- — диэтиловый эфир — химическая энциклопедия
- Аминокислоты
- Диэтиловый эфир: физические свойства
- Изомерия моносахаридов
- История
- Номенклатура эфиров
- Получение диэтилового эфира
- Применение аминов
- Применение эфиров
- Простые эфиры
- Структура этилового эфира
- Физические свойства сложных эфиров
- Характеристика
- Химические реакции сложных эфиров
- Химические свойства
- Химические свойства моносахаридов
- Химические свойства. простые эфиры являются достаточно инертными веществами.
— диэтиловый эфир — химическая энциклопедия
С к-тами Льюиса дает относительно устойчивые комплексы, напр., эфират трифторида бора (C2H5)2O.BF3, используемый как катализатор.В пром-сти диэтиловый эфир получают как побочный продукт в произ-ве этилового спиртагидратациейэтилена в присут. фосфорной к-ты или 96-98%-ной H2SO4 при 65-75 °С и давлении 2,5 МПа:
Осн. часть диэтилового эфира образуется на стадии гидролиза этилсульфатов (95-100°С, 0,2 МПа):
Выход эфира максимален при небольшом разбавлении и достигает 7% на пропущенный этилен.Диэтиловый эфир получают также как побочный продукт прямой газофазной гидратацииэтилена в этанол в присут. фосфорной к-ты на носителе. Он м. б. получен также дегидратациейэтанола в присут. H2SO4.Диэтиловый эфир применяют как р-ритель нитратов целлюлозы (в т. ч. в произ-ве бездымного пороха), животных и растит. жиров, прир. и синтетич. смол, алкалоидов и др.; как экстрагент, напр., для разделения Рu и продуктов его деления при получении и переработке ядерного горючего, при выделении U из руд; анестезирующее ср-во в медицине.Т. всп. -41 °С, т. самовоспл. 164°С, ниж. КПВ 36,5 г/м3, верхний — 232 г/м3. При хранении на свету образует нестойкие взрывчатые пероксиды, к-рые м. б. причиной его самовоспламенения при комнатной т-ре. Слегка раздражает дыхат. пути, при остром отравлении наступает возбуждение, затем сонливость и потеря сознания, иногда длительная; ПДК 300 мг/м3.Лит.. Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed, v. 9, N.Y., 1980, p. 381-91.H. Г. Вергунова.
===
Исп. литература для статьи
«ДИЭТИЛОВЫЙ ЭФИР»
: нет данных
Страница «ДИЭТИЛОВЫЙ ЭФИР» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
Еще по теме:
Аминокислоты
Аминокислоты – элементарная структура белков, из которых состоят все тела животных. Аминокислоты включают две функциональные группы – аминогруппу (-NH2) и карбоксильную группу (-СООН). Эти две группы не соединены между собой непосредственно.
Общая формула аминокислот
Для аминокислот характерна оптическая изомерия. Белки включают только α-аминокислоты. На нашей планете существует только 20 аминокислот, из которых строится все живое.
Аминокислоты – амфотерные соединения, которые могут реагировать как по карбоксильной группе, так и по аминогруппе.
Аминокислоты. Источник
Диэтиловый эфир: физические свойства
Своеобразный запах, низкая температура кипения простых эфиров – свидетельство слабого межмолекулярного воздействия, а это говорит о низкой полярности и отсутствии предпосылок к образованию водородных связей. В отличие от спиртов эфирам присущи более сильные электронодонорные свойства, что подтверждается значением потенциалов ионизации.
Температура кипения диэтилового эфира – 35,6 градуса по Цельсию (это гораздо ниже, чем у изомерных спиртов), а замерзания – 117 оС. Простые эфиры почти не смешиваются с водой. Объяснение этому довольно простое: они не способны образовывать водородные связи, поскольку их молекулы не имеют полярных связей.
Плохо растворяется в воде и диэтиловый эфир, плотность которого по отношению к оксиду водорода составляет 0,714. Одной из особенностей рассматриваемого вещества является склонность к электризации. Вероятность возникновения разрядов статического электричества особо высока при переливании или сливе химсостава, в результате чего может произойти воспламенение.
Пары эфира образуют с воздухом, который в 2,5 раза легче, взрывчатые смеси. Нижний предел взрываемости – 1,7%, а верхний – 49%. Работая с эфиром, не следует забывать, что его пары имеют свойство распространяться на большие расстояния без потерь способности к горению. Так что основная мера предосторожности – отсутствие вблизи открытого огня и прочих источников воспламенения.
