksylowy

) występuje w każdym 

organizmie jako produkt pośredni  cyklu kwasu cytrynowego. Organizm dorosłego człowieka 
wytwarza go około  2 kg dziennie. Jest szeroko rozpowszechniony w świecie roślin, w soku 
cytrynowym jego stężenie dochodzi do 5-7%. Wytwarzany jest na skalę przemysłową metodą 
fermentacyjną z cukrów. Służy do zakwaszania napojów orzeźwiających, jako antykoagulant 
produktów emulsyjnych, a także w procesach galwanizacyjnych.  

 

Kwas D-(-)-migdałowy

  [

kwas (R)-2-hydroksyfenylooctowy

] jest składnikiem 

amigdaliny

, 

glikozydu obecnego w gorzkich migdałach. Oba jego enancjomery służą do rozdzielania 
racemicznych amin i alkoholi.  

COOH

HOOC

O

H

COOH

H OH

COOH

C

kwas cytrynowy

kwas 

D

-(-)-migdałowy

 

 

Znanych jest kilka hydroksyaminokwasów (np., 

seryna

, 

hydroksylizyna

, 

hydroksyprolina

, 

tyrozyna

 i inne). Pośród naturalnych hydroksykwasów należy wymienić także  kwasy 

hydroksytłuszczowe (np., 

kwas rycynolowy

 – 

(R)-12-hydroksy-(Z)-oktadec-9-enow

y - składnik 

triglicerydów oleju rycynowego),  hydroksykwasy w woskach,  kwasy mykolinowe – składniki 
ściany komórkowej bakterii i wiele innych. 

 

Kwas salicylowy

  (

2-hydroksybenzoesowy

) i 

4-hydroksybenzoesowy

  są przedstawicielami 

naturalnych hydroksykwasów aromatycznych. 

Kwas salicylowy

 jest składnikiem wielu ziół, jego 

estry znajdują się w olejkach eterycznych i w korze niektórych drzew, np. wierzby. Jego 
pochodna –  kwas 

O-acetylosalicylowy

, znana jest lepiej pod nazwą popularnej 

aspiryny

.

 

Kwas 

4-hydroksybenzoesowy

 to istotny prekursor ubichinonów  (witamin  K) oraz niektórych 

pigmentów bakteryjnych. 

OH

COOH

OH

COOH

kwas
salicylowy

kwas 4-hydroksy-
benzoesowy

 

 

Do popularnych hydroksykwasów należą pochodne cukrów: kwasy onowe (inaczej aldonowe), 
uronowe i arowe.  Kwasy onowe i arowe  są kwasami syntetycznymi, natomiast 

kwas 

glukuronowy

  (uronowy) bierze czynny udział w oczyszczaniu organizmu z niektórych toksyn. 

Tworzy z nimi rozpuszczalne w wodzie pochodne, a przez to możliwe do usunięcia wraz z 
moczem. Nazwa uronowe wywodzi się od tego, że kwasy te zostały wykryte w moczu (urynie). 

Kwas galakturonowy

 jest składnikiem pektyn i agaru (policukrów). 

 

 

2

COOH

CH

2

OH

OH

H

OH

OH

H

O

H

H

H

CHO

COOH

OH

H

OH

OH

H

O

H

H

H

COOH

COOH

OH

H

OH

OH

H

O

H

H

H

CHO

COOH

OH

H

H

OH

H

O

H

O

H

H

C
C
C

C

C
C

C

C

C
C
C

C

C
C
C

C

 

                      

kwas 

D

-glukonowy        kwas 

D

-glukuronowy        kwas 

D

-glukarowy       kwas

  

D

-galakturonowy

 

 

Do pochodnych cukrów należy też wspomniany wyżej 

kwas askorbinowy

, czyli 

witamina C

.  

O

OH

O

H

O

H

CH

2

OH

H

O

H

CH

2

OH

H

H

H

O

H

O

H

O

H

O

C

C
C

C

C

C

O

witamina C - kwas askorbinowy

(enol 

γ-laktonu kwasu

3-okso-

L

-gulonowego)

γ-lakton
kwasu
3-okso-

L

-gulono-
wego

 

 

Kwasy  żółciowe to także  hydroksykwasy, pochodne sterydów. Ich przedstawicielami są 

kwas 

cholowy

, 

deoksycholowy

 i 

litocholowy

. 

COOH

H

H

H

H

H

O

O

H

OH

COOH

H

H

H

H

H

O

H

COOH

H

H

H

H

H

O

O

H

H

kwas cholowy

H

kwas deoksycholowy

kwas litocholowy

 

 
Nomenklatura 
Wiele zwyczajowych nazw naturalnych  hydroksykwasów jest dopuszczone do nazewnictwa 
systematycznego. Natomiast typowym sposobem nazywania hydroksykwasów jest 

sposób 

podstawnikowy

, polegającym na dołączeniu przedrostka 

hydroksy-

 wraz z odpowiednim 

lokantem do rdzenia nazwy. 

