Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Реакції етерифікації та еcтерифікації. Етери та естери, їх властивості та номенклатура.

Естери можна розглядати як похідні кислот, у яких Гідроген гідроксильної групи заміщений на вуглеводневий радикал спирту.
Назви естерів утворюються від назв відповідних кислот і спиртів з додаванням слова естер. Наприклад, естер

можна назвати етиловий естер оцтової кислоти, за міжнародною систематичною номенклатурою — етилацетат (суфікс - ат).
Загальна формула естерів:

де R1 — вуглеводневий радикал кислоти (у мурашиній кислоті це атом Гідрогену), R2 — вуглеводневий радикал спирту.
Фізичні властивості естерів. Естери нижчих карбонових кислот і спиртів — леткі рідини, малорозчинні або нерозчинні у воді, добре розчинні у спирті та інших органічних розчинниках. Багато естерів мають приємний запах.
Естери вищих кислот і спиртів — воскоподібні речовини, без запаху, нерозчинні у воді, добре розчинні в органічних розчинниках.
Реакція утворення естеру з карбонової кислоти і спирту називається реакцією естерифікації. Наприклад:
CH3– + CH3 € CH3OH– + H2O
метилацетат
Хімічні властивості естерів. Взаємодія естеру з водою, що призводить до утворення вихідних спирту і кислоти, називається реакцією гідролізу, або омиленн я.
1) Кислотний гідроліз (каталізатор — іони Гідрогену) оборотний:

2) Лужний гідроліз (каталізатор — іони гідроксигрупи) необоротний, оскільки утворюється сіль карбонової кислоти:

Застосування естерів. Складні естери застосовуються як розчинники та розріджувачі для лаків і фарб, як ароматизатори в харчовій промисловості.

ЕТЕРИ (грец. aethеr — ефір, небо, повітря) (прості ефіри) — похідні спиртів, енолів та фенолів (загальна формула R–O–R’). Якщо радикали однакові, то Е. — симетричні, якщо різні — несиметричні або змішані. Залежно від природи радикалів розрізняють діалкілові, діарилові, дициклоалкілові, арилалкілові, алкілвінілові та ін. Е. До Е. належать також гліми, карбітоли, целозольви та деякі гетероциклічні сполуки (1,4-діоксан, оксиран, оксолан, тетрагідрофуран тощо).

Назви Е. утворюють від назв вуглеводневих радикалів шляхом додавання суфікса -овий та слова «ефір», напр. СН₃–О–СН₃ — диметиловий ефір, СН₃–О–С₂Н₅ — метилетиловий ефір. Е. розглядають як алкокси-, циклоалкокси-, арилоксипохідні вуглеводнів, у цьому випадку складніший радикал вважається родоначальною структурою: CH₃‑О‑СН₂–СН₃ — метоксиетан, С₂Н₅О–С₃Н₇ — етоксипропан, С₆Н₅–ОСН₃ — метоксибензол. Деякі Е. мають тривіальні назви: С₆Н₅–ОСН₃ — анізол, С₆Н₅О–С₂Н₅ — фенетол, 2-СН₃ОС₆Н₄ОН — гваякол. Диметиловий та метилетиловий ефіри за звичайних умов є газами. Всі інші Е. — безбарвні рідини або кристалічні речовини з приємним або характерним «ефірним» запахом, поганорозчинні у воді, добре — в органічних розчинниках.

Е. є досить інертними речовинами. Розведені мінеральні кислоти, водні розчини лугів та лужні метали з ними не взаємодіють. Реакційна здатність вінілових та арилових ефірів зумовлена вуглеводневими радикалами. Через неподілені пари електронів на атомі оксигену Е. виявляють слабкі основні властивості і з концентрованими мінеральними кислотами утворюють нестійкі оксонієві солі:

[RR’^–OH]⁺Cl^–,

а з кислотами Льюїса — ефірати (RR’OBF₃). Діалкілові та алкіларилові ефіри розкладаються під дією НІ до галогеналкану і відповідного спирту або фенолу:

СН₃ОСН₃ + НІ → СН₃ОН + СН₃І.

Діарилові ефіри стійкі до дії концентрованої йодоводневої кислоти. Розщеплення метил- та етилалкілових ефірів використовують для кількісного визначення метокси- та етоксигруп (метод Цейзеля). Концентрована H₂SO₄ перетворює Е. на складні ефіри сірчаної кислоти, а вінілові ефіри в кислому середовищі гідролізуються до альдегідів або кетонів і спиртів:

Вінілові ефіри здатні полімеризуватися, що використовується у синтезі ВМС. При дії алкілнатрію або алкіллітію на Е. відбувається β-елімінування з утворенням алкенів:

CH₃CH₂OCH₂CH₃ + RNa CH₂=CH₂ + C₂H₅ONa + RH

Арилалкілові ефіри під дією H₂SO₄, AlCl₃ ізомеризуються в орто - та пара -алкілзаміщені феноли, а алілфенілові ефіри — в орто - та пара алілфеноли. При тривалому стоянні Е. окиснюються киснем повітря з утворенням вибухонебезпечних гідропероксидів R–O–OH і пероксидів R–O–O–R. Тому перед використанням простих ефірів необхідно робити пробу з розчином KI. Наявність пероксидів підтверджує буро-коричневий колір розчину. Для руйнування пероксидів Е. обробляють NaOH або відновниками Na₂SO₃, FeSO₄ та ін. Для одержання симетричних ефірів використовують реакцію міжмолекулярної дегідратації спиртів у присутності концентрованої H₂SO₄ або інших водовідбираючих речовин. Важливим методом синтезу симетричних і несиметричних ефірів є реакція алкоголятів і фенолятів з алкілгалогенідами (реакція Вільямсона). Для синтезу арилалкілових ефірів замість арилгалогенідів можна застосовувати діалкілсульфати:

C₆H₅ONa + (CH₃)SO₄ C₆H₅OCH₃ + CH₃OSO₃Na

Е. також утворюються за реакцією приєднання спиртів або фенолів до олефінів. При нагріванні спиртів з ацетиленом одержують алкілвінілові ефіри:

HC=—CH + HOCH₂CH₃ CH₂=CH–O–C₂H₅

Взаємодія ацетилену з діазометаном призводить до утворення алкіл- та арилметилових ефірів.

Діетиловий ефір застосовують для виготовлення настоїв, екстрактів, деяких лікарських форм для зовнішнього застосування, обмежено — в хірургічній практиці для наркозу. Його суміш з етанолом у пропорції 1: 3 під назвою крапель Гофмана використовують при запамороченні. Бутилвініловий ефір є вихідним продуктом синтезу полівінілбутилового ефіру, який застосовують при фурункулах, трофічних виразках, опіках, обмороженнях (бальзам М.Ф. Шостаковського або вінілін). До арилалкілових ефірів можна віднести і димедрол, який застосовують як антигістамінний препарат. Е. — розчинники жирів, лаків та інших органічних сполук. Використовуються у виробництві ароматичних речовин, барвників.