55. Сложные эфиры
Получение и строение сложных эфиров:
1) сложные эфиры образуются при взаимодействии кислот со спиртами. В общем виде получение их может быть выражено уравнением:
2) реакции кислот со спиртами, ведущие к образованию сложных эфиров, называются реакциями этерификации (лат. aether – эфир);
3) они проводятся в присутствии сильных минеральных кислот, при этом ионы водорода оказывают каталитическое действие;
4) названия сложных эфиров образуются из названий соответствующих кислот и спиртов, например: а) метиловый эфир уксусной кислоты СН3СООСН3; б) этиловый эфир муравьиной кислоты НСООС2Н5;
5) атом водорода функциональной группы в кислотах является подвижным, поэтому в спиртах при реакции этерификации водород должен отщепляться от молекулы кислоты, гидроксильная группа при этом отщепляется от молекулы спирта.
Как идет реакция, устанавливается при помощи меченых атомов:
а) если на карбоновую кислоту действовать спиртом, который вместо обычного атома кислорода содержит тяжелый изотоп массой 18:
RCOOH + HO18R → RCOO18R + Н2O;
б) после проведения реакции тяжелый изотоп кислорода находится в сложном эфире;
в) при реакции этерификации от молекулы спирта отделяется не гидроксильная группа, а только атом водорода, гидроксильная же группа отделяется от молекулы кислоты.
Физические свойства сложных эфиров: сложные эфиры одноосновных карбоновых кислот – это обычно жидкости с приятным запахом (этиловый эфир муравьиной кислоты – запах рома, бутиловый эфир масляной кислоты – запах ананаса и т. д.).
Нахождение сложных эфиров в природе.
1. Синтетические сложные эфиры в виде фруктовых эссенций используются наряду с другими душистыми веществами в производстве фруктовых вод, кондитерских изделий.
2. Также сложные эфиры используются при изготовлении духов и одеколонов.
3. Некоторые из сложных эфиров (например, этиловый эфир уксусной кислоты) служат растворителями.
Химические свойства сложных эфиров:
1) взаимодействие их с водой. Например, при нагревании этилового эфира уксусной кислоты с водой в присутствии неорганической кислоты образуются уксусная кислота и этиловый спирт;
2) такая реакция называется гидролизом.
Особенности реакции гидролиза:
а) эта реакция противоположна реакции образования сложного эфира;
б) реакция гидролиза сложного эфира обратима, так же как и реакция этерификации.
56. Жиры и углеводы
Жиры в природе, их физические свойства.
1. Наряду с углеводами и белками жиры входят в состав всех растительных и животных организмов и составляют одну из основных частей пищи.
2. Животные жиры, как правило, твердые вещества.
3. Растительные жиры чаще бывают жидкими и называются еще маслами.
4. Известны также жидкие жиры животного происхождения (например, рыбий жир) и твердые растительные масла (например, кокосовое масло).
5. Все жиры легче воды.
6. В воде они не растворимы, но хорошо растворяются во многих органических растворителях (дихлорэтане, бензине).
Особенности строения жиров.
Строение жиров было установлено М. Шеврелем и М. Бертло. Нагревая жиры с водой (в присутствии щелочи), М. Шеврель еще в начале XIX в. установил, что, присоединяя воду, они разлагаются на глицерин и карбоновые кислоты – стеариновую, олеиновую и др. М. Бертло (1854 г.) осуществил обратную реакцию. Он нагревал смесь глицерина с кислотами и получил при этом вещества, аналогичные жирам; М. Шеврель провел реакцию гидролиза сложного эфира, а М. Бертло осуществил реакцию этерификации, т. е. синтез сложного эфира. На основании этих данных легко прийти к выводу о строении жиров.
Характерные особенности жиров.
1. Жиры – это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и карбоновых кислот.
2. В большинстве случаев жиры образованы высшими предельными и непредельными карбоновыми кислотами, главным образом:
а) пальмитиновой C15H31-СООН;
б) стеариновой С17Н35-СООН;
в) олеиновой С17Н33-СООН;
г) линолевой С17Н31-СООН и некоторыми другими.
3. В меньшей степени в образовании жиров участвуют низшие кислоты, например, масляная кислота С3Н7-СООН (в сливочном масле), капроновая кислота С5Н11-СООН и др.
4. Жиры, которые образуются преимущественно предельными кислотами, твердые (говяжий жир, бараний жир).
5. С повышением содержания непредельных кислот температура плавления жиров понижается, они становятся более легкоплавкими (свиное сало, сливочное масло).
Химические свойства жиров определяются принадлежностью их к классу сложных эфиров. Поэтому наиболее характерная для них реакция – гидролиз.
Жиры как питательные вещества.
1. Жиры являются важной составной частью нашей пищи.
При их окислении в организме выделяется в два раза больше теплоты, чем при окислении таких же количеств белков и углеводов.
2. Как вещества, не растворимые в воде, жиры не могут непосредственно всасываться в организм из органов пищеварения.