Простой эфир – малоактивное соединение, в разы менее реакционноспособное по сравнению со спиртами. Замечательно растворяет большую часть органических веществ, благодаря чему используется в качестве растворителя. Исключением не является и диэтиловый эфир. Физические свойства, равно как и химические, позволяют применять его в медицине и на производстве.
Изомерия моносахаридов
Для молекул углеводов моносахаридов характерно несколько видов изомерии.
Например, глюкоза изомерна фруктозе.
Оптическая изомерия углеводов связана с различным положением гидроксильной группы при наличии ассиметричного центра. Число оптических изомеров можно определить по формуле:
N=2n, где n – количество ассиметричных атомов углерода.
Оптические изомеры глюкозы
В кольчато-цепной таутомерии отражается динамическое равновесие между циклической и открытой формой моносахаридов в растворе.
Конформационная изомерия характерна для тех углеводов, которые в своем составе имеют шесть центров – шесть углеродных атомов. Существует две конфигурации – «ванна» (или «лодка») и «кресло». Первая структура менее устойчива, по сравнению со второй.
Конформационная изомерия
История
В 13 веке известный испанский ученый Раймонд Луллий открыл диэтиловый эфир. Свойства его были описаны в 1540 году не менее известным научным деятелем Парацельсом. В 1846-м эфир впервые попробовали использовать в качестве наркоза. Операция, проведенная американским врачом Д.
Способы получения эфира в 16 столетии описал Валериус Кордус – известный ботаник и фармацевт родом из Касселя. С начала 18 века спиртово-эфирная смесь использовалась в качестве успокаивающего средства – это было предложение Фридриха Гофмана. Петербуржский аптекарь Томас Ловиц в 1796 году получил чистый диэтиловый эфир, формула которого, кстати, имеет два варианта (об этом немного позже).
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
Например, C2H5-C(O)O-CH3 – метилэтаноат. С2Н5-С(О)О-С2Н5 – этилэтаноат.
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.
Получение диэтилового эфира
Простые эфиры в природе не встречаются — их получают синтетическим путем. Под воздействием кислотных катализаторов на этиловый спирт при повышенной температуре получается диэтиловый эфир (формула указана выше). Проще всего получить это вещество посредством перегонки смеси, состоящей из серной кислоты и спирта.
Итак, после того как оборудование и реактивы подготовлены, можно приступать к проведению опыта. В пробирку (она обязательно должна быть сухой) необходимо налить 2-3 мл смеси спирта и кислоты и медленно нагреть. Как только начнется кипение, горелка убирается, а в горячую смесь при помощи пипетки по стенке пробирки добавляется от 5 до 10 капель этилового спирта. Протекающая реакция выглядит следующим образом:
- СН3—СН2—ОН (этилсерная кислота) H2S04 СН3—СН2—OSO3H Н2О;
- CH3—СН2—OSO3H СН3—СН3—О;
- СН3—СН2—О—СН2—СН3(диэтиловый эфир) Н2SO4.
Об образовании диэтилового эфира свидетельствует появившийся запах.
Применение аминов
Амины в свободном виде в природе встречаются редко. Они образуются при гниении органических остатков. В этом процессе синтезируются такие соединения как путресцин и кадаверин.
Путресцин и кадаверин
Для средних представителей гомологического ряда аминов характерен рыбный запах. Запах селедочного рассола определяется триметиламином.
Амины используются также в промышленности. Например, как:
Метиламин – первичный амин. Он применяется в производстве лекарственных препаратов, красителей, пестицидов.
Метиламин
Диэтиламин – вторичный амин. С его помощью получают пестициды, красители, лекарственные препараты, добавки к машинным маслам и т.д. Также он служит сырьем для изготовления веществ от коррозии металлов. Он может отвердевать эпоксидные смолы и играть роль катализатора при вулканизации.
Диэтиламин
Триэтиламин – третичный алифатический амин. Он применяется при получении резин, эпоксидных смол и пенополиуретанов. Из него также производят лекарственные препараты, минеральные удобрения, краски и т.д.
Триэтиламин
Анилин – ароматический амин. Он широко применяется в качестве сырья для получения красителей, лекарственных препаратов, взрывчаток и т.д.
Анилин
Амины образуются в растениях и животных в результате биохимического распада аминокислот под действием ферментов. Они обладают высокой биологической активности.
