Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

  • Условие задачи.
  • Какие исходные кислоты и спирты необходимо взять для синтеза сложных эфиров этилбензоата (с запахом мяты) и бензилацетата (с запахом жасмина)?
  • Решение

1. Вспомните, как образуется название сложного эфира.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Ответ: сначала указывают название радикала – остатка от спирта, а затем название кислотного остатка.

2. Определим исходные вещества для синтеза этилбензоата и бензилацетата.

«Этил» – остаток этилового спирта, «бензоат» – остаток бензойной кислоты. Следовательно, этилбензоат образуется из бензойной кислоты и этилового спирта. «Бензил» – остаток бензилового спирта, «ацетат» – остаток уксусной кислоты.

Формулы сложных эфиров представлены на рисунке 1.

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Рис. 1. Формулы и исходные вещества для синтеза этилбензоата и бензилацетата

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Молярная масса криптона (kr), формула и примеры

Оценим за полчаса!

Приведенные сложные эфиры между собой являются изомерами, их состав соответствует формуле С9Н10О2 (Рис. 2).

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Рис. 2. Изомерные сложные эфиры

Условие задачи

При гидролизе сложного эфира, молярная масса которого равна 130 г/моль, образуются кислота А и спирт Б. Определите строение эфира, если: а)серебряная соль кислоты А содержит 59,66 % серебра, б) спирт Б не окисляется дихроматом калия.

Решение

1. Предположим, что кислота, образующая сложный эфир, одноосновна. Но если задача не будет решена таким образом, то придется рассматривать случаи двух-, трехосновной кислот и так далее.

2. Запишем формулу серебряной соли и рассчитаем молярную массу углеводородного радикала R в кислоте.

  1. RCOOAg – формула серебряной соли кислоты А.
  2. Зная молярные массы серебра, углерода и кислорода, выразим молярную массу RCOOAg:
  3. Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примерыГидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры
  4. Известно, что серебро составляет 59,66 % от массы всей соли. Составим пропорцию:
  5. 59,66 % – 108 г/моль
  6. 100 % – (M(R) + 152) г/моль
  7. Произведем соответствующие вычисления и найдем молярную массу R:

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Такая молярная масса соответствует радикалу этилу – С2Н5. Следовательно, кислота, образующая сложный эфир, – пропановая. Тогда, общая формула эфира – С2Н5СООR.

Зная молярную массу эфира С2Н5СООR, можно найти молярную массу радикала R:

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Молярной массе 57 г/моль соответствуют 4 изомерных радикала (Рис. 3).

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Рис. 3. Изомеры состава -С4Н9

В условии задачи сказано, что спирт Б не окисляется дихроматом калия, следовательно, этот спирт является третичным.

Таким образом, исходный сложный эфир образован пропановой кислотой и третбутиловым спиртом:

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Условие задачи

Растительное масло массой 17,56 г нагрели с 3,36 г гидроксида калия до полного исчезновения масляного слоя. При действии избытка бромной воды на полученный после гидролиза раствор образуется только одно тетрабромпроизводное.

  • Установите возможную формулу жира.
  • Решение
  • Запишем в общем виде уравнение гидролиза жира:

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

На 1 моль жира при гидролизе приходится 3 моль гидроксида калия.

Найдем количество вещества гидроксида калия и жира (количество жира втрое меньше):

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

  1. Зная количество и массу жира, можно найти его молярную массу:
  2. На три углеводородных радикала R кислот приходится 705 г/моль:
  3. Зная, что тетрабромпроизводное получено только одно, можно сделать вывод, что все кислотные остатки одинаковы и содержат по 2 двойные связи. Тогда получаем, что в каждом радикале содержится 17 атомов углерода, это радикал линолевой кислоты:
  4. Возможная формула жира представлена на рисунке 4.

Рис. 4. Формула жира

Список литературы

  1. Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Химия. Учебник для 10 класса общеобр. учрежд. Профильный уровень. – М.: ООО «ТИД «Русское слово – РС», 2008. (§57)
  2. Рудзитис Г.Е. Химия. Органическая химия. 10 класс: учеб. для общеобр. учрежд. : базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2010. (§31)
  3. Радецкий А.М. Химия. Дидактический материал. 10–11 классы. – М.: Просвещение, 2011. (с. 55–56)
  4. Хомченко И.Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008. (с. 164–166)

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

  1. №№ 6, 7 с. 128 из Учебника Рудзитиса Г.Е. Химия. Органическая химия. 10 класс: учеб. для общеобр. учрежд. : базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2010.
  2. Запишите уравнение реакции этерификации, в результате которой образуется метилбензоат.
  3. Напишите уравнения реакций кислотного и щелочного гидролиза тристеарата.

Источник: https://interneturok.ru/chemistry/10-klass/karbonilnye-soedineniya-karbonovye-kisloty/primery-zadach-po-himii-slozhnyh-efirov-i-zhirov?konspekt

Химические свойства сложных эфиров | Химия онлайн

Большинство реакций сложных эфиров связано с нуклеофильной атакой по карбонильному атому углерода и замещением алкоксигруппы.

1. Реакция гидролиза (омыления)

Сложные эфиры легко гидролизуются (омыляются) на исходный спирт и кислоту водой (обратимо) или щелочами (необратимо, так как образующаяся карбоновая кислота превращается в соль). Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Реакция этерификации в условиях кислотного катализа обратима. Обратный процесс – расщепление сложного эфира при действии воды с образованием карбоновой кислоты и спирта – называют гидролизом сложного эфира.Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Гидролиз в присутствии щелочи протекает необратимо (т.к. образующийся отрицательно заряженный карбоксилат-анион RCOO– не вступает в реакцию с нуклеофильным реагентом – спиртом).

