Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

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)






Предельные многоатомные спирты



Свойства многоатомных спиртов рассмотрим на примере простейшего трехатомного спирта — глицерина, или пропантриола-1,2,3

Физические свойства

Глицерин — вязкая, бесцветная, сладковатая на вкус нетоксичная жидкость с Гкип = 290DC. Смешивается с во­дой во всех отношениях.

Химические свойства

1. Замещение атомов водорода гидроксильных групп

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

2. Наличие нескольких ОН-групп в молекулах многоатомных спиртов обусловливает увеличение подвижности и способности к замещению гидроксильных атомов водорода по сравнению с одноатомными спиртами. Поэтому, в отличие от алканолов, многоатомные спирты взаимодействуют с гидроксидами тяжелых металлов. Продуктами этих реакций являются внутри комплексные («хелатные») соединения, в молекулах которых атом тяжелого металла образует как обычные ковалентные связи Me—О за счет замещения атомов водорода ОН-групп, так и донорно-акцепторные связи за счет неподеленных электронных пар атомов кислорода других ОН-групп.

3.Многоатомные спирты, как и одноатомные, взаимодействуют с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров.

2. Замещение гидроксильных групп

Наиболее известными реакциями этого типа является взаимодействие многоатомных спиртов с галогеноводородами.

9. Фенолы. Классификация. Одноатомные фенолы: физические свойства и общая характеристика химических свойств. Фенол и гидрохинон, применениеихв промышленности. Реакции поликонденсации. Фенолоформальдегидные полимеры.

ФЕНОЛЫ — это производные ароматических углеводородов, содержащие одну или несколько гидроксильных групп у атомов углерода бензольного кольца.

Фенолы:

—Одноатомные (аренолыАгОН, где Аг— арил, т. е. одновалентный радикал ароматического УВ)

—Двухатомные (арендиолы)

—Трехатомные (арентриолы)

Физические свойства

Большинство одноатомных фенолов при нормальных условиях представляют собой бесцветные кристаллические вещества с невысокой температурой плавления и характерным запахом. Фенолы малорастворимы в воде, хорошо растворяются в органических растворителях, токсичны, при хранении на воздухе постепенно темнеют в результате окисления.



Фенол С6Н5ОН (карболовая кислота) — бесцветное кристаллическое вещество, tпл= 43°С, tкип = 182°С, на воздухе окисляется и становится розовым, при обычной температуре ограниченно растворим в воде, выше 66° Ссмешивается с водой в любых соотношениях. Фенол — токсичное вещество, вызывает ожоги кожи, является антисептиком.

Химические свойства

Химические свойства фенолов обусловлены наличием в их молекулах функциональной группы — ОН и бензольного кольца.

1.Реакции с участием гидроксильной группы

Кислотные свойства

1.Диссоциация в водных растворах с образованием фенолят-ионов и ионов водорода.

2.Взаимодействие со щелочами с образованием фенолятов (отличиеот спиртов)

3.Взаимодействие с активными металлами с образованием фенолятов (сходство со спиртами)

Феноляты используются в качествеисходных веществ для получения простых и сложных эфиров фенола.

2.Реакции с участием бензольного кольца

Реакции замещения

Реакции замещения в бензольном кольце фенолов протекают легче, чем у бензола, и в более мягких условиях.

1) Галогенирование

2) Нитрование

3) Сульфирование

Применение фенола

-Синтетические смолы и пластмассы



-Красители

-Взрывчатые вещества

-Антисептик — 3—5%-й раствор используется для дезинфекции

-Синтез лекарственных препаратов

Применение гидрохинона:

Применяется в фотографии как проявляющее вещество, в синтезе органических красителей как антиоксидант и др.

В косметических препаратах ранее использовался как компонент для отбеливания кожи, но в последние годы практически всюду запрещён из-за высокой опасности для кожи.

Поликонденсация — процесс синтеза полимеров из полифункциональных (чаще всего бифункциональных) соединений, обычно сопровождающийся выделением низкомолекулярных побочных продуктов (воды, спиртов и т. п.) при взаимодействии функциональных групп.

