Простые и сложные эфиры

Химия

Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке

Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера

. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке

Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке

План урока:

Строение простых эфиров

Для атомов углерода насыщенных простых эфиров характерно состоянии sp 3 -гибридизации, а в ненасыщенных соединениях – sp 2 -гибридизации.

Строение молекулы диметилового эфира

Номенклатура эфиров

Если в простых эфирах R и R’ идентичны, то молекула симметрична, а если различны, то молекула несиметрична. Согласно международной номенклатуре названия простых эфиров формируются с помощью суффикса «-овый» и слова «эфир».

Например, симметричная молекула С2Н5-О-С2Н5 называется диэтиловым эфиром.

В несимметричной молекуле радикалы располагаются по алфавиту. Например, молекула СН3-О-С2Н5 называется метилэтиловым эфиром.

Согласно систематической номенклатуре в сложных эфирах в спиртовом радикале суффикс заменяется на «-оат». В названиях сложных эфиров присутствуют название кислотного аниона и спиртового радикала.

Строение сложных эфиров

Название соединения в тривиальной номенклатуре формируется названием спиртового радикала, слова «эфир» и названием кислоты.

Например, C2H5-C(O)O-CH3 также можно назвать как метиловый эфир этановой кислоты, а С2Н5-С(О)О-С2Н5 – этиловый эфир этановой кислоты.

Изомерия эфиров

Изомерия простых эфиров

Изомерия сложных эфиров

Классификация эфиров

Виды простых эфиров

Простые эфиры классифицируются по строению углеводородного скелета.

Виды сложных эфиров

Сложные эфиры классифицируются на несколько видов.

  • Сложные эфиры, образованные низшими карбоновыми кислотами и спиртами

С5Н11-С(О)О-СН3 – метиловый эфир пентановой кислоты

  • Сложные эфиры, образованные высшими карбоновыми кислотами и спиртами

СН3-(СН2)14-С(О)О-(СН2)29-СН3 – мирициловый эфир пальмитиновой кислоты (один из компонентов пчелиного воска)

СН3-(СН2)14-С(О)О-(СН2)15-СН3 – цетиловый эфир пальмитиновой кислоты (основной компонент спермацета)

Жиры отличаются от других представителей класса тем, что они образованы от глицерина ОН-СН2-СН(ОН)-СН2-ОН.

Общая формула жиров

Способы получения простых и сложных эфиров

Получение простых эфиров

Простые эфиры не встречаются в природе, но есть множество химических способов получения эфиров.

  • Дегидратация между молекулами спиртов

С помощью этого способа получают симметричные молекулы. Реакция дегидратации (отщепления молекулы воды) протекает в присутствии минеральной кислоты и при нагревании.

  • Реакция Вильямсона (взаимодействие галогенпроизводных с алкоголятами)

С помощью этого метода можно синтезировать несимметричные молекулы.

  • Окисление алкенов

Данным способом можно получать циклические соединения класса. Для проведения реакции необходимо нагревание и наличие катализатора.

Способ получения сложных эфиров

Реакция этерификации протекает в присутствии минеральной кислоты.

Физические свойства простых и сложных эфиров

Физические свойства простых эфиров

Для простых эфиров не характерно твердое состояние. Диметиловый эфир и метилэтиловый эфир – газы, а все остальные представители класса находятся в жидком состоянии. Простые эфиры кипят при более низких температурах, по сравнению со спиртами. Также им характерен приятный и сладкий запах.

Диэтиловый эфир – бесцветная жидкость, кипящая при температуре 35,5˚С. Он малорастворим в воде, но хорошо растворим в этиловом спирте. Температура воспламенения – 9,4˚С. При взаимодействии с воздухом образуется взрывоопасная смесь. Используется как растворитель. Это ядовитое вещество, которое опасно тем, что вызывает привыкание.

Читайте также:
Химия d-элементов (медь, серебро, цинк, хром, марганец, железо)

Диоксан – хороший растворитель, из-за чего его иногда называют «органической водой». Температура кипения – 101˚С. Диоксан токсичен и ядовит.

Простые эфиры не растворимы в воде. Эта особенность связана с неспособностью образовывать водородные связи. Простые эфиры – отличные растворители.

Физические свойства сложных эфиров

Сложные эфиры, образованные от низших карбоновых кислот и спиртов, находятся в жидком состоянии. Они обладают приятными запахами и не растворяются в воде. Приятные цветочные и плодовые запахи обусловлены наличием сложных эфиров.

У сложных эфиров более низкие температуры плавления и кипения, чем у карбоновых кислот. Эта особенность связана с отсутствием межмолекулярных водородных связей.

Сложные эфиры, образованные от высших карбоновых кислот и спиртов – воски. У них отсутствуют запахи. Также они совсем не растворимы в воде, но растворимы в органических растворителях. Воски бывают растительными, животными, ископаемыми и синтетическими.

Соты из пчелиного воска

Растительные воски можно встретить на поверхностях листовых пластин, стеблей, плодов. Они защищают от проникания лишней воды, высыхания, попадания микроорганизмов. Наиболее популярный животный воск – пчелиный. Из него насекомые строят соты. Также животный воск находится на шерсти животных. Он предотвращает попадание избыточной влаги на кожу.