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Эта реакция называется омылением сложных эфиров (по аналогии со щелочным гидролизом сложноэфирных связей в жирах при получении мыла). 

2. Реакция присоединения

Сложные эфиры, имеющие в своем составе непредельную кислоту или спирт, способны к реакциям присоединения.

3. Реакция гидрирования (восстановления)

Восстановление сложных эфиров водородом приводит к образованию двух спиртов:Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

4. Реакция образования амидов

Под действием аммиака сложные эфиры превращаются в амиды кислот и спирты:Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

5. Реакция горения

Горение сложных эфиров происходит с образованием углекислого газа и воды:Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Сложные эфиры

Источник: https://himija-online.ru/organicheskaya-ximiya/efiry/ximicheskie-svojstva-slozhnyx-efirov.html

Сложные эфиры — номенклатура, получение, химические свойства. Жиры. Мыла

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Важнейшими представителями сложных  эфиров являются жиры.

Жиры, масла

Жиры – это сложные эфиры глицерина и высших одноатомных карбоновых кислот. Общее название таких соединений – триглицериды или триацилглицерины, где ацил – остаток карбоновой кислоты -C(O)R.

В состав природных триглицеридов входят остатки насыщенных кислот (пальмитиновой C15H31COOH, стеариновой C17H35COOH) и ненасыщенных (олеиновой C17H33COOH, линолевой C17H31COOH).

 Высшие карбоновые кислоты, которые входят в состав жиров имеют всегда четное количество атомов углерода (С8 – С18) и неразветвленный углеводородный остаток. Природные жиры и масла – это смеси глицеридов высших карбоновых кислот.

  • Состав и строение жиров могут быть отражены общей формулой:
  • Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры
  • Этерификация — реакция образования сложных эфиров.
  • Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры
  • В состав жиров могут входить остатки как предельных, так и непредельных карбоновых кислот в различных сочетаниях.

В обычных условиях жиры, содержащие в своем составе остатки непредельных кислот, чаще всего бывают жидкими. Их называют маслами. В основном, это жиры растительного происхождения — льняное, конопляное, подсолнечное и другие масла (исключения пальмовое и кокосовое масла – твердые в обычных условиях).

Реже встречаются жидкие жиры животного происхождения, например рыбий жир. Большинство природных жиров животного происхождения при обычных условиях – твердые (легкоплавкие) вещества и содержат в основном остатки предельных карбоновых кислот, например бараний жир.

Состав жиров определяет их физические и химические свойства.

Физические свойства жиров

            Жиры нерастворимы в воде, не имеют четкой температуры плавления и значительно увеличиваются в объеме при плавлении.

Агрегатное состояние жиров твердое, это связано с тем, что в состав жиров входят остатки предельных кислот и молекулы жиров способны к плотной упаковке. В состав масел, входят остатки непредельных кислот в cis – конфигурации, следовательно плотная упаковка молекул невозможна, и агрегатное состояние – жидкое.

Химические свойства жиров

Жиры (масла) являются сложными эфирами и для них характерны реакции сложных эфиров.

Понятно, что для жиров, содержащих остатки ненасыщенных карбоновых кислот, характерны все реакции непредельных соединений. Они обесцвечивают бромную воду, вступают в другие реакции присоединения.

Наиболее важная в практическом плане реакция – гидрирование жиров. Гидрированием жидких жиров получают твердые сложные эфиры. Именно эта реакция лежит в основе получения маргарина — твердого жира из растительных масел.

Условно этот процесс можно описать уравнением реакции:

  1. Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры
  2. Все жиры, как  и другие сложные эфиры, подвергаются гидролизу:
  3. Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Гидролиз сложных эфиров- обратимая реакция. Чтобы сместить равновесие в  сторону образования продуктов гидролиза, его проводят в щелочной среде (в присутствие щелочей или Na2CO3). В этих условиях гидролиз жиров протекает обратимо, и приводит к образованию солей карбоновых кислот, которые называются мылами. Гидролиз жиров в щелочной среде называют омылением жиров.

  • При  омылении жиров образуются глицерин и  мыла – натриевые и калиевые соли высших карбоновых кислот:
  • Омыление – щелочной гидролиз жиров, получение мыла.
  • Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры
  • Мыла – смеси натриевых (калиевых) солей высших предельных карбоновых кислот (натриевое мыло – твердое,  калиевое — жидкое).

Мыла являются поверхностно-активными веществами (сокращенно: ПАВами, детергентами). Моющее действие мыла связано с тем, что мыла эмульгируют жиры. Мыла образуют мицеллы с загрязняющими веществами (условно —  это жиры с различными включениями).

Липофильная часть молекулы мыла растворяется в загрязняющем веществе, а гидрофильная часть оказывается на поверхности мицеллы. Мицеллы заряжены одноименно, следовательно отталкиваются, при этом загрязняющее вещество и вода превращается в эмульсию (практически – это грязная вода).