CH

(CH

2

)

7

COOH

H

H

CH

2

CH

2

(CH

2

)

4

CH

3

O

H

H

C

HOCH

2

(CH

2

)

10

COOH

kwas 12-hydroksydodecenowy

C

(kwas rycynolowy)

kwas (R)-12-hydroksy-
-(Z)-9-oktadecenowy

 

Otrzymywanie 

 

1. Hydroliza halogenokwasów 

Substratem w tej metodzie są kwasy karboksylowe, które w reakcji Hella-Volharda-Zielinskiego 
przeprowadza się w 

α-halogenokwasy, a następnie 

hydrolizuje

 do 

α

-hydroksykwasów. 

Br

OH

Br

2

CH

3

CH

2

COOH

P

CH

3

CHCOOH

2. 

H

+

/HOH

1. -

OH/HOH

CH

3

CHCOOH

kwas propanowy

 

                                                         

kwas (R,S)-2-bromopropanowy    kwas 

D,L

-mlekowy 

 

 
 
 

 

3

2. Reakcja Reformackiego 

Substratami reakcji Reformackiego  są  związki karbonylowe, które w obecności cynku, pod 
wpływem 

α

-bromoestrów zostają przekształcone w 

β

-hydroksyestry. Z nich przez ostrożną 

hydrolizę

 można otrzymać kwasy 

β

-hydroksykarboksylowe.  

O

OZnBr

R

R'

CH

2

COOEt

Br-CH

2

COOEt

Zn

Br-Zn-CH

2

COOEt

R-C-R'

C

 

α

-bromoester    związek cynkoorganiczny                                     produkt addycji zw. cynkoorganicznego ze zw. karbonylowym 

 

Tworzący się przejściowo  związek cynkoorganiczny (np. BrZnCH

2

COOEt), przypomina 

związek Grignarda, jest jednak od niego mniej reaktywny – reaguje z aldehydami i ketonami, 
ale nie z estrami. Produkt addycji związku cynkoorganicznego do aldehydu lub ketonu po 
zakwaszeniu zostaje przekształcony w 

β

-hydroksyester, a z niego po 

hydrolizie

 powstaje 

β

-

hydroksykwas. 

O

CH

2

COOR

OZnBr

CH

2

COOR

OH

C

+

BrCH

2

COOR

Zn

eter

C

H

+

/HOH

C

aldehydlub keton

α

-bromoester

β

-hydroksyester

 

 

Produkty reakcji Reformackiego mogą być przekształcane w inne związki, w tym nienasycone i 
nasycone estry, a z nich oczywiście odpowiednie kwasy.  

C

H

3

CH

3

O

CH

3

CH

2

COOEt

OZnBr

C

H

3

CH

3

CH

2

COOEt

OH

C

H

3

C

+ BrCH

2

COOEt

Zn

eter

C

H

+

/HOH

C

KHCO

3

(CH

3

)

2

C=CHCOOEt

(CH

3

)

2

CHCH

2

COOEt

H

2

/Pd

- HOH

3-metylobut-2-enian etylu

aceton

bromooctan etylu

3-metylobutanian etylu

(62%)

3-hydroksy-3-metylobutanian etylu

 

 

W reakcji Reformackiego biorą udział jedynie 

α

-halogenokwasy (nie 

β

- i dalsze). 

CHO

CH CHCOOEt
OH CH

3

+ CH

3

CHBrCOOEt

1. 

Zn/eter

2. 

H

+

/HOH

 

                                

benzaldehyd  2-bromopropanian etylu      3-fenylo-3-hydroksy-2-metylopropanian etylu

 (58%)

 

 

3. Reakcja cyjanohydrynowa i hydroliza cyjanohydryn 

Aldehydy i ketony w reakcji z cyjanowodorem zostają przekształcane w cyjanohydryny  (

α-

hydroksynitryle), z których po 

hydrolizie

 twor ą się 

α-hydroksykwasy. 

..

..

z

O

CN

O

CN

OH

C

+  CN

-

..

:

C

-

: :

H

+

/HOH

C

:

 

                                        

związek karbonylowy                                                               cyjanohydryna 

 

Poprzez odpowiednią  cyjanohydrynę otrzymuje się racemiczny 

kwas migdałowy

 lub jego 

analogi. 

CHO

NO

2

C-OH

NO

2

COOH

C-OH

NO

2

CN

-

CN

H

H

H

+

/HOH

 

                            

m-nitrobenzaldehyd        cyjanohydryna m-nitrobenzaldehydu     kwas m-nitromigdałowy 

 

4

                                                                     

                

 

 

Również rozgałęzione 

α-hydroksykwasy można otrzymać z cyjanohydryn.  Kwasy  α-

hydroksykarboksylowe znacznie trudniej ulegają 

dehydratacji

 niż 

β-hydroksykwasy czy inne 

związki 

β-hydroksykarbonylowe, ale w odpowiednio drastycznych warunkach można taką 

operację przeprowadzić.  