Ланолин (воск шерсти животных)

Представитель ископаемых восков – горный воск, который представляет собой минерал из группы нефтяных битумов. Синтетические воски получают на основе нефтяных и смоляных парафинов и их производных.

Химические реакции простых и сложных эфиров

Химические реакции простых эфиров

  • Взаимодействие с йодоводородной (HI) или бромоводородной (HBr) кислотой

Под действием концентрированной кислоты происходит разложение простого эфира.

R-O-R’ + HI →R-OH + R’-I

  • Взаимодействие с соляной кислотой (HCl)

В результате данной реакции образуются нестойкие соли оксония.

  • Взаимодействие с кислородом (окисление)

При хранении простых эфиров на воздухе образуются перекиси.

Из-за образованных перекисей в процессе перегонки эфира может произойти взрыв, поэтому особенно важно очищать эфиры перед началом работы.

Химические реакции сложных эфиров

Химические реакции сложных эфиров обусловлены нуклеофильной атакой по атому углерода, находящимся в карбонильной группе, и замещением алкоксигруппы.

  • Взаимодействие с водой (гидролиз)

При кислотном гидролизе сложный эфир превращается в исходную карбоновую кислоту и спирт. Реакция проходит в присутствии минеральной кислоты.

При щелочном гидролизе образуются соль карбоновой кислоты и спирт. Данная реакция необратима.

Следует обратить внимание на то, что кислотный гидролиз обратим.

  • Взаимодействие с водородом (гидрирование, или восстановление)

В процессе гидрирования образуются две молекулы спирта. Реакция идет при наличии катализатора.

  • Взаимодействие с аммиаком

При взаимодействии сложных эфиров и аммиака образуются амиды кислот и спирты.

  • Взаимодействие с кислородом (горение)

Применение эфиров

Простым эфирам характерна химическая инертность, поэтому они могут играть роль растворителя. Эфиры с разветвленными радикалами применяются в качестве антидетонационных добавок в моторных топливах. Также благодаря приятным запахам их можно встретить в парфюмерной продукции.

Сложные эфиры используются в парфюмерной, косметической продукции, пищевой промышленности, производстве лаков, красок, клеев и лекарственных препаратов. Также они могут выступать в роли растворителей.

Читайте также:
Классификация и общие свойства основных классов неорганических веществ

Применение сложных эфиров.

Из сложных эфиров низших карбоновых кислот и спиртов, производят различные эссенции, а от ароматических спиртов – парфюмерную продукцию. Воски входят в состав смазочных веществ, кремов и мазей.

В XIX-ХХ веках ученые получили и изучили сложные эфиры, которые легли в основу многих лекарств. В число препаратов из эфиров входят салол, валидол. Раньше в качестве обезволивающего средства использовался метилсалицилат, который на современном рынке вытеснен другими эффективными лекарственными препаратами.

Сложные эфиры: способы получения и свойства

Сложные эфиры: способы получения, химические и физические свойства, строение.

Сложные эфиры – это органические вещества, в молекулах которых углеводородные радикалы соединены через карбоксильную группу -СОО-, а именно R1-COOH-R2.

Общая формула предельных сложных эфиров: СnH2nO2

Классификация сложных эфиров

По числу карбоксильных групп:

  • сложные эфиры одноосновных карбоновых кислот — содержат одну карбоксильную группу -СОО-. Общая формула CnH2nO2.
Например, метилформиат
  • сложные эфиры многоосновных карбоновых кислот — содержат две и более карбоксильные группы -СОО-. Например, общая формула сложных эфиров двухосновных карбоновых кислот CnH2n-2O4.
Например, тристеарат глицерина

Номенклатура сложных эфиров

В названии сложного эфира сначала указывают алкильную группу, связанную с кислородом, затем кислоту, заменяя суффикс в названии кислоты (-овая кислота) на суффикс -оат.

Название сложного эфира Тривиальное название Формула эфира
Метилметаноат Метилформиат HCOOCH3
Этилметаноат Этилформиат HCOOC2H5
Метилэтаноат Метилацетат CH3COOCH3
Этилэтаноат Этилацетат CH3COOC2H5
Пропилэтаноат Пропилацетат CH3COOCH2CH2CH3

Химические свойства сложных эфиров

Сложные эфиры устойчивы в нейтральной среде, но легко разлагаются при нагревании в присутствии кислот или в присутствии щелочей.

В присутствии кислот гидролиз сложных эфиров протекает как реакция, обратная этерификации. при гидролизе сложных эфиров образуются спирты и карбоновые кислоты.

R-COO-R’ + H2O = R-COOH + R’-OH

Например , при гидролизе метилацетата образуются уксусная кислота и метанол.

При щелочном гидролизе сложных эфиров образуются соли карбоновых кислот и спирты.

Например , при щелочном гидролизе этилформиата образуются этанол и формиат натрия:

При щелочном гидролизе этилацетата образуются ацетат и этанол:

Щелочной гидролиз сложных эфиров — реакция, имеющая промышленное значение. Гидролиз жиров в присутствии оснований — древнейший способ получения мыла. Первые способы получения мыла связаны со смешиванием жира с золой. Один из основных компонентов животного жира — тристеарат глицерина. В щелочной среде тристеарат глицерина разлагается на глицерин и соль стеариновой кислоты:

2. Переэтерификация

Переэтерификация — это реакция превращения одного сложного эфира в другой под действием соответствующих спиртов в присутствии катализатора (кислоты или основания)

R-COO-CH3 + R’-OH = R-COOR’ + CH3-OH

3.Восстановление сложных эфиров

Сложные эфиры восстанавливаются с разрывом связи С-О карбоксильной группы. При этом образуется смесь спиртов.

