Ацетаты

Ацетаты (от ) представляют собой два основных класса производных уксусной кислоты:

Соли уксусной кислоты Сложные эфиры уксусной кислоты

Ацетаты образуются посредством замены атома водорода (H+) карбоксильной группы уксусной кислоты на различные катионы, такие как щелочные, щелочноземельные и переходные металлы, неметаллы, или радикалы с образованием сложных эфиров, например с радикалом (CH3-) образуется метилацетат или метиловый эфир уксусной кислоты (CH3COOCH3).

Анион CH3COO- называется ацетат-ионом.

Ацетатная группа с химической формулой CH3CO и структурной формулой -C(=O)-CH3 может обозначаться символом Ас, что может вносить путаницу из-за такого-же обозначения элемента актиния. Тогда ацетат натрия может быть записан как AcONa, а этилацетат как EtOAc.

Ацетаты в виде солей — кристаллические продукты, хорошо растворимые в воде; эфиры — летучие жидкости с фруктовым и цветочным запахом. Ацетаты применяют как растворители для лаков, смол, в производстве целлулоида, в парфюмерии и пищевой промышленности. Большая часть ацетатов, производимых в промышленности, имеет форму полимеров. В биосинтезе ацетаты — наиболее распространённый строительный элемент.

Физические свойства Соли уксусной кислоты хорошо растворяются в воде, но ацетат серебра и ацетат ртути(I) довольно плохо растворяются в холодной воде. Как соли, ацетаты легко кристаллизуются.

Ацетаты-соли образуют двойные и комплексные соединения. При связывании ацетатами-солями молекул уксусной кислоты получаются так называемые кислые ацетаты, например кислый ацетат натрия Na(CH3COO)*2CH3COOH. Переходные металлы могут образовывать комплексы, например ацетат хрома (II) и осно́вный ацетат цинка.

Ацетаты в виде эфиров — летучие жидкости с фруктовым и цветочным запахом. Сложные эфиры уксусной кислоты служат хорошими органическими растворителями, но горючи и огнеопасны. Активные растворители ацетаты-сложные эфиры, используемые, например, для производства нитролаков, разделяются по температуре кипения на высококипящие (бутилацетат, изобутилацетат, амилацетат) и низкокипящие (этилацетат, пропилацетат).

Получение Ацетаты-соли уксусной кислоты получают растворением оксидов, гидроксидов или некоторых солей (например, карбонатов) в уксусной кислоте.

Ацетат натрия можно приготовить, как шипучку (газированная вода), в домашних условиях из уксуса и соды по реакции:

CH3COOH + NaHCO3 -> CH3COONa + H2O + CO2

Ацетаты-сложные эфиры уксусной кислоты получают по реакции этерификации уксусной кислоты или уксусного ангидрида со спиртами:

CH3COOH + ROH -> CH3COOR + H2O, где R — радикал

Если в качестве радикала выступает C2H5+, то одним из продуктов реакции будет этилацетат:

CH3COOH + C2H5OH -> CH3COOC2H5 + H2O

Химические свойства ацетатов-солей уксусной кислоты

Взаимодействие с кислотами Под действием нелетучих кислот из ацетатов-солей выделяется уксусная кислота.

Ацетаты-соли (например ацетат кальция) способны к декарбоксилированию уксусной кислоты с образованием ацетона.

Гидролиз Водные растворы ацетатов—солей уксусной кислоты, образованных сильными основаниями (катионы щелочных металлов Na, K, щелочно-земельных металлов Ba, и тому подобные), имеют щелочную реакцию.

Соли уксусной кислоты (ацетаты) переходных металлов подвергаются гидролизу с образованием гидроксида металла и осно́вных ацетатов по реакциям:

Fe(CH3COO)3 + H2O -> Fe(OH)(C2H3O2)2 + CH3COOH

Fe(C2H3O2)3 + 2H2O -> Fe(OH)2(C2H3O2) + 2CH3COOH

Fe(C2H3O2)3 + 3H2O -> Fe(OH)3 + 3CH3COOH

В случае гидролиза ацетата аммония CH3COONH4, как соли слабой кислоты и слабого основания, раствор сохраняет нейтральную реакцию.

На гидролизе солей уксусной кислоты (ацетатов) основано протравное крашение тканей:

ткань пропитывается ацетатом (например ацетатом алюминия, железа, хрома), обрабатывается паром, на волокне образуется гидроксид металла вследствие реакций гидролиза, прочно связанный с тканью краситель связывается с металлом, благодаря металлу формируя прочное окрашивание.

Гидролитический метод осаждения При анализе руд, шлаков, сплавов, когда стоит задача отделения алюминия и железа от марганца, никеля, кобальта, цинка, в качестве одного из методов разделения отдельных катионов (например Fe^3+) или их групп (например Al^3+ + Fe^3+) используется метод их осаждение при помощи ацетатов (например, ацетата натрия CH3COONa, как соли слабой уксусной кислоты) с получением красно-бурых осадков в виде гидроксидов или осно́вных ацетатов (например, Fe(OH)2(C2H3O2) в виде красно-бурого осадка). Для железа этот метод — количественный.