  1. Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры
  2. В воде также происходит гидролиз мыла, при этом  создается щелочная среда.
  3. Мыла нельзя использовать в жесткой и морской воде, так как образующиеся при этом стеараты кальция (магния) в воде нерастворимы.
  4. Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Источник: http://himege.ru/slozhnye-efiry-nomenklatura-poluchenie-ximicheskie-svojstva/

Угольная кислота H2CO3 — слабая двухосновная кислота, неустойчивое соединение, легко распадающееся на диоксид углерода и воду:

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Угольная кислота образует два ряда производных — полные (средние) и неполные (кислые). Кислые производные нестабильны и разлагаются с выделением диоксида углерода. К наиболее важным производным угольной кислоты относятся:

Читайте также:  Как добавить страницу в ворде

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

Фосген COCl2 (полный хлорангидрид угольной кислоты) — газ (т.кип. 8,2 °C) с запахом прелого сена, очень ядовит, взывает отёк лёгких (применялся как боевое отравляющее вещество во время 1-ой мировой войны). В промышленности фосген получают радикальным хлорированием оксида углерода(II) над активированным углем:

CO + Cl2     COCl2

Благодаря высокой реакционной способности, фосген используется для получения других производных угольной кислоты и как реагент в различных органических синтезах для введения группы С=О. При взаимодействии фосгена со спиртами образуются сложные эфиры двух типов — полные (карбонаты) и неполные (хлоругольные эфиры):

Гидролиз сложных эфиров, уравнения и примеры

С двухатомными фенолами или спиртами фосген вступает в реакцию поликонденсации с образованием сложных полиэфиров — поликарбонатов, имеющих широкое практическое применение.

nHO–R–OH + nCOCl2     [–O–R–O–CO–]n + 2nHCl

В реакции фосгена с первичными аминами образуются изоцианаты:

RNH2 + COCl2     R–N=C=O + 2HCl
с диаминами — диизоцианаты:
H2N–R–NH2 +   2COCl2   O=C=N–R–N=C=O + 4HCl

Диизоцианаты — исходные мономеры в производстве полиуретанов:
nO=C=N–R–N=C=O + nHO–R'–OH     [–CO–NH–R–NH–CO–O–R'–O–]n

Благодаря разнообразию механических свойств, полиуретаны различных типов применяются в качестве защитных покрытий, лакокрасочных изделий, клеев, герметиков, деталей машин, изоляторов, имплантатов, подошв обуви, спортивных шин и прочих изделий.

Карбамид (мочевина) CO(NH2)2 (полный амид угольной кислоты) — кристаллическое вещество белого цвета (т.пл. 132,7 °C), растворимое в полярных растворителях (воде, этаноле и т.п.).
Промышленный способ получения мочевины — взаимодействие аммиака с диоксидом углерода при повышенных давлении и температуре:

2NH3 + CO2    NH2–CO–NH2 + H2O   (реакция Базарова)

Мочевина — крупнотоннажный продукт, используемый в основном как азотное удобрение. Другое важное промышленное применение мочевины — производство мочевино-формальдегидных смол для изготовления древесно-волокнистых плит (ДВП) и других изделий.

Источник: http://orgchem.ru/chem4/o2512.php

ПОИСК

    ГИДРОЛИЗ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ 529 [c.

529]

    При взаимодействии обычной бензойной кислоты с метанолом, который содержал повышенное количество (0,379%) О , было установлено образование лишь обычной воды таким образом, кислородный атом образующейся при этерификации воды отщепляется от бензойной кислоты, а не от метанола, и, следовательно, этерификация протекает в соответствии с уравнением (а). При обратной реакции — гидролизе сложных эфиров водой, содержащей О , меченый кислород входит в образовавшуюся кислоту, а не в спирт, и, значит, омыление протекает по схеме  [c.262]

    Гидролиз сложных эфиров карбоновых кислот можно осуществить при помощи водных растворов кислот или щелочей, водно-спиртовых растворов щелочей и в присутствии ферментов (эстеразы) и других специальных катализаторов. Обычно сложные эфиры гидролизуются в присутствии кислот медленнее, чем под влиянием щелочей. Щелочной гидролиз протекает более гладко, чем кислотный, и чаще используется в лабораторной практике. [c.166]

    Кинетика гидролиза сложных эфиров очень сложна, так как приходится учитывать и каталитическое действие получающейся при гидролизе кислоты.

При кислотном гидролизе реакции не доходят до конца, оставаясь всегда в каком-то состоянии равновесия, и лишь при щелочном гидролизе благодаря образованию солей кислот реакция проходит количественно.

Скорость щелочного гидролиза в 3000—4000 раз больше, чем кислотного. [c.530]

    Гидролиз сложных эфиров [c.529]

    Реакция щелочного гидролиза сложных эфиров называется реакцией омыления. [c.489]

    В качестве примера специфического кислотного катализа рассмотрим реакцию гидролиза сложного эфира, катализируемую водородным ионом  [c.624]

    Все упомянутые реакции равновесны, причем обратные процессы пре ставляют собой гидролиз сложных эфиров, часто называемый омылением. [c.203]

    Типичным примером такой реакции может служить реакция гидролиза сложного эфира или обратная ей реакция этерифи-кации  [c.30]

    Механизм гидролиза сложных эфиров до недавнего времени представлял неразрешимую задачу, так как было неизвестно, по какому из двух направлений идет реакция  [c.530]

    По современным взглядам кислотный гидролиз сложных эфиров можно представить следующим механизмом [42]. [c.548]

    К реакциям гидролиза, гидратации и дегидратации близки процессы этерификации, обратное направление которых представляет собой гидролиз сложных эфиров  [c.170]

    При нагревании с раствором едкого натра не только нейтрализуются жирные кислоты, но и происходит гидролиз сложных эфиров, лактонов и эстолидов.

Как правило, оксидат-сырец нагревают до 150° в автоклавах с мешалкой очень недолго, прибавляя 35%-ный раствор едкого натра в количестве, немного меньшем теоретического, т. е. найденного при определении числа омыления.

