Palestra nº 3.

Álcoois polihídricos, sua estrutura e propriedades.

Representantes de álcoois poliídricos são etilenoglicol e glicerina. Os álcoois di-hídricos contendo dois grupos hidroxila - OH são chamados de glicóis, ou dióis, álcoois tri-hídricos contendo três grupos hidroxila - gliceróis ou trióis.

A posição dos grupos hidroxila é indicada por números no final do nome.

Propriedades físicas

Os álcoois poli-hídricos são líquidos incolores, xaroposos e de sabor adocicado, altamente solúveis em água e pouco solúveis em solventes orgânicos; possuem altos pontos de ebulição. Por exemplo, o ponto de ebulição do etilenoglicol é 198°C, densidade () 1,11 g/cm3; tfervura (glicerina) = 290°C, glicerina = 1,26 g/cm3.

Recibo

Os álcoois di e tri-hídricos são obtidos pelos mesmos métodos que os mono-hídricos. Alcenos, derivados de halogênio e outros compostos podem ser usados ​​como compostos de partida.

1. O etilenoglicol (etanodiol-1,2) é sintetizado a partir do etileno de várias maneiras:

3CH 2 =CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O ® 3HO –CH 2 –CH 2 –OH + 2MnO 2 + 2KOH

2. A glicerina (propanotriol -1,2,3) é obtida a partir de gorduras, bem como sinteticamente a partir de gases de craqueamento de petróleo (propileno), ou seja, a partir de matérias-primas não alimentares.

Propriedades quimicas

Os álcoois poli-hídricos têm propriedades químicas semelhantes aos álcoois mono-hídricos. Porém, as propriedades químicas dos álcoois poli-hídricos apresentam características devido à presença de dois ou mais grupos hidroxila na molécula.

A acidez dos álcoois poli-hídricos é superior à dos álcoois mono-hídricos, o que é explicado pela presença na molécula de grupos hidroxila adicionais que têm efeito indutivo negativo. Portanto, os álcoois poli-hídricos, ao contrário dos álcoois mono-hídricos, reagem com os álcalis, formando sais. Por exemplo, o etilenoglicol reage não apenas com metais alcalinos, mas também com hidróxidos de metais pesados.

Por analogia com os alcoolatos, os sais dos álcoois di-hídricos são chamados de glicolatos e os álcoois tri-hídricos são chamados de gliceratos.

Quando o etilenoglicol reage com haletos de hidrogênio (HCl, HBr), um grupo hidroxila é substituído por um halogênio:

O segundo grupo hidroxo é mais difícil de substituir sob a ação do PCl5.

Quando o hidróxido de cobre (II) reage com a glicerina e outros álcoois poli-hídricos, o hidróxido se dissolve e um composto complexo azul brilhante é formado.

Esta reação é usada para detectar álcoois poli-hídricos com grupos hidroxila em átomos de carbono adjacentes -CH(OH)-CH(OH)-:

Na ausência de álcalis, os álcoois poli-hídricos não reagem com o hidróxido de cobre (II) - sua acidez é insuficiente para isso.

Os álcoois poli-hídricos reagem com ácidos para formar ésteres (ver §7). Quando a glicerina reage com o ácido nítrico na presença de ácido sulfúrico concentrado, forma-se nitroglicerina (trinitrato de glicerol):

Os álcoois são caracterizados por reações que resultam na formação de estruturas cíclicas:

Aplicativo

O etilenoglicol é usado principalmente para a produção de lavsan e para a preparação de anticongelantes - soluções aquosas que congelam bem abaixo de 0 ° C (usá-las para resfriar motores permite que os carros funcionem no inverno).

A glicerina é amplamente utilizada nas indústrias de couro e têxtil para acabamento de couros e tecidos e em outras áreas da economia nacional. O uso mais importante da glicerina é na produção de trinitrato de glicerol (incorretamente chamado de nitroglicerina), um poderoso explosivo que explode com o impacto, e também um medicamento (vasodilatador). Sorbitol (álcool hexaídrico) é usado como substituto do açúcar para diabéticos.

Teste nº 4.

Propriedades de álcoois poliídricos

1. Com qual das seguintes substâncias a glicerina reagirá?

1) HBr 2) HNO 3 3) H 2 4) H 2 O 5) Cu (OH) 2 6) Ag 2 O / NH 3

2. O glicerol não reage com 1)HNO 3 2)NaOH 3)CH 3 COOH 4)Cu(OH) 2

3. O etilenoglicol não reage com 1)HNO 3 2)NaOH 3)CH 3 COOH 4)Cu(OH) 2

4. O seguinte não irá interagir com hidróxido de cobre (II) recentemente precipitado: 1) glicerol;

2) butanona 3) propanal 4) propanodiol-1,2

5. Um precipitado de Cu(OH) 2 recém-preparado se dissolverá se adicionado a ele

1) propanodiol-1,2 2) propanol-1 3) propeno 4) propanol-2

6. O glicerol em solução aquosa pode ser detectado usando

1) alvejante 2) cloreto de ferro (III) 3) hidróxido de cobre (II) 4) hidróxido de sódio

7. Qual álcool reage com o hidróxido de cobre (II)?

1) CH 3 OH 2) CH 3 CH 2 OH 3) C 6 H 5 OH 4) HO-CH 2 CH 2 -OH

8. Uma reação característica dos álcoois poliídricos é a interação com

1) H 2 2) Cu 3) Ag 2 O (solução de NH 3) 4) Cu (OH) 2

9. Uma substância que reage com Na e Cu(OH) 2 é:

1) fenol; 2) álcool monohídrico; 3) álcool polihídrico 4) alceno

10. O etanodiol-1,2 pode reagir com

1) hidróxido de cobre (II)

2) óxido de ferro (II)

3) cloreto de hidrogênio

4) hidrogênio

6) fósforo

Palestra nº 4.

