Дата:
|
УРОК №
|
Тема
|
Сложные эфиры. Гидролиз сложных эфиров водой и раствором щелочи. Сложные эфиры в природе.
|
Цель
|
Рассмотреть класс сложных эфиров. Образование названий сложных эфиров. Изомерию, физические и химические свойства. Дать представление об областях применения сложных эфиров.
Развивать устойчивый интерес к предмету, логическое мышление.
Воспитывать этическое поведение на уроке.
|
Оборудование
|
|
Тип урока
|
Изучения нового материала
|
Методы
|
Лекция, объяснение
|
Ход урока:
|
I Организационный этап.
|
Приветствие, перекличка, сообщение темы урока
|
II Актуализация опорных знаний
|
Что такое спирты? Что такое карбоновые кислоты? Как называется реакция между спиртом и карбоновой кислотой?
|
III Изучение нового материала
|
Сложные эфиры
CnH2nO2
Производные карбоновых или неорганических кислот, в которых атом водорода в гидроксильной группе замещён радикалом, называются сложными эфирами. Обычно общую формулу сложных эфиров обозначают как два углеводородных радикала, присоединённых к карбоксильной группе – CnH2n+1-COO-CnH2n+1 или R-COOR’
ироко используют четыре типа названий сложных эфиров: из четырех слов, из двух слов, из одного слова и по номенклатуре ИЮПАК
По систематической номенклатуре (номенклатуре ИЮПАК)
|
По тривиальной номенклатуре (из 4-х слов)
|
сложные эфиры называют, прибавляя в качестве приставки название спиртового радикала к названию кислоты, в котором вместо окончания –овая кислота используют суффикс –оaт
|
названия сложных эфиров производят от названий кислот и спиртов, остатки которых входят в их состав, с добавлением слова эфир
|
|
|
|
|
Из одного слова
|
Из двух слов
|
Также названия сложных эфиров образуются путем прибавления к названию аниона кислоты приставки с названием углеводородного радикала спирта
|
Название можно так же составить, складывая названия кислотной и спиртовой частей, к которым добавляется окончание «ый» и слово «эфир»
|
 
|
|
Изомерия сложных эфиров |
Изомерия углеродной цепи
|
Изомерия положения сложноэфирной группировки –СО–О–
|
Межклассовая изомерия
|
начинается по кислотному остатку с бутановой кислоты, по спиртовому остатку – с пропилового спирта, например, метилбутирату изомерны метилизобутират, пропилацетат и изопропилацетат.
|
Этот вид изомерии начинается со сложных эфиров, в молекулах которых содержится не менее 4 атомов углерода, например этилацетат и метилпропионат, этилпропионат и метилбутират.
|
метилацетату изомерна пропановая кислота, а метилформиату уксусная кислота
|
|
|
|
|
|
|
Для сложных эфиров, содержащих непредельную кислоту или непредельный спирт, возможны еще два вида изомерии: изомерия положения кратной связи и цис- , транс-изомерия
|
Физические свойства.
|
Когда число атомов С в исходных карбоновой кислоте и спирте не превышает 6–8, соответствующие сложные эфиры представляют собой бесцветные маслянистые жидкости, чаще всего с фруктовым запахом. Они составляют группу фруктовых эфиров.
|
Если в образовании сложного эфира участвует ароматический спирт (содержащий ароматическое ядро), то такие соединения обладают, как правило, не фруктовым, а цветочным запахом.
|
Все соединения этой группы практически нерастворимы в воде, но легко растворимы в большинстве органических растворителей.
|
При увеличении размеров органических групп, входящих в состав сложных эфиров, до С15— С30 соединения приобретают консистенцию пластичных, легко размягчающихся веществ. Эту группу называют восками, они, как правило, не обладают запахом.
|
Воски не смачиваются водой, растворимы в бензине, хлороформе, бензоле.
|
Третья группа – жиры. В отличие от предыдущих двух групп на основе одноатомных спиртов ROH, все жиры представляют собой сложные эфиры, образованные из трехатомного спирта глицерина НОСН2–СН(ОН)–СН2ОН. Карбоновые кислоты, входящие в состав жиров, как правило, имеют углеводородную цепь с 9–19 атомами углерода.
Животные жиры (коровье масло, баранье, свиное сало) – пластичные легкоплавкие вещества.
Растительные жиры (оливковое, хлопковое, подсолнечное масло) – вязкие жидкости.
|
Сложные эфиры низших карбоновых кислот и спиртов представляют собой летучие жидкости, многие из которых обладают приятным цветочным или фруктовым запахом. Они практически нерастворимы в воде и имеют более низкие температуры кипения, чем изомерные им карбоновые кислоты. Это связанно с тем, что в молекулах сложных эфиров отсутствуют межмолекулярные водородные связи.
|
Химические свойства
|
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).
расщепление сложного эфира при действии воды с образованием карбоновой кислоты и спирта – называют гидролизом сложного эфира.
|
Гидролиз в присутствии щелочи протекает необратимо (т.к. образующийся отрицательно заряженный карбоксилат-анион RCOO– не вступает в реакцию с нуклеофильным реагентом – спиртом)
|
|
|
|
|
|
Эта реакция называется омылением сложных эфиров (по аналогии со щелочным гидролизом сложноэфирных связей в жирах при получении мыла)
| 2. Реакция горения
Горение сложных эфиров происходит с образованием углекислого газа и воды:
|
Получение:
|
Cложные эфиры могут быть получены при взаимодействии карбоновых кислот со спиртами (реакция этерификации) в присутствии серной кислоты.
 
