Prelegerea nr. 3.

Alcooli polihidroxici, structura și proprietățile lor.

Reprezentanții alcoolilor polihidroxilici sunt etilenglicolul și glicerina. Alcoolii dihidroxil care conțin două grupări hidroxil - OH se numesc glicoli, sau dioli, alcooli trihidroxici care conțin trei grupări hidroxil - gliceroli sau trioli.

Poziția grupărilor hidroxil este indicată prin numere la sfârșitul numelui.

Proprietăți fizice

Alcoolii polihidric sunt lichide incolore, siropoase, cu gust dulceag, foarte solubile în apă, slab solubile în solvenți organici; au puncte de fierbere ridicate. De exemplu, punctul de fierbere al etilenglicolului este de 198°C, densitatea () 1,11 g/cm3; tfierbe (glicerina) = 290°C, glicerina = 1,26 g/cm3.

Chitanță

Alcoolii di- și trihidroxilici se obțin prin aceleași metode ca și cei monohidroxilici. Alchenele, derivații de halogen și alți compuși pot fi utilizați ca compuși de pornire.

1. Etilenglicolul (etandiol-1,2) este sintetizat din etilenă în diferite moduri:

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

2. Glicerina (propantriol -1,2,3) se obține din grăsimi, precum și sintetic din gazele de cracare a petrolului (propilenă), adică. din materii prime nealimentare.

Proprietăți chimice

Alcoolii polihidric au proprietăți chimice asemănătoare alcoolilor monohidroxilici. Cu toate acestea, proprietățile chimice ale alcoolilor polihidroxilici au caracteristici datorită prezenței a două sau mai multe grupări hidroxil în moleculă.

Aciditatea alcoolilor polihidroxilici este mai mare decât cea a alcoolilor monohidroxilici, ceea ce se explică prin prezența în moleculă a grupărilor hidroxil suplimentare care au un efect inductiv negativ. Prin urmare, alcoolii polihidroxilici, spre deosebire de alcoolii monohidroxilici, reacţionează cu alcalii, formând săruri. De exemplu, etilenglicolul reacționează nu numai cu metalele alcaline, ci și cu hidroxizii de metale grele.

Prin analogie cu alcoolații, sărurile alcoolilor dihidroxilici se numesc glicolați, iar alcoolii trihidroxilici se numesc glicerați.

Când etilenglicolul reacționează cu halogenuri de hidrogen (HCl, HBr), o grupare hidroxil este înlocuită cu un halogen:

A doua grupare hidroxo este mai greu de înlocuit sub acțiunea PCl5.

Când hidroxidul de cupru (II) reacționează cu glicerina și alți alcooli polihidroxici, hidroxidul se dizolvă și se formează un compus complex albastru strălucitor.

Această reacție este utilizată pentru a detecta alcoolii polihidroxilici care au grupări hidroxil la atomi de carbon adiacenți -CH(OH)-CH(OH)-:

În absența alcalinelor, alcoolii polihidroxilici nu reacţionează cu hidroxidul de cupru (II) - aciditatea lor este insuficientă pentru aceasta.

Alcoolii polihidroxilici reacţionează cu acizii pentru a forma esteri (vezi §7). Când glicerina reacţionează cu acidul azotic în prezenţa acidului sulfuric concentrat, se formează nitroglicerină (trinitrat de glicerol):

Alcoolii se caracterizează prin reacții care au ca rezultat formarea de structuri ciclice:

Aplicație

Etilenglicolul este utilizat în principal pentru producerea de lavsan și pentru prepararea antigelului - soluții apoase care îngheață cu mult sub 0 ° C (folosirea lor pentru răcirea motoarelor permite mașinilor să funcționeze iarna).

Glicerina este utilizată pe scară largă în industria pielii și textilelor pentru finisarea pieilor și țesăturilor și în alte domenii ale economiei naționale. Cea mai importantă utilizare a glicerinei este în producerea trinitratului de glicerol (numit incorect nitroglicerină), un exploziv puternic care explodează la impact și, de asemenea, un medicament (vasodilatator). Sorbitolul (alcool hexahidric) este folosit ca înlocuitor al zahărului pentru diabetici.

Testul nr. 4.

Proprietățile alcoolilor polihidroxilici

1. Cu care dintre următoarele substanțe va reacționa glicerina?

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

2. Glicerolul nu reacționează cu 1)HNO3 2)NaOH 3)CH3COOH 4)Cu(OH)2

3. Etilenglicolul nu reacționează cu 1)HNO3 2)NaOH 3)CH3COOH 4)Cu(OH)2

4. Următoarele nu vor interacționa cu hidroxidul de cupru (II) proaspăt precipitat: 1) glicerol;

2) butanonă 3) propanal 4) propandiol-1,2

5. Un precipitat de Cu(OH)2 proaspăt preparat se va dizolva dacă se adaugă la acesta

1) propandiol-1,2 2) propanol-1 3) propenă 4) propanol-2

6. Glicerolul într-o soluție apoasă poate fi detectat folosind

1) înălbitor 2) fier (III) clorură 3) cupru (II) hidroxid 4) hidroxid de sodiu

7. Ce alcool reacţionează cu hidroxidul de cupru (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. O reacție caracteristică pentru alcoolii polihidroxilici este interacțiunea cu

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

9. O substanță care reacționează cu Na și Cu(OH) 2 este:

1) fenol; 2) alcool monohidroxilic; 3) alcool polihidroxilic 4) alchenă

10. Etandiol-1,2 poate reacționa cu

1) hidroxid de cupru (II).