Фенолформальдегидные полимеры — первые синтетические полимеры, нашедшие практическое применение (1906—1910 гг); получают поликонденсацией фенола и формальдегида в виде олигомерного продукта (вязкой жидкости или легкоплавкой смолы), способного необратимо отверждаться при нагревании. Применяют фенолформальдегидные полимеры для получения слоистых пластиков (бумопласт, текстолит), минераловатных и электрических изделий, водостойких лаков и клеев для деревянных конструкций.

Оксосоединения (карбонильные соединения). Гомологические ряды предельных альдегидов и кетонов. Изомерия и номенклатура ИЮПАК. Строение карбонильной группы. Физические и химические свойства. Формальдегид, ацетальдегид, ацетон, бензальдегид. Понятие об ароматических и непредельных альдегидах и кетонах.

Карбонильные соединения (ОКСОСОЕДИНЕНИЯ) — это производные УВ, содержащие в молекуле карбонильную группу >С=О

Оксосоединения:

-Альдегиды

r— предельные, непредельные или ароматические УВ радикалы (как исключение: атом водорода -н).

 

-Кетоны

r,r' — предельные, непредельные или ароматические УВрадикалы)



 

 

Альдегиды — это органические соединения, молекулы которых содержат альдегидную группу, связанную с углево­дородным радикалом.

Кетоны — это органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами. Среди других карбонильных соединений, наличие в кетонах именно двух атомов углерода, непосредственно связанных с карбонильной группой, отличает их от карбоновых кислот и их производных, а также альдегидов.

Гомологический ряд

Номенклатура н изомерия

Название альдегида по международной номенклатуре образуется от названия соответствующего алкана с таким же числом атомов углерода с добавлением окончания -аль. Нумерацию углеродной цепи начинают от атома углерода альдегидной группы.

В пределах класса альдегидов возможен только один вид изомерии — изомерия углеродной цепи.

Альдегиды изомерны кетонам

Название кетона по ИЮПАК образуется от названия соответствующего алкана с таким же числом атомов углерода с добавлением окончания -он. Кетон – изомерия углеродной цепочки, функциональной группы, межклассовая изомерия с альдегидом.

Свойстваальдегидовикетоновопределяютсястроениемкарбонильнойгруппы>C=O.Атомыуглеродаикислородавкарбонильнойгруппенаходятсявсостоянииsp2-гибридизации.Углерод3σ-связи(однаизнихсвязьС–О).Однаизтрехsp2-орбиталейкислородаучаствуетвσ-связиС–О,дведругиесодержатнеподеленнныеэлектронныепары.СвязьС=Осильнополярна.Еедипольныймоментзначительновыше,чемусвязиС–Овспиртах.ЭлектроныкратнойсвязиС=Осмещеныкэлектроотрицательномуатомукислорода,чтоприводиткпоявлениюнанемчастичногоотрицательногозаряда.Карбонильныйуглеродприобретаетчастичныйположительныйзаряд.

Физические свойства

Низшие альдегиды имеют резкий запах, высшие альдегиды, содержащие 8—12 атомов «С», — душистые вещества. Альдегиды с 1—3 атомами «С» хорошо растворяются в воде; с увеличением числа атомов «С» растворимость уменьшается. Все альдегиды растворяются в органических растворителях. Альдегиды раздражают слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, вредно влияют на нервную систему.

Кетоны — летучие жидкости или легкоплавкие твёрдые вещества, низшие представители хорошо растворимы в воде и смешиваются с органическими растворителями, некоторые (ацетон) смешиваются с водой в любых отношениях. Невозможность образования межмолекулярных водородных связей обуславливает несколько большую их летучесть, чем у спиртов и карбоновых кислот с той же молекулярной массой.

