Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Спирты (алкоголи) – производные УВ, содержащие в молекуле одну или несколько гидроксильных групп –ОН у насыщенных атомов углерода. Общая формула спиртов: R(OH)М, где М ≥ 1



 

Классификация спиртов:

а) по строению УВ радикала:

1. предельные (алканолы) – CnH2n+1OH, например, CH3OH – метанол (метиловый спирт);

2. ароматические – C6H5–CH2OH (фенилметанол, или бензиловый спирт);

3. непредельные – CH2=CH–CH2OH, алкенол (пропен-2-ол-1).

б) по атомности:

1. одноатомные (олы) – C2H5OH;

2. многоатомные:

- двухатомные (диолы) – CH2OH–CH2OH (этандиол-1,2 или этиленгликоль);

- трехатомные (триолы) – CH2OH–CHOH–CH2OH (пропантриол-1,2,3 или глицерин).

 

Физические свойства одноатомных спиртов.

 

Полярность связи О–Н и наличие неподеленных пар электронов на атоме кислорода определяют физические свойства спиртов, так как происходит ассоциация молекул спиртов вследствие образования межмолекулярных водородных связей.

Водородная связь – это особый вид связи, которая осуществляется при участии атома водорода гидроксильной или аминогруппы одной молекулы и атомами с большой электроотрицательностью (O, N, F, Cl) другой молекулы.

 

Прочность водородной связи (ВС) значительно меньше прочности ковалентной связи. За счет ВС в гомологическом ряду спиртов нет газообразных веществ. Первые одиннадцать гомологов – жидкости, следующие – твердые вещества. Все алканы легче воды, бесцветны, жидкие, имеют резкий запах. Метанол, этанол, пропанол неограниченно растворяются в воде, с увеличением числа углеродных атомов, растворимость алканов в воде уменьшается, высшие спирты не растворяются в воде.

 

Химические свойства.

I. Реакции замещения:

- замещение атома водорода гидроксильной группы вследствие разрыва связи O–H.

а) взаимодействие с активными Ме с образованием алкоголятов Ме:

2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2 (этанолят натрия)

эти реакции протекают только в безводной среде.

б) взаимодействие с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров (реакции этерификации):

C2H5OH–H + HO–CO–CH3 → CH3–COO–C2H5 + H2O (кат. H2SO4(к), to) (этиловый эфир уксусной кислоты, этилацетат)

реакции этерификации являются обратимыми реакциями.

- замещение гидроксильной группы вследствие разрыва связи C–O.

а) взаимодействие с галогеноводородами с образованием галогеналканов:

C2H5–[OH+H]–Br → C2H5Br + H2O (кат. –H+)

б) взаимодействие с аммиаком с образованием аминов; реакции идут при пропускании смеси паров спирта с аммиаком при 300oC над оксидом алюминия:

C2H5–[OH+H]–NH2 → C2H5–NH2 + H2O (можно заместить все атомы водорода, получая – этиламин, диэтиламин, триэтиламин).



II. Реакции отщепления:

- дегидратация, т.е отщепление воды; может быть двух видов: межмолекулярная и внутримолекулярная.

а) межмолекулярная дегидратация спиртов с образованием простых эфиров R–O–R; эти реакции могут протекать с участием одного спирта или смеси двух и более спиртов:

C2H5O[H+HO]–C2H5 → C2H5–O–C2H5 + H2O (диэтиловый эфир)

CH3–O[H+HO]–C2H5 → CH3–O–C2H5 + H2O (метилэтиловый эфир)

б) внутримолекулярная дегидратация спиртов с образованием алкенов;

протекает при более высокой температуре;

в отличие от межмолекулярной дегидратации в процессе этих реакций происходит отщепление молекулы воды от одной молекулы спирта;

из этанола при 170o в присутствии H2SO4(к) образуется этилен;

дегидратация вторичных и третичных спиртов происходит по правилу Зайцева.

- дегидрирование (разрыв связей O–H и C–H).

а) при дегидрировании первичных спиртов образуются альдегиды (кат. Cu, to); в организме человека этот процесс происходит под действием фермента (акогольдегидрогеназы).

б) при дегидрировании вторичных спиртов образуются кетоны.

в) третичные спирты не дегидрируются.

III. Реакции окисления:

- горение (полное окисление).

а) спирты горят на воздухе с выделением большого количества тепла:

C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O + Q

б) неполное окисление под действием окислителей: кислорода, воздуха в присутствии катализатора (например, Cu), KMnO4, K2Cr2O7 и т.д.; из первичных спиртов образуются альдегиды, из вторичных – кетоны.

 

Получение спиртов:

1. Гидратация алкенов (H3PO4, 300оС).

при гидратации гомологов этилена в соответствии с правилом Морковникова образуются вторичные или третичные спирты.

2. Гидролиз галогеналканов.



при действии водного раствора NaOH атом галогена в замещается группой –ОН:

C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl

при действии спиртового раствора щелочи на галогеналкан происходит отщепление галогеноводорода и образование алкена.

3. Гидрирование альдегидов и кетонов.

в присутствии катализатора (Ni, Pt, Pd, Co) альдегиды восстанавливаются до первичных спиртов, а кетоны – до вторичных.

4. Специфические способы получения метанола и этанола.

CO + 2H2 → CH3OH (P, to, кат.)

Этанол образуется при брожении (ферментации) глюкозы или крахмала:

C6H12O6 → 2C2H2OH + 2CO2

 

Предельные многоатомные спирты.

Физические свойства.

 

Глицерин – вязкая, бесцветная, сладковатая на вкус нетоксичная жидкость с tкипения=290oC. Смешивается с водой во всех отношениях.

 

Химические свойства:

I. Замещение атомов водорода гидроксильный групп.

- Как и одноатомные спирты, многоатомные взаимодействуют со щелочными Ме, при этом могут образовываться моно-, ди- и тризамещенные продукты.

- Наличие нескольких ОН-групп увеличивают подвижность гидроксильных атомов водорода. Поэтому многоатомные спирты могут взаимодействовать с гидроксидами тяжелых Ме (например, с гидроксидом меди (II)). Продуктами этих реакций являются внутрикомплексные («хелатные») соединения, в молекулах которых атом тяжелого Ме образует как обычные ковалентные связи Ме–О за счет замещения атомов водорода ОН-групп, так и донорно-акцепторные связи Ме←О за счет неподеленных электронных пар атомов кислорода других ОН-групп. Нерастворимый в воде Cu(OH)2 голубого цвета растворяется в глицерине с образованием ярко-синего раствора глицерата меди (II). Эта реакция является качественной реакцией на все многоатомные спирты.

- Многоатомные спирты, как и одноатомные, взаимодействуют с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров. Сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот представляют собой жиры.

- Тринитроглицерин – взрывчатое вещество и одновременно лекарственный препарат: 1% спиртовой раствор нитроглицерина применяется в медицине в качестве средства, расширяющего сосуды сердца.

II. Замещение гидроксильных групп.

- Наиболее известными реакциями этого типа является взаимодействие многоатомных спиртов с галогеноводородами. Например, при взаимодействии глицерина с хлороводородом ОН-группы последовательно замещаются атомами хлора.

 

Гидролиз жиров – основной способ получения глицерина.

 

2. Фенолы. Особенности строения и их классификация.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!