Fenóis, sua estrutura. Propriedades do fenol, influência mútua dos átomos na molécula de fenol. Efeito orto-orientador de vapor do grupo hidroxila. Preparação e uso de fenol

FENÓIS – classe de compostos orgânicos. Eles contêm um ou mais grupos C – OH, com o átomo de carbono fazendo parte de um anel aromático (por exemplo, benzeno).

Classificação de fenóis. Fenóis de um, dois e três átomos são diferenciados dependendo do número de grupos OH na molécula (Fig. 1)

Arroz. 1. FENÓIS ÚNICOS, DUPLOS E TRIQUÁTICOS

De acordo com o número de anéis aromáticos condensados ​​​​na molécula, eles são diferenciados (Fig. 2) nos próprios fenóis (um anel aromático - derivados de benzeno), naftóis (2 anéis condensados ​​- derivados de naftaleno), antranóis (3 anéis condensados ​​​​- antraceno derivados) e fenantroles (Fig. 2).

Arroz. 2. FENÓIS MONO E POLINUCLEARES

Nomenclatura de fenóis

Para fenóis, nomes triviais que se desenvolveram historicamente são amplamente utilizados. Os nomes dos fenóis mononucleares substituídos também utilizam os prefixos orto-, meta- e para-, utilizados na nomenclatura dos compostos aromáticos. Para compostos mais complexos, os átomos que compõem os anéis aromáticos são numerados e a posição dos substituintes é indicada por meio de índices digitais (Fig. 3).

Arroz. 3. NOMENCLATURA DE FENÓIS. Os grupos substitutos e os índices digitais correspondentes são destacados em cores diferentes para maior clareza.

Propriedades químicas dos fenóis

O anel benzênico e o grupo OH, combinados em uma molécula de fenol, influenciam-se mutuamente, aumentando significativamente a reatividade um do outro. O grupo fenil absorve um par solitário de elétrons do átomo de oxigênio no grupo OH (Fig. 4). Como resultado, a carga positiva parcial no átomo H deste grupo aumenta (indicado pelo símbolo d+), a polaridade da ligação O – H aumenta, o que se manifesta num aumento nas propriedades ácidas deste grupo. Assim, comparados aos álcoois, os fenóis são ácidos mais fortes. Uma carga negativa parcial (denotada por d–), transferindo-se para o grupo fenil, está concentrada nas posições orto e para (em relação ao grupo OH). Esses pontos de reação podem ser atacados por reagentes que gravitam em direção a centros eletronegativos, os chamados reagentes eletrofílicos (“amantes de elétrons”).

Arroz. 4. DISTRIBUIÇÃO DE DENSIDADE ELETRÔNICA NO FENOL

Como resultado, dois tipos de transformações são possíveis para os fenóis: substituição de um átomo de hidrogênio no grupo OH e substituição do anel H-atomobenzeno. Um par de elétrons do átomo O, atraídos para o anel benzênico, aumenta a força da ligação C – O, portanto as reações que ocorrem com a ruptura dessa ligação, característica dos álcoois, não são típicas dos fenóis.

1. Possui propriedades ácidas fracas, quando exposto a álcalis forma sais - fenolatos (por exemplo, fenolato de sódio - C6H6ONa):

C 6 H 5 OH + NaOH = C 6 H 5 ONa + H 2 O

Sofre reações de substituição eletrofílica no anel aromático. O grupo hidroxila, sendo um dos grupos doadores mais fortes, aumenta a reatividade do anel a essas reações e direciona a substituição para as posições orto e para. O fenol é facilmente alquilado, acilado, halogenado, nitrado e sulfonado.

Reação de Kolbe-Schmidt.

2. Interação com sódio metálico:

C 6 H 5 OH + Na = C 6 H 5 ONa + H 2

3. Interação com água de bromo (reação qualitativa ao fenol):

C 6 H 5 OH + 3Br 2 (aq) → C 6 H 2 (Br) 3 OH + 3HBr produz 2,4,6 tribromofenol

4. Interação com ácido nítrico concentrado:

C 6 H 5 OH + 3HNO 3 conc → C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O 2,4,6 trinitrofenol é formado

5. Interação com cloreto de ferro (III) (reação qualitativa ao fenol):

C 6 H 5 OH + FeCl 3 → 2 + (Cl)2- + HCl dicloreto fenolato de ferro (III) é formado (cor violeta )

Métodos de obtenção de fenóis.

Os fenóis são isolados do alcatrão de carvão, bem como dos produtos da pirólise da lenhite e da madeira (alcatrão). O próprio método industrial de produção do fenol C6H5OH é baseado na oxidação do hidrocarboneto aromático cumeno (isopropilbenzeno) com o oxigênio atmosférico, seguida pela decomposição do hidroperóxido resultante diluído com H3SO4 (Fig. 8A). A reação prossegue com alto rendimento e é atrativa porque permite obter dois produtos tecnicamente valiosos ao mesmo tempo - fenol e acetona. Outro método é a hidrólise catalítica de benzenos halogenados (Fig. 8B).

Arroz. 8. MÉTODOS DE OBTENÇÃO DE FENOL

Aplicação de fenóis.

Uma solução de fenol é usada como desinfetante (ácido carbólico). Fenóis diatômicos - pirocatecol, resorcinol (Fig. 3), assim como a hidroquinona (para-diidroxibenzeno) são utilizados como antissépticos (desinfetantes antibacterianos), adicionados a curtentes para couro e peles, como estabilizantes para óleos lubrificantes e borracha, e também para processamento de materiais fotográficos e como reagentes em química analítica.

