Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Складні ефіри



План:


Введення

Складні ефіри '- похідні оксокіслот (як карбонових так і мінеральних) R k E (= O) l (OH) m, (l ≠ 0), формально є продуктами заміщення атомів водню гідроксилів -OH кислотної функції на вуглеводневий залишок (аліфатичний, алкенільний, ароматичний або гетероароматичних); розглядаються також як ацілпроізводние спиртів. У номенклатурі IUPAC до складних ефірів відносять також ацілпроізводние халькогенідних аналогів спиртів ( тіолів, селенолов і теллуролов) [1].

Відрізняються від простих ефірів, в яких два вуглеводневих радикала з'єднані атомом кисню (R 1-OR 2).


1. Складні ефіри карбонових кислот

У разі ефірів карбонових кислот виділяються два класи складних ефірів:

  • власне складні ефіри карбонових кислот загальної формули R 1-COO-R 2, де R 1 і R 2 - вуглеводневі радикали.
  • ортоефіри карбонових кислот загальної формули R 1-C (OR 2) 3, де R 1 і R 2 - вуглеводневі радикали. Ортоефіри карбонових кислот є функціональними аналогами кеталей і ацеталей загальної формули RC (OR ') 2-R "- продуктів приєднання спиртів до карбонільної групи кетонів або альдегідів.

Циклічні складні ефіри оксикислот називаються лактонами і виділяються в окрему групу сполук.


1.1. Синтез

Основні методи одержання складних ефірів:

  • Етерифікація - взаємодія кислот і спиртів в умовах кислотного каталізу, наприклад отримання етилацетату з оцтової кислоти і етилового спирту :
    СН 3 COOH + C 2 H 5 OH = СН 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
    Окремим випадком реакції етерифікації є реакція переетерифікації складних ефірів спиртами, карбоновими кислотами або іншими складними ефірами:
    R'COOR''+ R'''OH = R'COOR'''+ R''OH
    R'COOR''+ R'''COOH = R'''COOR''+ R'COOH
    R'COOR''+ R'''COOR''''= R'COOR''''+ R'''COOR''
    Реакції етерифікації та переетерифікації оборотні, зсув рівноваги в бік утворення цільових продуктів досягається видаленням одного з продуктів з реакційної суміші (найчастіше - відгоном більш летких спирту, ефіру, кислоти або води; в останньому випадку при відносно низьких температурах кипіння вихідних речовин використовується отгонка води в складі азеотропні сумішей).
  • взаємодія ангідридів або галогенангидридов карбонових кислот зі спиртами, наприклад отримання етилацетату з оцтового ангідриду і етилового спирту :
    (CH 3 CO) 2 O + 2 C 2 H 5 OH = 2 СН 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
  • взаємодія солей кислот з алкилгалогенидами
    RCOOMe + R'Hal = RCOOR '+ MeHal
  • Приєднання спиртів до алкенам в умовах кислотного каталізу (в тому числі і кислотами Льюїса):
    RCOOH + R'CH = CHR''= RCOOCHR'CH 2 R''
  • Алкоголиз нітрилів в присутності кислот:
    RCN + H + \ To RC + = NH
    RC + = NH + R'OH \ To RC (OR ') = N + H 2
    RC (OR ') = N + H 2 + H 2 O \ To RCOOR '+ + NH 4
  • Алкілування карбонових кислот аріліакілтріазенамі :
    ArN = NNHR + R 1 COOH \ To R 1 COOR + ArNH 2 + N 2

1.2. Властивості і реакційна здатність

Складні ефіри нижчих карбонових кислот і найпростіших одноатомних спиртів - летючі безбарвні рідини з характерним, часто фруктовим запахом. Складні ефіри вищих карбонових кислот - безбарвні тверді речовини, температура плавлення залежить як від довжин вуглецевих ланцюгів ацильних і спиртового залишків, так і від їх структури.

В ІЧ-спектрах складних ефірів присутні характеристичні смуги карбоксильної групи - валентних коливань зв'язків C = O при 1750-1700 см -1 і С-О при 1275-1050 см -1.

Атом вуглецю карбонільної групи складних ефірів електрофілен, внаслідок цього для них характерні реакції заміщення спиртового залишку з розривом зв'язку ацил-кисень:

RCOOR 1 + Nu - \ To RCONu + R 1 O -
Nu = OH, R 2 O, NH 2, R 2 NH, R 2 CH і т.п.

Такі реакції з кисневими нуклеофилами (водою і спиртами) часто катализируются кислотами за рахунок протонування атома кисню карбонила з утворенням високонуклеофільного карбокатіона:

RCOOR 1 + H + \ To RC + OHOR 1,

який далі реагує з водою (гідроліз) або спиртом (переетерифікації). Гідроліз складних ефірів в умовах кислотного каталізу є оборотним, гідроліз ж у лужному середовищі незворотній через утворення карбоксилат-іонів RCOO -, не виявляють електрофільних властивостей.

Нижчі складні ефіри реагують з аміаком, утворюючи аміди, вже при кімнатній температурі: так, наприклад, етілхлорацетат реагує з водним аміаком, утворюючи хлорацетамід вже при 0 C [2], у випадку вищих складних ефірів аммоноліз йде при більш високих температурах.


1.3. Застосування

Складні ефіри широко використовуються як розчинників, пластифікаторів, ароматизаторів.

