Алена Титаренко - Шпаргалка по органической химии
Свойства олеиновой кислоты: а) в отличие от стеариновой кислоты, олеиновая кислота – жидкость; б) из-за наличия двойной связи в углеводородном радикале молекулы возможна цистрансизомерия:
в) олеиновая кислота – цисизомер; г) силы взаимодействия между молекулами сравнительно невелики и вещество оказывается жидким; д) молекулы трансизомера более вытянутые; е) молекулы трансизомера могут плотнее примыкать друг к другу; ж) силы взаимодействия между ними больше, и вещество оказывается твердым – это элаидиновая кислота; з) наряду с карбоксильной группой олеиновая кислота имеет двойную связь.
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.
57. Гидролиз жиров в технике. Гидрирование жиров
Гидролиз жиров в технике, его особенности:
1) реакция гидролиза используется в технике для получения из жиров глицерина, карбоновых кислот, мыла;
2) глицерин и кислоты образуются при нагревании жира с водой в автоклавах;
3) для получения мыла кислоты нагревают с раствором карбоната натрия;
4) чтобы выделить мыло, в раствор необходимо добавить хлорид натрия, при этом мыло всплывает наверх в виде плотного слоя – ядра. Из этой массы готовится ядровое мыло – обычные сорта хозяйственного мыла.
Для получения туалетного мыла ядровое мыло высушивают, смешивают с красящими и душистыми веществами, подвергают пластической обработке и штампуют в куски нужной формы.
Гидрирование жиров.
1. Для получения мыла и других веществ требуются преимущественно твердые жиры. В практике возможно превращение более дешевых растительных масел в твердые жиры, которые можно подвергать той или иной технической переработке.
2. Жидкие жиры отличаются от твердых непредельностью своего состава – наличием двойных связей в углеводородных радикалах.
3. Жидкие непредельные кислоты могут быть превращены в твердые путем присоединения к ним водорода, таким же путем можно превратить жидкие жиры в твердые.
Сущность способа гидрирования:
а) сущность способа гидрирования заключается в том, что через нагретую смесь масла с тонко измельченным катализатором (никелевым или медно-никелевым) пропускают водород под давлением;
б) водород присоединяется по месту двойных связей в углеводородных радикалах, и масло превращается в твердый жир, например:
4. В промышленности процесс гидрирования осуществляется в ряде последовательно соединенных автоклавов по непрерывному методу.
Проходя через систему автоклавов, жир подвергается все большему гидрированию; в результате получается масса, похожая по своей консистенции на сало.
Гидрированное масло называется еще саломасом. От катализатора саломас отделяется при помощи фильтрования.
Гидрированный жир – полноценный продукт для производства мыла, а при использовании определенных сортов масел – и для употребления в пищу, например в составе маргарина.
58. Мыла и другие моющие средства
Характерные особенности мыла:
1) мыла – это соли высших карбоновых кислот;
2) обычные мыла состоят главным образом из смеси солей пальмитиновой, стеариновой и олеиновой кислот;
3) натриевые соли образуют твердые мыла, калиевые соли – жидкие мыла;
4) мыла получаются при гидролизе жиров в присутствии щелочей:
5) происходит реакция омыления;
6) омыление жиров может протекать и в присутствии серной кислоты (кислотное омыление);
7) при кислотном омылении получаются глицерин и высшие карбоновые кислоты;
8) карбоновые кислоты действием щелочи или соды переходят в мыла;
9) исходным сырьем для получения мыла служат растительные масла (подсолнечное, хлопковое и др.), животные жиры, а также гидроксид натрия или кальцинированная сода;