2) oxid de fier (II).

3) acid clorhidric

4) hidrogen

6) fosfor

Prelegerea nr. 4.

Fenolii, structura lor. Proprietățile fenolului, influența reciprocă a atomilor în molecula de fenol. Efectul orto-, orientarea vaporilor al grupării hidroxil. Prepararea și utilizarea fenolului

FENOLI – clasa de compusi organici. Ele conțin una sau mai multe grupări C-OH, atomul de carbon fiind parte dintr-un inel aromatic (de exemplu, benzen).

Clasificarea fenolilor. Fenolii cu unu, doi și trei atomi se disting în funcție de numărul de grupări OH din moleculă (Fig. 1)

Orez. 1. FENOLI UNICI, DUBI ŞI TRIHATICI

În conformitate cu numărul de inele aromatice condensate din moleculă, ele se disting (Fig. 2) în fenoli înșiși (un inel aromatic - derivați de benzen), naftoli (2 inele condensate - derivați de naftalenă), antranoli (3 inele condensate - antracen). derivaţi) şi fenantroli (fig. 2).

Orez. 2. FENOLI MONO-ȘI POLINUCLEARI

Nomenclatura fenolilor

Pentru fenoli, denumirile banale care s-au dezvoltat istoric sunt utilizate pe scară largă. Denumirile de fenoli mononucleari substituiți folosesc și prefixele orto-, meta- și para-, utilizate în nomenclatura compușilor aromatici. Pentru compușii mai complecși, atomii care alcătuiesc inelele aromatice sunt numerotați și poziția substituenților este indicată cu ajutorul indicilor digitali (Fig. 3).

Orez. 3. NOMENCLATURA FENOLOR. Grupurile de înlocuire și indicii digitali corespunzători sunt evidențiați în culori diferite pentru claritate.

Proprietățile chimice ale fenolilor

Inelul benzenic și gruparea OH, combinate într-o moleculă de fenol, se influențează reciproc, crescând semnificativ reciproc reactivitatea. Gruparea fenil absoarbe o pereche singură de electroni din atomul de oxigen din grupa OH (Fig. 4). Ca urmare, sarcina pozitivă parțială a atomului de H din acest grup crește (indicată prin simbolul d+), crește polaritatea legăturii O–H, ceea ce se manifestă printr-o creștere a proprietăților acide ale acestui grup. Astfel, în comparație cu alcoolii, fenolii sunt acizi mai puternici. O sarcină negativă parțială (notată cu d–), care se transferă la gruparea fenil, este concentrată în pozițiile orto și para (față de grupa OH). Aceste puncte de reacție pot fi atacate de reactivi care gravitează spre centrii electronegativi, așa-numiții reactivi electrofili („iubitoare de electroni”).

Orez. 4. DISTRIBUȚIA DENSIȚII ELECTRONICE ÎN FENOL

Ca urmare, sunt posibile două tipuri de transformări pentru fenoli: substituția unui atom de hidrogen în grupa OH și substituirea inelului H-atomobenzen. O pereche de electroni ai atomului O, atrași de inelul benzenic, crește rezistența legăturii C–O, prin urmare reacțiile care apar odată cu ruperea acestei legături, caracteristice alcoolilor, nu sunt tipice pentru fenoli.

1. Are proprietăți acide slabe; atunci când este expus la alcalii, formează săruri - fenolați (de exemplu, fenolat de sodiu - C6H6ONa):

C6H5OH + NaOH = C6H5ONa + H2O

Ea suferă reacții de substituție electrofilă pe ciclul aromatic. Gruparea hidroxi, fiind una dintre cele mai puternice grupări donatoare, crește reactivitatea inelului la aceste reacții și direcționează substituția către pozițiile orto și para. Fenolul este ușor alchilat, acilat, halogenat, nitrat și sulfonat.

Reacția Kolbe-Schmidt.

2. Interacțiunea cu sodiul metalic:

C6H5OH + Na = C6H5ONa + H2

3. Interacțiune cu apa cu brom (reacție calitativă la fenol):

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

4. Interacțiune cu acid azotic concentrat:

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

5. Interacțiune cu clorura de fier (III) (reacție calitativă la fenol):

C 6 H 5 OH + FeCl 3 → 2 + (Cl)2- + HCl se formează fenolat de diclorură de fier (III) (culoare violetă )

Metode de obţinere a fenolilor.

Fenolii sunt izolați din gudronul de cărbune, precum și din produsele de piroliză ai cărbunelui brun și a lemnului (gudron). Metoda industrială de producere a fenolului C6H5OH în sine se bazează pe oxidarea cumenului de hidrocarbură aromatică (izopropilbenzen) cu oxigenul atmosferic, urmată de descompunerea hidroperoxidului rezultat diluat cu H3SO4 (Fig. 8A). Reacția se desfășoară cu un randament ridicat și este atractivă prin faptul că permite obținerea simultană a două produse valoroase din punct de vedere tehnic - fenol și acetonă. O altă metodă este hidroliza catalitică a benzenilor halogenați (Fig. 8B).