Ефіри мурашиної кислоти
  • HCOOCH 3 - метілформіат, t кип = 32 C; розчинник жирів, мінеральних і рослинних олій, целюлози, жирних кислот; ацилирующей агент; використовують у виробництві деяких уретанів, формамід.
  • HCOOC 2 H 5 - етілформіат, t кип = 53 C; розчинник нітрату і ацетату целюлози; ацилирующей агент; отдушка для мила, його додають до деяких сортів рому, щоб надати йому характерний аромат; застосовують у виробництві вітамінів B1, A, E.
  • HCOOCH 2 CH (CH 3) 2 - ізобутілформіат дещо нагадує запах ягід малини.
  • HCOOCH 2 CH 2 CH (CH 3) 2 - ізоамілформіат (ізопентілформіат) розчинник смол і нітроцелюлози.
  • HCOOCH 2 C 6 H 5 - бензілформіат, t кип = 202 ​​ C; має запах жасмину; використовується як розчинник лаків і барвників.
  • HCOOCH 2 CH 2 C 6 H 5 - 2-фенілетілформіат має запах хризантем.
Ефіри оцтової кислоти
  • CH 3 COOCH 3 - метилацетат, t кип = 58 C; по розчинюючої здібності аналогічний ацетону і застосовується в ряді випадків як його замінник, однак він має більшу токсичність, ніж ацетон.
  • CH 3 COOC 2 H 5 - етилацетат, t кип = 78 C; подібно ацетону розчиняє більшість полімерів. У порівнянні з ацетоном його перевага в більш високій температурі кипіння (меншою летючості).
  • CH 3 COOC 3 H 7 - н-пропілацетат, t кип = 102 C; по розчинюючої здібності подібний етилацетату.
  • CH 3 COOCH (CH 3) 2 - ізопропілацетата, t кип = 88 C; по розчинюючим властивостями займає проміжне положення між етил-і пропілацетатом.
  • CH 3 COOC 5 H 11 - н-амілацетат (н-пентілацетат), t кип = 148 C; нагадує по запаху грушу, застосовується як розчинник для лаків, оскільки він випаровується повільніше, ніж етилацетат.
  • CH 3 COOCH 2 CH 2 CH (CH 3) 2 - ізоамілацетат (ізопентілацетат), використовується як компонент Грушово та бананової есенції.
  • CH 3 COOC 8 H 17 - н-октілацетат має запах апельсинів.
Ефіри масляної кислоти
  • C 3 H 7 COOCH 3 - метілбутірат, t кип = 102,5 C; по запаху нагадує ранет.
  • C 3 H 7 COOC 2 H 5 - етілбутірат, t кип = 121,5 C; має характерний запах ананасів.
  • C 3 H 7 COOC 4 H 9 - бутілбутірат, t кип = 166,4 C;
  • C 3 H 7 COOC 5 H 11 - н-амілбутірат (н-пентілбутірат) і C 3 H 7 COOCH 2 CH 2 CH (CH 3) 2 - ізоамілбутірат (ізопентілбутірат) мають запах груш, а також служать розчинниками в лаках для нігтів.
Ефіри ізовалеріанової кислоти
  • (CH 3) 2 CHCH 2 COOCH 2 CH 2 CH (CH 3) 2 - ізоамілізовалерат (ізопентілізовалерат) має запах яблука.

1.4. Застосування в медицині

Наприкінці XIX - початку XX століття, коли органічний синтез робив свої перші кроки, було синтезовано і випробувано фармакологами безліч складних ефірів. Вони стали основою таких лікарських засобів, як салол, валідол і ін Як місцевоподразнюючої і знеболюючий засіб широко використовувався метилсаліцилат, в даний час практично витіснений ефективнішими засобами.

2. Складні ефіри мінеральних кислот

Wiki letter w.svg Цей розділ не завершений. Ви можете допомогти проекту, доповнивши його.




Примітки

  1. esters / / IUPAG Gold Book - goldbook.iupac.org/O04374.html
  2. WA Jacobs and M. Heidelberger. Chloroacetamide. Organic Syntheses, Coll. Vol. 1, p.153 (1941); Vol. 7, p.16 (1927). - orgsyn.org / orgsyn / prep.asp? prep = cv1p0153
Органічні речовини
Вуглеводні Алкани Алкени Алкіни Дієни Циклоалкани
Кисневовмісні Спирти Прості ефіри Альдегіди Кетони Кетени Карбонові кислоти Складні ефіри Ортоефіри Вуглеводи Жири Хінони Феноли Еноли Оксикислоти Оксокіслоти
Азотовмісні Аміни Аміди Нітросполуки Нітрозосполуки Оксим Нітрили Амінокислоти Білки Пептиди
Серосодержащіе Меркаптани Тіоефіри Сульфокислоти Тіоальдегідів Тіокетони Тіокарбоновие кислоти
Фосфорсодержащие Фосфіни Фосфоністие кислоти Фосфіновие кислоти Фосфонових кислоти Нуклеїнові кислоти Нуклеотиди
Галогенорганических Фторорганічних з'єднання Хлорорганічні сполуки Броморганічних з'єднання Іодорганіческіе з'єднання
Кремнійорганічні Силани Сілазани Сілтіани Силоксан Силікони
Елементоорганіческіе Германійорганіческіе Борорганіческіе Оловоорганічні Свинецьорганічні Алюмінійорганіческіх Ртутьорганічні Інші металоорганічні
Інші важливі класи Арени До речовин Гетероциклічні сполуки Перфторуглеводороди

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Прості ефіри
Складні велосипеди
Безсполучникові складні речення
© Усі права захищені
написати до нас