O

CH

3

CH

3

CH

2

OH

CH

3

CH

3

CH

2

CN

OH

CH

3

CH

3

CH

2

COOH

COOH

CH

3

CH

CH

3

C

1. -

CN

C

2. 

H

+

/HOH

∆

H

2

SO

4

C

C

keton etylowo-metylowy

H

+

, ∆

- HOH

kwas 2-hydroksy-2-metylobutanowy

kwas 2-metylo-2-enowy

 

 

Po 

hydrolizie

 produktu reakcji 

metanalu

 z cyjanowodorem powstaje 

kwas glikolowy

. 

O

O

H

CH

2

COOH

H

2

C

HCN

H

+

/HOH

∆

 

                                                              

metanal                                        kwas glikolowy 

 

Ten sam kwas można otrzymać z 

kwasu octowego

 poprzez 

chlorowanie

 i 

hydrolizę

 

kwasu 

chlorooctowego

. 

Cl

CH

3

COOH

Cl

2

P

CH

2

COOH

-OH/HOH

H

+

/HOH

HOCH

2

COOH

 

                                                   

kwas octowy         kwas chlorooctowy               kwas glikolowy 

 

4. Z aminokwasów w reakcji z kwasem azotowym (III) 

α-Aminokwasy pod wpływem kwasu azotowego (III) ulegają przekształceniu w α-
hydroksykwasy. Produktem pośrednim jest odpowiedni kwas diazokarboksylowy. Reakcja 
przypomina syntezę  fenoli z amin aromatycznych.  Kwasy diazokarboksylowe  są stosunkowo 
trwałe, np. 

diazooctan etylu

 powstający z estru 

glicyny

 pod wpływem  HNO

2

 może być 

wyizolowany. 

NH

2

N=N

OH

CH

2

COOEt

HNO

2

CHCOOEt

∆

HOH,

- N

2

- HOH

CH

2

COOEt

 

                                                

glicynian etylu                diazooctan etylu                glikonian etylu 

 

5. Redukcja oksokwasów 

Chemiczną 

redukcję

  oksokwasów do hydroksykwasów można przeprowadzić selektywnie, 

chociażby za pomocą tetrahydroboranu sodu.  

O

OH

CH

3

CCOOH

NaBH

4

CH

3

CCOOH

             

                                             

kwas pirogronowy

                     

kwas 

DL

-mlekowy

 

 

Podczas 

redukcji chemicznej

 oksokwasu bez udziału czynników chiralnych powstaje wyłącznie 

racemiczny hydroksykwas. Natomiast 

enzymatyczna redukcja

  oksokwasów prowadzi do 

określonego enancjomeru. 

C

H

3

COOH

O

COOH

H

O

H

CH

3

COOH

O

H

H

CH

3

C

2 H

enzym

C

C

kwas 

D

-(-)-mlekowy

kwas 

L

-(+)-mlekowy

kwas pirogronowy 

 

 

5

Konfiguracja produktu

 zależy od enzymu biorącego udział w reakcji. W naturze występują oba 

izomery 

kwasu mlekowego

. 

 

Racemiczny kwas mlekowy

, podobnie jak i inne chiralne kwasy można 

rozdzielić na 

enancjomery

 poprzez krystalizację ich soli z chiralnymi  aminami (zasadami). Sole kwasów 

racemicznych z zasadami achiralnymi są nieprzydatne do tego celu. 

COOH

H

O

H

CH

3

COOH

C

H

3

OH

H

COO

H

O

H

CH

3

COO

C

H

3

OH

H

C

C

+

racemiczny kwas mlekowy

50% 

D-

50% 

L-

CH

3

NH

2

C

C

+

-

-

CH

3

NH

3

+

CH3NH3

+

racemiczny mleczan metyloamoniowy

50% 

D-

50% 

L-

 

 

Oba składniki 

racemicznego mleczanu metyloamoniowego

 mają w środowisku achiralnym te 

same właściwości chemiczne i fizyczne

, a tym samym nie są podatne na rozdzielenie za pomocą 

zwykłych sposobów fizycznych. Natomiast kwas racemiczny z enancjomeryczną zasadą tworzy 
sole distereoizomeryczne

, które zwykle 

różnią się, np. rozpuszczalnością

 w odpowiednio 

dobranym rozpuszczalniku i można je rozdzielić przez krystalizację. 

COOH

H

O

H

CH

3

COOH

C

H

3

OH

H

COO

H

O

H

CH

3

COO

C

H

3

OH

H

NH

2

H

C

H

3

NH

3

H

C

H

3

NH

3

H

C

H

3

C

C

+

racemiczny kwas mlekowy

50% (R)

-

50% (S)

-

C

C

-

-

+

mleczan 
fenyloetyloamoniowy

50% (R,R)

-

C

..

