Álcoois polihídricos – compostos orgânicos cujas moléculas contêm vários grupos hidroxila (-OH) ligados a um radical hidrocarboneto

Glicóis (dióis)

• Líquido xaroposo, viscoso, incolor, tem odor alcoólico, mistura-se bem com água, reduz bastante o ponto de congelamento da água (uma solução a 60% congela a -49 °C) - é usado em sistemas de refrigeração de motores - anticongelante.
• O etilenoglicol é tóxico - um veneno forte! Deprime o sistema nervoso central e afeta os rins.

Trióis

• Líquido incolor, viscoso, xaroposo e de sabor adocicado. Não é venenoso. Inodoro. Mistura bem com água.
• Distribuído na vida selvagem. Desempenha um papel importante nos processos metabólicos, pois faz parte das gorduras (lipídios) dos tecidos animais e vegetais.

Nomenclatura

Em nomes de álcoois poliídricos ( polióis) a posição e o número de grupos hidroxila são indicados por números e sufixos apropriados -diol(dois grupos OH), -triol(três grupos OH), etc. Por exemplo:

Preparação de álcoois poliídricos

EU. Preparação de álcoois di-hídricos

Na indústria

1. Hidratação catalítica de óxido de etileno (produção de etilenoglicol):

2. Interação de derivados dihalogênicos de alcanos com soluções aquosas de álcalis:

3. Do gás de síntese:

2CO + 3H2 250°,200 MPa,kat→CH 2 (OH)-CH 2 (OH)

No laboratório

1. Oxidação de alcenos:

II. Preparação de álcoois tri-hídricos (glicerol)

Na indústria

Saponificação de gorduras (triglicerídeos):

Propriedades químicas de álcoois poliídricos

Propriedades ácidas

1. Com metais ativos:

HO-CH 2 -CH 2 -OH + 2Na → H 2 + NaO-CH 2 -CH 2 -ONa(glicolato de sódio)

2. Com hidróxido de cobre( II ) – reação de qualidade!

Diagrama simplificado

Propriedades básicas

1. Com ácidos hidrohálicos

HO-CH 2 -CH 2 -OH + 2HCl H+↔ Cl-CH 2 -CH 2 -Cl + 2H 2 O

2. COM azoto ácido

T rinitroglicerina - a base da dinamite

Aplicativo

• Etilenoglicol produção de lavsan , plásticos, e para cozinhar anticongelante - soluções aquosas que congelam bem abaixo de 0°C (utilizá-las para resfriar os motores permite que os carros funcionem no inverno); matérias-primas em síntese orgânica.
• Glicerol amplamente utilizado em couro, indústria têxtil para acabamento de couro e tecidos e em outras áreas da economia nacional. Sorbitol (álcool sexaídrico) é usado como substituto do açúcar para diabéticos. A glicerina é amplamente utilizada em cosméticos , indústria alimentar , farmacologia , produção explosivos . A nitroglicerina pura explode mesmo com um leve impacto; serve como matéria-prima para a obtenção 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.

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	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 poliídricos 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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Dependendo do tipo de radical hidrocarboneto, bem como, em alguns casos, das características de ligação do grupo -OH a esse radical hidrocarboneto, os compostos com grupo funcional hidroxila são divididos em álcoois e fenóis.

Álcoois são compostos em que o grupo hidroxila está ligado a um radical hidrocarboneto, mas não está ligado diretamente ao anel aromático, se houver na estrutura do radical.

Exemplos de álcoois:

Se a estrutura de um radical hidrocarboneto contém um anel aromático e um grupo hidroxila, e está ligada diretamente ao anel aromático, tais compostos são chamados fenóis .

Exemplos de fenóis:

Por que os fenóis são classificados como uma classe separada dos álcoois? Afinal, por exemplo, as fórmulas

são muito semelhantes e dão a impressão de substâncias da mesma classe de compostos orgânicos.

No entanto, a ligação direta do grupo hidroxila com o anel aromático afeta significativamente as propriedades do composto, uma vez que o sistema conjugado de ligações π do anel aromático também é conjugado com um dos pares de elétrons solitários do átomo de oxigênio. Por causa disso, nos fenóis a ligação OH é mais polar em comparação aos álcoois, o que aumenta significativamente a mobilidade do átomo de hidrogênio no grupo hidroxila. Em outras palavras, os fenóis têm propriedades ácidas muito mais pronunciadas que os álcoois.