Недостаток щелочи предупреждает кристаллизацию мыла (растрескивание), вызываемую слишком высоким содержанием соды. [c.457]

    На основании изучения механизма гидролиза сложных эфиров установлено, что процесс действительно протекает в две стадии  [c.551]

    Все стадии равновесны, и обратная их последовательность ведет к гидролизу сложного эфира (или к алкоголизу, если вместо воды взять спирт). [c.207]

    Активным катализатором может быть и ион водорода. Отклонения в каталитической силе кислот в зависимости от изменения их концентрации, различную скорость гидролиза сложных эфиров слабыми и сильными кислотами, действие нейтральных соединений (солевой эффект) и т. д. следует приписать образованию промежуточных соединений. [c.547]

    И водным раствором щелочи в омылителе 8, где происходит гидролиз сложных эфиров и лактонов  [c.385]

    Все эти реакции также катализируются кислотами, однако алкоголиз более эффективно ускоряется основаниями. Гидролиз сложных эфиров катализируется и кислотами, и основаниями, причем в последнем случае реакция протекает необратимо, поскольку образуется соль карбоновой кислоты. [c.237]

    Чаще всего дегидратация происходит за счет спиртовых или карбоксильных гидроксилов. Реакции дегидратации, как и все каталитические процессы, обратимы примером является образование и гидролиз сложных эфиров. [c.450]

    ГИДРОЛИЗ сложных ЭФИРОВ [c.531]

    ГИДРОЛИЗ сложных ЭФИРОВ 533 [c.533]

    Скорость гидролиза сложного эфира зависит от строения как ацильного, так и спиртового радикалов. При этом сложные эфиры омыляются тем быстрее, чем легче они образуются.

Наименее устойчивыми являются сложные эфиры, полученные из кислот с высокой константой диссоциации.

Муравьиноэтиловый эфир, метиловый и этиловый эфиры щавелевой кислоты гидролизуются при комнатной температуре. [c.166]

    Применение некоторых катализаторов значительно ускоряет процесс сернокислотной гидратации. Для этой цели используются соли железа, кобальта, никеля, меди, платины, серебра [41, 42], а также соединения висмута [43, 44]. Сульфат серебра [45, 46] и соли меди [47—49] сильно ускоряют гидролиз сложных эфиров серной кпслоты.

Рекомендуется применять в качестве катализаторов галогениды бора пли бораты в соединении с сульфатами никеля и других тяжелых металлов [50]. Необходимые для этого реакционные условия определены Поповым [51]. При высоком давлении и высокой температуре каталитическое действие проявляют сульфаты органических оснований, например изопроииламина, анилина, наф-ти.

талшна, хинолнна [52], а также сульфаты и галогениды цинка, магния, бериллия [53] и алюминия [54]. Соли алюминия обладают каталитическим действием при высоком давлении и низких температурах в водном растворе.

Наконец, следует упомянуть еще кремневую или борвольфрамовую кислоту и их соли [55], однако процессы с их участием протекают прн 200—300 °С под давлением уже, в газообразной фа.зе. [c.60]

    Обработкой масляного слоя щелочью гидролизуют сложные эфиры в конденсате и переводят кислоты в соли. Полученное нейтральное масло фракционируют до 360 . [c.697]

    Гомогенно-каталитические реакции особенно распространены при проведении процессов в жидкой фазе.

К таким процессам относятся ускоряющиеся под действием водородных ионов реакции этерификации и гидролиза сложных эфиров, инверсии сахаров, мутаротации глюкозы, а также катализируемый некоторыми анионами и катионами распад перекиси водорода в водных растворах.

Кроме того, гомогенно-каталитическими являются реакции полимеризации олефинов в жидкой фазе под действием серной кислоты, полимеризация олефинов в жидкой и паровой фазах в присутствии трехфторнстого бора или фтористого водорода и многие другие. [c.276]

    Таким образом, бимолекулярная (с учетом катализатора) элементарная реакция идет, как мономолекулярная, а тримолекуляр-ная (также с учетом катализатора) — как бимолекулярная. В условиях специфического кислотно-основного катализа идут реакции замещения, рацемизации (инверсия тростникового сахара, стр. 248), омыления (гидролиз) сложного эфира (стр. 253). [c.228]

    Получение и гидролиз сложных эфиров [c.164]

    Учитывая, что при гидролизе на одну сложноэфирную группировку расходуется одна молекула щелочи, гидролиз сложного эфира можно использовать для определения эквивалентного веса сложного эфира.  [c.265]

    Гидролиз сложных эфиров  [c.6]

    Электростатическое взаимодействие. Эффекты, обусловленные электростатическим взаимодействием боковых групп в молекулах реагентов, удобно рассмотреть на примере гидролиза сложных эфиров следующего строения  [c.73]

    При гидролизе сложных эфиров применяют как кислоты, так и основания. В производстве мыла из жирюв и масел в качестве катализатора и реагента чаше всего используется едкий натр.

Вероятно, наиболее известным кислотным каталитическим гидролизом жиров в жирные кислоты и глицерины является процесс Твитчела. Жир с 25-50% воды, 0,75-1,25% катализатора Твитчела и 0,5% серной кислоты кипятят в течение 20-48 ч.

Образующийся глицерин растворяется в избытке воды и отделяется от расплавленных жирных кислот /34/. [c.341]

    Выделить жирные кислоты из реакционной смеси довольно трудно. Существует несколько епссобов. Сначала экстрагируют теплой водой низшие кислоты (муравьиную, уксусную, проиионовую), затем омыляют оставшиеся кислоты и гидролизуют сложные эфиры и лактогы щелочами под давлением при 150 °С.

Из продуктов гидролиза Еыделяют отстаиванием и возвращают в сырье неомыляемую фракцию — верхний слой нижний представляет собой водный раствор мыл, в котором кроме натровых солей жирных кислот содержатся соли оксикислот, а также спирты, кетоны и растворенные парафиновые углеводороды.