(R)-1-fenylo-
etyloamina

C

+

C

50% (S,R)

-

krystalizacja

 

 
Znane są również inne sposoby 

rozdzielania racemicznych związków

, np. poprzez: 

 

- chromatografię chiralną; 

 

- elektroforezę chiralną; 

 

- tworzenie i rozdzielanie diastereoizomerycznych pochodnych;  

 

- przemiany enzymatyczne lub 

 

- krystalizację spontaniczną 
 

Początki stereochemii 

 

Odkrycie 

enancjomerów

 i tym samym stworzenie podstaw stereochemii przypisuje się  L. 

Pasteurowi. 

 

Louis Pasteur

 (1822-1995); ur. w Dôle, Francja; studia w Arbois, Besancon, prof. w Dijon, Strasbourgu, Lille i 

École Normale Supěrieure. 

 

 

6

Pasteur

 ukończył studia chemiczne ze słaba oceną, ponieważ miał bardzo rozległe 

zainteresowania i nie był w stanie skupić się na nauce wąskiego zakresu materiału. Jedną z 
dziedzin, która go pasjonowała była krystalografia. Krystalizował między innymi 

sole kwasu 

winowego

. Podczas rekrystalizacji 

winianu sodowo-amonowego

 z roztworu wodnego, w 

temperaturze zbliżonej do pokojowej zauważył w otrzymanym osadzie dwa rodzaje bardzo 
podobnych do siebie kryształów. Różniły się jedynie tak, jak różni się przedmiot od swojego 
odbicia w lustrze. Ich wzajemne relacje przypominały dwie dłonie – lewą i prawą.  Pasteur 
rozdzielił te kryształy od siebie za pomocą pęsety i stwierdził, że ich skład chemiczny, a także 
właściwości fizykochemiczne były identyczne. Różniły się jedynie znakiem skręcalności 
właściwej.  

 

Roztwór o tym samym stężeniu sporządzony z kryształów jednego rodzaju skręcał  światło 
spolaryzowane w polarymetrze o ten sam kąt, lecz w przeciwną stronę niż roztwór sporządzony z 
kryształków drugiego rodzaju. Jedna odmiana winianu sodowo-amonowego skręcała, zatem w 
prawo (+), a druga w lewo (-). Zostały one nazwane 

prawoskrętną

 i 

lewoskrętna odmianą

. 

Obie odmiany zmieszane razem traciły zdolność skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego, 
podobnie jak przed rozdzieleniem stawały się optycznie nieczynne. Taka mieszanina została 
nazwana 

mieszaniną racemiczną

. Ponieważ obie odmiany soli miały identyczny skład 

chemiczny, Pasteur upatrywał ich odmienne właściwości optyczne w odmiennym ułożeniem w 
przestrzeni czterech różnych podstawników przy czterowiązalnym atomie węgla. Tą hipotezą 
znacznie wyprzedził poglądy współczesnych mu uczonych.

 

 

Samoistne rozdzielenie mieszaniny racemicznej, czyli to, co udało się Pasteurowi jest niezwykle 
rzadkim zjawiskiem. Zwykle potrzeba do tego czynnika chiralnego. Znacznie później 
udowodniono,  że odmienne właściwości optyczne 

winianu sodowo-amonowego

 wynikają z 

różnic w budowie przestrzennej cząsteczki 

kwasu winowego

. Dzięki innemu przestrzennemu 

ułożeniu podstawników przy C2 i C3 

kwasu winowego

 powstają trzy jego odmiany: 

lewoskrętna

 (-), 

prawoskrętna

 (+) i 

optycznie nieczynna

 (±) zwana 

kwasem mezo-winowym

.  

COOH

COOH

H

O

H

OH

H

COOH

COOH

OH

H

H

O

H

COOH

COOH

H

O

H

H

O

H

COOH

COOH

OH

H

OH

H

C

C

C

C

C

C

C

C

 

                                        kwas (

S,S)-(-)-winowy          kwas (R,R)-(+)-winowy          kwas mezo-winowy

 (R,S) 

                                                                                                                       

 

Właściwości fizykochemiczne (oprócz kierunku skręcalności  światła spolaryzowanego – [

α]

D

) 

kwasów (-)

 i 

(+)-winowego

  są identyczne, 

kwas  mezo-winowy

 różni się od nich, inne 

właściwości ma też  mieszanina racemiczna  (±), pomimo tego, że składa się z jednakowych 
proporcji kwasów (-) i (+). Ta mieszanina racemiczna zachowuje się, zatem jakby była 
odmiennym, jednorodnym związkiem chemicznym, a nie mieszanką dwóch związków. Z tego 
powodu tego typu mieszaninę nazywa się często krótko racematem. Nie zawsze jest tak, czasami 
mieszanina racemiczna

 zachowuje się faktycznie, jakby była mieszaniną dwóch różnych 

związków.  Świadczy o tym chociażby obniżenie jej temperatury topnienia w porównaniu z tt. 
czystych enancjomerów. 