Orez. 8. METODE DE OBTINEREA FENOLULUI

Aplicarea fenolilor.

O soluție de fenol este utilizată ca dezinfectant (acid carbolic). Fenolii diatomici - pirocatecol, resorcinol (Fig. 3), precum și hidrochinona (para-dihidroxibenzen) sunt utilizați ca antiseptice (dezinfectanți antibacterieni), adăugați la agenții de tăbăcire pentru piele și blană, ca stabilizatori pentru uleiuri lubrifiante și cauciuc, precum și pentru prelucrarea materialelor fotografice şi ca reactivi în chimia analitică.

Fenolii sunt utilizați într-o măsură limitată sub formă de compuși individuali, dar diferiții lor derivați sunt utilizați pe scară largă. Fenolii servesc ca compuși de pornire pentru producerea diferitelor produse polimerice - rășini fenolice (Fig. 7), poliamide, poliepoxizi. Din fenoli se obțin numeroase medicamente, de exemplu, aspirina, salol, fenolftaleină, în plus, coloranți, parfumuri, plastifianți pentru polimeri și produse de protecție a plantelor.

Testul nr. 5 Fenoli

1. Câți fenoli din compoziția C 7 H 8 O există? 1) Unu 2) Patru 3) Trei 4) doi

2. Se formează atomul de oxigen din molecula de fenol

1) o legătură σ 2) două legături σ 3) una σ și una π 4) două legături π

3. Fenolii sunt acizi mai puternici decât alcoolii alifatici deoarece...

1) între moleculele de alcool se formează o legătură puternică de hidrogen

2) molecula de fenol conține o fracție de masă mai mare de ioni de hidrogen

3) în fenoli, sistemul electronic este deplasat către atomul de oxigen, ceea ce duce la o mobilitate mai mare a atomilor de hidrogen din inelul benzenic

4) în fenoli, densitatea electronică a legăturii O-H scade datorită interacțiunii perechii de electroni singuri a atomului de oxigen cu inelul benzenic

4. Alegeți afirmația corectă:

1) fenolii se disociază într-o măsură mai mare decât alcoolii;

2) fenolii prezintă proprietăți de bază;

3) fenolii și derivații lor nu au efect toxic;

4) atomul de hidrogen din grupa hidroxil a fenolului nu poate fi înlocuit cu un cation metalic sub acțiunea bazelor.

Proprietăți

5. Fenolul în soluție apoasă este

1) acid tare 2) acid slab 3) bază slabă 4) bază tare

1. O substanță care reacționează cu Na și NaOH, dând o culoare violetă cu FeCl 3 este:

1) fenol; 2) alcool 3) eter; 4) alcan

6. Efectul inelului benzenic asupra grupării hidroxil din molecula de fenol este dovedit prin reacția fenolului cu

1) hidroxid de sodiu 2) formaldehidă 3) apă cu brom 4) acid azotic

7. Interacțiunea chimică este posibilă între substanțe ale căror formule sunt:

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

8. Fenolul nu interacționează cu

1) metan 2) metan 3) acid azotic 4) apă cu brom

9. Fenolul interacționează cu

1) acid clorhidric 2) etilenă 3) hidroxid de sodiu 4) metan

10. Fenolul nu interacționează cu o substanță a cărei formulă este

1)HBr2)Br23)HNO34)NaOH

11. Fenolul nu reacționează cu 1) HNO 3 2) KOH 3) Br 2 4) Cu(OH) 2

12. Proprietățile acidului sunt cele mai pronunțate în 1) fenol 2) metanol 3) etanol 4) glicerol

13. Când fenolul reacţionează cu sodiul,

1) fenolat de sodiu și apă 2) fenolat de sodiu și hidrogen

3) benzen și hidroxid de sodiu 4) benzoat de sodiu și hidrogen

14. Stabiliți o corespondență între substanțele inițiale și produsele care se formează predominant în timpul interacțiunii lor.

SUBSTANȚE INICIALE PRODUSE DE INTERACȚIUNE

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) fenolat de potasiu + H 2

D) C6H5OH + Br2 (soluție) 4) 2,4,6-trinitrofenol + H2O

5) 3,5-dinitrofenol + HNO3

6) fenolat de potasiu + H2O

15. Stabiliți o corespondență între materiile prime și produsele de reacție.

SUBSTANȚE INICIALE PRODUSE DE REACȚIE

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

B) C6H5OH + K2) C6H5OK + H2O

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) C6H5OK + H2

6) C6H5COOH + KOH

16. Fenolul interacționează cu soluțiile

3) [Ag(NH3)2]OH

17. Fenolul reacţionează cu

1) oxigen

2) benzen

3) hidroxid de sodiu

4) acid clorhidric

5) sodiu

6) oxid de siliciu (IV)

Chitanță

18. Când hidrogenul din ciclul aromatic este înlocuit cu o grupare hidroxil, se formează următoarele:

1) ester; 2) eter; 3) limitarea consumului de alcool; 4) fenol.

