酯基化学式和结构简式(有机化学基础—酯)

时间:2024-09-25 09:31:37


1、酯的组成、结构

酯可看作是羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物。

可简写为RCOOR′,R和R´可以相同,也可以不同。官能团为酯基

R′是任意的烃基)。饱和一元羧酸和饱和一元醇形成的酯的分子通式为CnH2nO2(n≧2),所以羧酸和酯有官能团异构。

其代表物是乙酸乙酯,分子式为C4H8O2 ,结构式、结构简式和分子结构为:

以乙酸乙酯为例,酯的同分异构体的书写方法为:

先写其作为酯的同分异构,可以按甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯……的顺序写,或按甲酯、乙酯、丙酯……的顺序写,并注意考虑碳架异构。

再写其羧酸的同分异构体,同样要考虑碳架异构。

如果需要再考虑其它的异构体,如还可以有羟基醛、羟基酮、醚醛、醚酮、烯醇等等。

2、酯的物理性质、存在及命名

低级酯一般是具有芳香气味的液体,密度比水小,难溶于水,易溶于有机溶剂,许多酯本身就是常用的有机溶剂。

常见的酯广泛存在于自然界,如苹果中含有戊酸戊酯,菠萝中含有丁酸乙酯,香蕉中含有乙酸异戊酯等。日常生活中,饮料、糖果和糕点等常添加酯类作香料。

酯的命名一般根据对应的酸和醇的名称叫做“某酸某酯”。如HCOOCH2CH3命名为甲酸乙酯,

命名为苯甲酸乙酯,

命名为二乙酸乙二酯,

命名为乙二酸二乙酯。

3、酯的水解反应(取代反应)

酯在一定条件下可发生水解反应,生成相应的羧酸和醇。酯的水解反应是酯化反应的逆反应。

酯基中的C—O键断裂,C原子上连—OH生成酸,O原子上连氢原子生成醇。

实验:

(1)设计实验探究乙酸乙酯在中性、酸性、碱性溶液中水解的速率。(2)设计实验探究乙酸乙酯在不同温度下的水解速率。

实验原理:

要探究乙酸乙酯在不同条件下的水解速率,可以利用“单一变量”的原则,即控制变量法。乙酸乙酯难溶于水,其水解是可逆反应,所以可通过观察酯层消失的时间差异来判断水解速率。

实验操作:


  1. 取三支试管,各加入1mL乙酸乙酯,再分别加入5mL水、5mL稀硫酸、5mL稀氢氧化钠溶液。在水浴中加热,观察现象。
  2. 取两支试管,各加入1mL乙酸乙酯和5mL稀氢氧化钠溶液,分别放到40℃、80℃的水浴中加热。观察现象。

实验现象:

(1)一段时间后,a试管中酯层基本不变,b试管中酯层明显变薄,c试管中酯层消失。(2)水浴温度80℃的试管中酯层先消失,40℃的试管中酯层后消失。

分析及结论:

(1)乙酸乙酯在中性条件下基本不水解,在酸性条件下能水解,但水解速率比碱性条件下的慢,且不能完全水解,在碱性条件下水解较快,能完全水解。(2)温度越高,乙酸乙酯的水解速率越大。

思考:乙酸乙酯在酸性条件下的水解是可逆的,在碱性条件下的水解为什么是不可逆的。控制实验条件(单一变量的原则)是科学研究的重要方法,通过上面的实验,你对此有何体会。

在碱性条件下,碱会中和乙酸乙酯水解生成的乙酸,降低了生成物的浓度,使水解的平衡向正反应方向移动,导致水解完全进行,即反应变得不可逆。

在实验中往往要设计对照实验,遵行单一变量的原则,即在影响实验的多个因素中,只使其中的某一个因素不同,这样才能得到正确的结论。