Os fenóis são usados ​​até certo ponto na forma de compostos individuais, mas seus vários derivados são amplamente utilizados. Os fenóis servem como compostos de partida para a produção de diversos produtos poliméricos - resinas fenólicas (Fig. 7), poliamidas, poliepóxidos. Inúmeros medicamentos são obtidos a partir de fenóis, por exemplo, aspirina, salol, fenolftaleína, além de corantes, perfumes, plastificantes para polímeros e produtos fitofarmacêuticos.

Teste nº 5 Fenóis

1. Quantos fenóis da composição C 7 H 8 O existem? 1) Um 2) Quatro 3) Três 4) dois

2. O átomo de oxigênio na molécula de fenol se forma

1) uma ligação σ 2) duas ligações σ 3) uma ligação σ e uma ligação π 4) duas ligações π

3. Os fenóis são ácidos mais fortes que os álcoois alifáticos porque...

1) uma forte ligação de hidrogênio é formada entre as moléculas de álcool

2) a molécula de fenol contém uma fração de massa maior de íons de hidrogênio

3) nos fenóis, o sistema eletrônico é deslocado em direção ao átomo de oxigênio, o que leva a maior mobilidade dos átomos de hidrogênio do anel benzênico

4) nos fenóis, a densidade eletrônica da ligação O-H diminui devido à interação do par de elétrons solitário do átomo de oxigênio com o anel de benzeno

4. Escolha a afirmação correta:

1) os fenóis dissociam-se em maior extensão que os álcoois;

2) os fenóis apresentam propriedades básicas;

3) os fenóis e seus derivados não apresentam efeito tóxico;

4) o átomo de hidrogênio no grupo hidroxila do fenol não pode ser substituído por um cátion metálico sob a ação de bases.

Propriedades

5. O fenol em solução aquosa é

1) ácido forte 2) ácido fraco 3) base fraca 4) base forte

1. Uma substância que reage com Na e NaOH, dando uma cor violeta com FeCl 3 é:

1) fenol; 2) álcool 3) éter; 4) alcano

6. O efeito do anel benzeno no grupo hidroxila na molécula de fenol é comprovado pela reação do fenol com

1) hidróxido de sódio 2) formaldeído 3) água de bromo 4) ácido nítrico

7. A interação química é possível entre substâncias cujas fórmulas são:

1) C 6 H 5 OH e NaCl 2) C 6 H 5 OH e HCl 3) C 6 H 5 OH e NaOH 4) C 6 H 5 ONa e NaOH.

8. O fenol não interage com

1) metanal 2) metano 3) ácido nítrico 4) água de bromo

9. O fenol interage com

1) ácido clorídrico 2) etileno 3) hidróxido de sódio 4) metano

10. O fenol não interage com uma substância cuja fórmula seja

1)HBr 2)Br 2 3)HNO 3 4)NaOH

11. O fenol não reage com 1) HNO 3 2) KOH 3) Br 2 4) Cu (OH) 2

12. As propriedades ácidas são mais pronunciadas em 1) fenol 2) metanol 3) etanol 4) glicerol

13. Quando o fenol reage com o sódio,

1) fenolato de sódio e água 2) fenolato de sódio e hidrogênio

3) benzeno e hidróxido de sódio 4) benzoato de sódio e hidrogênio

14. Estabeleça uma correspondência entre as substâncias iniciais e os produtos que se formam predominantemente durante sua interação.

PRODUTOS DE INTERAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS INICIANTES

A) C 6 H 5 OH + K 1) 2,4,6-tribromofenol + HBr

B) C 6 H 5 OH + KOH 2) 3,5-dibromofenol + HBr

B) C 6 H 5 OH + HNO3 3) fenolato de potássio + H 2

D) C 6 H 5 OH + Br 2 (solução) 4) 2,4,6-trinitrofenol + H 2 O

5) 3,5-dinitrofenol + HNO 3

6) fenolato de potássio + H 2 O

15. Estabeleça uma correspondência entre os materiais iniciais e os produtos da reação.

PRODUTOS DE REAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS INICIANTES

A) C 6 H 5 OH + H 2 1) C 6 H 6 + H 2 O

B) C 6 H 5 OH + K 2) C 6 H 5 OK + H 2 O

B) C 6 H 5 OH + KOH 3) C 6 H 5 OH + KHCO 3

D) C 6 H 5 OK + H 2 O + CO 2 4) C 6 H 11 OH

5) C 6 H 5 OK + H 2

6) C 6 H 5 COOH + KOH

16. O fenol interage com soluções

3) [Аg(NH 3) 2 ]OH

17. O fenol reage com

1) oxigênio

2) benzeno

3) hidróxido de sódio

4) cloreto de hidrogênio

5) sódio

6) óxido de silício (IV)

Recibo

18. Quando o hidrogênio no anel aromático é substituído por um grupo hidroxila, forma-se o seguinte:

1) éster; 2) éter; 3) limitar o álcool; 4) fenol.

19. O fenol pode ser obtido na reação

1) desidratação do ácido benzóico 2) hidrogenação do benzaldeído

3) hidratação do estireno 4) clorobenzeno com hidróxido de potássio

Interconexão, reações qualitativas.