 
 
 
 
 
 

 

7

Wybrane właściwości stereoizomerów kwasu winowego                                                           Tabela 20.1 

 

Stereo- 
izomer 

tt. [

o

C] Skręcalność 

[

α]

D

 

Gęstość [g/cm

3

] Rozpuszczalność 

[g/100 ml wody] w 20

o

C 

(S,S)-(+) 168-170  +12 

1,7598 

139,0 

(R,R)-(-) 168-170  -12 

1,7598 

139,0 

(R,S)-mezo 

146-148 

   0 

1,6660 

125,0 

(R,R/S,S)-(±) 

206 

   0 

1,7880 

  20,6 

 

Przypomnienie: symbole (R) i (S) oznaczają tzw. 

konfigurację absolutną

, oznaczoną wg 

reguły Cahna-Ingolda-Preloga

, zaś 

D-

 i 

L-

 konfigurację względną (względem 

aldehydu 

glicerynowego

) oznaczaną wg reguły Fischera. Natomiast symbole (+) i (-) wskazują kierunek 

kąta skręcenia płaszczyzny światła spolaryzowanego. 

 

Enancjomery

  są stereoizomerami, których cząsteczki mają się do siebie jak odbicia lustrzane. 

Distereoizomery

 zaś  są stereoizomerami, których cząsteczki nie odpowiadają odbiciom 

lustrzanym.  

 

Enancjomery

  są stereoizomerami, których cząsteczki mają się do siebie jak odbicia lustrzane. 

Distereoizomery

 też  są stereoizomerami, ale ich cząsteczki nie odpowiadają odbiciom 

lustrzanym.  

 

Kierunek skręcalności płaszczyzny  światła spolaryzowanego zależy od właściwości 
podstawników wokół chiralnego atomu węgla, a nie od konfiguracji. Skręcalność właściwa [

α]

D

 

zarówno dla enancjomerów (R) i (S), podobnie jak 

D

-

 i

 L

-

 może przyjmować wartości dodatnie 

lub ujemne.  

COOH

H

C

H

3

OH

COOCH

3

H

C

H

3

OH

C

C

MeOH/

+

H

[

α]

D

 = +3,82

o

[

α]

D

 = -8,25

o

 

                                                              

kwas (S)-(+)-mlekowy            (S)-(-)-mleczan metylu 

 

Estryfikacja

 

kwasu (+)-mlekowego metanolem

 nie zmieniła konfiguracji związku, natomiast 

kierunek skręcalności właściwej [

α]

D

 estru przyjął znak przeciwny – 

(-)

. 

 

Kierunek i wartość bezwzględna skręcalności właściwej jest stałą fizyczną, charakterystyczną dla 
określonego związku; 

nie ma prostej zależności pomiędzy skręcalnością  właściwą a 

konfiguracją

, poza przeciwnymi znakami skręcalności właściwej enancjomerów. 

 

Reakcje ze związkami chiralnymi biegną z 

retencją

 (zostaje zachowana konfiguracja), z 

inwersją

 (produkt ma zmienioną konfigurację w stosunku do substratu) lub 

racemizacją

 

(połowa produktu przyjmuje konfigurację przeciwną do konfiguracji substratu). Zwykle reakcje, 
które wywołują zmiany konstytucyjne z dala od centrum chiralnego nie mają wpływu na zmianę 
konfiguracji. Reakcje biegnące na centrum chiralnym wg mechanizmu S

N

2 zachodzą z 

inwersją 

konfiguracji

, a mechanizm S

N

1 często bywa przyczyną 

racemizacji

.  

 

W reakcjach, w których tworzy się nowe centrum chiralne bez udziału czynników chiralnych 
(chiralnych substratów, chiralnych katalizatorów, czy chiralnego rozpuszczalnika) powstaje 
produkt racemiczny. 

Bromowanie

 

kwasu propanowego

 prowadzi do 

racemicznego kwasu 2-

bromopropanowego

, a z niego w wyniku 

hydrolizy

 tworzy się 

racemiczny kwas mlekowy

. 

 

8

 
 

COOH

H

Br

CH

3

COOH

H

C

H

3

Br

COOH

H

O

H

CH

3

COOH

H

C

H

3

OH

CH

3

CH

2

COOH

Br

2

P

C

+

C

1. -

OH

2. 

H

+

/HOH

C

C

racemiczny kwas 2-bromopropanowy

+

racemiczny kwas mlekowy

kwas propanowy

 

 

Podobnie racemiczny produkt powstaje w wyniku 

katalitycznej

 

redukcji

 

kwasu pirogronowego

. 