19. Fenolul poate fi obținut în reacție

1) deshidratarea acidului benzoic 2) hidrogenarea benzaldehidei

3) hidratarea stirenului 4) clorobenzen cu hidroxid de potasiu

Interconectare, reacții calitative.

20. Metanol. etilenglicolul și glicerina sunt:

1) omologi; 2) alcooli primari, secundari si tertiari;

32) izomeri; 4) alcooli monohidroxilici, dihidroxilici, trihidroxilici

21. O substanță care nu reacționează nici cu Na și nici cu NaOH, obținută prin intermolecular deshidratarea alcoolilor este: 1) fenol 2) alcool 3) eter; 4) alchenă

22. Interacționați unul cu celălalt

1) etanol și hidrogen 2) acid acetic și clor

3) fenol și oxid de cupru (II) 4) etilen glicol și clorură de sodiu

23. Substanța X poate reacționa cu fenolul, dar nu reacționează cu etanolul. Această substanță:

1) Na 2) O 2 3) HNO 3 4) apa cu brom

24. O soluție albastră strălucitoare se formează când hidroxidul de cupru (II) reacţionează cu

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

25. Hidroxidul de cupru (II) poate fi folosit pentru a detecta

1) Ioni Al 3+ 2) etanol 3) Ioni NO 3 - 4) etilenglicol

26. În schema de transformare C 6 H 12 O 6 à X à C 2 H 5 -O- C 2 H 5 substanța „X” este

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

27.În schema de transformare etanolà Xà butan substanța X este

1) butanol-1 2) brometan 3) etan 4) etilenă

28. În schema de transformare propanol-1à Xà propanol-2 substanța X este

1) 2-cloropropan 2) acid propanoic 3) propină 4) propenă

29. Soluțiile apoase de etanol și glicerol pot fi distinse folosind:

1) apă cu brom 2) soluție de amoniac de oxid de argint

4) sodiu metalic 3) precipitat de hidroxid de cupru (II) proaspăt preparat;

30. Puteți distinge etanolul de etilenglicol folosind:

31. Puteți distinge fenolul de metanol folosind:

1) sodiu; 2) NaOH; 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3

32. Puteți distinge fenolul de eter folosind:

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

33. Puteți distinge glicerina de 1-propanol folosind:

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

34. Ce substanță ar trebui folosită pentru a distinge etanolul și etilenglicolul unul de celălalt în laborator?

1) Sodiu 2) Acid clorhidric 3) Hidroxid de cupru (II) 4) Hidroxid de sodiu

Alcoolii sunt un grup mare de substanțe chimice organice. Include subclasele de alcooli monohidroxici și polihidroxici, precum și toate substanțele cu o structură combinată: alcooli aldehidici, derivați fenolici, molecule biologice. Aceste substanțe suferă multe tipuri de reacții, atât la gruparea hidroxil, cât și la atomul de carbon care o poartă. Aceste proprietăți chimice ale alcoolilor ar trebui studiate în detaliu.

Tipuri de alcooli

Alcoolii conțin o grupare hidroxil atașată la un atom de carbon suport. În funcție de numărul de atomi de carbon la care este conectat purtătorul C, alcoolii se împart în:

• primar (conectat la carbonul terminal);
• secundar (conectat la o grupare hidroxil, un hidrogen și doi atomi de carbon);
• terțiar (conectat la trei atomi de carbon și o grupare hidroxil);
• mixte (alcooli polihidroxilici în care există grupări hidroxil la atomi de carbon secundari, primari sau terțiari).

Alcoolii sunt, de asemenea, împărțiți în funcție de numărul de radicali hidroxil în monohidroxici și poliatomici. Primele conțin doar o grupare hidroxil la atomul de carbon suport, de exemplu, etanol. Alcoolii polihidroxilici conțin două sau mai multe grupări hidroxil la diferiți atomi de carbon suport.

Proprietăţile chimice ale alcoolilor: tabel

Cel mai convenabil este să ne prezentăm materialul de interes folosind un tabel care reflectă principiile generale ale reactivității alcoolilor.

Conexiune de reacție, tip de reacție	Reactiv	Produs
Legătura O-H, substituție	Metal activ, hidrură de metal activ, amide alcaline sau metale active	Alcoolii
Legături C-O și O-H, deshidratare intermoleculară	Alcool atunci când este încălzit într-un mediu acid	Eter
Legături C-O și O-H, deshidratare intramoleculară	Alcool atunci când este încălzit peste acid sulfuric concentrat	Hidrocarbură nesaturată
Legătura C-O, substituție	Halogenură de hidrogen, clorură de tionil, sare cvasifosfoniu, halogenuri de fosfor	Haloalcani
Legătura C-O - oxidare	Donatori de oxigen (permanganat de potasiu) cu alcool primar	Aldehidă
Legătura C-O - oxidare	Donatori de oxigen (permanganat de potasiu) cu alcool secundar
Molecula de alcool	Oxigen (combustie)	Dioxid de carbon și apă.

