Примерное время на чтение статьи: 5 минуты

ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ.

Это соединения общей формулы R-O-R^‘ , в которых функциональная оксигруппа (-O-) связана с углеводородными радикалами.

Классификация простых эфиров.

Различают алифатические, ароматические, ациклические и циклические простые эфиры.

Алифатические ациклические простые эфиры:

Ароматические простые эфиры:

Алкилароматические простые эфиры:

К циклическим простым эфирам относятся эпоксиды (оксираны) — насыщенные трёхчленные и более гетероциклы, содержащие в цикле один атом кислорода. 

Физические свойства простых эфиров.

Простые эфиры, в основном, представляют собой бесцветные жидкости с характерным запахом. Простые эфиры плохо растворяются в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях и сами являются растворителями многих органических веществ. 

Способы получения простых эфиров и эпоксидов.

1. Алкилирование спиртов и фенолов

Для синтеза простых эфиров часто используют реакцию Вильямсона — взаимодействие между алкоксидом и галогенопроизводным углеводорода. Например:

Вместо алкилгалогенидов можно использовать диалкилсульфаты. Этот вариант используется для метилирования и этилирования спиртов:

 2. Циклические эфиры получают внутримолекулярной реакцией Вильямсона. Например, 1,2-эпоксипропан синтезируют из 2-бром-1-пропанола в присутствии NaOH:

3. Межмолекулярная дегидратация спиртов

Важнейший способ образования простых эфиров — дегидратация первичных спиртов под действием минеральных кислот (концентрированной серной, фосфорной), например:

Аналогичным образом можно получить циклические эфиры, например, 2,5-диметил-тетрагидрофуран: 

4. Присоединение спиртов или фенолов к ненасыщенным углеводородам

Присоединение спиртов к алкенам катализируется кислотами. Реакция протекает по правилу Марковникова и представляет собой электрофильное присоединение, например:

Присоединение спиртов к алкинам происходит в жёстких условиях (, – атм.) в присутствии их алкоголятов, например:

5. Окисление алкенов пероксикислотами (реакция Н.А. Прилежаева)

Эта реакция является одним из способов получения эпоксидов. В качестве эпоксидирующих реагентов используют надкислоты карбоновых кислот, например надуксусную кислоту, м-хлорнадбензойную кислоту. Эти реакции протекают стереоселективно, если в качестве исходного алкена используют цис-алкен, то и продукт реакции будет иметь соответствующую конфигурацию. Например, при действии на транс-2-бутен надбензойной кислотой получается транс-2,3-эпоксибутан:

6. В промышленности эпоксиды получают каталитическим окислением алкенов кислородом воздуха в присутствии серебра при высоких температурах:

Химические свойства простых эфиров и эпоксидов.

Простые эфиры обладают ограниченной реакционной способностью, что предопределило их использование на практике в качестве инертных растворителей. Химические свойства этого класса веществ обусловлены наличием атома кислорода с неподелёнными па-рами электронов, за счёт которых эфиры проявляют слабые основные и нуклеофильные свойства.

1. Расщепление простых эфиров галогеноводородами

Реакция расщепления простого эфира протекает под действием кислот. Так, простые эфиры разлагаются концентрированной иодоводородной кислотой уже на холоду с образованием алкилиодида и спирта, например:

В алкилариловых эфирах под действием галогеноводородных кислот всегда разрывается связь , в результате чего образуются алкилгалогенид и фенол:

СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ.

Сложные эфиры — это производные карбоновых кислот, в которых гидроксильная группа замещена на остаток спирта.

Номенклатура.

По систематической номенклатуре названия сложных эфиров производят от названия углеводородного радикала и кислотного остатка, с которым связан радикал. При названии кислотного остатка вместо окончания «-овая» и слова «кислота» используют суффикс «-ат».

Часто сложные эфиры называют по остаткам кислот и спиртов, из которых они состоят. Эфиры, рассмотренные выше, могут быть названы уксуснопропиловым и муравьино-этиловый соответственно.

Изомерия.

Для сложных эфиров характерны:

1) изомерия углеродного скелета:

2) изомерия положения сложноэфирной группы (начинается со сложных эфиров, в молекуле которых содержится не менее 4-х атомов углерода):

3) межклассовая изомерия:

Физические свойства и применение.

Сложные эфиры низших карбоновых кислот и спиртов — летучие, легковоспла-меняющиеся жидкости с плотностью меньше 1,0. Они практически нерастворимы в воде, зато хорошо растворяются в неполярных органических растворителях. Сложные эфиры не участ-вуют в образовании межмолекулярных водородных связей, поэтому температуры их кипения ниже, чем у карбоновых кислот со сходной молекулярной массой. Многие низкомолекулярные эфиры обладают приятным фруктовым запахом, например масляноэти-ловый эфир — запахом абрикосов, маслянобутиловый — ананасов, уксусноизоамиловый — груши и т. д. Их применяют в качестве отдушек при приготовлении напитков. Многие сложные эфиры — прекрасные растворители, поэтому они используются в химичес-ком синтезе и технике.

Сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных спиртов называют восками. Это твёрдые вещества, обладающие слабым запахом, с низкими температурами кипения, нерастворимые в воде.

Например, основным веществом пчелиного воска является сложный эфир пальмитиновой кислоты и мирицилового спирта (мирицилпальмитат):

Способы получения.

Сложные эфиры получают реакцией этерификации — взаимодействием карбоновой кислоты со спиртом в присутствии сильной минеральной кислоты при нагревании:

Этерификация — обратимый процесс. Прямая реакция — это образование сложного эфира, обратная — его кислотный гидролиз. Для смещения равновесия в сторону образования конечного продукта реакции необходимо отгонять воду.

Сложные эфиры можно получить из хлорангидридов прямым взаимодействием со спиртами:

Для усвоения изученного материала посмотрите видео-урок, используя данную ссылку: https://dzen.ru/video/watch/623c0fd3857243113c900977?share_to=link

Химические свойства.

Сложные эфиры характеризуются низкой реакционной способностью. Они вступают в химические реакции только при нагревании и в присутствии катализатора. Особого внимания заслуживает гидролиз сложных эфиров. Эти соединения подвергаются гидролизу при нагревании в присутствии минеральных кислот или щелочей. В кислой среде реакция обратима и представляет собой реакцию обратную реакции этерификации6

При нагревании со щелочью сложные эфиры необратимо гидролизуются с образованием соли исходной карбоновой кислоты и спирта:

Для сложных эфиров характерна реакция гидрирования (восстановления), т.е. реакция присоединения водорода:

Под действием аммиака (аммонолиз)при нагревании сложные эфиры превращаются в амиды соответствующих карбоновых кислот:

Реакция горения характерна для сложных эфиров, точно также как и для всех органических соединений:

Среди сложных эфиров особое место занимают жиры.

Для усвоения изученного материала посмотрите видео-урок, используя данную ссылку: https://youtu.be/G7yBEGufpnE