При нагревании раствора (300—350°С и 80—120 ат) в трубчатой печи происходит дегидратация оксикислот с образованием ненасыщенных кислот [c.155]

    Основные стадии производства — абсорбция этилена Н2304, разбавление и гидролиз сложных эфиров серной кислоты, отгонка спирта и, наконец, регенерация Нг504 высокой концентрации. Скорость абсорбции этилена серной кислотой возрастает с увеличением концентрации кислоты, температуры, давления, эффективности катализатора и времени контакта. [c.200]

    Гидролиз сложных эфиров усиливается гидроксид-иоиами. При нагревании со щелочами сложные эфиры расщепляются с образонанием спирта и соли кислоты  [c.489]

    Чтобы избежать гидролиза сложных эфиров, следует использовать объемистые грет-бутильные группы. Метиловые эфиры можно применять в том случае, если кислотные свойства активной метиленовой группы усилены.

Для этого, например, подходит образование я-комплексов типа арен-Сг (СО)з, в которых атом металла является электроноакцептором [341, 930]. Эти комплексы получают при кипячении с гексакарбонилом хрома.

После почти количественного алкилирования (СНгСЬ или СбНб/цетилтриметиламмонийбромид/50%-ный NaOH, 1,5—3 ч при комнатной температуре) комплексы можно легко разрушить солями церия [341, 390]. [c.189]

    Последовательные реакции широко распространены. К ним относятся, в частности, реакции гидролиза сложных эфиров дикарбоновых кислот, или сложных эфиров гликолей, или дигалоидо-производных. Кинетику последовательно протекающих процессов радиоактивных превращений можно рассматривать как частный случай кинетики ряда последовательных реакций первого порядка ( 230). [c.473]

    Для повыщения степени копверсни исходных реагентов в сложный зфир имеются различные методы. При жидкофазных реакциях игшболсе эффективно отгонять нз реакционной массы воду или э( нр по мере их образованпя.

Когда это невозможно, а также во R OX процессах газофазной этерификации, чтобы повысить равновесную степень конверсии, берут избыток одного из реагентов, обычно наиболее дешевого.

В обратном процессе — прн гидролизе сложных эфиров — для увеличения степени конверсии, очевидно, необходимы другие условия, а именно проведение реакции в из-бь тке воды. [c.206]

    Эта сульфокислота, однако, приготовлена гидролизом сложного эфира, полученного из дифенилдиазометана и спиртового раствора двуокиси серы [139а]  [c.129]

    Литература по гидролизу сложных эфиров обширна, однако все попытки объяснить гидролиз простой реакцией обменного разложения или ионизации не приводили к удовлетворительным результатам и не выяснили механизм влияния катализаторов.

Первые исследования механизма реакции гидролиза относятся к началу нынешнего столетия. Интерес представляют исследования Штиглица (1908 г.

), который считал, что всякий сложный эфир может реагировать как слабо диссоциированное оксониевое основание, спо- [c.547]

    При помощи спиртового раствора щелочи, хотя реакция протекает с малой степенью замещения и требует длительного нагревания реакционной смеси под давлением. Полиметакрилаты гидролизуются eii , труднее. Это соответствует прави, 1у гидролиза сложных эфиров, соглэсн( которому эфирная rpvnna, присоединенная к [c.343]

    Справедливость такой схемы подтверждается тем, что гидролиз сложного эфира, содержащего остаток оптически активного спирта К протекает с сохранением оптической конфигурации остатка К, а при щелочном гидролизе эфира карбоновых кислот водой с изотопом кислорода образуется спнрт, не содержащий [c.167]

Методы эксперимента в органической химии (1968) — [ c.365 ]

Органикум. Практикум по органической химии. Т.2 (1979) — [ c.91 , c.92 ]

Препаративная органическая химия (1959) — [ c.541 ]

Химия кремнезема Ч.1 (1982) — [ c.786 ]

Биоорганическая химия (1991) — [ c.200 ]

Органическая химия (2002) — [ c.676 , c.677 , c.678 ]

Органическая химия (1998) — [ c.267 , c.330 ]

Введение в электронную теорию органических реакций (1965) — [ c.253 , c.256 , c.258 , c.269 , c.276 , c.308 ]

Органическая химия (1964) — [ c.444 , c.547 , c.573 ]

Общий практикум по органической химии (1965) — [ c.369 ]

Неформальная кинетика (1985) — [ c.210 , c.211 ]

Общая химия 1982 (1982) — [ c.489 , c.490 ]

Общая химия 1986 (1986) — [ c.473 , c.475 ]

Органическая химия 1971 (1971) — [ c.100 , c.165 , c.166 , c.168 ]

Органическая химия 1974 (1974) — [ c.82 , c.136 ]

Объёмный анализ Том 1 (1950) — [ c.234 ]

Органическая химия (1972) — [ c.265 ]

Теоретические основы органической химии (1979) — [ c.426 , c.432 ]

Органическая химия Издание 6 (1972) — [ c.82 , c.136 ]

Общая химия Издание 18 (1976) — [ c.485 , c.486 ]

Общая химия Издание 22 (1982) — [ c.489 , c.490 ]

  • Химическое равновесие и скорость реакций при высоких давлениях Издание 3 (1969) — [ c.224 ]
  • Химия органических лекарственных препаратов (1949) — [ c.229 ]
  • Теория технологических процессов основного органического и нефтехимического синтеза Издание 2 (1975) — [ c.225 ]
  • Курс органической химии Издание 4 (1985) — [ c.197 ]
  • Органическая химия (1972) — [ c.265 ]
  • Органическая химия Издание 2 (1976) — [ c.271 ]

Органическая химия (1964) — [ c.444 , c.547 , c.573 ]

Источник: https://www.chem21.info/info/43374/

18.8.2. Гидролиз сложных эфиров

Гидролиз сложных
эфиров катализируется как кислотами,
так и основаниями. Кислотный гидролиз
сложных эфиров проводят обычно при
нагревании с соляной или серной кислотой
в водной или водно-спиртовой среде.