Например, этилбензоат восстанавливается литийалюминийгидридом до бензилового спирта и этанола

Получение сложных эфиров

1. Этерификация карбоновых кислот спиртами

Карбоновые кислоты вступают в реакции с одноатомными и многоатомными спиртами с образованием сложных эфиров.

Например, этанол реагирует с уксусной кислотой с образованием этилацетата (этилового эфира уксусной кислоты):

2. Соли карбоновых кислот с галогеналканами

При взаимодействии солей карбоновых кислот с галогеналканами образуются сложные эфиры.

Например, при взаимодействии ацетата натрия с хлорметаном образуется метилацетат.
Читайте также:
Растворы

CH3-COONa + CH3-Cl = CH3-COOH + NaCl

Чем отличаются простые эфиры от сложных

В органической химии существует два основных класса эфиров: простые и сложные. Это химические соединения, образующиеся при гидролизе (отщеплении молекулы воды). Простые эфиры (их еще называют этеры) получают при гидролизе соответствующих спиртов, а сложные эфиры (эстеры) – соответствующих спирта и кислоты.

Несмотря на похожее название, простые и сложные эфиры это два совершенно разных класса соединений. Их получают разными путями. Они имеют различные химические свойства. Различаются они и структурной формулой. Общими есть лишь некоторые физические свойства самых известных их представителей.

Физические свойства этеров и эстеров

Простые эфиры — малорастворимые в воде, легкокипящие жидкости, легко воспламеняются. При комнатной температуре, простые эфиры — приятно пахнущие бесцветные жидкости.

Сложные эфиры, имеющие малую молекулярную массу — легко испаряющиеся бесцветные жидкости, приятно пахнут, часто фруктами или цветами. С возрастанием карбоновой цепи ацилгруппы и спиртового остатков, их свойства становятся другими. Такие эфиры твердые вещества. Их точка плавления зависит от длинны углеродных радикалов и структуры молекулы.

Структура простых и сложных эфиров

Оба соединения имеют простую эфирную связь (-О-), но в сложных эфирах она входит в состав более сложной функциональной группы (-COO), в которой первый атом кислорода связан с атомом карбона одинарной связью (-О-), а второй двойной (=О).

Схематически можно изобразить так:

  1. Простой эфир: R–O–R1
  2. Сложный эфир: R—COO—R1

В зависимости от радикалов в R и R1, простые эфиры делят на:

  1. Симметричные эфиры – такие у которых алкильные радикалы идентичны, например, дипропиловыйэфир, диэтиловый эфир, дибутиловый эфир и т.п.
  2. Асимметричные эфиры или смешанные – с разными радикалами, например, этилпропиловый эфир,метилфениловый эфир, бутилизопропиловый и т.д.

Сложные эфиры подразделяют на:

  1. Сложные эфиры спирта и минеральной кислоты: сульфатной (-SO3H), нитратной (-NO2) и др.
  2. Сложные эфиры спирта и карбоновой кислоты, например, С2Н5СО-, С5Н9СО-, СН3СО- и т. д.

Рассмотрим химические свойства эфиров. Простые эфиры имеют низкую реакционную способность, именно благодаря этому их часто применяют как растворители. Они реагируют только в экстремальных условиях, или с высокореакционными соединениями. В отличии от этеров, сложные эфиры более реакционноспособные. Они легко вступают в реакции гидролиза, омыления и др..

Простые эфиры

Реакция простых эфиров с галогеноводородами:

Большинство простых эфиров могут разлагаться под воздействием бромоводородной кислоти (HBr) с образованием алкилбромидов или при взаимодействии с иодоводородной кислотой (HI) с получениемалкилиодидов.

СН3—О—СН3 + НI = СН3—ОН + СН3I

СН3—ОН + НI = СН3I + Н2О

Образование оксониевых соединений:

Серная, иодная и др. сильные кислоты при взаимодействии с простыми эфирами, образуют оксониевые соединения – продукты соединения высшего порядка.

СН3—О—СН3 + HCl = (CH3)2О ∙ HCl

Взаимодействие простых эфиров с металлическим натрием:

При нагревании с основными металлами, например, металлическим натрием, простые эфиры расщепляются на алкоголяты и алкилнатрий.

СН3—О—СН3 + 2Na = СН3—ОNa + СН3—Na

Автоокисление простых эфиров:

В присутствии кислорода, простые эфиры медленно автоокисляются с образованием гидроперекиси идиалкил пероксида. Автоокисление является спонтанным окислением соединения в воздухе.

С2Н5—О—С2Н5 + О2 = СН3—СН(ООН)—О—С2Н5

Сложные эфиры

Гидролиз сложных эфиров:

Читайте также:
Анализ отдельных заданий повышенного уровня сложности с кратким ответом

В кислой среде эстер гидролизует, образуя соответствующую кислоту и спирт.

