Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







I. Предельные одноатомные спирты





Предельные одноатомные спирты имеют общую формулу СnН2n+1OH. В зависимости от того, при каком угле­родном атоме, первичном, вторичном или третичном, находится гидроксил, различают спирты первичные R—СН2ОН, вторичные R2CHOH и третичные R3—ОН.

Изомерия. Номенклатура.Изомерия спиртов зависит от строения углеродной цепи и положения гидроксила в цепи. Так, например, спирты состава С4Н9ОН могут быть рассмотрены как производные углеводородов С4Н10, нормального бутана и изобутана, в которых один атом водорода замещен на группу ОН.

Обычно спирты называют по радикалу, связанному с гидроксильной группой. По систематической номенклатуре название спирта со­ставляется из названия соответствующего предельного углеводорода с добавлением к суффиксу -ансуффикса -оли указанием номера углеродного атома, при котором находится гидроксил. Кроме того, спирты можно называть как замещенные метилового спир­та — карбинола.

Номенклатура спиртов

Формула спирта Название
тривиальное по карбинолу по систематиче­ской номенклатуре
CHSOH Метиловый Карбинол Метанол
  (древесный)    
СН3— СН2ОН Этиловый Метилкарбинол Этанол
  (винный)    
3 2 1 СНз-СН2—СН2ОН Первичный про- пиловый Этилкарбинол 1-Пропанол
1 2 3      
СН3— СНОН— СН3 Вторичный пропило-вый, изопропиловый Диметилкарбинол 2-Пропанол
1 234 СН2ОН-СН2-СН2-СН3 Первичный бутиловый Пропилкарбинол 1-Бутанол
1 2 3 4 СН3— СНОН-СН2-СН3 Вторичный бутиловый Метилэтилкарбинол 2-Бутанол
СН3-СН-СН2ОН СН3 Изобутиловый Изопропилкарбинол 2-Метил-1-пропанол
СН3 1 2| 3 СНз- С-СНз ½ СН3 Третичный бу- тиловый Триметилкарбинол 2-Метил-2-пропанол

 



Химические свойства.

Химические свойства спиртов обусловлены присутствием реакционноспособной гидроксильной группы - ОН. Реакции с участием этой группы проходят с разрывом или связи О –Н, или связи С – О.

1. К и с л о т н о-о с н о в н ы е свойства.

Спирты — вещест­ва нейтральные, но в некоторой степени они проявляют амфотерные свойства.

При взаимодействии спиртов со щелочными металлами имеет место замещение водорода гидроксила металлом с образованием алкоголята спирта:

2Н5ОН + 2Na ® 2С2Н5ОNa + Н2­

Алкоголят(этилат натрия)

Алкоголяты спиртов легко разлагаются водой:

C2H5ONa+HOH ® C2H5ОН + NaOH

так как спирты — более слабые кислоты, чем вода. Кислот­ные свойства спиртов убывают в следующем порядке: первичные > вторичные > третичные.

 

2. Этерификация. Спирты взаимодействуют с минераль­ными и органическими кислотами с образованием соответствующих сложных эфиров и воды:

C2H5OH+HOSO3H ® C2H5OOSO3H + Н2О

этнлсульфат, этилсернэя кислота,

серноэтиловый эфир

C2H5OH +HO–CО-CH3 ® C2H5O–CО-CH3 + Н2О

уксусноэтиловый афир,

этилацетат

Реакции образования сложных эфиров минеральных и органичес­ких кислот обратимы: на определенной стадии наступает равновесие.

Скорость образования сложных эфиров, как показал Н. А.Меншуткин, при одной и той же кислоте для первичных спиртов примерно в два раза больше, чем для вторичных, и в 20 раз больше, чем для тре­тичных.

3. Дегидратация.

При действии на спирты водоотнимаю­щих веществ происходит межмолекулярное или внутримолекулярное отщепление воды. Водоотнимающими веществами являются кислоты (концентрированная H2SO4, H3PO4, щавелевая, бензолсульфокислота и др.), оксиды (оксиды алюминия, тория и др.), некоторые соли (дисульфат калия, сульфат меди, хлорид цинка и др.).

При межмолекулярной дегидратации спиртов получаются про­стые эфиры (R—О—R или R—О—R'):

R'—ОН+НО—R (или НО—R') ® R—О—R (или R—О—R') + H2O

В случае внутримолекулярной дегидратации спиртов, проходящей на тех же катализаторах, но при более высокой температуре, обра­зуются непредельные углеводороды, например:

СН3—СНОН—СН3 ® СН2=СН—СН32О

изопропиловый спирт пропилен

При этом водород отщепляется от наименее гидрогенизированного атома углерода, находящегося по соседству с углеродом, несущим гидроксильную группу (правило Зайцева).

 

4. Замещение гидроксильной группы.

Гидроксильная группа спиртов способна замещаться галогеном при взаимо­действии спиртов: а) с галогеноводородными кислотами, б) с галогенидами фосфора (например, РС13, РС15) или в) с тионилхлоридом (хлорангидридом сернистой кислоты SOC12).

