Сложными эфирами принято называть соединения, полученные по реакции этерификации из карбоновых кислот. При этом происходит замещение ОН- из карбоксильной группы на алкоксирадикал. В результате образуются сложные эфиры, формула которых в общем виде записывается как R-СОО-R'. Строение сложноэфирной группы Полярность химических связей в молекулах сложных эфиров аналогична полярности связей в карбоновых кислотах. Главным отличием является отсутствие подвижного атома водорода, на месте которого размещается углеводородный остаток. Вместе с тем электрофильный центр располагается на атоме углерода сложноэфирной группы. Но и углеродный атом алкильной группы, соединенный с ней, тоже положительно поляризован. Электрофильность, а значит, и химические свойства сложных эфиров определяются строением углеводородного остатка, занявшего место атома Н в карбоксильной группе. Если углеводородный радикал образует с атомом кислорода сопряженную систему, то реакционная заметно возрастает. Так происходит, например, в акриловых и виниловых эфирах. Физические свойства Большинство сложных эфиров представляют собой жидкости или кристаллические вещества с приятным ароматом. Температура их кипения обычно ниже, чем у близких по значениям молекулярных масс карбоновых кислот. Что подтверждает уменьшение межмолекулярных взаимодействий, а это, в свою очередь, объясняется отсутствием водородных связей между соседними молекулами. Однако так же, как и химические свойства сложных эфиров, физические зависят от особенностей строения молекулы. А точнее, от типа спирта и карбоновой кислоты, из которых он образован. По этому признаку сложные эфиры делят на три основные группы: Фруктовые эфиры. Они образованы из низших карбоновых кислот и таких же одноатомных спиртов. Жидкости с характерными приятными цветочно-фруктовыми запахами. Воски. Являются производными высших (число атомов углерода от 15 до 30) кислот и спиртов, имеющих по одной функциональной группе. Это пластичные вещества, которые легко размягчаются в руках. Основным компонентом пчелиного воска является мирицилпальмитат С15Н31СООС31Н63, а китайский - цериловый эфир церотиновой кислоты С25Н51СООС26Н53. Они не растворяются в воде, но растворимы в хлороформе и бензоле. Жиры. Образованные из глицерина и средних и высших карбоновых кислот. Животные жиры, как правило, твердые при нормальных условиях, но легко плавятся при повышении температуры (сливочное масло, свиной жир и др.). Для растительных жиров характерно жидкое состояние (льняное, оливковое, соевое масла). Принципиальным отличием в строении этих двух групп, что и сказывается на различиях в физических и химических свойствах сложных эфиров, является наличие или отсутствие кратных связей в кислотном остатке. Животные жиры являются глицеридами непредельных карбоновых кислот, а растительные - предельных кислот. Химические свойства Эфиры реагируют с нуклеофилами, что приводит к замещению алкоксигруппы и ацилированию (или алкилированию) нуклеофильного агента. Если в структурной формуле сложного эфира имеется α-водородный атом, то возможна сложноэфирная конденсация. 1. Гидролиз. Возможен кислотный и щелочной гидролиз, представляющий собой реакцию, обратную этерификации. В первом случае гидролиз обратим, а кислота выступает в роли катализатора: R-СОО-R' + Н2О <―> R-СОО-Н + R'-OH Основной гидролиз необратим и обычно называется омылением, а натриевые и калиевые соли жирных карбоновых кислот - мылами: R-СОО-R' + NaOH ―> R-СОО-Na + R'-OΗ 2. Аммонолиз. Нуклеофильным агентом может выступать аммиак: R-СОО-R' + NH3 ―> R-СО-NH2 + R'-OH 3. Переэтерификация. Это химическое свойство сложных эфиров можно причислить также к их получения. Под действием спиртов в присутствии Н+ или ОН- возможна замена углеводородного радикала, соединенного с кислородом: R-СОО-R' + R''-OH ―> R-СОО-R'' + R'-OH 4. Восстановление водородом приводит к образованию молекул двух разных спиртов: R-СО-OR' + LiAlH4 ―> R-СΗ2-ОΗ + R'OH 5. Горение - еще одна типичная для сложных эфиров реакция: 2CΗ3–COO–CΗ3 + 7O2 = 6CO2 + 6H2O 6. Гидрирование. Если в углеводородной цепи молекулы эфира имеются кратные связи, то по ним возможно присоединение молекул водорода, которое происходит в присутствии платины или других катализаторов. Так, например, из масел возможно получение твердых гидрогенизированных жиров (маргарина).Применение сложных эфиров Сложные эфиры и их производные применяются в различных отраслях промышленности.
Железо легко соединяется с кислородом, поэтому оно может вытеснять водород из воды. При комнатной температуре этот процесс протекает очень медленно, напротив, при температуре красного каления - бурно. Водород при воспламенении сгорает. Он соединяется при этом с кислородом воздуха, и опять образуется вода. Если водород не смешан с самого начала с кислородом или воздухом, сгорание протекает спокойно. Смесь же водорода с воздухом или чистым кислородом взрывается. Такую смесь называют гремучим газом.
3Ca + 2P = Ca₃P₂
4K + O₂ = 2K₂O
H₂O + P₂O₅ = 2HPO₃
или
3H₂O + P₂O₃ = 2H₃PO₃