C

H

3

COOH

O

H
H

C

H

3

COOH

O

H
H

COOH

H

O

H

CH

3

COOH

H

C

H

3

OH

racemiczny 
kwas mlekowy

C

C

H

2

/Pt

C

C

+

50%

50%

kwas
pirogronowy

 

 

Hipoteza Pasteura, że przeciwne znaki skręcalności właściwej enancjomerów wynikają z innej 
ich budowy przestrzennej wyprzedzało epokę i było niezrozumiałe dla współczesnych mu 
uczonych. Później jego koncepcja została powszechnie zaakceptowana, nie znano wtedy jednak 
sposobu wyznaczenia przestrzennego ułożenia atomów (podstawników) wokół chiralnego atomu 
węgla.  

 

W 1891 r. E. Fischer zaproponował, żeby umownie przyjąć konfigurację dodatnio skręcającego 

aldehydu glicerynowego

 jako 

D

-

, a aldehydu (-)-glicerynowego jako 

L

-

. Był więc 

aldehyd 

D-

(+)-

glicerynowy

 i 

aldehyd 

L-

(-)-glicerynowy

. Konfigurację innych chiralnych związków określano na 

podstawie porównania ich konfiguracji z konfiguracją 

aldehydu glicerynowego

. Z tego powodu 

tak oznaczana konfiguracja była 

konfiguracją względną

 (względem 

aldehydu glicerynowego

). 

Określanie konfiguracji innych związków dokonywano za pomocą reakcji o znanej stereochemi 
(biegnących z retencją albo z inwersją) prowadzących z 

aldehydu glicerynowego

 do 

porównywanego związku lub odwrotnie z badanego związku otrzymywano 

aldehyd glicerynowy

. 

Ten sposób oznaczania konfiguracji względnej nosił nazwę 

korelacji konfiguracji

. 

CHO

CH

2

OH

OH

H

CHO

CH

2

OH

H

O

H

C

C

 

                                                    

aldehyd 

D-

(+)-glicerynowy                aldehyd 

L-

(-)-glicerynowy 

 

Fischer

 przyjął arbitralnie, że 

aldehyd 

D-

glicerynowy

, na projekcji jak powyżej, ma grupę 

hydroksylową po prawej stronie, a enancjomer 

L-

 po lewej stronie. Tworzenie tej projekcji, 

nazywanej 

projekcją Fischera

, polega na tym, że na powierzchnię kartki (ekranu, tablicy) jest 

robiony rzut cząsteczki ułożonej w ten sposób, żeby najbardziej utleniony atom węgla znajdował 
się u góry, a pozostałe w jednej linii pod nim. W centrum chiralnym atomy (podstawniki) 
związane poziomo znajdują się nad płaszczyzną, a związane pionowo pod płaszczyzną rzutu. 

 

W roku 1951 okazało się,  że założenia Fischera, co do rozmieszczenia podstawników wokół 
chiralnego atomu węgla odpowiadają rzeczywistej cząsteczce 

aldehydu glicerynowego

. Od tego 

czasu mówi się o 

konfiguracji absolutnej

, czyli takiej, jaka występuje w rzeczywistości. 

Prawdopodobieństwo, że założenie Fischera będzie zgodne z rzeczywistością wynosiło 50%. 

 

9

Korelacja konfiguracji 
Konfigurację względną 

kwasów winowych

 określono w wyniku szeregu reakcji prowadzących 

od 

aldehydu 

D

-glicerynowego

 poprzez odpowiednią  cyjanohydrynę do odpowiedniego 

kwasu 

winowego

. 

CHO

CH

2

OH

OH

H

CH

2

OH

OH

H

OH

H

CN

CH

2

OH

OH

H

H

O

H

CN

COOH

OH

H

OH

H

COOH

COOH

OH

H

H

O

H

COOH

C

aldehyd 

D-

(+)-glicerynowy

HCN

C

C

+

C

C

mieszanina diastereoizome-
rycznych cyjanohydryn

1. 

H

+

/HOH

2. 

[O]

C

C

+

C

kwas mezo-winowy

kwas (-)-winowy

C

 

 

Konfiguracja 

kwasu mlekowego

 została określona też za pomocą korelacji do konfiguracji 

aldehydu 

D

-glicerynowego

. 

CHO

CH

2

OH

OH

H

COOH

CH

2

OH

OH

H

COOH

CH

2

NH

2

OH

H

COOH

CH

2

Br

OH

H

COOH

CH

3

OH

H

C

aldehyd 

D-

(+)-glicerynowy

HNO

2

kw. 

D-

(-)-glicerynowy

HgO

C

HNO

2

H

+

/HOH

C

HBr

(+)-izoseryna

C

Zn

H

+

/HOH

C

kw. 

D-

(-)-mlekowy

kw. 

D-

(-)-3-bromo-2-hydroksypropanowy

 

 

Od  1951 r. istnieje możliwość oznaczania rzeczywistego ułożenia podstawników wokół 
chiralnego atomu węgla, czyli 

konfiguracji bezwględnej

. W tym właśnie roku J.M. Bijvoet 

stwierdził za pomocą rentgenografii, że 

aldehyd 

D-

glicerynowy

 faktycznie ma taką konfigurację, 

jaką zaproponował  E. Fischer. Na tej zasadzie, uprzednio określone 

konfiguracje względne

 

innych związków poprzez korelacje z konfiguracją 

aldehydu 

D

-glicerynowego

 odpowiadają 

konfiguracji bezwględnej

. 

