1. Реакции электрофильного замещения (se).

1. Благодаря наличию в молекуле двухосновных карбоновых кислот двух функциональных групп СООН, увеличиваются кислотные свойства соединения по сравнению с одноосновными карбоновыми кислотами аналогичного строения.

2. Чем ближе карбоксильные группы, тем выше кислотные свойства соединения.

2. Реакции нуклеофильного замещения (sn).

Данная группа реакций позволяет получить производные двухосновных карбоновых кислот. Происходит замещение групп ОН в карбоксильных группах на нуклеофильную частицу.

2. Реакция отщепления (по одной или двум карбоксильным группам).

Данная реакция позволяет различить двухосновные карбоновые кислоты с различным количеством атомов углерода в главной цепи. Это реакция нагревания.

1. Если в главной цепи до трех атомов углерода включительно, то при нагревании выделяется углекислый газ (СО₂), с образованием одноосновной карбоновой кислоты.

2. Если в главной цепи три-четыре атома углерода включительно, то при нагревании выделяется углекислый вода (Н₂О), с образованием ангидрида карбоновой кислоты.

Пример:

40. Естери та способи їх добування. Реакція естерифікації та її механізм.

Сложные эфиры можно рассматривать как производные кислот, у которых атом водорода в карбоксильной группе замещен на углеводородный радикал: R-СО-О-Н -> R-СО-О-R'.

Номенклатура.

Сложные эфиры называют по кислотам и спиртам, остатки которых участвуют в их образовании, например Н-СО-О-СН3 - метилформиат, или метиловый эфир муравьиной кислоты; СН3-СО-О-С2Н5 - этилацетат, или этиловый эфир уксусной кислоты.

Способы получения.

1. Взаимодействие спиртов и кислот (реакция этерификации):

R-СО-ОН + Н-О-R' <---H+---> R-СО-OR' + Н20

2. Взаимодействие хлорангидридов кислот и спиртов (или алкоголятов щелочных металлов):

R-СО-CI + NaO-R' -> R-СО-OR' + NaCl

Физические свойства.

Сложные эфиры низших кислот и спиртов - жидкости легче воды, с приятным запахом. В воде растворимы только сложные эфиры с наименьшим числом атомов углерода. В спирте и диэтиловом эфире сложные эфиры растворимы хорошо.

Химические свойства.

1. Гидролиз сложных эфиров - важнейшая реакция этой группы веществ. Гидролиз под действием воды - обратимая реакция. Для смещения равновесия вправо используются щелочи:

R-СО-OR' + Н20 <---H+---> R-СО-ОН + R'OH,

R-СО-OR' + NaOH -> R-СО-ONa + R'OH

2. Восстановление сложных эфиров водородом приводит к образованию двух спиртов:

R-СО-OR' + [Н] -> R-СН2-ОН + R'OH

3. Под действием аммиака сложные эфиры превращаются в амиды кислот:

R-СО-OR' + Н-NH2 -> R-СО-NH2 + R'OH.

Этерификация

Этерификация  — реакция образования сложных эфиров при взаимодействии кислот и спиртов:

RCOOH + R’OH ⇔ RCOOR' + Н₂О

41. Кислотний та лужний гідроліз естерів. Механізми кислотного та лужного гідролізу. Хімічні властивості естерів, їх ацилююча дія.

Атом углерода карбонильной группы сложных эфиров электрофилен, вследствие этого для них характерны реакции замещения спиртового остатка с разрывом связи ацил-кислород:

RCOOR¹ + Nu⁻   RCONu + R¹O⁻

Nu = OH, R²O, NH₂, R²NH, R²CH и т. п.

Такие реакции с кислородными нуклеофилами (водой и спиртами) зачастую катализируются кислотами за счет протонирования атома кислорода карбонила с образованием высокоэлектрофильного карбокатиона:

RCOOR¹ + H⁺   RC⁺OHOR¹,

который далее реагирует с водой (гидролиз) или спиртом (переэтерификация). Гидролиз сложных эфиров в условиях кислотного катализа является обратимым, гидролиз же в щелочной среде необратим из-за образования карбоксилат-ионов RCOO⁻, не проявляющих электрофильных свойств.

Гидролиз эфиров представляет собой реакцию обратную этерификации и катализируется кислотами:

Гидролиз сложных эфиров в щелочной среде называют омылением.

Он проходит по следующему механизму:

Омылением жиров получают мыла и глицерин:

(54)

2. Реакция присоединения.Сложные эфиры, имеющие в своем составе непредельную кислоту или спирт, способны к реакциям присоединения. Напри­мер, при каталитическом гидрировании они присоединяют водо­род.

3. Реакция восстановления. Восстановление сложных эфиров водородом приводит к обра­зованию двух спиртов:

4. Реакция образования амидов.

Под действием аммиака сложные эфиры превращаются в ами­ды кислот и спирты:

R'-CO-OR" + NH₃   R'-CO-NH₂ + R"OH.