Reactivitatea alcoolilor

Datorită prezenței unui radical de hidrocarbură în molecula de alcool monohidroxilic - legătura C-O și legătura O-H - această clasă de compuși intră în numeroase reacții chimice. Ele determină proprietățile chimice ale alcoolilor și depind de reactivitatea substanței. Acesta din urmă, la rândul său, depinde de lungimea radicalului de hidrocarbură atașat la atomul de carbon suport. Cu cât este mai mare, cu atât polaritatea legăturii O-H este mai mică, motiv pentru care reacțiile care implică extragerea hidrogenului din alcool vor decurge mai lent. Aceasta reduce și constanta de disociere a substanței menționate.

Proprietățile chimice ale alcoolilor depind și de numărul de grupări hidroxil. Unul schimbă densitatea electronilor spre sine de-a lungul legăturilor sigma, ceea ce crește reactivitatea la grupul O-H. Deoarece aceasta polarizează legătura C-O, reacțiile care implică scindarea acesteia sunt mai active în alcoolii care au două sau mai multe grupări O-H. Prin urmare, alcoolii polihidroxilici, ale căror proprietăți chimice sunt mai numeroase, reacționează mai ușor. De asemenea, conțin mai multe grupe de alcool, motiv pentru care pot intra liber în reacții cu fiecare dintre ele.

Reacții tipice ale alcoolilor monohidric și polihidroxilic

Proprietățile chimice tipice ale alcoolilor apar numai în reacțiile cu metalele active, bazele și hidrurile acestora și acizii Lewis. De asemenea, tipice sunt reacțiile cu halogenuri de hidrogen, halogenuri de fosfor și alte componente pentru a produce haloalcani. Alcoolii sunt, de asemenea, baze slabe, deci reacţionează cu acizii, formând halogenuri de hidrogen şi esteri ai acizilor anorganici.

Eterii se formează din alcooli prin deshidratare intermoleculară. Aceleași substanțe suferă reacții de dehidrogenare pentru a forma aldehide din alcoolul primar și cetone din alcoolul secundar. Alcoolii terțiari nu suferă astfel de reacții. De asemenea, proprietățile chimice ale alcoolului etilic (și ale altor alcooli) lasă posibilitatea oxidării lor complete cu oxigen. Aceasta este o reacție simplă de ardere, însoțită de eliberarea de apă cu dioxid de carbon și puțină căldură.

Reacții la atomul de hidrogen al legăturii O-H

Proprietățile chimice ale alcoolilor monohidroxilici permit scindarea legăturii O-H și eliminarea hidrogenului. Aceste reacții apar la interacțiunea cu metalele active și bazele lor (alcalii), cu hidruri ale metalelor active, precum și cu acizii Lewis.

De asemenea, alcoolii reacţionează activ cu acizii organici şi anorganici standard. În acest caz, produsul de reacție este un ester sau halocarburi.

Reacții de sinteză a haloalcanilor (prin legătura C-O)

Haloalcanii sunt compuși tipici care pot fi produși din alcooli prin mai multe tipuri de reacții chimice. În special, proprietățile chimice ale alcoolilor monohidroxilici le permit să interacționeze cu halogenuri de hidrogen, halogenuri de fosfor trivalente și pentavalente, săruri de cvasfoniu și clorură de tionil. De asemenea, haloalcanii din alcooli pot fi obținuți pe o cale intermediară, adică prin sinteza unui sulfonat de alchil, care va suferi ulterior o reacție de substituție.

Un exemplu de prima reacție cu o halogenură de hidrogen este prezentat în apendicele grafic de mai sus. Aici, alcoolul butilic reacţionează cu clorura de hidrogen pentru a forma clorobutan. În general, o clasă de compuși care conțin clor și un radical saturat de hidrocarburi se numește clorură de alchil. Produsul secundar al reacției chimice este apa.

Reacțiile care produc clorură de alchil (iodură, bromură sau fluorură) sunt destul de numeroase. Un exemplu tipic este interacțiunea cu tribromură de fosfor, pentaclorură de fosfor și alți compuși ai acestui element și halogenurile, perclorurile și perfluorurile sale. Ele procedează prin mecanismul substituției nucleofile. Alcoolii reacţionează, de asemenea, cu clorura de tionil pentru a forma un cloroalcan şi eliberează SO2.

Proprietățile chimice ale alcoolilor saturați monohidric care conțin un radical de hidrocarbură saturată sunt prezentate clar sub formă de reacții în ilustrațiile de mai jos.

Alcoolii reacționează ușor cu sarea de cvasfoniu. Cu toate acestea, această reacție este cea mai favorabilă atunci când apare în alcoolii secundari și terțiari monohidroxilici. Sunt regioselective și permit grupului halogen să fie „implantat” într-o locație strict definită. Produșii unor astfel de reacții se obțin cu o fracție de masă mare de randament. Iar alcoolii polihidroxilici, ale căror proprietăți chimice sunt oarecum diferite de cele ale alcoolilor monohidroxilici, pot izomeriza în timpul reacției. Prin urmare, obținerea produsului țintă este dificilă. Un exemplu de reacție în imagine.