Propriedades químicas dos álcoois

Álcoois monohídricos

Reações de substituição

Substituição de um átomo de hidrogênio no grupo hidroxila

1) Os álcoois reagem com metais alcalinos, alcalino-terrosos e alumínio (limpos da película protetora de Al 2 O 3), e alcoolatos metálicos são formados e hidrogênio é liberado:

A formação de alcoolatos só é possível quando se utilizam álcoois que não contenham água dissolvida neles, pois na presença de água os alcoolatos são facilmente hidrolisados:

CH 3 OK + H 2 O = CH 3 OH + KOH

2) Reação de esterificação

A reação de esterificação é a interação de álcoois com ácidos orgânicos e inorgânicos contendo oxigênio, levando à formação de ésteres.

Este tipo de reação é reversível, portanto, para deslocar o equilíbrio para a formação de um éster, é aconselhável realizar a reação com aquecimento, bem como na presença de ácido sulfúrico concentrado como agente removedor de água:

Substituição do grupo hidroxila

1) Quando os álcoois são expostos a ácidos hidro-hálicos, o grupo hidroxila é substituído por um átomo de halogênio. Como resultado desta reação, formam-se haloalcanos e água:

2) Ao passar uma mistura de vapor de álcool e amônia através de óxidos aquecidos de alguns metais (na maioria das vezes Al 2 O 3), podem ser obtidas aminas primárias, secundárias ou terciárias:

O tipo de amina (primária, secundária, terciária) dependerá até certo ponto da proporção entre o álcool inicial e a amônia.

Reações de eliminação

Desidratação

A desidratação, que na verdade envolve a eliminação de moléculas de água, no caso dos álcoois difere por desidratação intermolecular E desidratação intramolecular.

No desidratação intermolecular Nos álcoois, uma molécula de água é formada como resultado da abstração de um átomo de hidrogênio de uma molécula de álcool e de um grupo hidroxila de outra molécula.

Como resultado desta reação, formam-se compostos pertencentes à classe dos éteres (R-O-R):

Desidratação intramolecular O processo de álcoois ocorre de tal forma que uma molécula de água é separada de uma molécula de álcool. Este tipo de desidratação requer condições um pouco mais rigorosas, consistindo na necessidade de utilizar um aquecimento visivelmente mais forte em comparação com a desidratação intermolecular. Neste caso, a partir de uma molécula de álcool são formadas uma molécula de alceno e uma molécula de água:

Como a molécula de metanol contém apenas um átomo de carbono, a desidratação intramolecular é impossível para ela. Quando o metanol é desidratado, apenas o éter (CH 3 -O-CH 3) pode ser formado.

É necessário compreender claramente o fato de que no caso de desidratação de álcoois assimétricos, a eliminação intramolecular da água ocorrerá de acordo com a regra de Zaitsev, ou seja, o hidrogênio será removido do átomo de carbono menos hidrogenado:

Desidrogenação de álcoois

a) A desidrogenação de álcoois primários quando aquecidos na presença de cobre metálico leva à formação aldeídos:

b) No caso de álcoois secundários, condições semelhantes levarão à formação cetonas:

c) Os álcoois terciários não entram em uma reação semelhante, ou seja, não estão sujeitos à desidrogenação.

Reações de oxidação

Combustão

Os álcoois reagem facilmente na combustão. Isso gera uma grande quantidade de calor:

2CH 3 -OH + 3O 2 = 2CO 2 + 4H 2 O + Q

Oxidação incompleta

A oxidação incompleta de álcoois primários pode levar à formação de aldeídos e ácidos carboxílicos.

No caso de oxidação incompleta de álcoois secundários, apenas cetonas podem ser formadas.

A oxidação incompleta de álcoois é possível sob a influência de vários agentes oxidantes, por exemplo, como oxigênio atmosférico na presença de catalisadores (cobre metálico), permanganato de potássio, dicromato de potássio, etc.

Neste caso, os aldeídos podem ser obtidos a partir de álcoois primários. Como você pode ver, a oxidação de álcoois em aldeídos leva essencialmente aos mesmos produtos orgânicos que a desidrogenação:

De referir que ao utilizar agentes oxidantes como o permanganato de potássio e o dicromato de potássio em ambiente ácido, é possível uma oxidação mais profunda dos álcoois, nomeadamente em ácidos carboxílicos. Em particular, isso se manifesta quando se utiliza um excesso de agente oxidante durante o aquecimento. Os álcoois secundários só podem ser oxidados em cetonas nestas condições.

ÁLCOOIS POLÍTICOS LIMITADOS

Substituição de átomos de hidrogênio de grupos hidroxila

Os álcoois polihídricos são iguais aos monohídricos reage com metais alcalinos, alcalino-terrosos e alumínio (limpo do filmeAl 2 Ó 3 ); neste caso, um número diferente de átomos de hidrogênio de grupos hidroxila na molécula de álcool pode ser substituído:

2. Como as moléculas de álcoois poliídricos contêm vários grupos hidroxila, elas influenciam-se mutuamente devido a um efeito indutivo negativo. Em particular, isto leva a um enfraquecimento da ligação OH e a um aumento nas propriedades ácidas dos grupos hidroxila.

