2) простой эфир
3) сложный эфир (+)
4) циклический уреид
При взаимодействии карбоновой кислоты со спиртом протекает реакция этерификации — нуклеофильного замещения у карбонильного атома углерода. В результате образуется сложный эфир общей формулы R–COO–R′ и выделяется вода: R–COOH + R′–OH ⇄ R–COOR′ + H2O. Реакция обычно ускоряется сильной кислотой, которая активирует карбонильную группу, облегчает присоединение спирта и последующее отщепление воды.
Этерификация является обратимым равновесным процессом. Для увеличения выхода сложного эфира используют избыток одного из реагентов или удаляют воду из реакционной смеси. Строение продукта определяется природой исходных веществ: остаток карбоновой кислоты образует ацильную часть, а остаток спирта — алкильную или арильную часть молекулы.
Выбор сложного эфира принципиально отличает эту реакцию от образования амида, простого эфира и циклического урея. Амиды получают преимущественно при взаимодействии карбоновых кислот или их активированных производных с аминами, простые эфиры — при дегидратации спиртов или алкилировании алкоголятов, а циклические уреиды формируются при специфической циклизации производных мочевины. В фармацевтической технологии эфирная связь важна для получения лекарственных веществ, пролекарств, ароматизаторов и вспомогательных компонентов.
| Исходные вещества или тип реакции | Основной продукт | Характерная функциональная группа | Отличительный признак |
|---|---|---|---|
| Карбоновая кислота + спирт | Сложный эфир + вода | –COO– | Кислотно-катализируемая обратимая этерификация |
| Карбоновая кислота или её активированное производное + амин | Амид | –CONH–, –CONR– | Формирование связи C(O)–N; часто требуется активация кислоты или нагревание |
| Два спирта при кислотном катализе | Простой эфир + вода | –O– | Отсутствует карбонильная группа; характерна реакция межмолекулярной дегидратации |
| Гидроксикислота при внутримолекулярной этерификации | Лактон | Циклическая сложноэфирная группа | Циклический эфир образуется из карбоксильной и гидроксильной групп одной молекулы |
| Дикарбоновая кислота + диол | Полиэфир или олигоэфир + вода | Повторяющиеся фрагменты –COO– | Многократная поликонденсация с формированием полимерной цепи |
| Производные мочевины при внутримолекулярной циклизации | Циклический уреид | Циклический фрагмент –NH–CO–N– | Содержит карбонильную группу мочевины и две связи C(O)–N; не является продуктом обычной этерификации |
Сложные эфиры могут подвергаться гидролизу в кислой или щелочной среде; щелочной гидролиз называют омылением. Эфирная группа нередко повышает липофильность вещества и улучшает его проникновение через биологические мембраны. В организме такие соединения могут ферментативно расщепляться эстеразами с образованием исходного спирта и карбоновой кислоты. Поэтому стабильность эфирной связи учитывают при разработке лекарственной формы, оценке сроков годности и создании пролекарств.