Deshidratarea intramoleculară și intermoleculară a alcoolilor

Gruparea hidroxil situată la atomul de carbon suport poate fi scindată cu ajutorul unor acceptori puternici. Așa apar reacțiile de deshidratare intermoleculară. Când o moleculă de alcool interacționează cu alta într-o soluție de acid sulfuric concentrat, o moleculă de apă este separată de ambele grupări hidroxil, ai căror radicali se combină pentru a forma o moleculă de eter. În timpul deshidratării intermoleculare a etanalului se poate obține dioxan, un produs de deshidratare la patru grupări hidroxil.

În deshidratarea intramoleculară produsul este o alchenă.

Cei mai importanți dintre alcoolii polihidroxilici sunt etilenglicolul și glicerina:

etilenglicol glicerina

Acestea sunt lichide vâscoase, cu gust dulce, foarte solubile în apă și puțin solubile în solvenți organici.

Chitanță. />

1. Hidroliza halogenurilor de alchil (similar cu alcoolii monohidroxilici):

CICH2-CH2CI +2NaOH → HOCH2-CH2OH + 2 NaCl.

2. Etilenglicolul se formează prin oxidarea etilenei cu o soluție apoasă de permanganat de potasiu:

CH2 = CH2 + [O] + H2O → H O CH2-CH2OH.

3. Glicerina se obține prin hidroliza grăsimilor.

Proprietăți chimice./>Alcoolii di- și trihidroxilici se caracterizează prin reacțiile de bază ale alcoolilor monohidroxilici. Una sau două grupări hidroxil pot participa la reacţii. Influența reciprocă a grupărilor hidroxil se manifestă prin faptul că alcoolii polihidroxilici sunt acizi mai puternici decât alcoolii monohidroxilici. Prin urmare, alcoolii polihidroxilici, spre deosebire de alcoolii monohidroxilici, reacţionează cu alcalii, formând săruri. Prin analogie cu alcoolații, sărurile alcoolilor dihidroxilici se numesc glicolați, iar alcoolii trihidroxilici se numesc glicerați.

Reacția calitativă la alcoolii polihidroxilici care conțin grupări OH la atomii de carbon adiacenți este de culoare albastru strălucitor atunci când este expus la hidroxid de cupru proaspăt precipitat ( II ). Culoarea soluției se datorează formării de glicolat de cupru complex:

Alcoolii polihidric se caracterizează prin formarea de esteri. În special, atunci când glicerolul reacționează cu acidul azotic în prezența cantităților catalitice de acid sulfuric, se formează trinitrat de glicerol, cunoscut sub numele de nitroglicerină (ultim nume este incorect din punct de vedere chimic, deoarece în compușii nitro grupul este NU 2 legat direct de atomul de carbon):

Aplicație.Etilenglicolul este utilizat pentru sinteza materialelor polimerice și ca antigel. De asemenea, este folosit în cantități mari pentru a produce dioxan, un solvent de laborator important (deși toxic). Dioxanul se obține prin deshidratarea intermoleculară a etilenglicolului:

dioxan

Glicerina este utilizată pe scară largă în cosmetică, industria alimentară, farmacologie și producția de explozivi. Nitroglicerina pură explodează chiar și cu un impact ușor; servește ca materie primă pentru producția de praf de pușcă și dinamită fără fum -un exploziv care, spre deosebire de nitroglicerina, poate fi aruncat în siguranță. Dinamita a fost inventată de Nobel, care a fondat faimosul Premiu Nobel pentru realizările științifice remarcabile în domeniile fizicii, chimiei, medicinei și economiei. Nitroglicerina este toxică, dar în cantități mici servește ca medicament, deoarece dilată vasele inimii și, prin urmare, îmbunătățește alimentarea cu sânge a mușchiului inimii.

4. Producerea etanolului prin fermentarea alcoolică a substanțelor zaharoase:

C6H12O6 2CH 3 –CH 2 –OH + 2CO 2.

(glucoză)

5. Producția de metanol din gaz de sinteză (amestec de CO și H 2 ):

CO+2H2 CH3-OH.

Alcooli polihidric saturati

Alcoolii polihidroxilici conțin mai multe grupări hidroxil atașate la diferiți atomi de carbon. Adăugarea mai multor grupări hidroxil la un atom de carbon este imposibilă, deoarece în acest caz are loc un proces de deshidratare și se formează aldehida sau acidul carboxilic corespunzător:

Exemple de alcooli polihidroxilici:

Alcoolii polihidroxilici conțin atomi de carbon asimetrici și prezintă izomerie optică.

Ca exemplu de alcooli ciclici, putem cita alcoolii ciclici hexahidrici C 6 H 6 (OH) 6 - inozitol, unul dintre izomerii cărora (mezoinozitol) face parte din fosfolipide:

Proprietățile chimice ale alcoolilor polihidroxilici

1. Proprietăți acide

Alcoolii polihidric au proprietăți acide mai mari în comparație cu alcoolii monohidroxilici, ceea ce se explică prin influența reciprocă a grupurilor funcționale:

glicolat de sodiu

2. Reacția calitativă la alcoolii polihidroxilici – interacțiune cu hidroxid de cupru (II) proaspăt precipitat:

3. Formarea de esteri completi și parțiali cu acizii anorganici și organici:

;

(nitroglicerină);

.