20. Metanol. etilenoglicol e glicerina são:

1) homólogos; 2) álcoois primários, secundários e terciários;

32) isômeros; 4) álcoois monohídricos, dihídricos e trihídricos

21. Substância que não reage com Na ou NaOH, obtida por intermolecular a desidratação de álcoois é: 1) fenol 2) álcool 3) éter; 4) alceno

22. Interajam uns com os outros

1) etanol e hidrogênio 2) ácido acético e cloro

3) fenol e óxido de cobre (II) 4) etilenoglicol e cloreto de sódio

23. A substância X pode reagir com o fenol, mas não reage com o etanol. Esta substância:

1) Na 2) O 2 3) HNO 3 4) água de bromo

24. Uma solução azul brilhante é formada quando o hidróxido de cobre (II) reage com

1) etanol 2) glicerina 3) etanal 4) tolueno

25. Hidróxido de cobre(II) pode ser usado para detectar

1) íons Al 3+ 2) etanol 3) íons NO 3 - 4) etilenoglicol

26. No esquema de transformação C 6 H 12 O 6 à X à C 2 H 5 -O- C 2 H 5 a substância “X” é

1) C 2 H 5 OH 2) C 2 H 5 COOH 3) CH 3 COOH 4) C 6 H 11 OH

27.No esquema de transformação etanolà Xà butano substância X é

1) butanol-1 2) bromoetano 3) etano 4) etileno

28. No esquema de transformação propanol-1à Xà propanol-2 substância X é

1) 2-cloropropano 2) ácido propanóico 3) propina 4) propeno

29. Soluções aquosas de etanol e glicerol podem ser distinguidas usando:

1) água de bromo 2) solução de amônia de óxido de prata

4) sódio metálico 3) precipitado recém-preparado de hidróxido de cobre (II);

30. Você pode distinguir o etanol do etilenoglicol usando:

31. Você pode distinguir fenol de metanol usando:

1) sódio; 2) NaOH; 3) Cu(OH)2 4) FeCl3

32. Você pode distinguir fenol de éter usando:

1) Cl 2 2) NaOH 3) Cu (OH) 2 4) FeCl 3

33. Você pode distinguir a glicerina do 1-propanol usando:

1) sódio 2) NaOH 3) Cu (OH) 2 4) FeCl 3

34. Que substância deve ser utilizada para distinguir o etanol e o etilenoglicol em laboratório?

1) Sódio 2) Ácido clorídrico 3) Hidróxido de cobre (II) 4) Hidróxido de sódio

Os álcoois são um grande grupo de produtos químicos orgânicos. Inclui subclasses de álcoois monohídricos e polihídricos, bem como todas as substâncias de estrutura combinada: álcoois aldeídos, derivados de fenol, moléculas biológicas. Essas substâncias sofrem muitos tipos de reações, tanto no grupo hidroxila quanto no átomo de carbono que o contém. Estas propriedades químicas dos álcoois devem ser estudadas detalhadamente.

Tipos de álcoois

Os álcoois contêm um grupo hidroxila ligado a um átomo de carbono de suporte. Dependendo do número de átomos de carbono aos quais o transportador C está ligado, os álcoois são divididos em:

• primário (ligado ao carbono terminal);
• secundário (ligado a um grupo hidroxila, um átomo de hidrogênio e dois átomos de carbono);
• terciário (ligado a três átomos de carbono e um grupo hidroxila);
• misto (álcoois polihídricos nos quais existem grupos hidroxila em átomos de carbono secundários, primários ou terciários).

Os álcoois também são divididos dependendo do número de radicais hidroxila em monohídricos e poliatômicos. Os primeiros contêm apenas um grupo hidroxila no átomo de carbono de suporte, por exemplo, etanol. Os álcoois poli-hídricos contêm dois ou mais grupos hidroxila em diferentes átomos de carbono de suporte.

Propriedades químicas dos álcoois: tabela

É mais conveniente apresentar o material de nosso interesse por meio de uma tabela que reflita os princípios gerais da reatividade dos álcoois.

Conexão de reação, tipo de reação	Reagente	produtos
Ligação O-H, substituição	Metal ativo, hidreto de metal ativo, amidas de metal alcalino ou ativo	Alcoólicos
Ligação CO e OH, desidratação intermolecular	Álcool quando aquecido em ambiente ácido	Éter
Ligação CO e OH, desidratação intramolecular	Álcool quando aquecido sobre ácido sulfúrico concentrado	Hidrocarboneto insaturado
Ligação CO, substituição	Haleto de hidrogênio, cloreto de tionila, sal de quasefosfônio, haletos de fósforo	Haloalcanos
Ligação CO - oxidação	Doadores de oxigênio (permanganato de potássio) com álcool primário	Aldeído
Ligação CO - oxidação	Doadores de oxigênio (permanganato de potássio) com álcool secundário
Molécula de álcool	Oxigênio (combustão)	Dióxido de carbono e água.

Reatividade de álcoois

Devido à presença de um radical hidrocarboneto na molécula do álcool monohídrico - a ligação C-O e a ligação O-H - esta classe de compostos entra em inúmeras reações químicas. Eles determinam as propriedades químicas dos álcoois e dependem da reatividade da substância. Este último, por sua vez, depende do comprimento do radical hidrocarboneto ligado ao átomo de carbono de suporte. Quanto maior for, menor será a polaridade da ligação OH, razão pela qual as reações que envolvem a abstração de hidrogênio do álcool ocorrerão mais lentamente. Isto também reduz a constante de dissociação da substância mencionada.

As propriedades químicas dos álcoois também dependem do número de grupos hidroxila. Um desloca a densidade eletrônica em sua direção ao longo de ligações sigma, o que aumenta a reatividade no grupo OH. Como isso polariza a ligação CO, as reações que envolvem sua clivagem são mais ativas em álcoois que possuem dois ou mais grupos OH. Portanto, os álcoois poli-hídricos, cujas propriedades químicas são mais numerosas, reagem mais prontamente. Eles também contêm vários grupos alcoólicos, razão pela qual podem reagir livremente com cada um deles.