Читайте также:  Формула хлорида алюминия в химии

В
органическом синтезе кислотный гидролиз
сложных эфиров чаще всего применяется
для моно- и диалкилзамещенных малоновых
эфиров (глава 17).

Моно- и дизамещенные
производные малонового эфира при
кипячении с концентрированной соляной
кислотой подвергается гидролизу с
последующим декарбоксилированием.

Для гидролиза,
катализируемого основанием, обычно
используют водный или водно-спиртовый
раствор NaOH или KOH. Наилучшие результаты
достигаются при применении тонкой
суспензии гидроксида калия в ДМСО,
содержащем небольшое количество воды.

Последний способ
предпочтителен для омыления сложных
эфиров пространственно-затрудненных
кислот, другой модификацией этого метода
является щелочной гидролиз
пространственно-затрудненных сложных
эфиров в присутствии 18-краун-6-полиэфира:

Для препаративных
целей гидролиз, катализируемый основанием,
имеет ряд очевидных преимуществ по
сравнению с кислотным гидролизом.
Скорость основного гидролиза сложных
эфиров, как правило в тысячу раз выше,
чем при кислотном катализе. Гидролиз в
кислой среде является обратимым
процессом, в отличие от гидролиза в
присутствии основания, который необратим.

18.8.2.А. Механизмы гидролиза сложных эфиров

Гидролиз сложных
эфиров чистой водой в большинстве
случаев обратимая реакция, приводящая
к равновесной смеси карбоновой кислоты
и исходного сложного эфира:

Эта реакция в кислой
и щелочной средах сильно ускоряется,
что связано с кислотно-основным катализом
(гл. 3).

  • Согласно К. Ингольду
    механизмы гидролиза сложных эфиров
    классифицируются по следующим критериям:
  • (1) Тип катализа:
    кислотный (символ А) или основной (символ
    В);
  • (2) Тип расщепления,
    показывающий, какая из двух -связей
    С-О в сложном эфире расщепляется в
    результате реакции: ацил-кислород
    (индекс АС) или алкил-кислород (индекс
    АL):

(3) Молекулярность
реакции (1 или 2).

Из этих трех критериев
можно составить восемь различных
комбинаций, которые приведены на схеме
18.1.

Это наиболее часто
встречающиеся механизмы. Щелочное
омыление практически всегда относится
к типу ВАС2.
Кислотный гидролиз (а также этерификация)
в большинстве случаев имеет механизм
ААС2.

Механизм ААС1
обычно наблюдается только в сильно
кислых растворах (например, в конц.
H2SO4),
и особенно часто для эфиров пространственно
затрудненных ароматических кислот.

Механизм ВАС1
пока неизвестен.

Механизм ВАL2
найден только в случае исключительно
сильного пространственно экранированных
ацильных групп и нейтрального гидролиза
-лактонов.
Механизм АAL2
пока неизвестен.

По механизму АAL1
обычно реагируют третично-алкильные
сложные эфиры в нейтральной или кислой
среде. Эти же субстраты в подобных
условиях могут реагировать по механизму
ВАL1,
однако при переходе в чуть более щелочную
среду механизм ВАL1
сейчас же сменяется на механизм ВАС2.

Как видно из схемы
18.1, реакции, катализируемые кислотами,
обратимы, и из принципа микроскопической
обратимости (гл.2) следует, что и
катализируемая кислотами этерификация
тоже протекает по подобным механизмам.

Однако при катализе основаниями
равновесие сдвинуто в сторону гидролиза
(омыления), поскольку равновесие
сдвигается вследствие ионизации
карбоновой кислоты. Согласно приведенной
схеме в случае механизма ААС1
группы COOR и COOH протонируются по
алкоксильному или гидроксильному атому
кислорода.

Вообще говоря, с точки зрения
термодинамики более выгодно протонирование
карбонильного кислорода, группы C=O, т.к.
в этом случае положительный заряд может
делокализоваться между обоими атомами
кислорода:

Тем не менее в
небольших количествах в растворе
содержится и таутомерный катион —
необходимый интермедиат в механизме
ААС1.
Оба В1 — механизма (из которых ВАС1
неизвестен) на самом деле вовсе не
каталитические, ибо в начале происходит
диссоциация нейтрального эфира.

Из восьми ингольдовских
механизмов экспериментально доказаны
лишь шесть.

Источник: https://studfile.net/preview/581931/page:14/

Смирнова Е. | Сложные эфиры. Жиры | Журнал «Химия» № 23/2005

  • Цели урока.
  • Продолжить формирование системы знаний о классах органических соединений и генетической связи между ними; способствовать закреплению понимания взаимосвязи применения, свойств и химического строения веществ.
  • Задачи урока.

1. Закрепить знания о сложных эфирах, их номенклатуре, реакции этерификации. 2. Дать понятия о физических и химических свойствах сложных эфиров, механизме реакции этерификации. 3. Развить понятие о водородной связи, взаимном влиянии атомов, воздействии этих явлений на свойства веществ. 4. Способствовать развитию эрудиции, логического и ассоциативного мышления учащихся.