B Ó A maior acidez dos álcoois poli-hídricos se manifesta no fato de que os álcoois poli-hídricos, ao contrário dos álcoois mono-hídricos, reagem com alguns hidróxidos de metais pesados. Por exemplo, é preciso lembrar o fato de que o hidróxido de cobre recém-precipitado reage com álcoois poli-hídricos para formar uma solução azul brilhante do composto complexo.

Assim, a interação do glicerol com o hidróxido de cobre recém-precipitado leva à formação de uma solução azul brilhante de glicerato de cobre:

Esta reação é qualidade para álcoois poli-hídricos. Para passar no Exame Estadual Unificado, basta conhecer os sinais dessa reação, mas não é necessário saber escrever a própria equação de interação.

3. Assim como os álcoois monohídricos, os álcoois polihídricos podem entrar em uma reação de esterificação, ou seja, reagir com ácidos orgânicos e inorgânicos contendo oxigênio com a formação de ésteres. Esta reação é catalisada por ácidos inorgânicos fortes e é reversível. A este respeito, ao realizar a reação de esterificação, o éster resultante é destilado da mistura reacional para deslocar o equilíbrio para a direita de acordo com o princípio de Le Chatelier:

Se os ácidos carboxílicos com um grande número de átomos de carbono no radical hidrocarboneto reagem com o glicerol, os ésteres resultantes são chamados de gorduras.

No caso da esterificação de álcoois com ácido nítrico, utiliza-se a chamada mistura nitrante, que é uma mistura de ácidos nítrico e sulfúrico concentrados. A reação é realizada sob resfriamento constante:

Um éster de glicerol e ácido nítrico, chamado trinitroglicerina, é um explosivo. Além disso, uma solução a 1% dessa substância em álcool tem um poderoso efeito vasodilatador, que é utilizado por indicação médica para prevenir acidente vascular cerebral ou ataque cardíaco.

Substituição de grupos hidroxila

Reações desse tipo ocorrem através do mecanismo de substituição nucleofílica. Interações deste tipo incluem a reação de glicóis com haletos de hidrogênio.

Por exemplo, a reação do etilenoglicol com o brometo de hidrogênio prossegue com a substituição sequencial de grupos hidroxila por átomos de halogênio:

Propriedades químicas dos fenóis

Conforme mencionado no início deste capítulo, as propriedades químicas dos fenóis são marcadamente diferentes das propriedades químicas dos álcoois. Isto se deve ao fato de que um dos pares de elétrons isolados do átomo de oxigênio no grupo hidroxila está conjugado com o sistema π de ligações conjugadas do anel aromático.

Reações envolvendo o grupo hidroxila

Propriedades ácidas

Os fenóis são ácidos mais fortes que os álcoois e são dissociados em uma extensão muito pequena em solução aquosa:

B Ó A maior acidez dos fenóis em comparação aos álcoois em termos de propriedades químicas se expressa no fato de que os fenóis, ao contrário dos álcoois, são capazes de reagir com os álcalis:

No entanto, as propriedades ácidas do fenol são menos pronunciadas do que até mesmo um dos ácidos inorgânicos mais fracos - o ácido carbônico. Assim, em particular, o dióxido de carbono, ao passar por uma solução aquosa de fenolatos de metais alcalinos, desloca o fenol livre deste último como um ácido ainda mais fraco que o ácido carbônico:

Obviamente, qualquer outro ácido mais forte também substituirá o fenol dos fenolatos:

3) Os fenóis são ácidos mais fortes que os álcoois, e os álcoois reagem com metais alcalinos e alcalino-terrosos. A este respeito, é óbvio que os fenóis reagirão com estes metais. A única coisa é que, ao contrário dos álcoois, a reação dos fenóis com metais ativos requer aquecimento, uma vez que tanto os fenóis quanto os metais são sólidos:

Reações de substituição no anel aromático

O grupo hidroxila é um substituinte de primeiro tipo, o que significa que facilita a ocorrência de reações de substituição em orto- E par- posições em relação a si mesmo. As reações com o fenol ocorrem em condições muito mais suaves em comparação com o benzeno.