Reações típicas de álcoois monohídricos e polihídricos

As propriedades químicas típicas dos álcoois aparecem apenas em reações com metais ativos, suas bases e hidretos, e ácidos de Lewis. Também são típicas as reações com haletos de hidrogênio, haletos de fósforo e outros componentes para produzir haloalcanos. Os álcoois também são bases fracas, por isso reagem com ácidos, formando haletos de hidrogênio e ésteres de ácidos inorgânicos.

Os éteres são formados a partir de álcoois por desidratação intermolecular. Essas mesmas substâncias sofrem reações de desidrogenação para formar aldeídos a partir do álcool primário e cetonas a partir do álcool secundário. Os álcoois terciários não sofrem tais reações. Além disso, as propriedades químicas do álcool etílico (e de outros álcoois) deixam a possibilidade de sua oxidação completa com o oxigênio. Esta é uma reação de combustão simples, acompanhada pela liberação de água com dióxido de carbono e algum calor.

Reações no átomo de hidrogênio da ligação O-H

As propriedades químicas dos álcoois monohídricos permitem a clivagem da ligação OH e a eliminação do hidrogênio. Essas reações ocorrem na interação com metais ativos e suas bases (álcalis), com hidretos de metais ativos, bem como com ácidos de Lewis.

Os álcoois também reagem ativamente com ácidos orgânicos e inorgânicos padrão. Neste caso, o produto da reação é um éster ou halocarbono.

Reações de síntese de haloalcanos (através da ligação CO)

Haloalcanos são compostos típicos que podem ser produzidos a partir de álcoois através de diversos tipos de reações químicas. Em particular, as propriedades químicas dos álcoois monohídricos permitem-lhes interagir com haletos de hidrogênio, haletos de fósforo trivalente e pentavalente, sais de quasefosfônio e cloreto de tionila. Além disso, os haloalcanos a partir de álcoois podem ser obtidos por uma rota intermediária, ou seja, pela síntese de um alquilsulfonato, que posteriormente sofrerá uma reação de substituição.

Um exemplo da primeira reação com um haleto de hidrogênio é mostrado no apêndice gráfico acima. Aqui, o álcool butílico reage com o cloreto de hidrogênio para formar o clorobutano. Em geral, uma classe de compostos contendo cloro e um radical saturado de hidrocarboneto é chamada de cloreto de alquila. O subproduto da reação química é a água.

As reações que produzem cloreto de alquila (iodeto, brometo ou fluoreto) são bastante numerosas. Um exemplo típico é a interação com tribrometo de fósforo, pentacloreto de fósforo e outros compostos deste elemento e seus halogenetos, percloretos e perfluoretos. Eles procedem através do mecanismo de substituição nucleofílica. Os álcoois também reagem com o cloreto de tionila para formar um cloroalcano e liberar SO 2 .

As propriedades químicas dos álcoois monohídricos saturados contendo um radical hidrocarboneto saturado são claramente apresentadas na forma de reações nas ilustrações abaixo.

Os álcoois reagem facilmente com o sal quasefosfônio. No entanto, esta reação é mais favorável quando ocorre em álcoois monohídricos secundários e terciários. São regiosseletivos e permitem que o grupo halogênio seja “implantado” em um local estritamente definido. Os produtos de tais reações são obtidos com alta fração mássica de rendimento. E os álcoois poli-hídricos, cujas propriedades químicas são um pouco diferentes daquelas dos álcoois mono-hídricos, podem isomerizar durante a reação. Portanto, a obtenção do produto alvo é difícil. Um exemplo de reação na imagem.

Desidratação intramolecular e intermolecular de álcoois

O grupo hidroxila localizado no átomo de carbono de suporte pode ser clivado com a ajuda de aceitadores fortes. É assim que ocorrem as reações de desidratação intermolecular. Quando uma molécula de álcool interage com outra em uma solução de ácido sulfúrico concentrado, uma molécula de água é separada de ambos os grupos hidroxila, cujos radicais se combinam para formar uma molécula de éter. Durante a desidratação intermolecular do etanal, pode-se obter o dioxano, um produto da desidratação em quatro grupos hidroxila.

Na desidratação intramolecular o produto é um alceno.

Os mais importantes dos álcoois poli-hídricos são o etilenoglicol e a glicerina:

Glicerina de etilenoglicol

São líquidos viscosos, de sabor doce, altamente solúveis em água e pouco solúveis em solventes orgânicos.

Recibo. />

1. Hidrólise de halogenetos de alquila (semelhantes aos álcoois monohídricos):

ClCH 2 - CH 2 Cl + 2 NaOH → HOCH 2 -CH 2 OH + 2 NaCl.

2. O etilenoglicol é formado pela oxidação do etileno com uma solução aquosa de permanganato de potássio:

CH 2 = CH 2 + [O] + H 2 O → H O CH 2 -CH 2 OH.

3. A glicerina é obtida por hidrólise de gorduras.

Propriedades quimicas./>Os álcoois di e tri-hídricos são caracterizados pelas reações básicas dos álcoois mono-hídricos. Um ou dois grupos hidroxila podem participar das reações. A influência mútua dos grupos hidroxila se manifesta no fato de que os álcoois poli-hídricos são ácidos mais fortes do que os álcoois mono-hídricos. Portanto, os álcoois poli-hídricos, ao contrário dos álcoois mono-hídricos, reagem com os álcalis, formando sais. Por analogia com os alcoolatos, os sais dos álcoois di-hídricos são chamados de glicolatos e os álcoois tri-hídricos são chamados de gliceratos.