 
Właściwości fizykochemiczne hydroksykwasów 
Hydroksykwasy

 zwykle są substancjami krystalicznymi. 

Kwas glikolowy

  (HOCH

2

COOH) 

topnieje w temperaturze 75-80

o

C, natomiast t.t. enancjomerów 

kwasu mlekowego

 wynosi 25-

26

o

C, a 

kwasu (R)-jabłkowego

  101

o

C, zaś jego racematu 131-132

o

C. Komercyjny 

kwas 

mlekowy

 rozprowadzany jest w postaci stężonych (np. 90%) roztworów wodnych. Niższe 

hydroksykwasy

  są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Dzięki obecności grupy hydroksylowej 

hydroksykwasy

  są lepiej rozpuszczalne w wodzie niż  kwasy  alkano- czy arenokarboksylowe. 

Hydroksykwasy alifatyczne

  są silniejszymi kwasami niż  kwasy alkanowe, np. K

a

 

kwasu 

glikolowego

 wynosi 1,5

.

10

-4

, w porównaniu do K

a

 

kwasu octowego

 – 1,76

.

10

-5

. Wzrost 

kwasowości wywołany jest efektem indukcyjnym -I funkcji hydroksylowej. Natomiast efekt 
mezomeryczny  +M tej funkcji osłabia moc kwasów hydroksyarenowych;  K

a

 kwasu 

p

-

hydroksybenzoesowego

  wynosi 3,3

.

10

-5

, a benzoesowego 6,5

.

10

-5

. Zapach niższych 

hydroksykwasów 

jest ostry, drażniący. 

 
Właściwości chemiczne 
Reaktywność hydroksykwasów wynika z obecności dwóch grup funkcyjnych – hydroksylowej i 
karboksylowej

. Z tego powodu z kwasami mogą tworzyć  estry na grupie hydroksylowej, a z 

alkoholami

 – estry na grupie karboksylowej. Ich właściwości chemiczne zależą od wzajemnego 

położenia obu grup funkcyjnych. Charakterystyczną reakcją dla 

α

-hydroksykwasów

 jest 

tworzenie cyklicznych pochodnych –  laktydów, 

β

-hydroksykwasy

 ulegają 

dehydratacji

 do 

α

,

β

-

nienasyconych kwasów

, zaś 

γ- i δ- łatwo przekształcają się w wewnętrzne estry, czyli laktony. 

 

 

10

Powolna destylacja pod zmniejszonym ciśnieniem 

kwasu mlekowego

, przedstawiciela 

α

-

hydroksykwasów

, prowadzi do sześcioczłonowego  dilaktonu, który został nazwany 

laktydem

. 

Powstaje on z połączenia dwóch cząsteczek 

α-hydroksykwasu i wydzielenia dwóch cząsteczek 

wody. Jest to reakcja 

estryfikacji

. 

OH

O

H

C

H

3

OH

O

H

O

H

O

H

CH

3

O

O

O

O

H

C

H

3

H

CH

3

C

C

+

C

C

∆

- 2 HOH

 

                                                   

kwas mlekowy                                     laktyd 

 

Kwasy 

α

-hydroksykarboksylowe

, zarówno 

kwas glikolowy

, jak i 

mlekowy

 odwadniane w 

temperaturze pokojowej tracą wodę przechodząc polimeryczne estry liniowe. 

(n+2) HOCH

2

COOH

- HOH

HOCH

2

CO(OCH

2

CO)

n

OCH

2

COOH

 

                                      

kwas glikolowy                               kwas poliglikolowy 

 

Ogrzewanie 

β

-hydroksykwasów

 powoduje ich wewnątrzcząsteczkowe odwodnienie prowadzące 

do 

α

,

β

-nienasycownych kwasów karboksylowych

. 

 

H

CH

3

CHCHCOOH

- HOH

CH

3

CH=CHCOOH

kwas krotonowy

kwas 3-hydroksybutanowy

HO

 

 

H

COOH

HOOC

H

H

HOOCCH-CHCOOH

- HOH

C C

kwas jabłkowy

kwas fumarowy

HO

 

Z kwasów 

γ

- i 

δ

-hydroksykarboksylowych

 podczas ogrzewania powstają odpowiednio pięcio- 

lub sześcioczłonowe estry cykliczne zwane laktonami.  

OH

OH

R

O

O

O

R

OH

OH

O

R

O

O

R

∆

- HOH

γ

-hydroksy-

kwas

γ

-lakton

∆

- HOH

δ

-hydroksy-

kwas

δ

-lakton

 

 

Utlenianie

  hydroksykwasów prowadzi do oksokwasów. Z 

ω-hydroksykwasów powstają  kwasy 

dikarboksylowe

. 