СН3—СОО—С2Н5 = СН3—СООН + Н2О

Омыление сложных эфиров:

При повышенной температуре эстеры реагируют с водными растворами сильных оснований, таких как гидроксид натрия или калия, образуя соли карбоновых кислот. Соли жрных карбоновых кислот называют мылами. Побочным продуктом реакции омыления является спирт.

СН3—СОО—С2Н5 + NaОН = СН3—СООNa + С2Н5—ОН

Реакции переэстерефикации (обмена):

Сложные эфиры вступают в реакции обмена при действии спирта (алкоголиз), кислоты (ацидолиз), или при двойном обмене, при взаимодействии двух сложных эфиров.

СН3—СОО—С2Н5 + С3Н7—ОН = СН3—СОО—С3Н7 + С2Н5—ОН

СН3—СОО—С2Н5 + С3Н7—СООН = С3Н7—СОО—С2Н5 + СН3—СООН

СН3—СОО—С2Н5 + С3Н7—СОО—СН3 = СН3—СОО—СН3 + С3Н7—СОО—С2Н5

Реакции взаимодействия с аммиаком:

Сложные эфиры могут взаимодействовать с аммиаком (NН3) с образованием амида и спирта. По тому же принципу реагируют они и с аминами.

СН3—СОО—С2Н5 + NН3 = СН3—СО—NН2 + С2Н5—ОН

Реакции восстановления эстеров:

Эфиры могут быть восстановлены водородом (Н2) в присутствии хромита меди (Cu(CrO2)2).

Х и м и я

Органическая химия

Сложные эфиры. Жиры.

Раньше мы уже рассмотрели класс веществ, называемых простыми эфирами. Теперь рассмотрим эфиры сложные.

Между простыми и сложными эфирами есть общее.

Простые эфиры

И те и другие – это органические соединения, молекулы которых состоят из углеводородных радикалов, связанных атомами кислорода.

Для простых эфиров верна формула: R-O-R или R1-O-R2.

В простых эфирах в качестве углеводородных радикалов (R, R1, R2) всегда выступают остатки спиртов.

Пример простого эфира – диэтиловый эфир С2Н5-О-С2Н5, состоит из двух остатков этилового спирта, связанных атомом кислорода.

Сложные эфиры

В случае сложных эфиров, одним из радикалов также является остаток спирта (или фенола). А вторым радикалом является остаток какой-либо кислоты. Кислота может быть как органической, так и минеральной.

Спирты и фенолы взаимодействуют с кислотами, образуя сложные эфиры:

Реакция образования сложного эфира из кислоты и спирта (или фенола) называется реакцией этерификации.

Сложные эфиры карбоновых кислот

Если в реакции этерификации в качестве кислоты учавствует какая-либо из карбоновых кислот, то в результате получаются сложные эфиры карбоновых кислот.

Или в общем виде:

Рекции образования эфиров являются исключительно важными для живой природы, потому что все природные жиры, масла и воски являются сложными эфирами карбоновых кислот и спиртов.

Жиры представляют собой эфиры высших карбоновых (жирных) кислот и трёхатомного спирта глицерина.

Приведём схему образования сложного эфира глицерина и стеариновой кислоты:

В жирах, встречающихся в природе одна и та же молекула глицерина, как правило, этерифицирована двумя или тремя различными жирными кислотами. В образовании всех природных жиров принимает участие лишь несколько жирных кислот. Природные жиры – это всегда смеси.

Жиры являются твёрдыми, если образующие их кислоты – насыщеные (предельные), как, например, стеариновая, пальмитиновая или миристиновая кислота.

Чем больше в жирах содержится остатков ненасыщеных (непредельных) кислот, таких, как олеиновая, линолевая, леноленовая, тем ниже их температура плавления и тем более жидкой будет их консистенция.

Животные жиры богаты, в первую очередь, остатками насыщенных жирных кислот. Поэтому они более твёрдые, в сравнении с растительными маслами.

Растительные масла, в химическом отношении, также являются жирами, т.е. сложными эфирами жирных кислот и глицерина. Но в их составе присутствует сравнительно больше количество остатков ненасыщенных жирных кислот.

Читайте также:
Углеводороды

В этом правиле, конечно, достаточно исключений. Например, масло какао, масло ши, масло кокоса имеют скорее твёрдую консистенцию, но их, всё равно, традиционно называют маслами. При этом их твёрдость говорит о том, что, как правило, их состав богат остатками насыщенных жирных кислот. Однако и здесь не обходится без исключений. Например, в жидком растительном пальмовом масле («копра») преобладают остатки насыщеных кислот.

Гидрогенизация жиров

Ненасыщенные жирные кислоты содержат двойные связи между атомами углерода, они легче вступают в реакции, окисляются и поэтому быстрее портятся.

Для того, чтобы растительные масла и жидкие животные жиры обладали большей химической стойкостью и большим сроком хранения их подвергают гидрогенизации.

Гидрогенизация жиров — каталитическое присоединение водорода к сложным эфирам глицерина и ненасыщенных жирных кислот.

Жидкие жиры превращаются в твёрдые вследствие присоединения водорода по месту двойной связи между атомами углерода в этерифицированных молекулах непредельной кислоты. Непредельные кислоты после этой процедуры становятся предельными (насыщенными).

Таким образом, из жидкого растительного масла получают твёрдый пищевой маргарин.

Получение из жиров мыла (омыление жиров).

Сложные эфиры нерастворимы (или почти нерастворимы) в воде. Они растворяются в органических растворителях.

