Механизм реакции этерификации

1 стадия: образование карбокатиона I под влиянием протона (Н⁺) катализатора. Роль катализатора – повышение положительного заряда на углероде карбоксильной группы.

 

 

2 стадия: нуклеофильная атака карбокатиона I молекулой спирта с образованием комплексного иона II

 

3 стадия: образовавшийся комплексный ион II неустойчив, так как легко теряет Н₂О: а) реакция сдвигается в сторону образования Н₂О (среда – безводная, контроль – кинетический); б) с другой стороны, Н₂О – более термодинамически устойчивая молекула (контроль - термодинамический); образуется карбокатион III

 

 

4 стадия: стабилизация карбокатиона III выбросом протона (Н⁺) с образованием сложного эфира

 

 

Реакция этерификации обратима, если добавить большие количества Н₂О, то реакция сдвигается в сторону гидролиза сложных эфиров с образованием карбоновых кислот и спиртов. Скорость реакции этерификации зависит от строения карбоновых кислот и спиртов: при одной и той же карбоновой кислоте скорость этерификации первичных спиртов в 2 раза выше, чем вторичных и во много раз выше, чем третичных, что зависит от пространственного расположения радикалов («пространственные затруднения»).

Гидролиз сложных эфиров может проходить как в кислой, так и в щелочной среде. Причем гидролиз в щелочной среде (омыление) необратим и идет в 1000 раз быстрее кислотного (причина – щелочь – реагент, а не катализатор):

 

Галогенангидридами карбоновых кислот называют продукты замещения группы –ОН в –СООН на атом галогена:

 

Ангидридами карбоновых кислот называют продукты отщепления молекулы воды от двух молекул монокарбоновых кислот (или одной молекулы дикарбоновой кислоты):

 

Более универсальный способ:

 

 

Амидами карбоновых кислот называют продукты замещения группы –ОН в –СООН на аминогруппу (или на замещенную аминогруппу):

 

 

Функциональные производные карбоновых кислот – обладают ацилирующей способностью, которая уменьшается в ряду:

 

· Реакции за счет углеводородного радикала:

 

· Реакции декарбоксилирования (протекают тем с большей скоростью, чем ближе друг к другу находятся группы –СООН):

 

Медико-биологическое значение карбоновых кислот

И их производных

· Входят в состав простых и сложных липидов;

 

· Функциональные производные карбоновых кислот – основа лекарственных препаратов, дезинфицирующих средств, консервантов. (Бензоат натрия C₆H₅COONa – отхаркивающее средство; метилизовалериат C₄H₉COOCH₃ – основа валидола)

 

2.5. Биологически важные поли- и гетерофункциональные соединения: строение и реакционная способность.

В соединениях, участвующих в процессах жизнедеятельности, наиболее часто встречаются следующие функциональные группы:

 

Полифункциональные соединения – соединения, в молекулах которых присутствует две или более одинаковых функциональных групп; гетерофункциональными называют соединения, в молекулах которых имеются различные функциональные группы.

 

Соединения с несколькими гидроксильными группами – многоатомные спирты и фенолы

 

Токсичная высококипящая жидкость; из-за спиртового запаха может быть причиной тяжелых интоксикаций; используется в технике для приготовления антифризов – жидкостей с низкой температурой замерзания

Нетоксичная вязкая жидкость сладкого вкуса; входит в состав многих омыляемых липидов; применяется как компонент мазей для смягчения кожи

Двухатомные фенолы

Пирокатехин (о-дигидроксибензол, катехол) – структурный фрагмент многих БАВ, в частности, катехоламинов.

Резорцин (м-дигидроксибензол) – обладает антисептическим действием, применяется в мазях, примочках при экземе.