15.               Etery- wrór ogólny

Przez etery rozumiemy ogólnie związki zawierające w cząsteczce wiązanie eterowe C–O–C, gdzie atomy węgla pochodzą z łańcucha węglowodorowego bądź z pierścienia aromatycznego. Pamiętamy, że gdy w cząsteczce jest więcej niż jedna grupa funkcyjna, o przynależności związku do grupy chemicznej decyduje grupa silniejsza, bardziej reaktywna (bowiem ona będzie narzucać podstawowe właściwości związku), bądź nasze uznanie. Ogólny wzór eterów można zapisać jako R—O—R' (R = R' - tzw. etery symetryczne, lub R różne od R', alifatyczne bądź aromatyczne).

Nazwy eterów tworzymy przez podanie słowa eter i nazw dwóch podstawników przy atomie tlenu:

W przypadkach złożonych podstawników uciekamy się do podania nazwy podstawowego rodnika, drugą część cząsteczki traktując jako podstawnik alkoksylowy (kwas p-etoksybenzoesowy czy etoksypropyl).

Wyróżniamy także etery cykliczne np. dioksan lub tetrahydrofuran.

Etery to związki o ogólnym wzorze: R1--O--R2 R1 i R2 oznaczają dowolne węglowodorowe grupy alkilowe lub/i arylowe.

16.               Kwasy organiczne jednokarboksylowe: nomenklatura, szereg homologiczny pierwszych sześciu członów szeregu.

a) Kwas mrówkowy- metanowy

HCOOH

b) Kwas octowy= metanowy= metanokarboksylowy

CH3 COOH

c)                  Kwas propionowy= propanowy

  C2H5COOH

d)                  Kwas masłowy = butanowy

  CH3(CH2)2COOH ; C3H7COOH ; C4H8O2

  e) Kwas walerianowy= n- pentanowy

C5H10O2 lub C4H9COOH

  f) Kwas kapronowy- heksanowy

C5H11COOH

17.               Szereg kwasów dikarboksylowych, nomenklatura i wzory pierwszych 4.

a) Kwas szczawiowy- etanodiowy

HOOC-COOH

b) Kwas malonowy- propanodiowy

HOOC-CH2-COOH

c)                  Kwas bursztynowy- 1,4 butanodiowy

  HOOC-CH2-CH2-COOH

d)                  Kwas  glutarowy- pentanodiowy

HOOC-CH2-CH2-CH2-COOH

18.              Estry, otrzymywanie , hydroliza , przykłady.

ESTRY KWASÓW KARBOKSYLOWYCH

Estry są to związki chemiczne powstałe w wyniku połączenia cząsteczki kwasu z cząsteczką alkoholu; są one  pochodnymi kwasów karboksylowych,  w których zamiast atomu wodoru grupy karboksylowej znajduje się grupa alkilowa lub arylowa. Wzór ogólny tej grupy związków przedstawia się następująco:

1.Nomenklatura estrów:

a).nazwy obojętnych estrów tworzy się analogicznie do nazw soli obojętnych tzn. nazwy składają się z dwóch wyrazów: 
-pierwszy określa resztę kwasową i tworzy się z nazwy kwasu, przy czym przyrostek –owy występujący w kwasach  w nazwie soli zostaje zamieniony na przyrostek –an;

-drugi – pochodzi od nazwy alkoholu np.:

b).nazwy estrów zawierających wolne grupy karboksylowe (tzw.”kwaśnych estrów”) tworzy się dodając przedrostek wodoro-, np.:

powrót

2.Otrzymywanie estrów:
a).reakcja estryfikacji - reakcja kwasu karboksylowego z alkoholem lub fenolem w obecności środowisku kwasowym. Ogólny schemat przebiegu estryfikacji przedstawia się następująco:

np.: 

Reakcja estryfikacji jest przykładem reakcji kondensacji i polega ona na tym, że z dwóch cząsteczek reagentów organicznych powstaje cząsteczka właściwego produktu, złożona z fragmentów cząsteczek obu reagentów oraz niewielka cząsteczka produktu ubocznego, którym  najczęściej jest woda. Aby ustalić mechanizm procesu estryfikacji tzn. by dowiedzieć się z którego z substratów pochodzi atom tlenu w cząsteczce wody wykorzystano metodę atomów znaczonych, w której zastąpiono atom tlenu w cząsteczce alkoholu jego izotopem radioaktywnym. Po przeprowadzonej reakcji stwierdzono, że znalazł się on w cząsteczce estru a nie wody, co oznaczało, że atom tlenu w cząsteczce wody pochodzi z kwasu:

b).reakcja chlorków kwasów karboksylowych z alkoholami :

np.:

c).reakcja transestryfikacji – reakcja ta polega na wymianie jednego estru z drugim; ogólny mechanizm tej reakcji przedstawia się następująco:

W reakcji transestryfikacji wytwarza się stan równowagi chemicznej. W celu przesunięcia stanu równowagi w prawo należy użyć dużego nadmiaru tego alkoholu, którego ester chcemy otrzymać lub ewentualnie usuwać w sposób ciągły z reagującej mieszaniny jeden z produktów. W przypadkach, w których można zastosować drugą metodę postępowania, otrzymuje się lepsze wyniki, gdyż stwarza ona możliwość przeprowadzenia reakcji do końca.

d).reakcja bezwodników kwasowych i alkoholi lub fenoli:

powrót

3.Właściwości fizyczne:

Estry niższych kwasów karboksylowych i alkoholi alifatycznych o krótkich łańcuchach węglowych są ruchliwymi cieczami słabo mieszającymi się z wodą, o intensywnym i dość przyjemnym zapachu. Są one jednak w większych dawkach toksyczne, a niektóre nawet rakotwórcze. Estry organiczne w miarę wzrostu łańcucha węglowego w cząsteczce przechodzą w oleiste ciecze, a następnie w substancje stałe trudno rozpuszczalne w wodzie. Wszystkie mają gęstość mniejszą od gęstości wody i posiadają charakterystyczne zapachy np.:

powrót

4.Właściwości chemiczne:
a).reakcja hydrolizy kwasowej – jest to proces odwrotny do estryfikacji:

W czasie reakcji hydrolizy katalizowanej kwasami powstają prawie na pewno tetraedryczne produkty przejściowe. Konieczność istnienia większej liczby produktów przejściowych wynika między innymi z odwracalnego charakteru reakcji.

b).reakcja hydrolizy zasadowej – jest to tzw. zmydlanie:

W warunkach hydrolizy katalizowanej zasadami kwas karboksylowy otrzymuje się w postaci jego soli, z której może on zostać wyparty wskutek dodania mocnego kwasu nieorganicznego. Reakcja ta jest zasadniczo nieodwracalna, gdyż anion karboksylanowy, stabilizowany przez rezonans, wykazuje niewielką skłonność do reagowania z alkoholem.

c).reakcja amonolizy – w wyniku tego procesu powstają amidy:

Reakcja amonolizy polega na nukleofilowym ataku zasady – amoniaku na atom węgla o deficycie elektronów i prowadzi do wymiany grupy alkoksylowej na grupę aminową.

d).reakcja alkoholizy estrów – czyli transestryfikacja (patrz otrzymywanie estrów);
e).reakcja ze związkami Grignarda – w pocesie tym powstają alkohole III-rzędowe:

f). estry mogą być redukowane glinowodorkiem litu do piewszorzędowych alkoholi np.:

g). estry mogą być redukowane w reakcji tzw.wodorolizy np.:

h). reakcja Claisena -  reakcja ta zachodzi w przypadku estrów posiadających wodór α, czyli taki wodór, który jest przyłączony do węgla połączonego z grupą karbonylową; w kondensacji Claisena ester poddaje się reakcji alkoholanu, np. etanolu sodu, i powstają tzw. β-ketonoestry oraz alkohol pierwszorzędowy:

powrót

5.Zastosowanie:
a).używa się ich jako związków zapachowych w:
-przemyśle spożywczym, gdzie nadają zapach olejkom roślinnym i owocom;
-przemyśle kosmetycznym;
To zastosowanie wychodzi jednak z użycia ze względu na rakotwórcze właściwości estrów.
Ponadto, w kontakcie z organizmem (wilgocią) rozkładają się one z utworzeniem kwasu octowego lubmasłowego, z których oba mają nieprzyjemny zapach i są toksyczne.
b).stosowane do wyrobu rozpuszczalników i farb np. rozpuszczalnik nitro to mieszanina octanów propylu, butylu i pentylu;
c).stosowane są jako plastyfikatory tworzyw sztucznych;
d).wchodzą w skład wosku pszczelego i stanowią powłokę liści:
Woski to estry kwasów karboksylowych o długich łańcuchach i alkoholi również o długich, prostych łańcuchach.
e).wchodzą w skład tłuszczy:
Tłuszcze są estrami gliceryny i wyższych kwasów tłuszczowych. W ich skład  wchodzi kilkadziesiąt różnych kwasów a wśród nich:
-kwasy nasycone – masłowy, palmitynowy, stearynowy itp.
-kwasy nienasycone, z jednym lub wieloma wiązaniami podwójnymi, np.: oleinowy, linolowy, linolenowy.
Tłuszcze naturalne najczęściej zawierają reszty trzech różnych kwasów.
f).wchodzą w skład leków np.kwas acetylosalicylowy (polopiryna, aspirin) jest od 1899 roku lekiem przeciwbólowym, przeciwgorączkowym i przeciwzapalnym:

19.              Amidy kwasowe i ich rzędowość

Amidy kwasowe – organiczne związki chemiczne, pochodne...