В воде сложные эфиры могут быть подвержены гидролизу, т.е. распаду на ионы, с последующим образованием из этих ионов кислоты и спирта.

Скорость этой реакции решительно возрастёт при достаточном количестве в воде ионов гидроксила (ОН).

При нагревании жиров со щелочами сложные эфиры расщепляются с образованием спирта и соли кислоты:

Реакция щелочного гидролиза сложных эфиров называется реакцией омыления. А получающиеся в результате натриевые и калиевые соли высших жирных кислот называют мылами.

Например: C17H35COONa – стеарат натрия, С15Н31СООК – пальмитат калия.

Натриевые мыла – твёрдые, калиевые – жидкие.

Эфиры простые и сложные. Фармацевтический анализ эфиров

” data-shape=”round” data-use-links data-color-scheme=”normal” data-direction=”horizontal” data-services=”messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger”>

Эфиры простые и сложные. Фармацевтический анализ эфиров

ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ

Простые эфиры – производные спиртов и фено­лов, в которых атом водорода гидроксильной группы заменен на углеводородный радикал. Простые эфиры имеют общую формулу: R-O-R.

Медицинскими препаратами алифатического простого эфира — диэтилового — являются эфир медицинский и эфир для наркоза (табл. 8).

Простые эфиры представляют собой бесцветные жидкости, плот­ность которых меньше плотности воды. Простые эфиры кипят при более низких температурах, чем соответствующие спирты, несмот­ря на то, что они содержат удвоенное количество атомов углерода. Например, температура кипения этанола 78 °С, а эфира диэтилово­го — 36 °С. Это различие объясняется неспособностью простых эфи­ров образовывать водородные связи. По той же причине плотность эфиров меньше, чем соответствующих спиртов.

Основные свойства

Простые эфиры проявляют свойства оснований за счёт нали­чия в молекуле атома кислорода, имеющего неподеленную элект­ронную пару. Основные свойства у алифатических простых эфи­ров выражены сильнее, чем у спиртов. Алифатические эфиры – более сильные основания, чем ароматические. Поэтому при дей­ствии минеральных кислот на простые эфиры образуются оксониевые соли:

Читайте также:
Элементы группы VIA

Оксониевые соли легко гидролизуются при действии воды.

Расщепление простых эфиров

Простые алифатические эфиры и арилалифатические эфиры (в отличие от диариловых) расщепляются при действии бромоводо­родной или йодоводородной кислот. В результате получаются соот­ветствующие

Окисление простых эфиров

При хранении, особенно на свету, простые эфиры медленно окисляются кислородом воздуха с образованием пероксидов и гидропероксидов:

Способность эфира медицинского к окислению необходимо учи­тывать при работе с ним. Проба на наличие пероксидных соедине­ний проводится с раствором калия йодида. Если в эфире содержат­ся перекисные соединения, они окисляют калия йодид до свободного йода, окрашивающего и эфирный, и водный слои в жёлтый цвет:

Во время проведения анализа поблизости не должно находиться источников огня.

При определении температуры кипения и нелетучего остатка эфир следует предварительно проверить на содержание перекисей. При наличии перекисей указанные определения проводить нельзя.

Кроме пероксидов, в эфире медицинском проверяют присут­ствие примесей альдегидов (их наличие также обусловлено процес­сом окисления эфира). При добавлении к пробе эфира медицин­ского реактива Несслера допускаются возникновение жёлто-бурой окраски, а также помутнение нижнего слоя, но не должно быть образования осадка:

При анализе на эту же примесь эфира для наркоза добавление реактива Несслера не должно вызывать ни окраски, ни помутне­ния реактива.

Допускается слабая опалесценция.

У эфира медицинского и эфира для наркоза определяют такие показатели, как плотность, кислотность, нелетучий остаток, содер­жание воды.

Содержание n-фенилендиамина в эфире для наркоза определя­ют с помощью метода УФ-спектрофотометрии.

Хранят препараты эфира по списку Б в герметически укупорен­ных склянках оранжевого стекла в защищенном от света месте, вдали от огня.

СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ (АЛИФАТИЧЕСКИЕ)

К данной группе относятся нитроглицерин и его препараты (табл. 9), а также эринит (пентаэритрита тетранитрат).

Нитроглицерин применяется в различных лекарственных фор­мах:

    пероральных: таблетки нитрогранулонга мите – 2,9 мг и форте

5,2 мг; нигрокор — 6,5 мг в микрокапсулах, сустак миге и форте -соответственно 2,6 и 6,4 мг, сустонит по 2,6; 6,5 и 15 мг, нитронг мите и форте

соответственно 2,6 и 6,5 мг, нитро-мак ретард – капсулы по 2,5 и 5 мг;

  • трансдермальных: нитро 2% мазь, мазь нитронг, пластыри и дис­ки – депонит по 16 или 32 мг, нитродерм ТГБ по 25 и 50 мг, нитродиск, нитро-дур, трансдерм-яитро;
  • буккальные: тринитролонг по 1; 2 и 4 мг, сусадрин и сускард по 1; 2; 3 и 5 мг;
  • аэрозольные: нитролингвал-аэрозоль.
  • Соприкосновение с кожей даже малого количества препарата может вызвать сильную головную боль.