A reação qualitativa a álcoois poli-hídricos contendo grupos OH em átomos de carbono adjacentes é uma cor azul brilhante quando exposta a hidróxido de cobre recentemente precipitado ( II ). A cor da solução se deve à formação do complexo glicolato de cobre:

Os álcoois poli-hídricos são caracterizados pela formação de ésteres. Em particular, quando o glicerol reage com o ácido nítrico na presença de quantidades catalíticas de ácido sulfúrico, forma-se o trinitrato de glicerol, conhecido como nitroglicerina (este último nome é incorreto do ponto de vista químico, pois nos compostos nitro o grupo é NÃO 2 diretamente ligado ao átomo de carbono):

Aplicativo.O etilenoglicol é usado para a síntese de materiais poliméricos e como anticongelante. Também é usado em grandes quantidades para produzir dioxano, um importante solvente de laboratório (embora tóxico). O dioxano é obtido por desidratação intermolecular do etilenoglicol:

dioxano

A glicerina é amplamente utilizada em cosméticos, indústria alimentícia, farmacologia e produção de explosivos. A nitroglicerina pura explode mesmo com um leve impacto; serve como matéria-prima para a produção de pólvora sem fumaça e dinamite -um explosivo que, ao contrário da nitroglicerina, pode ser lançado com segurança. A dinamite foi inventada por Nobel, que fundou o mundialmente famoso Prêmio Nobel por realizações científicas notáveis ​​nas áreas de física, química, medicina e economia. A nitroglicerina é tóxica, mas em pequenas quantidades serve como medicamento, pois dilata os vasos cardíacos e, assim, melhora o fornecimento de sangue ao músculo cardíaco.

4. Produção de etanol por fermentação alcoólica de substâncias açucaradas:

C6H12O6 2CH 3 –CH 2 –OH + 2CO 2.

(glicose)

5. Produção de metanol a partir de gás de síntese (mistura de CO e H 2):

CO + 2H2 CH 3 –OH.

Álcoois poli-hídricos saturados

Os álcoois poli-hídricos contêm vários grupos hidroxila ligados a diferentes átomos de carbono. A adição de vários grupos hidroxila a um átomo de carbono é impossível, pois neste caso ocorre um processo de desidratação e forma-se o aldeído ou ácido carboxílico correspondente:

Exemplos de álcoois poliídricos:

Os álcoois poli-hídricos contêm átomos de carbono assimétricos e exibem isomeria óptica.

Como exemplo de álcoois cíclicos, podemos citar os álcoois cíclicos hexaídricos C 6 H 6 (OH) 6 - inositol, um dos isômeros dos quais (mesoinositol) faz parte dos fosfolipídios:

Propriedades químicas de álcoois poliídricos

1. Propriedades ácidas

Os álcoois polihídricos apresentam maiores propriedades ácidas em comparação aos álcoois monohídricos, o que é explicado pela influência mútua dos grupos funcionais:

glicolato de sódio

2. Reação qualitativa a álcoois poliídricos – interação com hidróxido de cobre(II) recentemente precipitado:

3. Formação de ésteres completos e parciais com ácidos inorgânicos e orgânicos:

;

(nitroglicerina);

.

4.Desidratação de álcoois poli-hídricos

Preparação de álcoois poliídricos

1. Hidrólise de dihaloalcanos:

Br–CH 2 –CH 2 –Br + 2KOH HO–CH 2 –CH 2 –OH + 2KBr.

2. Oxidação de alcenos com solução aquosa de permanganato de potássio (reação de Wagner):

3CH 2 =CH 2 +2KMnO 4 +4H 2 O®3HO–CH 2 –CH 2 –OH+2MnO 2 ¯+2KOH.

3. Obtenção de glicerina:

(hidrólise de gordura)

FENÓIS

Fenóis- compostos orgânicos da série aromática, em cujas moléculas os grupos hidroxila estão ligados aos átomos de carbono do anel aromático. Com base no número de grupos OH, eles distinguem:

· fenóis monohídricos (arenóis): fenol (C 6 H 5 OH) e seus homólogos:

fenol	orto-cresol	meta-cresol	par-cresol
Outro isômero da composição C 7 H 7 OH, o álcool benzílico, não pertence aos fenóis, pois o grupo funcional não está ligado diretamente ao sistema aromático. O grupo hidroxila também pode ser ligado a sistemas aromáticos mais complexos, por exemplo,
Álcool benzílico	a-naftol	b-naftol

• fenóis diatômicos (arenodióis):

• fenóis triatômicos (arenetriois):

Para o fenol e seus homólogos, dois tipos de isomerismo são possíveis: isomerismo da posição dos substituintes no anel benzênico e isomerismo da cadeia lateral (estrutura do radical alquil e número de radicais).

Propriedades físicas.

O fenol é uma substância cristalina incolor que fica rosa no ar. Possui odor característico. É altamente solúvel em água, etanol, acetona e outros solventes orgânicos. Uma solução de fenol em água é o ácido carbólico. Outros fenóis são substâncias ou líquidos cristalinos incolores cujos pontos de ebulição são superiores aos pontos de ebulição de álcoois saturados com as mesmas massas molares. Os fenóis são ligeiramente solúveis em água, solúveis em solventes orgânicos e tóxicos.

Propriedades quimicas.

A estrutura do fenol é caracterizada pela interação do par solitário de elétrons do átomo de oxigênio e dos elétrons p do anel aromático. O resultado disso é uma mudança na densidade eletrônica do grupo hidroxila para o anel, enquanto a ligação O-H se torna mais polar e, portanto, menos forte (os fenóis exibem as propriedades de ácidos fracos).