Химические свойства

1.Реакции присоединения

—Гидрирование (восстановление)с образованием первичных спиртов RCH2OH

—Присоединение спиртовс образованием полуацеталей

—Присоединение гидросульфита натрия NaHS03с образованием гидросульфитных производных альдегидов

2.Реакции окисления

В молекулах альдегидов атом углерода карбонильной группы, имеющий избыточный положительный заряд, притягивает к себе электроны связи С—Н. Вследствие этого атом водорода приобретает большую реакционную активность, что проявляется в способности альдегидов к окислению. Альдегиды легко окисляются до карбоновых кислот с тем же числом углеродных атомов различными окислителями (сильные окислители: 02 воздуха, подкисленный раствор К2Сг207 или КМn04; слабые окислители: аммиачный раствор оксида серебра (I), щелочной раствор сульфата меди (II) и др.). Реакции с аммиачным раствором оксида серебра (I) и щелочным раствором сульфата меди (II) являются качественными реакциями на альдегиды.

3.Реакции полимеризации (характерны для низших альдегидов)

—Линейная полимеризация

—Циклическая полимеризация (тримеризация, тетрамеризация)

4.Реакции поликонденсацин — это процессы образования высокомолекулярных веществ, в ходе которых соединение исходных мономерных молекул сопровождается выделением таких низкомолекулярных продуктов, как Н20, HCI, NH3 и т. д.

Формальдегид — муравьиный альдегид, CH2O, первый член гомологического ряда алифатических альдегидов; бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде и спирте, tкип = 19 °С. В промышленности Ф. получают окислением метилового спирта или метана кислородом воздуха. Ф. легко полимеризуется (особенно при температурах до 100 °С), поэтому его хранят, транспортируют и используют главным образом в виде формалина и твёрдых низкомолекулярных полимеров – триоксана и параформа.

Ацетальдегид (уксусный альдегид, этаналь, метилформальдегид) — органическое соединение класса альдегидов с химической формулой CH3-CHO. Это один из наиболее важных альдегидов, широко встречающийся в природе и производящийся в больших количествах индустриально. Ацетальдегид встречается в кофе, в спелых фруктах, хлебе, и синтезируется растениями, как результат их метаболизма. Также производится окислением этанола.

Ацетон (диметилкетон, систематическое наименование: пропан-2-он) — простейший представитель кетонов. Формула: CH3-C(O)-CH3. Бесцветная легкоподвижная летучая жидкость с характерным запахом. Полностью смешивается с водой и большинством органических растворителей. Ацетон хорошо растворяет многие органические вещества (ацетилцеллюлозу и нитроцеллюлозу, воск, резину и др.), а также ряд солей (хлорид кальция, иодид калия). Является одним из метаболитов, производимых человеческим организмом.

Бензойный альдегид (бензальдегид) C6H5CHO — простейший альдегид ароматического ряда, бесцветная жидкость с характерным запахом горького миндаля, желтеющая при хранении и окисляющаяся кислородом воздуха до перекиси бензоила (взрывоопасна), в дальнейшем превращающейся в бензойную кислоту.

Ароматические альдегиды — это ароматические УВ, содержащие альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом.

Непредельные альдегиды, содержащие в радикалах двойные и тройные связи.

 

Классификация карбоновых кислот. Предельные одноосновные кислоты. Гомологический ряд. Изомерия. Номенклатура. Ацильные радикалы. Физические и химические свойства. Высшие жирные кислоты. Мыла.

КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ — это производные УВ,содержащие функциональную карбоксильную группу —СООН.

где т — число карбоксильных групп, определяющее основность кислоты.

По основностикислоты делятся на:

—одноосновные (монокарбоновые), m=1;

—двухосновные (дикарбоновые),m=2;

—трехосновные (трикарбоновые),m=3 и т. д.

В зависимости от строения углеводородного радикалаR карбоновые кислоты делятся на:

—предельные (насыщенные), R = алкил;

—непредельные (ненасыщенные) — производные непредельных УВ;

—ароматические — производные ароматических УВ.

Гомологический ряд

Номенклатура и изомерия

По международной заместительной номенклатуре название кислоты производят от названия соответствующего (с тем же числом атомов углерода) углеводорода с добавлением окончания -овая и слова кислота. Нумерацию цепи всегда начинают с атома углерода карбоксильной группы, поэтому в названиях положение группы —СООН не указывают.