а) Реакция спиртов с галогеноводородами обратима:

R–OH + HCl ® R–Cl + HOH

Поэтому ее обычно проводят в присутствии водоотнимающих веществ — хлорида цинка, серной кислоты, хлорида кальция. Третичные спирты вступают в эту реакцию значительно легче вторичных и первичных, вторичные — легче первичных.

б)В случае применения РС15, например:

R–OH + РCl5® R–Cl + РO Cl3 + HCl

в) Реакция с тионилхлоридом идет с образованием алкилхлорида, хлористого водорода и двуокиси серы:

С2Н5OH + SOC12 ® С2Н5Cl + SO2+ H Cl

5. Окисление.

Спирты окисляются кислородом воздуха в присутствии медных и других катализаторов при 300—500° С такими окислителями, как хромовая смесь, КМпО4 и др., а также дегидрируются при 100—180°С над Си, Ag, Ni, Co, Pt и Pd. Во всех этих случаях первичные спирты дают альдегиды (при дальнейшем окис­лении — кислоты с тем же числом углеродных атомов), вторичные спирты — кетоны; последние могут быть окислены дальше до двух кислот с разрывом углеродной цепи. Третичные спирты оки­сляются очень трудно с разрывом углеродного скелета и образованием смеси кислот и кетонов:

R-CH2OH ® Н2 + R-C

 

Примеры реакций с окислителем:

ЗСН3-СН2ОН + K2Cr207 + 4H2S04 ® ЗСН3-СНО + K2S04 + Cr2 (S04)3 + 7Н20

хромовая смесь уксусный

альдегид

ОН

3 СН3–СН – СН2–СН3 + 2 KMn04 + 9H2S04 ———> СН3 –СО– СН2–СН3 + 2KOН + 2Н2О + 2MnO2

вторичный бутиловый спирт метилэтилкетон

ОН

5СН3-СН2—С– СН3 + 6KMn04 + 9H2S04 ———> 5СН3СООН + 50=С-СН3 + 3K2SO4 + 14Н2О + 6MnSO4

СН3 СН3

Уксусная кислота ацетон (кетон)

 

 

Двух- и трехатомные спирты

 

Спирты, содержащие несколько гидроксильных групп, называют многоатомными

( двухатомными, трехатомными и т.д.). Двухатомные спирты называются гликоли.

Наибольшее значение имеет треатомный спирт – глицерин (1,2,3 – пропантриол).

Химические свойства глицерина обусловлены наличием трех гидроксильных групп.

1. Водородные отомы гидроксильных групп в глицерине замещаются на металл при действии не только щелочных металлов, но и гидроксидов металлов – железа, меди, кальция, бария и др. Полученные при этом соединения называются глицератами.

Глицераты тяжелых металлов, в том числе и меди, имеют комплексный характер.

2. При взаимодействии с галогеноводородами (НС1 и НВг) полу­чаются моно- и дихлор- или бромгидрины глицерина, например:

HCI HCI

СН2ОН—СНОН—СН2ОН ———> СН2С1—СНОН—СН2ОН ———> СН2С1-СНОН-СН2Сl

3. При действии галогенидов фосфора замещаются галогеном все три гидроксила:

СН2ОН-СНОН-СН2ОН+РВr3 ———> СН2Вг—СНВг-СН2Вг + Р (ОН)3

1,2,3-трибромпропан

4. При взаимодействии глицерина с неорганическими и органи­ческими кислотами получаются полные и неполные сложные эфиры. Например:

СН2ОН СН2ОNО2

½ в присутствии |

СНОН + 3HONO2 —————————> ЗН2О + CHONO2

| серной кислоты ½ I

СН2ОН CH2ONO2

Полный азотнокислый эфир глицерина (глицеринтринитрат) — ни­троглицерин (обычное, но химически неправильное название) — взрыв­чатое вещество, применяемое для изготовления динамита.

Аналогично получается и полный уксуснокислый эфир глицерина:

СН2ОН СН2О СОСН3

½ в присутствии |

СНОН + 3HOСОСН3 —————————> ЗН2О + CHO СОСН3

| серной кислоты ½ I

СН2ОН CH2O СОСН3

глицеринтриацетат

 

Особенно большое практическое значение имеют полиэфиры гли­церина и ароматической двухосновной кислоты. Эти полиэфиры — глицеринофталиевые смолы, которые называют также глифталями, широко применяются для изготовления лаков.

 

Применение.

Глицерин в больших количествах применяется в химической и пищевой промышленности (для изготовления кондитерских изделий, ликеров, прохладительных напитков и т.д.), в текстильной промышленности, при производстве пластических масс и лаков, взрывчатых веществ.

Лекция 4.

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ

План лекции

1. Определение альдегидов и кетонов.

2. Изомерия и номенклатура альдегидов и кетонов.

3. Химические свойстваальдегидов и кетонов.

Альдегидами и кетонами называют производные углеводородов, содержащие карбонильную группу – С = О. В молекуле альдегидов по крайней мере одна валентность карбонильной группы затрачивается на соединение с атомом водорода, а другая — с радикалом (предель­ного ряда в предельных альдегидах).

Общая формула альдегидов R—СОН .

В случае кетонов обе валентности карбонильной группы затрачиваются на соединение с радикалами. Общая формула кетонов R—С—R.

О









Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.