|
Применение
Этилформиат и этилацетат используются как растворители целлюлозных лаков.
|
Сложные эфиры применяются для производства пластмасс, резины в качестве пластификаторов.
Из восков изготавливают политуры, смазки, пропиточные составы для бумаги (вощеная бумага) и кожи, они входят и в состав косметических кремов и лекарственных мазей.
|
В конце XIX — начале ХХ века, когда органический синтез делал свои первые шаги, было синтезировано и испытано фармакологами множество сложных эфиров. 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 на основе низших спиртов и кислот используют в пищевой промышленности при создании фруктовых эссенций, а сложные эфиры на основе ароматических спиртов – в парфюмерной (изготовление мыла, духов, кремов) промышленности.
|
Многие сложные эфиры используются в качестве растворителей, например этилацетат, который используется в качестве растворителя лаков и красок, в органическом синтезе, а также при изготовлении лекарственных средств.
|
Сложные эфиры непредельных спиртов используются для изготовления лаков и красок, так как вступают в реакции присоединения по двойной связи и образуют полимеры. Например, винилацетат - сложный эфир уксусной кислоты и винилового спирта CH3−C(O)−O−CH=CH2 при полимеризации образует поливинилацетат, который используется для изготовления кожезаменителя, его еще называют винилкожей или дермантином. Винилацетат используется для производства поливинилацетатных смол, клеев и красок.
|
 бензилбензоат (бензиловый эфир бензойной кислоты) (бензилбензоат).
Бесцветная маслянистая жидкость со слегка ароматическим запахом, острого и жгучего вкуса. Практически нерастворима в воде, смешивается со спиртом, эфиром и хлороформом. Применение: чесотка (мазь, гель и эмульсия), педикулез (мазь).
|
IV Обобщение и систематизация знаний
|
|
V Домашнее задание
|
§ 30 (Сложные эфиры) изучить, решить задачи 1-2 стр.129
|
 
|
VI Подведение итогов
|
Выставление ученикам оценок за работу на уроке.
|
Воски бывают растительные, животные, ископаемые и синтетические.
|
Растительные воски
|
Пальмовый воск находится в углублениях кольчатого ствола восковой пальмы, откуда его соскабливают. Одно дерево дает 12 кг воска.
|
Японский воск добывают из лакового дерева, произрастающего в Японии и Китае.
|
Растительные воски покрывают тонким слоем листья, стебли, плоды и защищают их от размачивания водой, высыхания, вредных микроорганизмов, иногда в качестве резервных липидов входят в состав семян (например, «масло» жожоба).
|
Животные воски
|
Пчелиный воск наиболее известный из этого вида восков. Он содержит сложный эфир пальмитиновой кислоты и мирицилового спирта (мирицилпальмитат, пальмитиномирициловый эфир):
CH3(CH2)14–CO–O–(CH2)29CH3
|
Миристилпальмитат, локализованный в углублениях костей черепа кашалота, является проводником звуков при эхолокации.
|
Шерстяной (шерстный) воск – ланолин – обильно покрывает шерсть животных
|
Спермацет содержится в костных черепных углублениях некоторых видов китов, особенно кашалотов. На 90% состоит из пальмитиноцетилового эфира.
|
К воскам относятся кожное сало и ушная сера.
|
Воск бактерий покрывает поверхность кислотоупорных бактерий, например, туберкулезных, обеспечивая их устойчивость к внешним воздействиям.
|
Из пчелиного воска пчелы строят соты, шерстяной (ланолин) предохраняет шерсть и кожу животных от влаги, засорения и высыхания.
|
Ископаемые воски
|
Торфяной воск получают экстракцией бензином при 800 С верхового битуминозного торфа.
|
Буроугольный воск (монтан-воск) извлекают бензином из бурого битуминозного угля.
|
Горный воск (озокерит) – минерал из группы нефтяных битумов.
|
Синтетическим воски
|
получают на основе нефтяных и смоляных парафинов и их производных.
|
 
Виды сложных эфиров карбоновых кислот приведены в таблице.
Вид
|
Описание
|
Примеры
|
Фруктовые эфиры
|
Жидкости, молекулы которых включают не более восьми атомов углерода. Обладают фруктовым ароматом. Состоят из одноатомных спиртов и карбоновых кислот
|
CH3-COO-CH2-CH2-CH(CH3)2 – изоамиловый эфир уксусной кислоты (запах груши);
C3H7-COO-C2H5 – этиловый эфир масляной кислоты (запах ананаса);
CH3-COO-CH2-CH-(CH3)2 – изобутиловый эфир уксусной кислоты (запах банана).
|
Жиры
|
Жидкие (масла) и твёрдые вещества, содержащие от девяти до 19 атомов углерода. Состоят из глицерина и остатков карбоновых (жирных) кислот
|
Оливковое масло – смесь глицерина с остатками пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой кислот
|
Воски
|
Твёрдые вещества с 15-45 атомами углерода
|
CH3(CH2)14-CO-O-(CH2)29CH3 –мирицилпальмитат
|
Сложные эфиры карбоновых кислот – главная составляющая ароматных эфирных масел, которые содержатся в плодах, цветах, ягодах. Также входят в состав пчелиного воска.
| |
Скачать 1.31 Mb.