Реклама


Сложные эфиры

Сложный эфир карбоновой кислоты. R и R' обозначают любую алкильную или арильную группу.

Сло́жные эфи́ры (или эсте́ры) — производные оксокислот (как карбоновых, так и неорганических) с общей формулой RkE(=O)l(OH)m, где l ≠ 0, формально являющиеся продуктами замещения атомов водорода в гидроксилах —OH кислотной функции на углеводородный остаток (алифатический, алкенильный, ароматический или гетероароматический); рассматриваются также как ацилпроизводные спиртов. В номенклатуре IUPAC к сложным эфирам относят также ацилпроизводные халькогенидных аналогов спиртов (тиолов, селенолов и теллуролов)[1].

Отличаются от простых эфиров (этеров), у которых два углеводородных радикала соединены атомом кислорода (R1—O—R2).

Содержание

Сложные эфиры карбоновых кислот[ | код]

В случае эфиров карбоновых кислот выделяются два класса сложных эфиров:

Циклические сложные эфиры оксикислот называются лактонами и выделяются в отдельную группу соединений.

Синтез[ | код]

Основные методы получения сложных эфиров:

Свойства и реакционная способность[ | код]

Сложные эфиры низших карбоновых кислот и простейших одноатомных спиртов — летучие бесцветные жидкости с характерным, зачастую фруктовым запахом. Сложные эфиры высших карбоновых кислот — бесцветные твердые вещества, температура плавления зависит как от длин углеродных цепей ацильного и спиртового остатков, так и от их структуры.

В ИК-спектрах сложных эфиров присутствуют характеристические полосы карбоксильной группы — валентных колебаний связей C=O на 17501700 см−1 и С—О на 12751050 см−1.

Атом углерода карбонильной группы сложных эфиров электрофилен, вследствие этого для них характерны реакции замещения спиртового остатка с разрывом связи ацил-кислород:

RCOOR1 + Nu RCONu + R1O
Nu = OH, R2O, NH2, R2NH, R2CH и т. п.

Такие реакции с кислородными нуклеофилами (водой и спиртами) зачастую катализируются кислотами за счет протонирования атома кислорода карбонила с образованием высокоэлектрофильного карбокатиона:

RCOOR1 + H+ RC+OHOR1,

который далее реагирует с водой (гидролиз) или спиртом (переэтерификация). Гидролиз сложных эфиров в условиях кислотного катализа является обратимым, гидролиз же в щелочной среде необратим из-за образования карбоксилат-ионов RCOO, не проявляющих электрофильных свойств.

Низшие сложные эфиры реагируют с аммиаком, образуя амиды, уже при комнатной температуре: так, например, этилхлорацетат реагирует с водным аммиаком, образуя хлорацетамид уже при 0 °C[2], в случае высших сложных эфиров аммонолиз идет при более высоких температурах.

Применение[ | код]

Сложные эфиры широко используются в качестве растворителей, пластификаторов, ароматизаторов.

Эфиры муравьиной кислоты:

Эфиры уксусной кислоты:

Эфиры масляной кислоты:

Эфиры изовалериановой кислоты:

Применение в медицине[ | код]

В конце XIX — начале XX века, когда органический синтез делал свои первые шаги, множество сложных эфиров было синтезировано и испытано фармакологами. Они стали основой таких лекарственных средств, как салол, валидол и др. Как местнораздражающее и обезболивающее средство широко использовался метилсалицилат, в настоящее время практически вытесненный более эффективными средствами.

Сложные эфиры неорганических кислот[ | код]

В сложных эфирах неорганических (минеральных) кислот углеводородный радикал (например, алкил) замещает один или несколько атомов водорода неорганической оксокислоты, таким образом эфиры неорганических кислот могут быть как средними, так и кислыми.

По строению эфиры напоминают соли кислот. Так, эфирами фосфорной, азотной, серной и др. кислот являются органические фосфаты, нитраты, сульфаты[en] и др. соответственно.

Ниже приведены примеры эфиров неорганических кислот:

Кислота Сложные эфиры
Название Формула Название Общая формула Примеры
Молекулярная Структурная
Фосфорная кислота H3PO4 Фосфорные эфиры
(фосфаты)
(RO)nP(=O)(OH)3-n,
где n = 1-3
Phosphate formula.svg
(случай n = 3)
  • (CH3O)P(O)(OH)2 — метилфосфат
  • (CH3O)2P(O)OH — диметилфосфат
  • (CH3O)3PO — триметилфосфат
Азотная кислота HNO3 Нитратные эфиры
(нитраты)
(RО)N(=O)O Nitrate-group-2D.png
Азотистая кислота HNO2 Нитритные эфиры
(нитриты)
(RO)N(=O) Nitrite-ester-2D.png
  • C2H5ONO — этилнитрит
  • C3H7ONO — пропилнитрит
Серная кислота H2SO4 Сульфатные эфиры
(сульфаты)
[en]
(R1O)S(=O)2(OR2) SulfateEster.png
  • C2H5OSO2OH — этилсульфат
Сернистая кислота H2SO3 Сульфитные эфиры
(сульфиты)
(R1O)S(=O)(OR2)
Угольная кислота H2CO3 Угольные эфиры
(карбонаты)
[en]
(R1O)C(=O)(OR2) Carbonate ester.png
  • (CH3O)2CO — диметилкарбонат
  • (C6H5O)2CO — дифенилкарбонат
Борная кислота H3BO3 Борные эфиры
(бораты)
(RO)3B Borsäureester.png
  • (CH3O)3B — триметилборат
  • (C6H5O)3B — трифенилборат

В таблице, в общих молекулярных формулах эфиров символом =О обозначена оксогруппа.

См. также[ | код]

Литература[ | код]

Примечания[ | код]

Реклама