Уравнение реакции получения бутилового эфира муравьиной кислоты

Способы получения бутилформиата и гидролиз эфира

Задача 61.
Получите несколькими способами бутилформиат. Проведите механизм реакции этерификации, проведите щёлочный гидролиз полученного эфира. Все продукты назовите.
Решение:
1. Реакция этерификации

Бутилформиат 1 — бутиловый эфир муравьиной кислоты получается нагреванием бутилового спирта с муравьиной кислотой в присутствии H₂SO₄.
Реакция этерификации бутанола и муравьиной кислоты:

Реакция протекает как нуклеофильное замещение в карбоксильной группе. В качестве катализаторов этой реакции используют сильные минеральные кислоты H₂SO₄, H₃PO₄, хлороводород и др. Роль кислотного катализатора состоит в увеличении эффективного положительного заряда на атоме углерода карбоксильной группы, и, кроме того, протонирование (ОН – ) группы на стадии отщепления превращает её в уходящую группу — Н₂О. Реакцией с меченым атомом кислорода в спирте удалось установить, что в кислоте разрывается связь (C–O), а в спирте (O–H).
Карбоновая кислота, протонируя карбонильный атом кислорода, увеличивает электрофильность карбонильного углерода и облегчает присоединение слабого нуклеофила (спирта). Потеря воды продуктом присоединения углеводородного радикала приводит к сложному эфиру:
Сначала под действием катализатора карбонильный атом углерода становится более положительным и более «уязвимым» по отношению к атаке нуклеофильного агента, которым является молекула спирта.

Образующийся вначале катион присоединяет молекулу спирта за счет неподеленных электронов кислородного атома, давая катион (2):

Далее катион (2) отщепляет молекулу воды, превращаясь в катион сложного эфира (3):

Катион (3) в результате отщепления протона образует молекулу сложного эфира:

Молекула воды образуется из гидроксила кислоты и водорода спирта. Следовательно, в молекуле кислоты разрывается связь между ацилом и гидроксилом, а в молекуле спирта — связь водорода с кислородом.
Можно записать схему реакции так:

Механизм реакции этерификации можно представить схемой:

2. Взаимодействие солей кислот с алкилгалогенидами:

3. Получение из карбоновых кислот и алкенов:

Гидролиз сложных эфиров

Гидролиз в присутствии щелочи протекает необратимо (т.к. образующийся отрицательно заряженный карбоксилат-анион RCOO– не вступает в реакцию с нуклеофильным реагентом – спиртом). В щелочной среде гидролиз необратим, и в результате его образуются спирт и соль кислоты, при этом требуется эквимолярное количество щёлочи:

Задача 63.
Раствор, содержащий бензальдегид массой 1,612 г в эфире массой 100 г, кипит при температуре 34,806 °C. температура кипения эфира равна 34,5 °с, а эбулиоскопическая постоянная его равна 2. Вычислите относительную молекулярную массу бензальдегида.
Решение:
Повышение температуры кипения равно: ∆t_k — повышение температуры кипения раствора = 34,806 – 34,5 = 0,306 . Относительную молекулярную массу бензальдегида вычислим, используя уравнение Рауля:
∆t_k = Е(m₁ . 1000)/(m₂ . M), где
Е – эбулиоскопическая константа; m₁ – масса растворённого вещества; m₂ – масса растворителя; М – молярная масса растворённого вещества: ∆t_k — повышение температуры кипения раствора.

М = Е(m₁ . 1000)/(m₂ . ∆t_k) = 2(1,612 . 1000)/(0,306 . 100) = 105,36 г/моль.

1 Бутилформиат; бутиловый эфир муравьиной кислоты; муравьинобутиловый эфир; бутилметаноат.

Acetyl

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.