Тема 9. СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ. ЖИРЫ. МЫЛА

Сложными эфирами карбоновых кислот называют продукты замещения гидроксила –ОН кислоты на остаток спирта –OR. Общая

формула сложных эфиров R – C = O. Сложные эфиры получают

|

OR^'

при взаимодействии карбоновых кислот со спиртами в присутствии ионов водорода (реакция этерификации):

О О

СН₃ – С – ОН + Н – О – С₂Н₅ СН₃ – С – О – С₂Н₅ + Н₂О

Уксусная Метиловый Уксусноэтиловый эфир

кислота спирт (этилацетат)

Реакция обратима.

Названия сложных эфиров обычно производят из названий образующих их кислот и спиртов, а по номенклатуре ИЮ ПАК – из названий радикала спирта и радикалов (ацила), заменяя в последнем окончании «ил» на «ат».

Сложный эфиры – довольно активные соединения. Для них характерны реакции нуклеофильного замещения алкоксигруппы.

Сложные эфиры могут подвергаться гидролизу как в кислой, так и в щеочной среде. В кислой среде эта реакция обратима и образуются карбоновая кислота и спирт:

О О

СН₃ – С + Н – ОН СН₃ – С + С₂Н₅ОН

О – С₂Н₅ ОН

Этилацетат Уксусная Этиловый

кислота спирт

Гидролиз в щелочной среде необратим. Продуктом щелочного гидролиза, называемого омылением, являются спирт и соль карбоновой кислоты:

O O

СН₃ – С – О – С₂Н₅ + NaOH → CH₃ – C

ONa + C₂H₅OH

Ацетат натрия

Жирами называются сложенные эфиры, образованные трёхатомным спиртом глицерином и высшими жирными кислотами. Главными являются пальмитиновая (С₁₅Н₃₁СООН), стеариновая (С₁₇Н₃₅СООН) и непредельная олеиновая (С₁₇Н₃₃СООН) кислоты. Другие непредельные кислоты – линолевая и линоленовая - присутствуют в жирах в значительно меньшем количестве.

Строение жиров выражается общей формулой:

СН₂ – ОСОR

|

CH - OCOR'

|

CH₂ - OCOR'',

где: R, R', R'' – углеводородные радикалы.

Природные жиры являются полными эфирами глицерина, поэтому их называют глицеридами, или триацилглицеринами.

Образование глицерида стеариновой кислоты (тристеарина) можно изобразить уравнением: О О

|| ||

СН₂ – О – Н НО – С – С₁₇Н₃₅ СН₂ – О – С – С₁₇Н₃₅ | || ||

CH – O – H + HO – C – C₁₇H₃₅ CH – O – C – C₁₇H₃₅ + 3H₂O

| O O

| || ||

CH₂ – O – H HO – C – C₁₇H₃₅ CH₂ – O – C – C₁₇H₃₅

Глицерин Тристеарин

Глицериды называют простыми, если они содержат остатки одной кислоты, или смешанными, если остатки разных кислот. Природные жиры представляют собой смеси смешанных глицеридов.

По агрегатному состоянию различают твёрдые жиры, обычно это животные жиры, и жидкие – растительные масла. Твёрдые жиры содержат в основном остатки предельных кислот, а жидкие жиры (масла) – остатки непредельных кислот.

Жидкие жиры превращают в твёрдые путём реакции гидрогенизации – присоединения водорода в присутствии катализатора - никеля:

СН₂–О–СО–(СН₂)₇–СН=СН(СН₂)₇–СН₃ СН₂–О–СО–(СН₂)–СН₂–СН₂–(СН₂)₇–СН₃

| |

CH₂–O–CO–(CH₂)₇–CH=CH–(CH₂)₇–CH₃+3H₂ CH–O–CO–(CH₂)₇–CH₂–CH₂–(CH₂)₇–CH₃

| |

CH₂–O–CO–(CH₂)₇–CH=CH–(CH₂)₇–CH₃ CH₂–O–CO–(CH₂)₇–CH₂–CH₂–(CH₂)₇–CH₃

Триолеин Тристеарин

Жиры, как сложные эфиры, способны подвергаться гидролизу в кислой или щелочной среде. При этом образуются глицерин и высшие жирные кислоты или их соли – мыла. Щелочной гидролиз жиров называют омылением:

СН₂ – О – СО – С₁₇Н₃₅ СН₂ – СН

| |

CH – O – CO – C₁₇H₃₅ + 3NaOH CH–OH + 3 C₁₇H₃₅COONa

| | Стеарат натрия

CH – O – CO – C₁₇H₃₅ CH₂ – OH (мыло)

Тристеарин

Калиевые и натриевые мыла в воде частично гидролизуются с образованием свободных жирных кислот и гидроксида щелочного металла, поэтому их растворы имеют щелочную реакцию:

С₁₇Н₃₅СООNa + H₂O ↔ C₁₇H₃₅COOH + NaOH

Стеарат Стеариновая

натрия кислота

При добавлении натриевого мыла к жёсткой воде ионы кальция и магния замещают ионы натрия, образуя нерастворимые и поэтому не обладающие моющим действием кальциевые и магниевые мыла:

2 С₁₇Н₃₅СООNa + CaCl₂ → (C₁₇H₃₅COO)₂ Ca + 2 NaCl

Стеарат натрия Стеарат кальция