O grupo hidroxila em relação ao anel benzênico é um substituinte de primeiro tipo, orientando as reações de substituição para as posições orto e para.

As reações de fenol podem ser divididas em dois grupos: reações envolvendo um grupo funcional e reações envolvendo um anel aromático.

Reações por grupo hidroxila

1. Propriedades ácidas:

2C 6 H 5 OH + 2Na ® H 2 + 2C 6 H 5 ONa (fenolato de sódio);

C 6 H 5 OH + NaOH ® C 6 H 5 ONa + H 2 O;

C 6 H 5 ONa + H 2 O + CO 2 ® C 6 H 5 OH + NaHCO 3

(as propriedades ácidas do fenol são mais fracas que as do ácido carbônico);

A coloração violeta das soluções na presença de cloreto de ferro (III) é uma reação qualitativa aos fenóis.

No caso em que o grupo hidroxila não está diretamente ligado ao anel aromático, mas faz parte de um substituinte, a influência do anel benzênico no grupo funcional é enfraquecida e não aparecem propriedades ácidas (classe dos álcoois aromáticos). Por exemplo, o álcool benzílico reage com o sódio, mas não reage com o NaOH.

2. Formação de ésteres e éteres (ao contrário dos álcoois, os fenóis não reagem com os ácidos carboxílicos; os ésteres são obtidos indiretamente a partir de cloretos de ácidos e fenolatos): C 6 H 5 OH + CH 3 COOH ¹

C 6 H 5 ONa + R – Br ® C 6 H 5 OR + NaBr

3. Oxidação (os fenóis são facilmente oxidados mesmo sob a influência do oxigênio atmosférico, portanto, quando em repouso, tornam-se gradualmente rosados):

benzoquinona

Reações no anel benzênico.

1. Halogenação:

(ao contrário do benzeno e seus homólogos, o fenol descolora a água de bromo).

2. Nitração:

O trinitrofenol (ácido pícrico) é uma substância cristalina amarela, semelhante em força aos ácidos inorgânicos).

3. Policondensação (interação com formaldeído e formação de resinas de fenol-formaldeído):

Preparação de fenol

3. Destilação de alcatrão de carvão.

4. Preparação de fenol a partir de halobenzenos:

C 6 H 5 Cl + 2NaOH C 6 H 5 ONa + NaCl + H 2 O;

C 6 H 5 ONa + HCl ® C 6 H 5 OH + NaCl.

5. Oxidação catalítica de isopropilbenzeno (cumeno) - método cumeno:

ALDEÍDOS E CETONAS

Aldeídos e cetonas pertencem a compostos carbonílicos e contêm um grupo carbonílico. Nos aldeídos, o grupo carbonila está necessariamente ligado a um átomo de hidrogênio (localizado na posição 1 da cadeia de carbono); nas cetonas, está localizado no meio da cadeia e está ligado a dois átomos de carbono. A fórmula geral de aldeídos e cetonas é C 2 H 2 n O (isômeros interclasses). Para os aldeídos existe apenas isomerismo do esqueleto de carbono, para cetonas existe isomerismo do esqueleto de carbono e isomerismo da posição do grupo funcional.

Nomenclatura de aldeídos e cetonas:

metanal (formaldeído ou aldeído fórmico)	etanal (acetaldeído ou acetaldeído)	propanal (propionaldeído)
butanal (butiraldeído)	metilpropanal (isobutiraldeído)	propenal (acroleína)
propanona (dimetilcetona ou acetona)	butanona (metil etil cetona)	pentanona-1 (metilpropil cetona)
pentanona-2 (dietilcetona)	metilbutanona (metilisopropil cetona)	metilfenilcetona (acetofenona)
benzoaldeído	difenilcetona (benzofenona)

Propriedades físicas

O formaldeído à temperatura ambiente é um gás, o ponto de ebulição do acetaldeído é +20°C. Os pontos de ebulição dos aldeídos são inferiores aos pontos de ebulição dos álcoois correspondentes (não há ligações de hidrogênio entre as moléculas). A acetona e seus homólogos mais próximos são líquidos mais leves que a água. Aldeídos e cetonas são altamente voláteis e têm um odor pungente. Uma solução de formaldeído em água é a formalina.

Propriedades quimicas

O átomo de carbono do grupo carbonila está no estado sp 2-hibridização (fragmento plano). Os elétrons da ligação dupla são fortemente deslocados em direção ao átomo de oxigênio mais eletronegativo (a ligação C=O é polar). A redistribuição de cargas no grupo carbonila afeta a polaridade das ligações C – H do átomo de carbono adjacente ao grupo carbonila (posição a):

Aldeídos e cetonas são caracterizados por reações de adição na ligação dupla de um grupo carbonila e reações de substituição de um átomo de hidrogênio no átomo de carbono a por um halogênio. Além disso, os aldeídos são capazes de oxidação no átomo de hidrogênio no grupo carbonila.

Reações de adição na ligação dupla do grupo C=O (adição nucleofílica S N)

Devido ao fato de a ligação C = O de aldeídos e cetonas ser de natureza polar, ela é facilmente quebrada sob a influência de moléculas polares do tipo H – X. Em geral, a reação pode ser representada como:

1. Adição de hidrogênio (redução de aldeídos e cetonas a álcoois primários e secundários):

2. A adição de água (hidratação) é um processo reversível (os hidratos são estáveis ​​apenas em soluções aquosas):

O metanal em soluções aquosas é 100% hidratado, o etanal é 50% hidratado, a acetona praticamente não é hidratada.