    Обращаться с осторожностью при переливании, отвешивании, хранении, так как препарат взрывоопасен.

    Подлинность нитроглицерина (спиртового раствора) доказывают по образованию акролеина. Для этого 10 мл препарата смешивают с 1 мл раствора натрия гидроксида и выпаривают на водяной бане до полного удаления спирта, остаток смешивают с 1,5 г измельчённого калия гидросульфата и нагревают до вспенивания и начинающегося обугливания; появляется острый характерный запах акролеина:

    Нитроглицерин даёт также характерную реакцию на нитраты (см. е. 89).

    Чистота. В препарате определяют предел кислотности, неорга­нические нитраты, сопутствующие вещества.

    Читайте также:
    Тренировочные задания. Окислительно-восстановительные реакции

    Количественное определение нитроглицерина в его препаратах можно проводить с помощью физико-химических и титриметрических методов.

    Так. нитроглицерин в спиртовом растворе определяют в присут­ствии пиридина титрованием стандартным раствором тетрабутил- аммония гидроксида. Конец титрования определяют потенциомет­рически (Британская фармакопея, 2001).

    Спектрофотометрически нитроглицерин определяют после гид­ролиза в присутствии кислоты уксусной с последующим взаимо­действием образовавшейся кислоты азотной с реактивом – кисло­той фенолдисульфоновой:

    В кислой среде окраска продукта менее интенсивна, чем в ще­лочной. Поэтому добавление избытка аммиака при водит к перегруп­пировке с образованием более интенсивно окрашенной аци-формы:

    Оптическую плотность полученного раствора, окрашенного в жёлтый цвет, измеряют при длине волны 410 нм.

    Хранение. Список Б. Небольшими количествами, в хорошо уку­поренных склянках, в прохладном, защищённом от света месте, вдали от огня.

    Строение, изомерия и номенклатура простых эфиров

    Простые эфиры – это органические вещества, в которых два углеводородных радикала соединены с атомом кислорода. Их можно представить как соединения, образованные замещением обоих атомов водорода молекулы воды двумя алкильными радикалами или замещением гидроксильного водорода спиртов одним алкильным радикалом. Далее рассмотрим каково Строение, изомерия и номенклатура простых эфиров.

    Строение простых эфиров

    Атомы углерода в насыщенных простых эфирах находятся в состоянии sp 3 — гибридизации, если углеводородный радикал имеет двойную связь – в состоянии sp 2 -гибридизации. В качестве примера приведем строение диэтилового эфира:

    Подробно образование sp 3 — гибридных атомов рассмотрены в разделе Алканы, sp 2 -гибридных атомов — в разделе Алкены. Также общие принципы гибридизации атомных орбиталей рассмотрены в разделе Химическая связь и строение молекул/Метод валентных связей.

    Классификация простых эфиров

    Различают симметричные и несимметричные (смешанные) простые эфиры. В симметричных простых эфирах углеводородные остатки (радикалы) имеют одинаковое строение, а в смешанных – различное, например, дибутиловый эфир — симметричный, а метилбутиловый эфир — смешанный:

    Кроме этого, существует классификация, построенная на различии в строении углеводородного радикала. Согласно этой классификации углеводородная цепь простых эфиров может быть:

    • Открытая:

    • Замкнутая (циклическая):

    А сами углеводородные радикалы:

    • Насыщенные:

    • Ненасыщенные:
    • Ароматические:

    Изомерия и номенклатура простых эфиров

    Общая формула простых эфиров CnH2n+2O. В другом виде общую формулу можно представить как R-O-R или R-O-R`, где R и R`— алкильные радикалы (насыщенные, ненасыщенные или ароматические).

    По общей формуле видно, что простые эфиры изомерны спиртам, например, изомерами являются соединения с брутто формулой С5Н12О 2-пентанол и этилизопропиловый эфир:

    Кроме обычных видов изомерии, для простых эфиров характерна и метамерия – это вид изомерии, которая заключается в существовании нескольких эфиров с одинаковой общей формулой, но в структуре которых алкильные радикалы отличаются числом углеродных атомов, например, этилбутиловый эфир и дипропиловый эфир:

    Номенклатура простых эфиров обусловлена характером алкильных радикалов. Низшие эфиры обычно называют в соответствии с правилами рациональной номенклатуры, т.е. сначала дают названия радикалов, к которым затем прибавляют слово эфир. Если радикалы одинаковые, то к названию радикала прибавляют приставку -ди, если разные, то называют каждый из радикалов:

    Простые эфиры, имеющие более сложное строение, называют по номенклатуре ИЮПАК как алкоксиалканы или алкоксиарены:

    Читайте также:
    Спирты и фенолы

    Для некоторых простых эфиров часто используют тривиальные названия (указаны в скобках):

    ПРОСТЫЕ И СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ

    Занятие 15. Простые и сложные эфиры. Задачи и упражнения на эфиры.

    ПРОСТЫЕ И СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ

    I Простые эфиры

    1. Определение, строение молекулы, общая формула гомологического ряда, классификация.

    2. Виды изомерии (структурная и межвидовая), номенклатура на примере изомеров.

    3. Физические свойства простых эфиров.

    4. Химические свойства: взаимодействие с конц. иодоводородной кислотой

    5. Способы получения: дегидратация спиртов, синтез Вильямсона, взаимодействие спиртов с алкенами

    II Сложные эфиры

    1 Определение, строение молекулы, общая формула гомологического ряда.