  1. Методы и приемы: словесные, наглядные, практические – в логической взаимосвязи.
  2. ХОД УРОКА
  3. Оргмомент

Тема урока «Сложные эфиры. Жиры». Форма проведения урока – лекция-шоу. Вам, конечно, знакомо английское слово «show». Оно означает «показывать». Заимствована лекция-шоу из интенсивных методик, применяемых в обучении бизнесменов. Лекция-шоу предполагает донесение основной информации до учащихся через пиктограммы – логические рисунки, где в символах и условных знаках «зашифровано» содержание изучаемого. Чтобы расшифровать пиктограмму, нужно понять ее внутреннюю логику, соединив усилия восприятия, воображения и мышления, активно работая над изучаемым материалом, в результате чего содержание усваивается прочно. Как девиз лекциям-шоу очень соответствуют слова А.Эйнштейна: «Самое лучшее, что может быть, – это видеть и понимать». Внимательно смотреть, стараться понять и применять к учебной ситуации знания, которыми вы владеете, – все это требуется от вас сейчас на уроке. Подготовка к изучению нового материала Сначала приведем в активное состояние имеющиеся у вас знания. На доске даны названия веществ: калий, медь, оксид магния, оксид углерода(IV), гидроксид натрия, карбонат натрия, серная кислота, этанол, этановая кислота, этаналь, хлор, хлороводород.

  • С какими из перечисленных веществ вступит в реакцию:
  • а) этиловый спирт (шесть реакций);
  • б) уксусная кислота (семь реакций)?
  • Желающие учащиеся записывают на доске по два уравнения реакций и комментируют, какие свойства отражают эти уравнения, какой тип реакции и как называются продукты.
  • Вывод: спирты и карбоновые кислоты взаимодействуют между собой с образованием сложных эфиров.
  • Изучение нового материала
  • (последовательная демонстрация и комментирование пиктограмм)

Пиктограмма 1 отражает то, что реакция карбоновой кислоты со спиртом – это реакция замещения, но имеет собственное название: реакция этерификации (от греч. – эфир). А какое значение вкладывали в слово «эфир» в древности? – Воздух. Эфирами были названы рассматриваемые вещества в эпоху алхимии, когда названия давались не случайно, а в соответствии с ярко выраженными их свойствами. Самым «выдающимся» свойством эфиров является летучесть, проявляющая себя в наличии запаха. Назовите эфиры, формулы которых приведены на пиктограмме 1. Обратите внимание на свойственный эфирам запах: этилбутирату – ананаса, бутилбутирату – персика, пентилформиату – вишни, изопентилацетату – груши, этилбензоату – жасмина, изоамиловому эфиру изовалериановой кислоты – яблока. С какой особенностью строения химик свяжет наличие у вещества выраженного запаха? С отсутствием между молекулами водородных связей. А почему между молекулами сложных эфиров водородные связи не образуются? Нет связи О–Н, в которой атом водорода соединен с электроотрицательным атомом. Итак, водородных связей между молекулами нет, а температуры кипения сложных эфиров достаточно высокие. Как химик объяснит эту особенность сложных эфиров? Достаточно длинные молекулярные цепи – межмолекулярное притяжение значительно. Какие еще физические свойства химик может предсказать для сложных эфиров? Они хорошо растворяются в воде за счет образования водородных связей между атомами водорода молекул воды и карбонильными атомами кислорода молекул эфира. Составьте схему водородной связи на любом примере. Обратим еще раз внимание на реакцию этерификации. При каких условиях она протекает? Необходимы повышенная температура и наличие концентрированной серной кислоты. Какова роль серной кислоты? Это катализатор для ускорения реакции и водопоглощающее средство для смещения химического равновесия в сторону образования продуктов реакции. Составьте уравнения реакций образования эфиров, указанных на пиктограмме 1. При составлении уравнений реакций этерификации обратите внимание на то, что кислоты теряют гидроксигруппу, а спирты – атом водорода. Почему реакция протекает именно так, объясняется ее механизмом. Для понимания этого механизма вспомним взаимное влияние атомов в молекулах карбоновых кислот (пояснение заготовленной на доске схеме). Пиктограмма 2 отражает то, что, образно говоря, в молекулах карбоновых кислот доминирует -связь, стабилизированная p—сопряжением с одной из неподеленных электронных пар гидроксильного атома кислорода и утратившая вследствие такой стабилизации способность к самым характерным для p-связи реакциям – реакциям присоединения. Единственное исключение – реакция со спиртами, этерификация, механизм которой, как мы сейчас увидим, включает присоединение за счет разрыва -связи. Пиктограмма 3 на образном языке демонстрирует, что пристрастие к спиртному разрушительно даже для химических связей, а для человека – тем более. Методом меченых атомов доказано, что молекулы карбоновых кислот в реакции этерификации, которая обычно проводится в присутствии сильных минеральных кислот, отщепляют гидроксигруппу, а молекулы спиртов – атом водорода: Важнейшее свойство сложных эфиров – гидролиз. Что такое гидролиз? Разложение вещества водой (от греч. – вода и – разложение). Гидролиз сложных эфиров – реакция, обратная этерификации. В формуле сложного эфира «кислотная» часть включает карбонильную группу, а «спиртовая» связана с «мостиковым» атомом кислорода. Водород из молекулы воды соединяется со «спиртовой» частью, а гидроксигруппа – с «кислотной» частью. Как вы считаете, чем будут отличаться продукты реакции, если гидролиз проводится не водой, а водным раствором щелочи? (Образуется не карбоновая кислота, а ее соль, и реакция необратима.)

