Сложные эфиры карбоновых кислот, их производные (стр. 2 из 4)
n CH2=CH ® ... —CH2—CH—CH2—CH— ...
I I I
COOCH3 COOCH3 COOCH3
метилакрилат полиметилакрилат
СН3 СН3 СН3
I I I
n CH2=C ® ... —CH2—C—CH2—C— ...
I I I
COOCH3 COOCH3 COOCH3
метилметакрилат полиметилметакрилат
Образующиеся полимеры бесцветны и прозрачны. Полиметилакрилат используют для производства пленок и листов, в качестве клея (для изготовления без осколочного стекла триплекс), а также в производстве искусственной кожи. Из полиметилметакрилата готовят исключительно ценный синтетический материал – органическое стекло (плексиглас). Последнее превосходит силикатное стекло по прозрачности и по способность пропускать УФ-лучи. Его используют в машино- и приборостроении, при изготовлении различных бытовых и санитарных предметов, посуды, украшений, часовых стекол. Благодаря физиологической индифферентности полиметилметакрилат нашел применение для изготовления зубных протезов и т.п.
Сложные виниловые эфиры
При присоединении кислот к ацетилену образуются эфиры несуществующего в свободном состоянии винилового спирта CH2=CH-OH – сложные виниловые эфиры.
Важнейший в этом ряду винилацетат – эфир винилового спирта и уксусной кислоты. Его получают, например, при пропускании смеси паров уксусной кислоты и ацетилена над ацетатами кадмия и цинка при 180-220 оС:
СН3-СООН + СНºСН ¾® СН3-СО-О-СН=СН2
Винилацетат – бесцветная жидкость с Ткип.= 73 оС, d420=0,9342. Легко полимеризуется, образуя синтетический высокополимер – поливинилацетат:
n CH2=CH ¾® .... —CH2—CH—CH2—CH— ...
I O I O I OO-C-CH3 O-C-CH3 O-C-CH3
винилацетат поливинилацетат
Вследствие низкой термостойкости поливинилацетат как таковой применяется в сравнительно небольших количествах – для изготовления лаков, клеев, искусственной кожи. Большое значение имеют сополимеры винилацетата с хлористым винилом и эфирами акриловой кислоты. Много поливинилацетата подвергают щелочному или кислотному гидролизу для получения поливинилового спирта:
... —CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH— ... ¾¾¾¾¾®
I I I n H2 O (OH- илиН+ )
ОСОСН3 ОСОСН3 ОСОСН3
¾® ... —CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH— ... + nCH3COOH
I I I поливиниловыйсп. OH OH OH укс. к-та
Этот процесс может служить примером полимераналогичных превращений.
Воски
Воски как растительные, так и животные представляют собой в основном сложные эфиры высших карбононовых кислот и высших одноатомных спиртов. Так, например, в состав пчелиного воска входит эфир пальмитиновой кислоты и мирицилового спирта С15Н31-СО-ОС30Н61 (Тпл. 72 оС).
Глицериды
Глицеридами называются сложные эфиры карбоновых кислот и трехатомного спирта глицерина. Они входят в состав чрезвычайно важных веществ – жиров, поэтому на рассмотрении глицеридов мы остановимся несколько подробнее.
Жиры
Природные жиры животного и растительного происхождения – это смеси сложных эфиров, образованных высшими карбоновыми кислотами и трехатомным спиртом глицерином, т.е. смеси глицеридов высших кислот. Значение жиров исключительно велико. Прежде всего они - важнейшая составная часть пищи человека и животных наряду с углеводами и белковыми веществами. Суточная потребность взрослого человека в жирах 80-100г.
Большое значение имеет техническая переработка жиров: из них получают такие ценные материалы, как мыло, стеарин, олифы для масляных красок и т.п.
В большинстве случаев в состав жиров входят полные эфиры глицерина, образовавшиеся в результате этерификации всех трех его гидроксильных групп и называемые триглицеридами, поэтому строение жиров может быть выражено следующей общей формулой:
aСН2—O—C—RI O
b CH —O—C—R'I O
a' CH2—O—C—R"O
В настоящее время из жиров выделено несколько десятков разнообразных предельных и непредельных кислот; почти все они содержат неразветвленные цепи углеродных атомов, число которых, как правило, четное и колеблется от 4 до 26. Однако именно высшие кислоты, преимущественно с 16 и 18 углеродными атомами – главная составная часть всех жиров. Из предельных высших жирных кислот наиболее важны пальмитиновая С15Н31СООН и стеариновая С17Н35СООН. Из непредельных высших кислот в жирах чаще всего встречается олеиновая С17Н33СООН (с одной двойной связью). Очень важны также незаменимые полиненасыщенные кислоты – линолевая С17Н31СООН (с двумя двойными связями) и линоленовая С17Н29СООН (с тремя двойными связями).
Кислоты входят в состав жиров главным образом в виде смешанных триглицеридов, т.е. таких, которые содержат остатки двух или трех разных кислот. Остатки могут занимать различные положение при углеродных атомах молекулы глицерина (последние обозначают a, b, a', как показано выше в общей формуле триглицерида). Это существенно сказывается на свойствах смешанных триглицеридов. Простые триглицериды, содержащие три остатка какой-нибудь одной кислоты, в природных жирах встречаются сравнительно редко (когда в жире по содержанию резко преобладает какая-либо одна кислота).
В качестве примеров смешанных триглецеридов приведем пальмитоолеостеарин, содержащий остатки пальмитиновой, олеиновой и стеариновой кислот, и диолеостеарин с двумя остатками олеиновой и одним остатком стеариновой кислот:
a СН2—O—C—С15Н31 СН2—O—C—С17Н33I O I O
b CH —O—C—С17Н33 СН2—O—C—С17Н35I O I O
a' CH2—O—C—С17Н35 СН2—O—C—С17Н33O O
a-пальмито-b-олео- a, a' –диолео-b-стеарин
a'-стеарин
Примерами простых триглицеридов могут служить трипальмитин, тристеарин и триолеин:
СН2—O—C—С15Н31 СН2—O—C—С17Н35 СН2—O—C—С17Н33I O I O I O
CH —O—C—С15Н31 СН2—O—C—С17Н35 СН2—O—C—С17Н33I O I O I O
CH2—O—C—С15Н31 СН2—O—C—С17Н35 СН2—O—C—С17Н33O O O
трипальмитин (твердый) тристеарин (тверд.) триолеин (жидкий)
Тпл. 65 оС Тпл. 72 оС Тпл. –4 оС
Жиры практически не растворимы в воде, но хорошо растворимы в спирте, эфире и в других органических растворителях. Температуры плавления жиров зависит от того, какие кислоты участвуют в образовании входящих в их состав глицеридов. Жиры, содержащие преимущественно остатки предельных кислот, имеют наиболее высокие Тпл. и представляют собой твердые или мазеобразные вещества, жиры же, в составе которых содержатся остатки главным образом непредельных кислот – жидкости с более низкими температурами плавления. Так, трипальмитин и тристеарин – твердые вещества, а триолеин – жидкость с Тпл. –40С.
По происхождению жиры подразделяют на животные и растительные.
Животные жиры добываются из жировых тканей различных животных, из молока. Они содержат в своем составе преимущественно стеариновую и пальмитиновую кислоты и сравнительно небольшое количество олеиновой кислоты. Поэтому в большинстве своем они являются твердыми или мазеобразными веществами (говяжье, баранье или свиное сало). Однако встречаются и животные жиры, содержащие значительное количество непредельных кислот и представляющие собой жидкие вещества (ворвань, тресковый жир).