Сложные эфиры

Сложные эфиры — продукты замещения атома водорода карбоксильной группы кислоты на углеводородный радикал: \(\ce{R-COO-R'}\). Предельные сложные эфиры одноосновных кислот имеют ту же общую формулу \(\ce{C_nH_{2n}O2}\), что и карбоновые кислоты, и межклассово изомерны им. Название составляют из названия радикала спирта и аниона кислоты: \(\ce{H-COO-CH2-CH3}\) — этилформиат (этиловый эфир муравьиной кислоты), \(\ce{CH3-COO-CH3}\) — метилацетат, \(\ce{CH3-COO-CH2-CH3}\) — этилацетат, \(\ce{CH3-CH2-COO-CH3}\) — метилпропионат, \(\ce{C6H5-COO-CH3}\) — метилбензоат.

Водородных связей между молекулами сложных эфиров нет, поэтому они кипят ниже изомерных кислот и плохо растворяются в воде. Низшие эфиры — летучие жидкости с фруктовым запахом: изоамилацетат пахнет грушей, этилбутират — ананасом. Этилацетат — распространённый растворитель (жидкость для снятия лака).

Получение: реакция этерификации

Сложные эфиры получают нагреванием кислоты со спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты. Реакция обратима; чтобы сдвинуть равновесие к эфиру, берут избыток одного из веществ или отгоняют эфир:

\[ \ce{CH3-COOH + HO-CH3 <=>[H2SO4, t^\circ] CH3-COO-CH3 + H2O} \quad (\text{метилацетат}) \]

\[ \ce{H-COOH + HO-CH2-CH3 <=>[H2SO4, t^\circ] H-COO-CH2-CH3 + H2O} \quad (\text{этилформиат}) \]

Необратимо эфиры получают из хлорангидридов кислот; только так можно получить эфиры фенола:

\[ \ce{CH3-COCl + HO-CH2-CH3 -> CH3-COO-CH2-CH3 + HCl}; \qquad \ce{CH3-COCl + C6H5-ONa -> CH3-COO-C6H5 + NaCl} \]

Присоединение уксусной кислоты к ацетилену даёт винилацетат — мономер поливинилацетата (клей ПВА): \(\ce{CH3-COOH + HC#CH ->[\text{кат.}] CH3-COO-CH=CH2}\).

Гидролиз

Важнейшая реакция сложных эфиров — гидролиз, то есть разложение водой на кислоту и спирт. В кислой среде гидролиз обратим — это реакция, обратная этерификации:

\[ \ce{CH3-COO-CH2-CH3 + H2O <=>[H+, t^\circ] CH3-COOH + CH3-CH2-OH} \]

В щелочной среде гидролиз необратим: образующаяся кислота сразу связывается щёлочью в соль, которая со спиртом не реагирует. Щелочной гидролиз — это омыление:

\[ \ce{CH3-COO-CH2-CH3 + NaOH ->[t^\circ] CH3-COONa + CH3-CH2-OH} \]

Эфиры фенола расходуют на моль два моль щёлочи: выделяющийся фенол тоже нейтрализуется:

\[ \ce{CH3-COO-C6H5 + 2NaOH -> CH3-COONa + C6H5-ONa + H2O} \]

Другие реакции

Сложные эфиры муравьиной кислоты сохраняют фрагмент \(\ce{H-C=O}\) и поэтому дают реакцию «серебряного зеркала». Эфиры непредельных кислот и спиртов полимеризуются: из метилового эфира метакриловой кислоты получают органическое стекло (полиметилметакрилат), из винилацетата — поливинилацетат.