Ангидриды карбоновых кислот

Гидроксил карбоксильной группы способен при определенных условиях замещаться на другие атомы или группы атомов.

Ангидриды

В присутствии водоотнимающих средств, таких как оксид фосфора (V), гидроксил одной карбоновой кислоты замещается на остаток другой карбоновой кислоты:

2RCOOH  (RCO)₂O + Н₂О

Ангидриды карбоновых кислот (RCO)₂O – производные карбоновых кислот, представляющие собой продукт замещения гидроксила карбоксильной группы одной кислоты на остаток другой кислоты.

Малеиновый ангидрид:

Ангидриды карбоновых кислот более реакционноспособны, чем сами кислоты и сложные эфиры. Они легко вступают в реакции нуклеофильного замещения – например, гидролизуются:

(RCO)₂О + H₂O = 2RCOOH.

Галогенангидриды

При взаимодействии с галогенидами фосфора происходит замена гидроксила на атом галогена:

RCOOH + PCl₅ = RCOCl + POCl₃ + HCl

Галогенангидриды RCOНаl – производные карбоновых кислот, у которых гидроксил карбоксильной группы замещен на атом галогена.

Галогенангидриды еще реакционноспособнее ангидридов.

Амиды и нитрилы

Амиды можно получить аммонолизом хлорангидридов или ангидридов:

RCOCl + 2NH₃ = RCONH₂ + NH₄Cl

или нагреванием аммониевых солей карбоновых кислот:

RCOONH₄ RCONH₂ + H₂O.

Если нагревать амид дальше в присутствии Р₂О₅, то он превращается в нитрил:

RCONH₂ RCN + H₂O.

Нитрил можно также получить, замещая гидроксил или атом галогена на цианогруппу. Гидролизом нитрилов в кислой среде получают кислоты:

RCN + 2H₂O + HCl = RCOOH + NH₄Cl

Сложные эфиры

В присутствии сильных неорганических кислот гидроксильная группа обратимо обменивается на остаток спирта:

RCOOH + R’OH  RCOOR’ + H₂O

Сложные эфиры RCOOR’ – производные карбоновых кислот, у которых гидроксил карбоксильной группы замещен на остаток спирта.

Номенклатура сложных эфиров

Названия по ИЮПАК выделены жирным шрифтом:

Физические свойства, запахи эфиров

Запахи эфиров:

Рис. 1.

Сложные эфиры нерастворимы в воде, но хорошо смешиваются со многими органическими веществами. Именно поэтому они используются как растворители для лаков и красок. Рис. 1. Этилацетат и метил ацетат – основа растворителя – жидкости для снятия лака с ногтей.

Температуры кипения сложных эфиров меньше, чем температуры кипения кислот и спиртов с близкой молярной массой. Почему? Сложные эфиры, в отличие от кислот и спиртов, не способны образовывать водородные связи между молекулами. Табл. 1.

Табл. 1. Сравнение температуры кипения эфиров

Способность к гидролизу эфиров

Главное химическое свойство сложных эфиров – способность к гидролизу:

H–COO–C₂H₅ + H₂O   H–COOH + C₂H₅OH;

CH₃–COO–CH₃ + NaOH ® CH₃–COONa + CH₃OH.