Лабораторный метод получения метана Сплавление ацетатов с едкими щелочами является наиболее простым лабораторным методом получения метана.

Электролиз При электролизе ацетатов щелочных металлов в водных или метанольных растворах на аноде образуется этан.

Качественные реакции Качественные реакции на металлы в ацетатах-солях уксусной кислоты основаны на выпадении в осадок гидроксидов металлов или осно́вных ацетатов разного цвета. Качественной реакцией на ацетаты-сложные эфиры является реакция омыления. Качественными реакциями на ацетат-группу служат:

реакция с серной кислотой с появлением запаха уксуса вследствие образования уксусной кислоты; реакция с хлоридом железа(III) с выпадением красно-бурого осадка Fe(OH)2(C2H3O2); реакция с изоамиловым спиртом с появление запаха грушевой эссенции вследствие образования амилацетата; реакция с этиловым спиртом с появлением фруктового запаха этилацетата; реакция с трехокисью мышьяка As2O3 с появлением запаха какодила из-за образования оксида какодила (CH3)2As-O-As(CH3)2 при воздействии на ацетатную группу. За запах ответственен радикал (CH3)2As-, названный какодил (от  — «дурной»).

Ацетаты — сложные эфиры уксусной кислоты Ацетаты — сложные эфиры уксусной кислоты с общей формулой CH3CO2R, где R — радикалы, заменяющие водород (H+) карбоксильной группы уксусной кислоты. Сложные эфиры доминируют на рынке ацетатов. Обычно малотоксичны. В качестве радикалов могут выступать:

углеводородные остатки алканов, образующие, например, CH3COOCH3 метилацетат (метиловый эфир уксусной кислоты), этилацетат (этиловый эфир уксусной кислоты, фруктовый запах, CH3COOC2H5); углеводородные остатки алкенов, образующие, например, CH3COOCH=CH2 - винилацетат, который является сырьём для производства поливинилового спирта, входящего в состав многих красок; углеводородные остатки ароматических соединений, например ацетилцеллюлоза (ацетат целлюлозы) — сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты и другие.

Ацетаты — сложные эфиры уксусной кислоты чаще других используются в качестве душистых веществ.

Запахи зависят от структуры ацетатов — сложных эфиров уксусной кислоты:

фруктовые и фруктово-ягодные запахи имеют ацетаты низших алифатических спиртов, использующиеся в качестве пищевых эссенций с фруктовым запахом (этилацетат); цветочные запахи имеют ацетаты терпеновых спиртов, применяемых в парфюмерии и производстве синтетических моющих средств; запах цветов, фруктов и зелени имеют ацетаты ароматических спиртов.

В биологии Ацетат-ион — распространенный анион в биохимии, с помощью которого синтезируется ацетил-КоА(подробности), доставляющий атомы углерода с ацетил-группой в цикл трикарбоновых кислот, для их окисления с выделением энергии.

Сложный эфир уксусной кислоты и холина, так называемый нейромедиатор ацетилхолин, участвует в передаче нервного импульса, синтезируясь в нервной клетке из ацетилкоэнзима А.

Ацетаты иногда являются побочным продуктом молочнокислого брожения. В ходе брожения, вызываемого бифидобактериями, — бифидоброжения, из глюкозы образуются ацетат и лактат:

2C6H12O6 -> 3CH3COOH + 2CH3CHOHCOOH

Предполагается, что причиной алкогольного похмелья является ацетат, образующийся в организме при окислении спирта.

Применение С давних времён был известен очень ядовитый уксуснокислый свинец, так называемый свинцовый сахар (Pb(CH3COO)2*3H2O), применяемый до сих пор при производстве свинцовых белил. Основной уксуснокислый свинец Pb(OH)2*Pb(CH3COO), так называемый «свинцовый уксус» или «свинцовая примочка», ранее широко применялся в медицине. Основная уксуснокислая медь, известная как «ярь-медянка», использовалась как зелёная краска, а соединение уксуснокислой меди с мышьяковистокислой медью Cu(CH3COO)2*3Cu(AsO2)2, так называемая парижская зелень, использовалась как инсектицид. Из солей уксусной кислоты к середине XX века наибольшее применение находили соли железа, алюминия и хрома, применяемые в качестве протравы при крашении тканей. Коммерчески важным является ацетат аммония как предшественник ацетамида CH3CONH2, ацетат калия как мочегонное средство. Огромное значение имеет ацетат натрия для тонкого органического синтеза. Метилацетат используется как промышленный растворитель. Ацетилцеллюлоза используется в производстве ацетатных волокон и была важным компонентом в производстве грампластинок. Винилацетат является сырьём для поливинилового спирта, входящего в состав красок, также из сополимеров винилацетата изготавливается универсальный полимерный клей.

См. также Ацетатные волокна 1-Ацетоксибутадиен-1,3 Ацетат диамминмеди(II) Ацетат кобальта(III) Ацетат нептунила-натрия Ацетат олова(IV) Ацетат олова(II) Ацетат плутонила-натрия

Литература

Примечания

* Категория:Ацетаты (эфиры)