При составлении названий кислот, имеющих сложное строение, иногда также используют тривиальные названия кислот, соответствующие наиболее длинной прямой цепи. В этом случае атомы углерода в прямой цепи обозначают греческими буквами, начиная с атома углерода, соседнего с карбоксильной группой: α (альфа), β(бета), γ (гамма) и т. д.

Например,

Внутри класса предельных монокарбоновых кислот возможна только изомерия углеродной цепи. Первые три члена гомологического ряда (НСООН, СН3СООН, С2Н5СООН) изомеров не имеют. Монокарбоновые кислоты изомерны сложным эфирам карбоновых кислот.

Ацильные радикалы, генерируемые из альдегидов, легко фрагментируют при температуре выше 100°С на алкильные радикалы и СО.

Физические свойства

Химические свойства

Для насыщенных монокарбоновых кислот характерна высокая реакционная способность. Это определяется главным образом реакциями карбоксильной группы (разрыв связей О—Н и С—О), а также реакциями замещения атомов «Н» у α-утлеродного атома.

1.Реакции с разрывом связи О—Н (кислотные свойства, обусловленные подвижностью атома водорода карбоксильной группы). Предельные монокарбоновые кислоты обладают всеми свойствами обычных кислот.

—Диссоциация. В водных растворах монокарбоновые кислоты ведут себя как одноосновные кислоты: происходит их ионизация с образованием иона водорода и карбоксилат-иона.

Карбоновые кислоты являются слабыми кислотами. Наиболее сильной в гомологическом ряду насыщенных кислот является муравьиная кислота, в которой группа —СООН связана с атомом водорода.

2.Образование солей:

а) взаимодействие с активными металлами:

б) взаимодействие с основными оксидами:

в) взаимодействие со щелочами (реакция нейтрализации):

г) взаимодействие с аммиаком или гидроксидом аммония:

д)взаимодействие с солями более слабых кислот (карбонатами и гидрокарбонатами):

2. Реакции с разрывом связи С—О (замещение ОН-группы)

Взаимодействие со спиртамис образованием сложных эфиров (реакция этерификации):

—Взаимодействие с аммиакомс образованием амидов кислот

 

 

—Взаимодействие с галогенидами фосфора(PCls, PCIJ или тионилхлоридомSOCl2с образованием галогенангидридов карбоновых кислот

—Межмолекулярная дегидратациякарбоновых кислот с образованием ангидридов

Ангидриды представляют собой производные кислот, состоящие из двух соединенных через кислород кислотных радикалов (ацилов).

3.Реакции с разрывом связей С—Н у α-углеродного атома (реакции с участием радикала)

Атомы водорода у α-углеродного атома более подвижны, чем другие атомы водорода в радикале кислоты, и могут замещаться на атомы галогена с образованием α-галоген-карбоновых кислот.

Жирные кислоты — алифатические одноосновные карбоновые кислоты с открытой цепью, содержащиеся в этерифицированной форме в жирах, маслах и восках растительного и животного происхождения. Жирные кислоты, как правило, содержат неразветвленную цепь из четного числа атомов углерода и могут быть как насыщенными, так и ненасыщенными. ВЖК содержат более двенадцати атомов углерода.

Мыла — это соли высших жирных кислот (С10—С18). Мыла делятся на растворимые в воде (натриевые, калиевые, аммониевые) и нерастворимые (металлические мыла — соли Са, Mg, Ва, Pb, Ni, Мn, А1 и др.). Растворимость мыл в воде зависит от характера катиона: nh4+> К+>Na+>Li+.

Жидкие калиевые мыла и твердые натриевые мыла получают растворением высших алифатических кислот в водных растворах едких щелочей:

С17Н35СООН + NaOH → C17H35CООNa + Н20
Стеариновая кислота Стеарат натрия (твердое мыло)

С17Н35СООН + КОН → С17Н35СООК + Н20

Стеарат калия (жидкое мыло)


Просмотров 1902

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!