Амины животного происхождения – серотонин, адреналин, мелатонин, тирамин и др. Амины растительного происхождения – кофеин, кокаин, никотин, хинин и др.
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.
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.
Простые эфиры
1
H
1,008
1s1
2,2
Бесцветный газ
t°пл=-259°C
t°кип=-253°C
2
He
4,0026
1s2
Бесцветный газ
t°кип=-269°C
3
Li
6,941
2s1
0,99
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=180°C
t°кип=1317°C
4
Be
9,0122
2s2
1,57
Светло-серый металл
t°пл=1278°C
t°кип=2970°C
5
B
10,811
2s2 2p1
2,04
Темно-коричневое аморфное вещество
t°пл=2300°C
t°кип=2550°C
6
C
12,011
2s2 2p2
2,55
Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал
t°пл=3550°C
t°кип=4830°C
7
N
14,007
2s2 2p3
3,04
Бесцветный газ
t°пл=-210°C
t°кип=-196°C
8
O
15,999
2s2 2p4
3,44
Бесцветный газ
t°пл=-218°C
t°кип=-183°C
9
F
18,998
2s2 2p5
4,0
Бледно-желтый газ
t°пл=-220°C
t°кип=-188°C
10
Ne
20,180
2s2 2p6
Бесцветный газ
t°пл=-249°C
t°кип=-246°C
11
Na
22,990
3s1
0,93
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=98°C
t°кип=892°C
12
Mg
24,305
3s2
1,31
Серебристо-белый металл
t°пл=649°C
t°кип=1107°C
13
Al
26,982
3s2 3p1
1,61
Серебристо-белый металл
t°пл=660°C
t°кип=2467°C
14
Si
28,086
3s2 3p2
1,9
Коричневый порошок / минерал
t°пл=1410°C
t°кип=2355°C
15
P
30,974
3s2 3p3
2,2
Белый минерал / красный порошок
t°пл=44°C
t°кип=280°C
16
S
32,065
3s2 3p4
2,58
Светло-желтый порошок
t°пл=113°C
t°кип=445°C
17
Cl
35,453
3s2 3p5
3,16
Желтовато-зеленый газ
t°пл=-101°C
t°кип=-35°C
18
Ar
39,948
3s2 3p6
Бесцветный газ
t°пл=-189°C
t°кип=-186°C
19
K
39,098
4s1
0,82
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=64°C
t°кип=774°C
20
Ca
40,078
4s2
1,0
Серебристо-белый металл
t°пл=839°C
t°кип=1487°C
21
Sc
44,956
3d1 4s2
1,36
Серебристый металл с желтым отливом
t°пл=1539°C
t°кип=2832°C
22
Ti
47,867
3d2 4s2
1,54
Серебристо-белый металл
t°пл=1660°C
t°кип=3260°C
23
V
50,942
3d3 4s2
1,63
Серебристо-белый металл
t°пл=1890°C
t°кип=3380°C
24
Cr
51,996
3d5 4s1
1,66
Голубовато-белый металл
t°пл=1857°C
t°кип=2482°C
25
Mn
54,938
3d5 4s2
1,55
Хрупкий серебристо-белый металл
t°пл=1244°C
t°кип=2097°C
26
Fe
55,845
3d6 4s2
1,83
Серебристо-белый металл
t°пл=1535°C
t°кип=2750°C
27
Co
58,933
3d7 4s2
1,88
Серебристо-белый металл
t°пл=1495°C
t°кип=2870°C
28
Ni
58,693
3d8 4s2
1,91
Серебристо-белый металл
t°пл=1453°C
t°кип=2732°C
29
Cu
63,546
3d10 4s1
1,9
Золотисто-розовый металл
t°пл=1084°C
t°кип=2595°C
30
Zn
65,409
3d10 4s2
1,65
Голубовато-белый металл
t°пл=420°C
t°кип=907°C
31
Ga
69,723
4s2 4p1
1,81
Белый металл с голубоватым оттенком
t°пл=30°C
t°кип=2403°C
32
Ge
72,64
4s2 4p2
2,0
Светло-серый полуметалл
t°пл=937°C
t°кип=2830°C
33
As
74,922
4s2 4p3
2,18
Зеленоватый полуметалл
t°субл=613°C
(сублимация)
34
Se
78,96
4s2 4p4
2,55
Хрупкий черный минерал
t°пл=217°C
t°кип=685°C
35
Br
79,904
4s2 4p5
2,96
Красно-бурая едкая жидкость
t°пл=-7°C
t°кип=59°C
36
Kr
83,798
4s2 4p6
3,0
Бесцветный газ
t°пл=-157°C
t°кип=-152°C
37
Rb
85,468
5s1
0,82
Серебристо-белый металл
t°пл=39°C
t°кип=688°C
38
Sr
87,62
5s2
0,95
Серебристо-белый металл
t°пл=769°C
t°кип=1384°C
39
Y
88,906
4d1 5s2
1,22
Серебристо-белый металл
t°пл=1523°C
t°кип=3337°C
40
Zr
91,224
4d2 5s2
1,33
Серебристо-белый металл
t°пл=1852°C
t°кип=4377°C
41
Nb
92,906
4d4 5s1
1,6
Блестящий серебристый металл
t°пл=2468°C
t°кип=4927°C
42
Mo
95,94
4d5 5s1
2,16
Блестящий серебристый металл
t°пл=2617°C
t°кип=5560°C
43
Tc
98,906
4d6 5s1
1,9
Синтетический радиоактивный металл
t°пл=2172°C
t°кип=5030°C
44
Ru
101,07
4d7 5s1
2,2
Серебристо-белый металл
t°пл=2310°C
t°кип=3900°C
45
Rh
102,91
4d8 5s1
2,28
Серебристо-белый металл
t°пл=1966°C
t°кип=3727°C
46
Pd
106,42
4d10
2,2
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=1552°C
t°кип=3140°C
47
Ag
107,87
4d10 5s1
1,93
Серебристо-белый металл
t°пл=962°C
t°кип=2212°C
48
Cd
112,41
4d10 5s2
1,69
Серебристо-серый металл
t°пл=321°C
t°кип=765°C
49
In
114,82
5s2 5p1
1,78
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=156°C
t°кип=2080°C
50
Sn
118,71
5s2 5p2
1,96
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=232°C
t°кип=2270°C
51
Sb
121,76
5s2 5p3
2,05
Серебристо-белый полуметалл
t°пл=631°C
t°кип=1750°C
52
Te
127,60
5s2 5p4
2,1
Серебристый блестящий полуметалл
t°пл=450°C
t°кип=990°C
53
I
126,90
5s2 5p5
2,66
Черно-серые кристаллы
t°пл=114°C
t°кип=184°C
54
Xe
131,29
5s2 5p6
2,6
Бесцветный газ
t°пл=-112°C
t°кип=-107°C
55
Cs
132,91
6s1
0,79
Мягкий серебристо-желтый металл
t°пл=28°C
t°кип=690°C
56
Ba
137,33
6s2
0,89
Серебристо-белый металл
t°пл=725°C
t°кип=1640°C
57
La
138,91
5d1 6s2
1,1
Серебристый металл
t°пл=920°C
t°кип=3454°C
58
Ce
140,12
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=798°C
t°кип=3257°C
59
Pr
140,91
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=931°C
t°кип=3212°C
60
Nd
144,24
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1010°C
t°кип=3127°C
61
Pm
146,92
f-элемент
Светло-серый радиоактивный металл
t°пл=1080°C
t°кип=2730°C
62
Sm
150,36
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1072°C
t°кип=1778°C
63
Eu
151,96
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=822°C
t°кип=1597°C
64
Gd
157,25
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1311°C
t°кип=3233°C
65
Tb
158,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1360°C
t°кип=3041°C
66
Dy
162,50
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1409°C
t°кип=2335°C
67
Ho
164,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1470°C
t°кип=2720°C
68
Er
167,26
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1522°C
t°кип=2510°C
69
Tm
168,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1545°C
t°кип=1727°C
70
Yb
173,04
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=824°C
t°кип=1193°C
71
Lu
174,96
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1656°C
t°кип=3315°C
72
Hf
178,49
5d2 6s2
Серебристый металл
t°пл=2150°C
t°кип=5400°C
73
Ta
180,95
5d3 6s2
Серый металл
t°пл=2996°C
t°кип=5425°C
74
W
183,84
5d4 6s2
2,36
Серый металл
t°пл=3407°C
t°кип=5927°C
75
Re
186,21
5d5 6s2
Серебристо-белый металл
t°пл=3180°C
t°кип=5873°C
76
Os
190,23
5d6 6s2
Серебристый металл с голубоватым оттенком
t°пл=3045°C
t°кип=5027°C
77
Ir
192,22
5d7 6s2
Серебристый металл
t°пл=2410°C
t°кип=4130°C
78
Pt
195,08
5d9 6s1
2,28
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=1772°C
t°кип=3827°C
79
Au
196,97
5d10 6s1
2,54
Мягкий блестящий желтый металл
t°пл=1064°C
t°кип=2940°C
80
Hg
200,59
5d10 6s2
2,0
Жидкий серебристо-белый металл
t°пл=-39°C
t°кип=357°C
81
Tl
204,38
6s2 6p1
Серебристый металл
t°пл=304°C
t°кип=1457°C
82
Pb
207,2
6s2 6p2
2,33
Серый металл с синеватым оттенком
t°пл=328°C
t°кип=1740°C
83
Bi
208,98
6s2 6p3
Блестящий серебристый металл
t°пл=271°C
t°кип=1560°C
84
Po
208,98
6s2 6p4
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=254°C
t°кип=962°C
85
At
209,98
6s2 6p5
2,2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
t°пл=302°C
t°кип=337°C
86
Rn
222,02
6s2 6p6
2,2
Радиоактивный газ
t°пл=-71°C
t°кип=-62°C
87
Fr
223,02
7s1
0,7
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
t°пл=27°C
t°кип=677°C
88
Ra
226,03
7s2
0,9
Серебристо-белый радиоактивный металл
t°пл=700°C
t°кип=1140°C
89
Ac
227,03
6d1 7s2
1,1
Серебристо-белый радиоактивный металл
t°пл=1047°C
t°кип=3197°C
90
Th
232,04
f-элемент
Серый мягкий металл
91
Pa
231,04
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
92
U
238,03
f-элемент
1,38
Серебристо-белый металл
t°пл=1132°C
t°кип=3818°C
93
Np
237,05
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
94
Pu
244,06
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
95
Am
243,06
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
96
Cm
247,07
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
97
Bk
247,07
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
98
Cf
251,08
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
99
Es
252,08
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
100
Fm
257,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
101
Md
258,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
102
No
259,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
103
Lr
266
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
104
Rf
267
6d2 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
105
Db
268
6d3 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
106
Sg
269
6d4 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
107
Bh
270
6d5 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
108
Hs
277
6d6 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
109
Mt
278
6d7 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
110
Ds
281
6d9 7s1
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
Металлы
Неметаллы
Щелочные
Щелоч-зем
Благородные
Галогены
Халькогены
Полуметаллы
s-элементы
p-элементы
d-элементы
f-элементы
Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.
Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.
Структура этилового эфира
На верхнем изображении представлено изображение с моделью сфер и стержней молекулярной структуры этилового эфира.
Как видно, красная сфера, соответствующая атому кислорода, имеет две этильные группы, связанные с обеих сторон. Все звенья простые, гибкие и свободно вращаются вокруг осей σ.
Эти вращения приводят к образованию стереоизомеров, известных как конформеры; что в большей степени, чем изомеры, они являются альтернативными пространственными состояниями. Структура изображения в точности соответствует антиконформеру, в котором все его группы атомов расположены в шахматном порядке (отделены друг от друга).
Каким будет другой конформер? Затменный, и хотя его изображение недоступно, достаточно визуализировать его в форме U. На верхних концах U будут расположены метильные группы, –CH3, которые испытали бы стерические отталкивания (столкнулись в космосе).
Следовательно, ожидается, что молекула CH3CH2ОСН2CH3 большую часть времени принимают антиконформацию.
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.
Характеристика
Что же называют простым эфиром? Это органическое соединение, молекулы которого состоят из двух углеводородных радикалов и атома кислорода. Наиболее важен простой, диэтиловый эфир, формула которого имеет следующий вид:
(С2Н5)2О или С4Н10О.
Он представляет собой бесцветную, прозрачную, очень подвижную летучую жидкость, имеющую своеобразный запах и жгучий вкус.
Под воздействием света, воздуха, тепла и влаги эфир способен разлагаться, образовывая при этом токсичные альдегиды, пероксиды и кетоны, которые раздражают дыхательные пути.
При температуре воды в 20 градусов растворяется на 6,5%. Хорошо смешивается с жирными и эфирными маслами, бензолом и спиртом, независимо от соотношения.
Сам эфир, впрочем, как и его пары, легко воспламеняется. В определенной пропорции с кислородом или же воздухом пары диэтилового эфира, используемые для наркоза, взрывоопасны.
Химические реакции сложных эфиров
Химические реакции сложных эфиров обусловлены нуклеофильной атакой по атому углерода, находящимся в карбонильной группе, и замещением алкоксигруппы.
При кислотном гидролизе сложный эфир превращается в исходную карбоновую кислоту и спирт. Реакция проходит в присутствии минеральной кислоты.
CH3-C(O)O-C2H5 H2O → CH3COOH C2H5OH
При щелочном гидролизе образуются соль карбоновой кислоты и спирт. Данная реакция необратима.
CH3-C(O)O-C2H5 NaOH→ CH3-C(O)ONa C2H5OH
Следует обратить внимание на то, что кислотный гидролиз обратим.
В процессе гидрирования образуются две молекулы спирта. Реакция идет при наличии катализатора.
C2H5-C(O)O-C2H5 2H2→ 2C2H5OH
CH3-C(O)O-C2H5 2H2→ CH3OH C2H5OH
При взаимодействии сложных эфиров и аммиака образуются амиды кислот и спирты.
C2H5-C(O)O-C3H7 NH3→ C2H5-C(O)NH2 C3H7OH
2СН3-С(О)О-СН3 7О2→2СО2 6Н2О
Химические свойства
Для диэтилового эфира характерны все химические свойства простых эфиров. Итак, разберемся с этим вопросом подробнее. Это довольно инертное вещество. Основное отличие от сложных эфиров – отсутствие гидролиза, правда, есть и исключения. На холоде не взаимодействует с хлоридом фосфора, металлическим натрием и многими разбавленными минеральными кислотами.
Эфир с неподеленными парами электронов взаимодействует с протоном сильной кислоты, в результате чего образуется неустойчивое оксониевое соединение:
— Ацидолиз. Серная и йодоводородная кислоты, а также FeCl3 в ангидриде уксусной кислоты способны расщеплять простые эфиры. Химическая реакция выглядит так: CH3—CH2—O—CH2—CH3 HJ → CH3—CH2—OH J—CH2—CH3.
— Реакция металлирования, получившая название реакции Шорыгина. Нагретый металлический натрий расщепляет диэтиловый эфир: C2H5–O–C2H5 2Na → C2H5ONa C2H5Na
— Относительная химическая инертность не препятствует эфирам при хранении на воздухе образовывать перекиси, что зачастую приводит к взрывам в конце перегонки.
Химические свойства моносахаридов
В зависимости от характера реагента в реакцию вступают линейная или циклическая форма.
Восстановление
Взаимодействие с бромной водой:
Взаимодействие с аммиачным раствором оксида серебра (качественная реакция на альдегиды):
Взаимодействие с гидроксидом меди:
Взаимодействие с реактивом Фелинга:
Взаимодействие с сильным окислителем – концентрированной азотной кислотой:
Щелочи с высокой концентрацией вызывают осмоление сахаров. При взаимодействии с разбавленным раствором щелочи образуется ендиол.
В растворе глюкозы, хранящемся в стеклянной склянке, через 5 суток хранения будет 66,5 % глюкозы, 31 % фруктозы и 2,5 % монозы. Такой же процесс происходи и в живых организмах, но под действием ферментов.
В мягких условиях алкилирование протекает только у той гидроксильной группы, где связь самая непрочная (при полуацетальном гидроксиле).
Спиртовое брожение протекает в присутствии дрожжей:
С6Н12О6→ 2 С2Н5ОН 2 СО2
Молочнокислое брожение протекает в присутствии молочнокислых бактерий:
С6Н12О6 → 2 СН3-СН(ОН)-СООН
В результате маслянокислого брожения образуется масляная кислота.
С6Н12О6 → СН3-СН2-СН2-СООН 2 СО2 2 Н2
Химические свойства. простые эфиры являются достаточно инертными веществами.
Простые эфиры являются достаточно инертными веществами.
Образование оксониевых солей. Наличие в молекуле простого эфира атома кислорода со свободной электронной парой определяет их основные свойства. При взаимодействии простых эфиров с концентрированными минеральными кислотами образуются оксониевыесоли.
Расщепление простых эфиров.
а) Расщепление под действием щелочных металов. Простые эфиры под действием щелочных металлов (Na, К, Li) при нагревании способны расщепляется с образованием алкоголятов и натрийорганических соединений.
б) Расщепление под действием кислот (ацидолиз). Простые эфиры разлагаются концентрированной йодоводородной кислотой уже на холоду с образованием алкилйодида и спирта.
Реакция проходит по механизму SN2.
Если реакцию проводят при нагревании, то образуется вторая молекула этилйодида.
Окисление простых эфиров. Простые эфиры окисляются на воздухе при нормальной температуре. Легче всего окисление протекает по α-углеродному атому
Образующиеся пероксиды неустойчивы, легко взрываются. Работать с эфирами необходимо с большой осторожностью, предварительно убедившись в отсутствии пероксидных соединений.
ТИОЛЫ. ТИОЭФИРЫ
Тиолами (тиоспиртами, меркаптанами) называют соединения общей формулы R–SH (аналоги спиртов). Их можно рассматривать как производные сероводорода H2S, в котором один атом водорода замешен углеводородным радикалом.
По систематической номенклатуре названия тиолов образуют путем добавления к названию родоначального углеводорода суффикса -тиол. Префикс меркапто- используют, если в молекуле SH-rpynna не является старшей.
По рациональной номенклатуре тиолы называют меркаптанами.
Тиолы представляют собой жидкие или твердые вещества (за исключением метантиола), с неприятным запахом, ядовиты.
Получают тиолы из сероводорода и его кислых солей реакцией алкнлирования галогеналканами или спиртами.
§
Тиолы во многом сходны со спиртами, обладают более выраженными кислотными свойствами. Реакции обусловлены поляризацией связи S–Н и нуклеофильными свойствами атома серы.
Образование тиолятов (меркаптидов). Тиолы образуют соли не только со щелочным и металлами, но и их гидроксидами, а также ионами тяжелых металлов.
Ацилирование. Реакция аналогична этерификации карбоновых кислот.
Окисление. В отличие от спиртов тиолы окисляются не по углеродному атому, а по атому серы. При окислении тиолов в мягких условиях (Н2О2, CuCl3 и др.) образуются диалкилдисульфиды, в жестких (КМnO4, HNO3 или НOI) – сульфокислоты.
Тиоэфирами (сульфидами) называют производные сероводорода H2S, в которых два атома водорода замещены углеводородными радикалами. Их можно рассматривать как тиоаналоги простых эфиров (R-S-R’).
Получают сульфиды в результате алкилирования алкилгалогенидами тиолятов и сульфидов щелочных металлов.
Сульфиды – бесцветные вещества с неприятным запахом. Практически нерастворимы в воде. При взаимодействии с кислотами образуют сульфониевые соли:
Окисление сульфидов в зависимости от природы окислителя и условий реакции протекает с образованием сульфоксидов R2SO или суль-фонов R2SO2
Сульфоксиды менее стабильны, чем сульфоны. Сульфоксиды относительно легко окисляются до сульфонов и восстанавливаются до сульфидов.
19. ФЕНОЛЫ
Фенолами называют производные ароматических углеводородов, у которых один или несколько атомов водорода в ароматическом ядре замешены на гидроксильную группу.
По числу гидроксильных групп фенолы делят на: одноатомные, двухатомные, трех- и полнатомные.
§
§
§
1. Кислотные свойства. Фенолы обладают кислотным характером, они способны образовывать соли уже при действии щелочей:
В водном растворе феноляты подвергаются частичному гидролизу т. к. образованы слабой кислотой и сильным основанием. По этой причине их растворы имеют щелочную реакцию. Минеральные кислоты, втом числе и угольная, вытесняют фенолы из их солей.
На кислотность фенола оказывают влияние заместители в ароматическом ядре. При наличии в п-положении электроноакдепторных заместителей (–NO2, –Br, –Cl, –CN и др.) кислотные свойства усиливаются. Если в п-положение ввести электронодонорные заместители (-NH2, -ОСН3 и др.), то происходит снижение кислотных свойств, поскольку уменьшается смешение электронов связи О–Н к атому кислорода, что затрудняет отрыв протона:
2. Образование простых и сложных эфиров. Простые эфиры фенола непосредственно из фенола получить не удается. Для их получения испапьзуют реакцию Вильямсона: взаимодействие феноксида натрия с галоидными алкилами или арилами.
При взаимодействии фенолятов с галогенаренами образуются ароматические простые эфиры:
Дифениловый эфир имеет запах герани.
Ароматические простые эфиры имеют схожие химические свойства с простыми эфирами алифатического ряда. Они не взаимодействуют со щелочами, разложить их можно только йодоводородной кислотой.
Взаимодействие фенолятов с галогенангидридами карбоновых кислот приводит к образованию сложных эфиров:
Аналогичные продукты также получают по реакции ацилирования самих фенолов с ангидридами карбоновых кислот:
Такая реакция называется О-ацилированием.
В отличие от спиртов фенолы не этерифицируются непосредственно карбоновыми кислотами из-за недостаточной электронной плотности на атоме кислорода.
3. Взаимодействие фенолята натрия с хлоруксусной кислотой. Примером реакции О-алкилирования является реакция получения феноксиуксусной кислоты:
Феноксикислоты являются твердыми полупродуктами с четкой температурой плавления и служат для идентификации фенолов. Феноксиуксусная кислота имеет большое значение в синтезе фармацевтического препарата феноксипенициллина. Пенициллин – это природный антибиотик, который образуется в результате размножения плесени. В настоящее время пенициллин получают в медицинской промышленности в больших чанах, в которых произрастает плесень. Однако природу пенициллина можно изменять. Если в питательную среду плесени добавить феноксиуксусную кислоту, получают феноксиметил-пенициллин, который более устойчив, чем обычный пенициллин.
Аналогично получают 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту – стимулятор роста растений.
§
Гицроксильная группа является одним из самых сил ьных доноров электронов ( М), она значительно повышает электронную плотность в бензольном ядре и тем самым увеличивает его реакционную способность в реакциях SE.
1. Премирование. При взаимодействии фенола с бромной водой в отсутствии катализатора в молекулу вводится три атома брома и образуется 2,4,6-трибромфенол:
Эта реакция используется для качественного и количественного определения фенола.
Для введения одного или двух атомов брома в бензольное кольцо реакцию бронирования проводят в низкополярных растворителях (CCl4, CHCl3)
2. Нитрование. Если бензол нитруется только нитрующей смесью, то фенол можно нитровать разбавленной азотной кислотой при комнатной температуре;
В этих условиях в молекулу фенола вводится одна нитрогруппа. Полученную смесь нитрофенолов можно разделить перегонкой с водяным паром. В связи с тем, что в молекуле о-нитрофенола гидроксильная и нитрогруппа находятся рядом, между атомом водорода ОН-группы и атомом кислорода NO2-группы образуется внутримолекулярная водородная связь (ВВС):
Подобные соединения легколетучи. Как видно, образуется 6-членный цикл за счет хелатной водородной связи (внутримолекулярная водородная связь называется хелатной).
Молекулы папа-изомера образуют межмолекулярные водородные связи (МВС):
Для п— и о-нитрофенолов характерна бензоидно-хиноидная таутомерия. Мета-нитрофенолы не являются таутомерными веществами, так как в них нет сопряжения между ОН- и NO2-группами,
Свободные нитрофенол – бесцветные вещества или имеют желтую окраску. При добавлении щелочей образуются соли нитрофенолов, окрашенные в ярко-желтый цвет.
При действии концентрированной азотной кислоты на фенол образуется осадок 2,4,6-тринитрофенола:
2,4,6-Тринитрофенол называется пикриновой кислотой, по кислотности он приближается к серной кислоте,
3. Сульфирование. Сульфирование фенола проходит очень легко и в зависимости от температуры приводит к о- или п-изомерам:
4. Алкилирование и ацилирование. Реакции алкилирования и ацилирования по бензольному кольцу (С-алкилирование и С-ацилирование фенолов) проводят в условиях реакции Фриделя – Крафтса;
5. Азосочетание. Фенолы в качестве азосоставляющей в слабощелочной среде вступают в реакцию азосочетания с солями диазония с образованием азосоединений:
6. Синтез фенолкарбоновых кислот (реакция Кольбе – Шмитта). При пропускании углекислого газа через раствор фенолята натрия образуется салицилат натрия, который при действии минеральных кислот образует салициловую кислоту.
7. Гидроксиметилирование. При обработке фенолов формальдегидом в кислой или щелочной среде образуется смесь о- и п-гидрокси-метилфенолов. Реакция протекает по механизму SE, электрофильной частицей в условиях кислотного катализа является гид рокси метилкатион СН2ОН:
В присутствии минеральных кислот гидроксиметилфенол вступает в реакцию конденсации с молекулой фенола:
В более жестких условиях образуются высокомолекулярные продукты поликонденсации – фенолоформальдегидные смолы.
В результате такой реакции поликонденсации могут образовываться смолы линейного или сетчатого строения.
§