    2 Виды изомерии (структурная, изомерия положения сложноэфирной группы, межвидовая), номенклатура на примере изомеров.

    3 Физические свойства сложных эфиров.

    4 Химические свойства: гидролиз, восстановление, взаимодействие с аммиаком, реакция переэтерификации.

    5 Основной способ получения – реакция этерификации.

    ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ – это соединения, в которых два углеводородных радикала связаны между собой атомом кислорода: R-O-R.Радикалы могут быть одинаковыми или разными, циклические, ациклические или ароматические.

    Названия простых эфиров составляются по названиям радикалов с добавлением слова “эфир”. Составьте структурные формулы следующих простых эфиров: диметиловый, метилэтиловый, изопропилфениловый, дифениловый эфир:

    По номенклатуре ИЮПАК простой эфир рассматривают как производное углеводорода, а алкоксигруппу OR как заместитель, причем в основе названия лежит наиболее длинная цепь. Составьте структурную формулу 2-метоксипентана:

    Для простых эфиров характерны два вида изомерии:

    Структурная,обусловленная различным строением радикалов. Составьте структурные формулы метилпропилового эфира и диэтилового эфира:

    Межвидовая, обусловленная одинаковой общей формулой гомологического ряда простых эфиров и одноатомных насыщенных спиртов. Составьте структурные формулы диметилового эфира и этилового спирта:

    Физ. свойства: простые эфиры не образуют водородные связи, поэтому их температуры кипения ниже, чем у соответствующих спиртов и фенолов. Диметиловый и метилэтиловый эфиры при комнатной температуре – газы; остальные – бесцветные жидкости со своеобразным запахом. Простые эфиры легче воды и почти не растворяются в ней; в органических растворителях эфиры растворяются хорошо и сами являются хорошими растворителями.

    Хим. свойства: в химическом отношении простые эфиры являются очень стойкими веществами: не подвергаются гидролизу, не взаимодействуют с активными металлами, гидроксидами, кислотами. Исключение составляет иодоводородная кислота, способная разлагать простые эфиры (легче расщепляются простые эфиры, содержащие разветвленные радикалы). Напишите уравнение реакции между метилэтиловым эфиром и иодоводородной кислотой:

    Простые эфиры можно получить:

    Межмолекулярной дегидратацией спиртов.Указанным методом получите пропилэтиловый эфир:

    Взаимодействием алкоголятов и алкилгалогенидов (синтез Вильямсона).Составьте уравнение реакции этилата натрия с хлорметаном:

    Присоединением спиртов к алкенам в кислой среде (катализатор BF3) по правилу Марковникова – промышленный способ. Напишите уравнение реакции взаимодействия метилового спирта и пропилена:

    СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ – это производные карбоновых кислот, в которых атом водорода в карбоксильной группе замещен на углеводородный радикал;сложные эфиры образуются в результате реакции этерификации. Напишите уравнение реакции этерификации между этиловым спиртом и уксусной кислотой:

    Сложные эфиры могут также быть образованы неорганическими кислородсодержащими кислотами при их взаимодействии со спиртами. Напишите уравнение реакции этерификации между этиловым спиртом и азотной кислотой:

    Названия сложных эфиров составляются с использованием систематической или тривиальной номенклатуры. Заполните таблицу, составив структурные формулы указанных эфиров:

    Читайте также:
    Углеводы
    Формула эфира Систематическое название Тривиальное название
    Этилэтаноат Этилацетат, этиловый эфир уксусной кислоты
    Метилпропаноат Метилпропионат; метиловый эфир пропионовой кислоты
    Этилбензолкарбоксилат Этилбензоат; этиловый эфир бензойной кислоты
    Фенилметаноат Фенилформиат; фениловый эфир муравьиной кислоты

    Характерные виды изомерии:

    Структурная, начинается по кислотному остатку с масляной кислоты, по спиртовому остатку – с пропилового спирта. Составьте структурные формулы пропилацетата и изопропилацетата:

    Изомерия положения сложноэфирной группы (–СО-О-), начинается с эфиров, содержащих от 4 атомов углерода в молекуле. Составьте структурные формулы этилпропионата и метилбутирата:

    Межклассовая изомерия, обусловленная одинаковой общей формулой гомологического ряда сложных эфиров и предельных одноосновных карбоновых кислот. Составьте структурные формулы метилацетата и пропионовой кислоты:

    Для непредельных сложных эфиров возможны также изомерия положения кратной связи и геометрическая (цис-, транс-изомерия).

    Физ. свойства: Сложные эфиры не образуют водородные связи, поэтому их температуры кипения ниже, чем у соответствующих кислот. Сложные эфиры низших карбоновых кислот и спиртов – летучие, легкокипящие жидкости, часто с приятным фруктовым запахом. Высшие сложные эфиры – воскоподобные вещества без запаха (пчелиный воск). Все сложные эфиры плохо растворяются в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях.