4.Deshidratarea alcoolilor polihidroxilici

Prepararea alcoolilor polihidroxilici

1. Hidroliza dihaloalcanilor:

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

2. Oxidarea alchenelor cu o soluție apoasă de permanganat de potasiu (reacția Wagner):

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

3. Obținerea glicerinei:

(hidroliza grasimilor)

FENOLI

Fenolii- compuși organici din seria aromatică, în moleculele cărora grupări hidroxil sunt legate de atomii de carbon ai inelului aromatic. Pe baza numărului de grupe OH, acestea se disting:

· fenoli monohidric (arenoli): fenol (C 6 H 5 OH) și omologii săi:

fenol	orto-crezol	meta-crezol	pereche-crezol
Un alt izomer al compoziției C 7 H 7 OH, alcoolul benzilic, nu aparține fenolilor, deoarece gruparea funcțională nu este atașată direct la sistemul aromatic. Gruparea hidroxil poate fi, de asemenea, atașată la sisteme aromatice mai complexe, de exemplu,
alcool benzilic	a-naftol	b-naftol

• fenoli diatomici (arenedioli):

• fenoli triatomici (arenetrioli):

Pentru fenol și omologii săi, sunt posibile două tipuri de izomerie: izomeria poziției substituenților în inelul benzenic și izomeria catenei laterale (structura radicalului alchil și numărul de radicali).

Proprietăți fizice.

Fenolul este o substanță cristalină incoloră care devine roz în aer. Are un miros caracteristic. Este foarte solubil în apă, etanol, acetonă și alți solvenți organici. O soluție de fenol în apă este acidul carbolic. Alți fenoli sunt substanțe cristaline incolore sau lichide ale căror puncte de fierbere sunt mai mari decât punctele de fierbere ale alcoolilor saturați cu aceleași mase molare. Fenolii sunt ușor solubili în apă, solubili în solvenți organici și toxici.

Proprietăți chimice.

Structura fenolului este caracterizată de interacțiunea perechii de electroni a atomului de oxigen și electronii p ai inelului aromatic. Rezultatul este o schimbare a densității electronilor de la gruparea hidroxil la inel, în timp ce legătura O-H devine mai polară și, prin urmare, mai puțin puternică (fenolii prezintă proprietățile acizilor slabi).

Gruparea hidroxil în raport cu inelul benzenic este un substituent de primul fel, orientând reacțiile de substituție către pozițiile orto și para.

Reacțiile fenolului pot fi împărțite în două grupe: reacții care implică o grupare funcțională și reacții care implică un inel aromatic.

Reacții prin grupare hidroxil

1. Proprietăți acide:

2C6H5OH + 2Na®H2 + 2C6H5ONa (fenolat de sodiu);

C6H5OH + NaOH® C6H5ONa + H20;

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

(proprietățile acide ale fenolului sunt mai slabe decât acidul carbonic);

Colorația violetă a soluțiilor în prezența clorurii de fier (III) este o reacție calitativă la fenoli.

În cazul în care gruparea hidroxil nu este direct legată de inelul aromatic, ci face parte dintr-un substituent, influența inelului benzenic asupra grupării funcționale este slăbită și nu apar proprietăți acide (clasa de alcooli aromatici). De exemplu, alcoolul benzilic reacționează cu sodiul, dar nu reacționează cu NaOH.

2. Formarea esterilor și eterilor (spre deosebire de alcooli, fenolii nu reacționează cu acizii carboxilici; esterii se obțin indirect din cloruri și fenolați acizi): C 6 H 5 OH + CH 3 COOH ¹

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

3. Oxidarea (fenolii se oxidează ușor chiar și sub influența oxigenului atmosferic, prin urmare, atunci când stau în picioare, devin treptat roz):

benzochinonă

Reacții pe inelul benzenic.

1. Halogenare:

(spre deosebire de benzen și omologii săi, fenolul decolorează apa cu brom).

2. Nitrare:

Trinitrofenolul (acidul picric) este o substanță cristalină galbenă, similară ca rezistență cu acizii anorganici).

3. Policondensare (interacțiune cu formaldehida și formare de rășini fenol-formaldehidice):

Prepararea fenolului

3. Distilarea gudronului de cărbune.

4. Prepararea fenolului din halobenzeni:

C6H5CI + 2NaOH C6H5ONa + NaCI + H20;

C6H5ONa + HCI® C6H5OH + NaCI.

5. Oxidarea catalitică a izopropilbenzenului (cumenului) - metoda cumenului:

ALDEHIDE ȘI CETONE

Aldehide și cetone aparțin compușilor carbonilici și conțin o grupare carbonil. În aldehide, gruparea carbonil este legată în mod necesar de un atom de hidrogen (situat în poziția 1 a lanțului de carbon); în cetone, este situată în mijlocul lanțului și este legată de doi atomi de carbon. Formula generală a aldehidelor și cetonelor este C 2 H 2 n O (izomeri interclase). Pentru aldehide există doar izomerie a scheletului de carbon, pentru cetone există izomerie a scheletului de carbon și izomerie a poziției grupei funcționale.