OH

CH

2

(CH

2

)

3

COOH

KMnO

4

HOOC(CH

2

)

3

COOH

 

                                                         

kwas 5-hydroksypentanowy           kwas pentanodionowy 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

11

HALOGENOKWASY 

 

Halogenokwasy

, to kwasy zawierające atom halogenu w łańcuchu bocznym, w odróżnieniu od 

halogenków kwasowych

, w których halogen zastępuje grupę  -OH w funkcji karboksylowej. Z 

uwagi na wzajemne położenie halogenu i funkcji karboksylowej rozróżnianie są 

α-,  β-  γ-

halogenokwasy

 i inne.  

X

X

X

RCH

2

CH

2

CHCOOH

RCH

2

CHCH

2

COOH

RCHCH

2

CH

2

COOH

 

                                        α-halogenokwasy               β-halogenokwasy                    γ-halogenokwasy 

 

Właściwości  halogenokwasów zależą od tego wzajemnego ułożenia obu podstawników. 
Najbardziej reaktywne w reakcjach S

N

  są 

α-halogenokwasy. Atomy halogenów oddziałują na 

zasadzie indukcji na grupę karboksylową zwiększając jej kwasowość – najbardziej kwaśne są 
również 

α-halogenokwasy. 

 
Otrzymywanie 
Chloro- i bromokwasy zawierające atom halogenu w położeniu 

α otrzymuje się w reakcji 

halogenowania kwasów karboksylowych w obecności czerwonego fosforu, w przemianie zwanej 
reakcją 

Hella-Volharda-Zielinskiego

. 

H

X

RCHCOOH

X

2

/P

- HX

RCHCOOH

α

-chloro-

lub bromokwas

kwas

 

                             

X: Cl; Br 

 

Jodokwasy

 najłatwiej powstają poprzez przekształcenie  chlorokwasów jodkiem potasu w 

acetonie. Jodek potasu jest rozpuszczalny w acetonie, natomiast chlorek potasu nie. Dochodzi do 
wymiany chloru na jod, a wytrącanie się z roztworu nierozpuszczalnego chlorku potasu przesuwa 
równowagę na korzyść jodokwasu. 

I

Cl

CH

3

CH

2

CHCOOH

KI/aceton

- KCl

CH

3

CH

2

CHCOOH

 

                                                         

kwas 2-chlorobutanowy                 kwas 2-jodobutanowy

 

 
Właściwości chemiczne

 

Halogenokwasy

 (za wyjątkiem  fluorokwasów, które są chemicznie bardzo inertne) ulegają 

hydrolizie

 do hydroksykwasów.  

BrCH

2

COO

-

-

OH/HOH

HOCH

2

COO

-

bromooctan

glikonian

- Br

-

 

 

Atom halogenu w halogenokwasach można wymienić na grupę nitrową otrzymując nitrokwasy 
obok  azotynów hydroksykwasów [estrów kwasu azotowego (III)]. Jon azotynowy jest 
odczynnikiem ambidentnym, tzn. że ma dwa centra aktywne i do reakcji dochodzi atomie N lub/i 
O.  
 

 

12

O N O

O N O

Cl-CH

2

COOH

-

OH

Cl-CH

2

COO

-

NaNO

2

:

:

..
..

..

-

:

:

..

..

-

O

2

N-CH

2

COO

-

+

O=N-O-CH

2

COO

-

H

+

/HOH

O

2

N-CH

2

COOH

O

2

N-CH

3

 + CO

2

+ HO-CH

2

COOH + HNO

2

∆

dekarboksylacja

kwas chlorooctowy

kwas nitrooctowy

azotyn kwasu
glikolowego

(sól)

kwas glikolowy

nitrometan

chlorooctan

nitrooctan

 

 
Reakcja Reformackiego 
Służy do otrzymywania 

β

-hydroksyestrów

 z 

α

-halogenokwasów

 i związków karbonylowych w 

obecności cynku. Biegnie ona poprzez związki cynkoorganiczne.  Reakcja Reformackiego 
została przedstawiona w podrozdziale dotyczącym otrzymywania hydroksykwasów. 

 

Reakcje 

substytucji nukleofilowej

  halogenokwasów prowadzą jeszcze do wielu innych 

pochodnych kwasów. Na poniższym schemacie przedstawione zostały produkty, jakie można 
otrzymać z halogenoestrów.  

X-CH

2

COOR

ArO

-

Ar-O-CH

2

COOR

NO

2

-

O

2

N-CH

2

COOR

CN

-

NC-CH

2

COOR

H

2

N-CH

2

COOR

R'S

-

R'O

-

-CH(COOR')

2

(R'OOC)

2

CH-CH

2

COOR

R'S-CH

2

COOR

R'O-CH

2

COOR

NH

3

 

 

Zadanie

: nazwij produkty powstające z halogenokwasów w reakcji 

substytucji nukleofilowej

. 

 
 

 

13