Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑red

Reakcje alkoholi z kwasami karboksylowymi

Alkohole reagują z kwasami karboksylowymi, tworząc estry i wodę.

kwas karboksylowy + alkohol H2SO4 ester + woda

Proces otrzymywania estrów to reakcja estryfikacji, czyli odwracalna reakcja kondensacjikondensacjakondensacji (czyli taka, w której, obok produktu o dużej masie cząsteczkowej, powstaje produkt uboczny o małej masie cząsteczkowej, jak np. woda). Reakcja estryfikacji zachodzi pod wpływem katalizatorakatalizatorkatalizatora, którego rolę pełni stężony kwas siarkowy(VI), równocześnie ze względu na swoje właściwości higroskopijne przesuwa położenie stanu równowagi w kierunku produktów. Reakcję estryfikacji można zapisać schematycznie:

R4rXMeoo1c5Yw1
Schemat reakcji otrzymywania estrów
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Sumaryczny efekt reakcji estryfikacji polega na podstawieniu grupy OH w grupie karboksylowej kwasu karboksylowego (R2COOH), przez grupę OR2 alkoholu
(R2OH). Nazwy systematyczne estrów składają się z dwóch członów. Pierwszy pochodzi od nazwy systematycznej kwasu karboksylowego, który bierze udział w estryfikacji. Drugi człon to nazwa alkilu (lub arylu), pochodząca od alkoholu, np.:

kwas mrówkowykwas metanowy + metanol H2SO4 mrówczan metylumetanian metylu + woda
R1DWUeHJChoa51
Równanie reakcji otrzymywania metanianu metylu
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Pamiętaj, że zalecaną nazwą kwasu metanowego jest kwas mrówkowy, zatem, zgodnie z zaleceniami IUPAC, estry kwasu metanowego to mrówczany.

kwas octowykwas etanowy + etanol H2SO4 octan etyluetanian etylu + woda
R1dBEdCz2WpIo1
Równanie reakcji otrzymywania etanianu etylu
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
kwas propanowy + propan‐1‐ol H2SO4 propanian propylu + woda
RpgEjsTe6usg41
Równanie reakcji otrzymywania propanianu propylu (1-propylu)
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑red

Reakcje alkoholi z tlenowymi kwasami nieorganicznymi

Alkohole reagują z tlenowymi kwasami nieorganicznymi, tworząc estry tlenowych kwasów nieorganicznych i wodę.

1
tlenowy kwas nieorganiczny + alkohol H2SO4 ester tlenowego kwasu nieorganicznego + woda

Sumaryczny efekt reakcji estryfikacji polega na podstawieniu grupy OH w cząsteczce tlenowego kwasu nieorganicznego przez grupę OR2 alkoholu
(R2OH). Nazwy systematyczne estrów składają się z dwóch członów. Pierwszym jest nazwa anionu utworzonego z tlenowego kwasu nieorganicznego, a drugim – nazwa alkilu (lub arylu), pochodząca od alkoholu.

1) Kwasy jednoprotonowekwas jednoprotonowyKwasy jednoprotonowe mogą reagować z jedną cząsteczką alkoholu, ponieważ są zdolne do oddania tylko jednej grupy OH.

kwas azotowyV + metanol H2SO4 azotanV metylu + woda
R1bQVBno4wA0z1
Równanie reakcji kwasu jednoprotonowego z alkoholem
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

2) Kwasy diprotonowekwas diprotonowyKwasy diprotonowe mogą reagować z jedną lub dwiema cząsteczkami alkoholi, ze względu na możliwość oddania jednej lub dwóch grup OH.

kwas siarkowyVI + etanol H2SO4 wodorosiarczanVI etylu + woda
R17uPemdRrGiX1
Równanie reakcji diprotonowego kwasu z jedną cząsteczką alkoholu
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
kwas siarkowyVI +2 etanol H2SO4 siarczanVI etylu +2 woda
Rx6HIOBvDB0lG1
Równanie reakcji diprotonowego kwasu z dwiema cząsteczkami alkoholu
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

3) Kwasy triprotonowekwas triprotonowyKwasy triprotonowe są zdolne do reagowania z jedną, dwiema lub trzema cząsteczkami alkoholi, ponieważ mogą oddać jedną, dwie lub trzy grupy OH.

kwas borowy + metanol H2SO4 boran metylu + woda
R1IUphD4lEA8f1
Równanie reakcji kwasu triprotonowego z jedną cząsteczką alkoholu
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
kwas borowy +2 metanol H2SO4 boran dimetylu +2 woda
RD3rUmojvsCsM1
Równanie reakcji kwasu triprotonowego z dwiema cząsteczkami alkoholu
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
kwas borowy +3 metanol H3SO4 boran trimetylu +2 woda
R1b7r7lKqydnf1
Równanie reakcji kwasu triprotonowego z trzema cząsteczkami alkoholu
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

4) Alkohole polihydroksylowe także reagują z tlenowymi kwasami nieorganicznymi, tworząc tym samym estry.

glicerol +3 kwas azotowyV  H2SO4 triazotanV glicerolu +3 woda
R1Uyl4iyufHli1
Równanie reakcji otrzymywania triazotanu(<math aria‑label="pięć">V) glicerolu (nitrogliceryny)
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ciekawostka

Triazotan propano-1,2,3-triolu, potocznie nazywany nitrogliceryną, jest toksyczną cieczą. W wyniku wstrząsu lub ogrzania następuje jego rozkład i wewnętrzne spalenie. W 1867 roku Alfred Nobel dodał ziemię okrzemkową do nitrogliceryny, dzięki czemu wybucha ona dopiero po zastosowaniu detonatora. Materiał ten nazywany jest dynamitem.

REzOJoJwGz8S8
Dynamit stosowany jest do kruszenia tworów geologicznych i budynków, posiada zastosowanie militarne.
Źródło: dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna.

Nitrogliceryna, pomimo swojej toksyczności, w odpowiednio niskim stężeniu stosowana jest także jako składnik leków na choroby serca. Substancja ta rozkurcza bowiem gwałtownie skurcz mięśni gładkich, budujących naczynia krwionośne. Rozszerzając naczynia wieńcowe, obniża ciśnienie tętnicze i zmniejsza zużycie tlenu przez mięsień sercowy.

Słownik

kondensacja
kondensacja

(łac. condensatio „zagęszczenie”) reakcja, w której z substratów powstaje cząsteczka o dużej masie cząsteczkowej i (jedna lub więcej) o małej masie cząsteczkowej, np. woda lub amoniak

katalizator
katalizator

(gr. katálysis „rozwiązanie”) substancja, która przyspiesza reakcję chemiczną, poprzez obniżenie energii aktywacji; nie zużywa się w trakcie reakcji chemicznej

kwas jednoprotonowy
kwas jednoprotonowy

kwas posiadający jeden atom wodoru, który może oddysocjować

kwas diprotonowy
kwas diprotonowy

kwas posiadający dwa atomy wodoru, które mogą oddysocjować

kwas triprotonowy
kwas triprotonowy

kwas posiadający trzy atomy wodoru, które mogą oddysocjować

Bibliografia

Dudek‑Różycki K., Płotek M., Wichur T., Kompendium terminologii oraz nazewnictwa związków organicznych. Poradnik dla nauczycieli i uczniów, Kraków 2020.