Halogenação

A reação com o bromo não requer condições especiais. Quando a água de bromo é misturada com uma solução de fenol, um precipitado branco de 2,4,6-tribromofenol é formado instantaneamente:

Nitração

Quando o fenol é exposto a uma mistura de ácidos nítrico e sulfúrico concentrados (mistura nitrante), forma-se 2,4,6-trinitrofenol, um explosivo cristalino amarelo:

Reações de adição

Como os fenóis são compostos insaturados, eles podem ser hidrogenados na presença de catalisadores nos álcoois correspondentes.

Tutorial em vídeo 2: Fenol: Propriedades químicas

Palestra: Propriedades químicas características de álcoois monohídricos e polihídricos saturados, fenol

Álcoois e fenóis

Dependendo do tipo de radical hidrocarboneto, bem como, em alguns casos, das características de ligação do grupo -OH a esse radical hidrocarboneto, os compostos com grupo funcional hidroxila são divididos em álcoois e fenóis.

Existe uma divisão dos compostos orgânicos em álcoois e fenóis. Esta divisão é baseada no tipo de radical hidrocarboneto e nas características de ligação dos grupos -OH a ele.

Álcoois (alcanóis)- derivados de hidrocarbonetos saturados e insaturados, nos quais o grupo OH está ligado a um radical hidrocarboneto sem ligação direta ao anel aromático.

Fenóis- substâncias orgânicas que possuem em sua estrutura Grupos OH diretamente ligados a um anel aromático.

As características mencionadas da posição dos grupos OH afetam significativamente a diferença nas propriedades de álcoois e fenóis. Em compostos fenólicos, a ligação O-H é mais polar em comparação com os álcoois. Isto aumenta a mobilidade do átomo de hidrogênio no grupo OH. Os fenóis têm propriedades ácidas muito mais pronunciadas que os álcoois.

Classificação de álcoois

Existem várias classificações de álcoois. Então, pela natureza do radical hidrocarboneto os álcoois são divididos em:

• Limite contendo apenas radicais hidrocarbonetos saturados. Nas suas moléculas, um ou mais átomos de hidrogênio são substituídos por um grupo OH, por exemplo:

Etanodiol-1,2 (etilenoglicol)

• Ilimitado contendo ligações duplas ou triplas entre átomos de carbono, por exemplo:

Propen-2-ol-1 (álcool alílico)

• Aromático contendo na molécula um anel benzênico e um grupo OH, que estão ligados entre si através de átomos de carbono, por exemplo:

Fenilmetanol (álcool benzílico)

Por atomicidade, ou seja, número de grupos OH, os álcoois são divididos em:

• Monatômico, por exemplo:

• Diatômico (glicóis) , por exemplo:

Triatômico, por exemplo:

Poliatômico contendo mais de três grupos OH, por exemplo:

De acordo com a natureza da ligação entre o átomo de carbono e o grupo OH os álcoois são divididos em:

• Primário, em que o grupo OH está ligado ao átomo de carbono primário, por exemplo:

• Secundário, em que o grupo OH está ligado a um átomo de carbono secundário, por exemplo:

Terciárioe, em que o grupo OH está ligado a um átomo de carbono terciário, por exemplo:

O codificador do Exame de Estado Unificado em química exige que você conheça as propriedades químicas dos álcoois monohídricos e polihídricos saturados, vamos dar uma olhada neles.
Propriedades químicas de álcoois monohídricos saturados

1. Reações de substituição

Interação com metais alcalinos e alcalino-terrosos , como resultado, formam-se alcoolatos metálicos e libera-se hidrogênio. Por exemplo, quando o álcool etílico e o sódio reagem, forma-se etóxido de sódio:

2C 2 H 5 OH+ 2Na→ 2C 2 H 5 ONa+ H2

É importante lembrar a seguinte regra para esta reação: os álcoois não devem conter água, caso contrário a formação de alcoolatos será impossível, pois são facilmente hidrolisados.

Reação de esterificação , ou seja a interação de álcoois com ácidos orgânicos e inorgânicos contendo oxigênio leva à formação de ésteres. Esta reação é catalisada por ácidos inorgânicos fortes. Por exemplo, a interação do etanol com o ácido acético forma acetato de etila (acetato de etila):

O mecanismo da reação de esterificação é assim:

Esta é uma reação reversível, portanto, para deslocar o equilíbrio para a formação de um éster, a reação é realizada com aquecimento, bem como na presença de ácido sulfúrico concentrado como substância removedora de água.

Interação de álcoois com haletos de hidrogênio . Quando os álcoois são expostos a ácidos hidro-hálicos, o grupo hidroxila é substituído por um átomo de halogênio. Como resultado desta reação, formam-se haloalcanos e água. Por exemplo:

C 2 H 5 OH + HCl → C 2 H 5 Cl + H 2 O.