    Химические свойства:

    Гидролиз (реакция, обратная реакции этерификации). В нейтральной и кислой среде реакция обратима, в присутствии щелочи гидролиз необратим. Составьте уравнения реакций гидролиза метилацетата в нейтральной и щелочной среде:

    Восстановление сложных эфиров.Составьте уравнение реакции восстановления этилового эфира муравьиной кислоты:

    Взаимодействие с аммиаком.Напишите уравнение реакции этилформиата с аммиаком:

    Переэтерификация (обмен алкоксигрупп при нагревании сложных эфиров со спиртами в присутствии кислоты). Составьте уравнение реакции метилового эфира пропионовой кислоты и этилового спирта:

    Основным методом получения сложных эфиров является реакция этерификации.Указанным способом получите изопропиловый эфир масляной кислоты:

    ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ НА ПРОСТЫЕ И СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ И ЖИРЫ

    1. Ацетат натрия → уксусная кислота → пропилацетат → пропанол-1 → дипропиловый эфир

    2. Глюкоза → этиловый спирт → этилен → 1,2-дибромэтан → этиленгликоль → моноэтиленгликолят уксусной кислоты → ацетат натрия → метан

    3. Бензол → толуол → хлорметилбензол → бензойный спирт → бензойная кислота → бензоат натрия → бензол

    1. Из н-пропилового спирта синтезировали изопропиловый эфир пропионовой кислоты. Какую массу сложного эфира можно получить из 60г н-пропилового спирта, если для синтеза веществ, участвующих в последней стадии, использовали по 30г н-пропилового спирта? Напишите схему синтеза. Выходы на всех стадиях синтеза составляют 80%. (29,7г)

    2. При окислении альдегида аммиачным раствором оксида серебра выделилось 10,8г осадка и образовалась кислота, которая при взаимодействии с этиловым спиртом дает 2,2г сложного эфира. Определите исходный альдегид, учитывая, что последняя реакция протекает с выходом 50%.

    3. Напишите схему синтеза этилового эфира монохлоруксусной кислоты из ацетилена. Какой объем ацетилена потребуется для получения 24,5г этого эфира, если известно, что выход сложного эфира в расчете на использованный в синтезе ацетилен составляет 50%? (17,92л)

    4. Один моль первичного одноатомного спирта оксислили в соответствующую карбоновую кислоту. Такое же количество этого же спирта подвергли дегидратации, а затем гидратации, в результате чего получили изомерный исходному спирт. Из этого спирта и кислоты образовался сложный эфир, при полном сжигании которого образовалось 67,2л углекислого газа. Определите строение эфира, учитывая, что его выход в реакции этерификации составляет 50% (остальные реакции протекают количественно).

    Читайте также:
    Окислительно-восстановительные реакции

    5. При нагревании 25,8г смеси этилового спирта и уксусной кислоты в присутствии конц. серной кислоты получено 14,08г сложного эфира, а при сжигании такой же массы исходной смеси образовалось 23,4г воды. Найдите массовые доли веществ в исходной смеси и рассчитайте выход сложного эфира. (53,5% и 46,5%; 80%)

    6. При щелочном гидролизе сложного эфира были получены 28,8г натриевой соли бензойной кислоты и неизвестный спирт. Спирт сожгли и продукты сгорания пропустили через трубку, наполненную безводным сульфатом меди. Масса трубки увеличилась на 14,4г. Установите состав, строение и массу исходного эфира, если известно, что входящий в его состав предельный одноатомный спирт окисляется с образованием органического вещества, вытесняющего углекислый газ из водного раствора пищевой соды. (32,8г)

    7. Для полного гидролиза смеси этиловых эфиров уксусной и пропионовой кислот потребовалось 40г 20%-ного раствора гидроксида натрия. При сжигании такого же количества исходных веществ образовалось 20,16л углекислого газа. Определите массовые доли эфиров в исходной смеси. (46,3% и 53,7%)

    8. Смесь н-пропилового спирта и уксусной кислоты обработали избытком металлического цинка. Выделившийся при этом газ полностью прореагировал с 15мл изопрена (плотность = 0,68г/мл), превратив его в метилбутен. Определите состав исходной смеси, если известно, что в присутствии конц. серной кислоты с выходом 80% образовалось 16,32г соответствующего сложного эфира. (40% и 60%)

    9. При хлорировании углеводорода получили хлорпроизводное «А», имеющее состав: 37,21% углерода, 7,75% водорода, 55,04% хлора. Плотность паров хлорпроизводного по водороду равна 32,25. При взаимодействии вещества «А» с водным раствором гидроксида натрия получили кислородосодержащее соединение «Б». Половину этого соединения обработали перманганатом калия и получили новое соединение «В». При последующем нагревании веществ «Б» и «В» в присутствии серной кислоты образовалось 13,2г сложного эфира. Определите исходный углеводород, считая, что вещество «А» образовалось с выходом 50%, реакция этерификации прошла на 60%, остальные реакции – количественно.

    10. Установите формулу сложного эфира этиленгликоля, если при гидролизе 52г этого эфира получено 30г предельной одноосновной кислоты, на нейтрализацию которой израсходовали 200г 10%-ного раствора гидроксида натрия.

    11. При гидролизе твердого жира массой 137г получили 15,64г глицерина и одноосновную карбоновую кислоту. Определите формулу жира.

    12. При получении мыла из жира (практический выход реакции 85%) получено 7898,2кг глицерина. Определите массу использованного жира, если известно, что одна из спиртовых групп глицерина была этерифицирована пальмитиновой кислотой, а другие – бутановой? (47470 кг)

    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.01 сек.)

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: