Эфир
-
Определение и классификация сложных эфиров
- Сложные эфиры образуются из кислот и спиртов, заменяя атом водорода на органическую группу.
- Аналогичные соединения с другими халькогенами также считаются сложными эфирами.
- Органильные производные кислого водорода других кислот не считаются сложными эфирами по IUPAC.
-
Примеры сложных эфиров
- Глицериды — сложные эфиры жирных кислот глицерина, важные в биологии.
- Лактоны — сложные циклические карбоновые эфиры, придающие аромат продуктам.
- Сложные эфиры могут быть получены из различных кислот, включая оксокислоты и кислоты без кислорода.
-
Номенклатура и этимология
- Слово «сложный эфир» введено Леопольдом Гмелином в 1848 году.
- Названия сложных эфиров происходят от исходного спирта и кислоты.
- Сложные эфиры простейших карбоновых кислот называются по тривиальным названиям.
- Сложные эфиры более сложных карбоновых кислот называются по систематическим названиям ИЮПАК.
-
Ортоэфиры и неорганические кислоты
- Ортоэфиры — сложные эфиры ортокарбоновых кислот.
- Сложные эфиры неорганических кислот включают перхлораты, сульфаты, нитраты, пирофосфаты, трифосфаты и другие.
- Некоторые неорганические кислоты образуют два или более типов сложных эфиров.
-
Структура и физические свойства
- Сложные эфиры содержат карбонильную группу C=O, что приводит к углам 120° C–C–O и O–C–O.
- Сложные эфиры менее жесткие и более летучие, чем амиды.
- Сложные эфиры участвуют в водородных связях, но не могут быть донорами водородных связей.
-
Характеристика и анализ
- Сложные эфиры идентифицируют с помощью газовой хроматографии.
- ИК-спектры сложных эфиров характеризуются полосой в диапазоне 1730-1750 см-1.
-
Области применения и случаи возникновения
- Сложные эфиры используются в парфюмерии, косметике, фармацевтике, пищевой промышленности и других областях.
- Сложные эфиры также важны в биологии, например, в составе липидов и ДНК.
-
Сложные эфиры в природе и промышленности
- Сложные эфиры широко распространены в природе, включая жиры и фрукты.
- В промышленности производятся сложные полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат и сложные эфиры акрилата.
-
Этерификация
- Этерификация — это реакция, в которой спирт и кислота образуют сложный эфир.
- Сложные эфиры используются в парфюмерии и полимерах.
-
Методы этерификации
- Этерификация по Фишеру: обработка карбоновой кислоты спиртом в присутствии дегидратирующего агента.
- Этерификация по Штеглиху: образование сложных эфиров в мягких условиях.
- Этерификация эпоксидами: образование β-гидроксиэфиров.
- Алкоголиз ацилхлоридов и ангидридов кислот: образование сложных эфиров.
- Алкилирование карбоновых кислот и их солей: использование тетрафторбората триметилоксония.
-
Переэтерификация и гидролиз
- Переэтерификация: превращение одного сложного эфира в другой.
- Гидролиз: реакция сложных эфиров с водой.
-
Другие методы
- Карбонилирование: получение сложных эфиров пропановой кислоты.
- Добавление карбоновых кислот к алкенам и алкинолам: получение винилацетата.
- Из альдегидов: реакция Тищенко для получения сложных эфиров.
-
Реакции сложных эфиров
- Сложные эфиры менее реакционноспособны, чем галогениды и ангидриды кислот.
- Переэтерификация может быть кислотной или щелочной.
- Гидролиз и омыление: реакции сложных эфиров с водой и основаниями.
-
Восстановление сложных эфиров
- Сложные эфиры устойчивы к восстановлению.
- Каталитическое гидрирование: восстановление сложных эфиров до жирных спиртов.
- Восстановление Буво–Блана: устаревший метод восстановления сложных эфиров.
-
Реакции сложных эфиров
- Сложные эфиры вступают в реакции с углеродными нуклеофилами, образуя третичные спирты и β-кетоэфиры.
- Конденсация Клейзена и Дикмана используются для образования колец и β-дикарбонильных соединений.
- Сложные эфиры могут подвергаться перегруппировкам, таким как Бейкера-Венкатарамана и Чана.
-
Активные вещества сложных эфиров
- Карбонильный кислород в сложных эфирах слабоосновен, но образует аддукты.
- Атомы водорода в углероде, соседнем с карбоксильной группой, могут подвергаться депротонированию.
- Депротонирование используется в синтезе сложного малонового эфира и алкилировании по методу Фратера-Зеебаха.
-
Другие реакции сложных эфиров
- Сложные эфиры могут быть преобразованы в нитрилы и алкены.
- Сложные метиловые эфиры подвергаются декарбоксилированию по методу Крапчо.
- Фениловые эфиры реагируют с гидроксиарилкетонами при перегруппировке Фри.
-
Защищающие группы
- Сложные эфиры служат защитными группами для карбоновых кислот, предотвращая самореакции бифункциональных аминокислот.
- Трет-бутиловые эфиры особенно полезны, так как расщепляются в сильно кислых условиях.
-
Список эфирных отдушек
- Многие сложные эфиры имеют фруктовый запах и используются в искусственных ароматизаторах.
-
Другие классы сложных эфиров
- Амид, тиоамид, карбоксимидат, карбаматный, ксантогенат, амидин, цианат, тиоцианат, селеноцианат, теллуроцианат.
- Полиэстер, олигоэфир, полиолефин, тиоэфир, переэтерификация, эфирный липид, ацилал, орто-эфир, депсид, депсипептид, глицерид, лактон, лактид, витамин С, фталид, кумарин, макролиды, формиат, хлороформиат.