  1. Составьте в тетрадях уравнения гидролиза:
  2. пентилформиата – водой, этилбутирата – водой, пропилформиата – гидроксидом калия, метилбутирата – гидроксидом лития,
  3. изопропилацетата – гидроксидом натрия.
  • Прежде чем прокомментировать следующую пиктограмму, составьте уравнения реакций:
  • этилен + вода, тримеризация ацетилена,
  • хлорбензол + гидроксид калия (t, p),
  • спиртовое брожение глюкозы.
  • Проверьте составленные уравнения, сопоставляя их с написанными на доске.

оксид углерода(II) + расплав гидроксида калия, гидрирование угля, гидрирование ацетилена,

Пиктограмма 4 имеет отношение к реакциям, с которыми мы давно знакомы, многократно составляли их уравнения в «генетических цепочках» и задачах.

Объединяет эти реакции то, что впервые их осуществил французский химик Пьер Эжен Марселен Бертло – «король органического синтеза», как называли его современники и называют до сих пор историки химии.

Он был не только великим химиком, но и великим человеком – умным, с умелыми руками и горячим сердцем.

На пиктограмме 4 – портрет Бертло в королевской короне, рядом прибор, в котором проводится большинство органических синтезов, в том числе синтез сложных эфиров.

Прибор состоит из круглодонной колбы (для равномерного подогрева) с боковым отводом (это колба Вюрца, в ней протекает синтез), водяного холодильника Либиха, где конденсируются продукты реакции, и аллонжа, направляющего конденсат в колбу-приемник.

Великому химику Бертло был дан еще редкий дар – дар большой любви. Бертло очень любил свою жену, испытывал потребность видеть ее постоянно. В его лаборатории была отгорожена стеклом кабинка, где мадам Бертло читала, вязала, пока ее муж занимался синтезами.

Он всегда мог подойти к ней, поговорить, подержать за руку, и это общение вдохновляло «короля органического синтеза» на новые подвиги во благо науки.

Судьба супругов Бертло соответствует словам Александра Грина: «Они жили счастливо и умерли в один день». Действительно, Бертло не смог пережить утраты жены: она умерла утром, он – вечером. Похоронили их в одной могиле в соборе Парижской богоматери, где хоронят самых выдающихся граждан Франции.

Одним из величайших достижений химика Бертло был синтез жиров – веществ, характерных для живых организмов, т.е. органических веществ в прямом смысле этого слова. Синтезировав жиры, Бертло нанес сокрушительный удар по теории витализма – божественного происхождения органических веществ.

Пиктограмма 5 отражает то, что в работах по синтезу жиров Бертло использовал результаты аналитической деятельности своего современника, французского химика-органика Мишеля Эжена Шевреля, который изучил состав многих жиров и сделал вывод, что жиры – это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и карбоновых кислот, чаще всего стеариновой С17Н35СООН, пальмитиновой С15Н31СООН, масляной С3Н7СООН, олеиновой С17Н33СООН, линолевой С17Н31СООН и линоленовой С17Н29СООН. Последние три кислоты являются непредельными.

Как мы понимаем термин «непредельность»? Как практически доказать, что молекулы непредельных кислот содержат -связи?

Кислоты, входящие в состав жиров, называются «жирными кислотами». Насыщенные кислоты образуют твердые жиры, обычно они животного происхождения (исключение – кокосовое масло). Непредельные кислоты образуют жидкие жиры, они обычно растительного происхождения (исключение – рыбий жир).

Составьте в тетрадях формулы: триолеата глицерина, трипальмитата глицерина, тристеарата глицерина.

Как все сложные эфиры, жиры подвергаются водному и щелочному гидролизу. Щелочной гидролиз сложных эфиров называется омылением.

  1. Составьте в тетрадях уравнения омыления:
  2. тристеарата глицерина – гидроксидом натрия, трипальмитата глицерина – гидроксидом калия.
  3. Эти реакции используются для получения глицерина и мыла: твердого С17Н35СООNa и жидкого С15Н31СООК.

Жидкие жиры подвергаются гидрированию, например триолетат глицерина переходит в тристеарат глицерина (составить уравнение реакции). Условия гидрирования жидких жиров общие для реакций гидрирования (t, p, кат. Ni). Составленное уравнение реакции отражает химизм производства маргарина из растительного масла.

Пиктограмма 6 содержит информацию о значении сложных эфиров и жиров. Сложные эфиры используются как растворители, ароматизирующие добавки в парфюмерной, фармацевтической и пищевой отраслях промышленности. Жиры – основной источник энергии в живых организмах.

При расщеплении 1 г жира освобождается существенно больше энергии, чем в случае белков и углеводов. Жировые прослойки выполняют структурные и защитные функции (жировые капсулы сердца, печени, почек), теплорегулирующую функцию (у животных – обитателей Севера и Антарктиды очень развита жировая подкожная прослойка).

Жиры являются источником эндогенной воды (горб верблюда), выполняют гормональные функции, например жировую природу имеют половые гормоны. Витамины одного из классов называются «жирорастворимые», и жиры пищи способствуют усвоению этих витаминов (к ним относятся, например, витамины А и D).

Как уже отмечалось, жиры используются для производства мыла и глицерина.

Подведение итогов урока. Оценить наиболее активных учащихся, задать вопрос: «Понравилась ли вам такая форма проведения урока?»

Домашнее задание. Учебник «Химия-10» Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана (М.: АСТ-Астрель, 2003), с. 113–119, упр. 6 и 8, задачи 1–4, записи.

Е.Г.СМИРНОВА, учитель химии гимназии № 57

(г. Курган)

Источник: https://him.1sept.ru/article.php?ID=200502307

Ссылка на основную публикацию