3. Adição de álcoois:

(hemiacetal); (acetal).

4. Adição de hidrossulfito de sódio (a reação serve para separar aldeídos e cetonas de misturas com outras substâncias orgânicas):

.

5. Adição de amônia (H–NH 2) e aminas (H–NHR):

A amônia combina-se com acetaldeído e aldeído fórmico de uma maneira especial:

(hexametilenotetramina - metenamina, um desinfetante em urologia para inflamação do trato urinário)

5. Adição de hidrazina (H 2 N – NH 2) e fenilhidrazina (H 2 N – NH – C 6 H 5).

Os hidrocarbonetos orgânicos, em cuja estrutura molecular existem dois ou mais grupos -OH, são chamados de álcoois poli-hídricos. Os compostos também são chamados de poliálcoois ou polióis.

Representantes

Dependendo da estrutura, distinguem-se diatômicos, triatômicos, tetraatômicos, etc. álcoois. Eles diferem por um grupo hidroxila -OH. A fórmula geral dos álcoois poli-hídricos pode ser escrita como C n H 2 n+2 (OH) n. No entanto, o número de átomos de carbono nem sempre corresponde ao número de grupos hidroxila. Essa discrepância é explicada pela estrutura diferente do esqueleto de carbono. Por exemplo, o pentaeritritol contém cinco átomos de carbono e quatro grupos -OH (um carbono no meio), enquanto o sorbitol contém seis átomos de carbono e grupos -OH.

Arroz. 1. Fórmulas estruturais de pentaeritritol e sorbitol.

A tabela descreve os representantes mais conhecidos dos polióis.

Tipo de álcool	Nome	Fórmula	Propriedades físicas
Diatômico (dióis)	Etilenoglicol	HO-CH 2 -CH 2 -OH	Líquido transparente, oleoso, altamente tóxico, inodoro e com sabor adocicado.
Triatômico (trióis)	Glicerol		Líquido transparente viscoso. Mistura-se com água em qualquer proporção. Tem um gosto doce
Quadriatômico	Pentaeritritol		Pó branco cristalino com sabor adocicado. Solúvel em água e solventes orgânicos
Pentaatômico		CH 2 OH (CHOH) 3 CH 2 OH	A substância cristalina e incolor tem sabor adocicado. Solúvel em água, álcoois, ácidos orgânicos
Hexatom	Sorbitol (glucita)		Substância cristalina doce, altamente solúvel em água, mas pouco solúvel em etanol

Alguns álcoois poli-hídricos cristalinos, por exemplo, xilitol, sorbitol, são utilizados como adoçante e aditivo alimentar.

Arroz. 2. Xilitol.

Recibo

Os polióis são obtidos em laboratório e por meios industriais:

• hidratação de óxido de etileno (produção de etilenoglicol):

  C 2 H 4 O + H 2 O → HO-CH 2 -CH 2 -OH;

• interação de haloalcanos com soluções alcalinas:

  R-CHCl-CH2Cl + 2NaOH → R-CHOH-CH2OH + 2NaCl;

• oxidação de alcenos:

  R-CH=CH 2 + H 2 O + KMnO 4 → R-CHOH-CH 2 OH + MnO 2 + KOH;

• Saponificação de gorduras (produção de glicerina):

  C 3 H 5 (COO) 3 -R + 3NaOH → C 3 H 5 (OH) 3 + 3R-COONa

Arroz. 3. Molécula de glicerol.

Propriedades

As propriedades químicas dos álcoois poli-hídricos são devidas à presença de vários grupos hidroxila na molécula. Sua posição próxima facilita a quebra das ligações de hidrogênio do que nos álcoois monohídricos. Os álcoois poli-hídricos apresentam propriedades ácidas e básicas.

As principais propriedades químicas estão descritas na tabela.

Reação	Descrição	A equação
Com metais alcalinos	Ao substituir o átomo de hidrogênio no grupo -OH por um átomo de metal, eles formam sais com metais ativos e seus álcalis.	HO-CH 2 -CH 2 -OH + 2Na → NaO-CH 2 -CH 2 -ONa + H 2 ; HO-CH 2 -CH 2 -OH + 2NaOH → NaO-CH 2 -CH 2 -ONa + 2H 2 O
Com haletos de hidrogênio	Um dos grupos -OH é substituído por um halogênio	HO-CH 2 -CH 2 -OH + HCl → Cl-CH 2 -CH 2 -OH (etileno cloridrina) + H 2 O
Esterificação	Reage com ácidos orgânicos e minerais para formar gorduras - ésteres	C 3 H 8 O 3 + 3HNO 3 → C 3 H 5 O 3 (NO 2) 3 (nitroglicerina) + 3H 2 O
Reação qualitativa	Ao interagir com o hidróxido de cobre (II) em meio alcalino, forma-se uma solução azul escura	HO-CH 2 -CH 2 -OH + Cu(OH) 2 → C 4 H 10 O 4 + 2H 2 O

Os sais de álcoois di-hídricos são chamados de glicolatos e os álcoois tri-hídricos são chamados de gliceratos.

O que aprendemos?

Na aula de química aprendemos o que são álcoois poli-hídricos ou polióis. Estes são hidrocarbonetos contendo vários grupos hidroxila. Dependendo da quantidade de -OH, distinguem-se diatômico, triatômico, tetraatômico, pentaatômico, etc. álcoois. O álcool diídrico mais simples é o etilenoglicol. Os polióis têm sabor adocicado e são altamente solúveis em água. Dióis e trióis são líquidos viscosos. Os álcoois superiores são substâncias cristalinas.

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