Химические свойства простых эфиров.

В сравнении со спиртами простые эфиры химически менее активны, например, они устойчивы к действию щелочей и щелочных металлов (металлический Na применяют даже для удаления следов воды из эфиров). В отличие от щелочей, кислоты расщепляют эфирный фрагмент, для этого чаще применяют галоидоводороды, особенно эффективен HI.

Атом кислорода в эфирном фрагменте содержит свободную электронную пару С–Ö–C, благодаря этому эфиры оказываются способными присоединять различные нейтральные молекулы, склонные к образованию донорно-акцепторных связей, атом кислорода дает для образования связи электронную пару (донор), роль акцептора, принимающего эту пару, играет присоединяющаяся молекула или ион . В результате возникают комплексные соединения.

В присутствии кислорода воздуха на свету эфиры частично окисляются с образованием перекисных соединений R–O–O–R', которые способны взрываться даже при слабом нагреве, поэтому, приступая к перегонке эфира, его предварительно обрабатывают восстановителями, разрушающими перекиси, часто вполне достаточно хранить эфир над металлическим Na.

Сложные эфиры

Сложные эфиры – это производные карбоновых кислот, в молекулах которых атом водорода карбоксильной группы замещен на углеводородный радикал. Сложные эфиры низших карбоновых кислот и простейших спиртов – это летучие жидкости, плохо растворяющиеся в воде, обычно имеющие приятный запах, легче воды. Сложные эфиры высших спиртов и карбоновых кислот – твердые, воскоподобные, например, пальмитиновоцетиловый эфир (содержится в спермацете – одной из нуклеиновых кислот, участвующих в передаче наследственных признаков) и пальмитиновомирициловый эфир (содержится в пчелином воске).

Сложные эфиры применяются для изготовления искусственных эссенций, используемых в производстве фруктовых вод, кондитерских изделий, косметических средств, отдушек для препаратов бытовой химии и т.д.

Химические свойства сложных эфиров

Химические свойства обусловлены наличием функциональной группы, -C(O)-O-.

1. Реакция гидролиза:

а)  кислотный гидролиз (при нагревании, в кислой среде):

CH₃-C(O)-O-CH₃ + H₂O↔CH₃COOH + CH₃OH (t⁰, H⁺)

б) щелочной гидролиз (при нагревании):

CH₃-C(O)-O-C₂H₅ + NaOH→CH₃COONa + C₂H₅OH (t⁰)

2. Взаимодействия со спиртами (реакция переэтерификации):

CH₃-C(O)-O-C₂H₅ + CH₃OH↔CH₃-C(O)-O-CH₃ + C₂H₅OH (t⁰, H⁺)

3. Взаимодействие с аммиаком (при нагревании)

CH₃-C(O)-O-C₂H₅ + NH₃→CH₃-C(O)-NH₂ + C₂H₅OH

4. Галогенирование, если в составе углеводородного радикала имеются кратные связи

CH₂=CH-C(O)-O-CH₃ + Br₂→ Br-CH₂-C(Br)H-C(O)-O-CH₃.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Правила по технике безопасности

    1. Органические вещества и продукты их реакций могут быть токсичны или взрывоопасны. Поэтому четко следуйте методическим указаниям при выполнении лабораторной работы.

Будьте осторожны при обращении с металлическим натрием, с растворами кислот и щелочей. Избегайте попадания этих веществ в глаза и на кожу.

3. Нагревание пробирок проводите в вытяжном шкафу, держите открытое отверстие пробирки от себя, слегка наклонив к стене. Особенно осторожно и аккуратно нагревайте смесь концентрированной H₂SO₄ и этилового спирта в опыте №4.

Опыт № 1. Обнаружение воды в спирте

В фарфоровой чашке нагрейте на пламени горелки 1.5 - 2 грамма CuSO₄*5H₂O, перемешивая соль медной проволокой до полного исчезновения голубой окраски. 

Пересыпьте соль в сухую пробирку и наливают 2-3 мл этилового спирта. При встряхивании и слабом нагревании содержимого пробирки белый порошок быстро окрашивается в голубой цвет. Получившийся обезвоженный спирт используйте для следующего опыта.

Опыт № 2. Образование и гидролиз алкоголята

Полученный в опыте №1 обезвоженный этиловый спирт слейте с осадка в сухую пробирку и погрузите в него кусочек натрия. Охлаждая пробирку в стакане с водой, предотвращаем разогрев смеси и выкипание спирта. Когда газ станет выделяться спокойно, поднесите к отверстию пробирки зажженную спичку. Водород вспыхивает с резким звуком. Жидкость постепенно густеет.

Полученный концентрированный раствор алкоголята подогрейте до разжижения и с помощью изогнутой проволоки удалите из пробирки кусочек натрия.

К концентрированному раствору алкоголята добавьте 5-6 мл воды и испытайте реакцию полученного раствора фенолфталеином.

Опыт № 3. Окисление этанола

    В пробирку поместите 1 мл этилового спирта, столько же 5% раствора K₂Cr₂O₇ и 0,5 мл 10% раствора H₂SO₄ . Полученный оранжевый раствор слегка нагрейте над пламенем горелки до начала изменения цвета. Через насколько секунд появится зеленоватая окраска, характерная для солей Cr(III), одновременно ощущается запах уксусного альдегида (запах прелых яблок).

Опыт № 4. Образование диэтилового эфира

    Смешайте в пробирке 1мл этилового спирта и 1мл концентрированной серной кислоты. Сильно разогревшуюся смесь осторожно нагрейте на горелке до начала кипения. При этом не обнаруживается запаха эфира. Удалите нагретую пробирку от горелки, очень осторожно прилейте к смеси еще пять капель спирта. При этом, сразу же появляется запах эфира.

Опыт № 5 . Образование глицерата меди

        В пробирку налейте 1 мл 2% раствора CuSO₄ и 2 мл 10% раствора NaOH. Образуется голубой студенистый осадок Cu(OH)₂ . Добавьте 1 мл глицерина и встряхните пробирку. Осадок Cu(OH)₂ переходит в раствор интенсивно-синего цвета.

        Напишите для каждого опыта уравнение протекающих реакций.

КОНТОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