Esta é uma reação reversível.

2. Reações de eliminação

Desidratação de álcoois Pode ser intermolecular ou intramolecular.

No intermolecular, uma molécula de água é formada como resultado da abstração de um átomo de hidrogênio de uma molécula de álcool e de um grupo hidroxila de outra molécula. Como resultado, são formados éteres (R-O-R). As condições de reação são a presença de ácido sulfúrico concentrado e aquecimento a 140 0 C:

C 2 H 5 OS 2 H 5 → C 2 H 5 -O-C 2 H 5 +H 2 O

A desidratação do etanol com etanol resultou na formação de éter dietílico (etoxietano) e água.

CH 3 OS 2 H 5 → CH 3 -O-C 2 H 5 +H 2 O

A desidratação do metanol com etanol resultou na formação de éter metiletílico (metoxietano) e água.

A desidratação intramolecular de álcoois, diferentemente da desidratação intermolecular, ocorre da seguinte forma: uma molécula de água é separada de uma molécula de álcool:

Este tipo de desidratação requer calor elevado. Como resultado, uma molécula de álcool e uma molécula de água são formadas a partir de uma molécula de álcool.

Como a molécula de metanol contém apenas um átomo de carbono, a desidratação intramolecular é impossível para ela. Durante a desidratação intermolecular do metanol, apenas um éter (CH 3 -O-CH 3) pode ser formado:

2CH 3 OH → CH 3 -O-CH 3 + H 2 O.

Deve-se lembrar que no caso de desidratação de álcoois assimétricos, a eliminação intramolecular da água ocorrerá de acordo com a regra de Zaitsev, ou seja, o hidrogênio será eliminado do átomo de carbono menos hidrogenado.

Desidrogenação de álcoois:

a) A desidrogenação de álcoois primários quando aquecidos na presença de cobre metálico leva à formação de aldeídos:

b) No caso dos álcoois secundários, condições semelhantes levarão à formação de cetonas:

c) Os álcoois terciários não estão sujeitos à desidrogenação.

3. Reações de oxidação

Combustão. Os álcoois reagem facilmente na combustão. Isso gera uma grande quantidade de calor:

2CH 3 - OH + 3O 2 → 2CO 2 + 4H 2 O + Q.

Oxidaçãoálcoois ocorre na presença de catalisadores Cu, Cr, etc. quando aquecidos. A oxidação também ocorre na presença de uma mistura de cromo (H 2 SO 4 + K 2 Cr 2 O 7) ou permanganato de magnésio (KMnO 4). Os álcoois primários formam aldeídos, por exemplo:

C 2 H 5 OH+ CuO → CH 3 COH + Cu + + H 2 O.

Como resultado, obtivemos acetaldeído (etanal, acetaldeído), cobre e água. Se o aldeído resultante não for removido do meio reacional, forma-se o ácido correspondente.

Os álcoois secundários nas mesmas condições formam cetonas:

Para álcoois terciários, a reação de oxidação não é típica.

Propriedades químicas de álcoois poliídricos

Os álcoois poli-hídricos são ácidos mais fortes que os mono-hídricos.

Os álcoois poli-hídricos são caracterizados pelas mesmas reações que os mono-hídricos com metais alcalinos e alcalino-terrosos. Neste caso, um número diferente de átomos de hidrogênio de grupos OH é substituído na molécula de álcool. Como resultado, os sais são formados. Por exemplo:

Como os álcoois poli-hídricos têm propriedades mais ácidas que os mono-hídricos, eles reagem prontamente não apenas com metais, mas também com seus hidróxidos de metais pesados. A reação com hidróxido de cobre 2 é uma reação qualitativa a álcoois poli-hídricos. Ao interagir com álcool poli-hídrico, o precipitado azul se transforma em uma solução azul brilhante.

• A reação de esterificação, ou seja, interação com ácidos orgânicos e inorgânicos contendo oxigênio para formar ésteres:

C 6 H 5 ONa + CH 3 COCl → C 6 H 5 OCOCH 3 + NaCl

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 químicas

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 para formar 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 parcial positiva 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. A carga negativa parcial (denotada por d–), transferindo-se para o grupo fenil, concentra-se 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 dicloretofenolato 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 ocorre com alto rendimento e é atrativa porque permite a obtenção de 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?

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 uma maior mobilidade dos átomos de hidrogênio do anel de benzeno

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 de partida 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 OHà 27.No esquema de transformaçãoà etanol X

butano

substância X é 1) butanol-1 2) bromoetano 3) etano 4) etilenoà 28. No esquema de transformaçãoà propanol-1 X

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;

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 condições de laboratório?

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