Nomenclatura aldehidelor și cetonelor:

metanal (formaldehidă sau aldehidă formică)	etanal (acetaldehidă sau acetaldehidă)	propanal (propionaldehidă)
butanal (butiraldehidă)	metilpropanal (izobutiraldehidă)	propenală (acroleină)
propanonă (dimetilcetonă sau acetonă)	butanonă (metil etil cetonă)	pentanonă-1 (metilpropilcetonă)
pentanon-2 (dietil cetonă)	metilbutanonă (metilizopropilcetonă)	metilfenilcetonă (acetofenonă)
benzoaldehidă	difenilcetonă (benzofenonă)

Proprietăți fizice

Formaldehida la temperatura camerei este un gaz, punctul de fierbere al acetaldehidei este de +20°C. Punctele de fierbere ale aldehidelor sunt mai mici decât punctele de fierbere ale alcoolilor corespunzători (nu există legături de hidrogen între molecule). Acetona și omologii săi cei mai apropiați sunt lichide mai ușoare decât apa. Aldehidele și cetonele sunt foarte volatile și au un miros înțepător. O soluție de formaldehidă în apă este formol.

Proprietăți chimice

Atomul de carbon al grupării carbonil este în stare sp 2-hibridare (fragment plat). Electronii dublei legături sunt puternic deplasați către atomul de oxigen mai electronegativ (legatura C=O este polară). Redistribuirea sarcinilor în grupul carbonil afectează polaritatea legăturilor C–H ale atomului de carbon adiacent grupării carbonil (poziție a):

Aldehidele și cetonele sunt caracterizate prin reacții de adiție la dubla legătură a unei grupări carbonil și reacții de substituție a unui atom de hidrogen la atomul de carbon a cu un halogen. În plus, aldehidele sunt capabile de oxidare la atomul de hidrogen din grupa carbonil.

Reacții de adiție la legătura dublă a grupării C=O (adiția nucleofilă S N)

Datorită faptului că legătura C=O a aldehidelor și cetonelor este de natură polară, se rupe cu ușurință sub influența moleculelor polare de tip H–X. În general, reacția poate fi reprezentată astfel:

1. Adăugarea de hidrogen (reducerea aldehidelor și cetonelor la alcooli primari și secundari):

2. Adăugarea apei (hidratarea) este un proces reversibil (hidrații sunt stabili doar în soluții apoase):

Metanalul în soluții apoase este 100% hidratat, etanalul este 50% hidratat, acetona practic nu este hidratată.

3. Adăugarea de alcooli:

(hemiacetal); (acetal).

4. Adăugarea de hidrosulfit de sodiu (reacția servește la separarea aldehidelor și cetonelor din amestecurile cu alte substanțe organice):

.

5. Adăugarea de amoniac (H–NH 2) și amine (H–NHR):

Amoniacul se combină cu acetaldehida și aldehida formică într-un mod special:

(hexametilentetramină - metenamină, un dezinfectant în urologie pentru inflamația tractului urinar)

5. Adăugarea de hidrazină (H 2 N–NH 2) și fenilhidrazină (H 2 N–NH–C 6 H 5).

Hidrocarburile organice, în structura moleculară a cărora există două sau mai multe grupe -OH, se numesc alcooli polihidroxilici. Compușii sunt numiți altfel polialcooli sau polioli.

Reprezentanți

În funcție de structură, se disting diatomic, triatomic, tetraatomic etc. alcooli. Ele diferă printr-o grupare hidroxil -OH. Formula generală a alcoolilor polihidroxilici poate fi scrisă ca C n H 2 n+2 (OH) n. Cu toate acestea, numărul de atomi de carbon nu corespunde întotdeauna cu numărul de grupări hidroxil. Această discrepanță se explică prin structura diferită a scheletului de carbon. De exemplu, pentaeritritolul conține cinci atomi de carbon și patru grupe -OH (un carbon în mijloc), în timp ce sorbitolul conține șase atomi de carbon și grupări -OH.

Orez. 1. Formule structurale ale pentaeritritolului și sorbitolului.

Tabelul descrie cei mai cunoscuți reprezentanți ai poliolilor.

Tip de alcool	Nume	Formulă	Proprietăți fizice
Diatomic (dioli)	Etilen glicol	HO-CH2-CH2-OH	Lichid transparent, uleios, foarte toxic, inodor, cu un gust dulce
Triatomic (trioli)	Glicerol		Lichid vascos transparent. Se amestecă cu apă în orice proporție. Are gust dulce
Quadriatomic	Pentaeritritol		Pulbere albă cristalină cu gust dulce. Solubil în apă și solvenți organici
Pentaatomic		CH2OH(CHOH)3CH2OH	Substanța cristalină, incoloră, are un gust dulce. Solubil în apă, alcooli, acizi organici
Hexatom	Sorbitol (glucit)		Substanță dulce cristalină, foarte solubilă în apă, dar slab solubilă în etanol

Unii alcooli polihidric cristalini, de exemplu, xilitolul, sorbitolul, sunt utilizați ca îndulcitor și aditiv alimentar.

Orez. 2. Xilitol.

Chitanță

Poliolii sunt obținuți în mod de laborator și industrial:

• hidratarea oxidului de etilenă (producția de etilen glicol):

  C2H4O + H20 → HO-CH2-CH2-OH;

• interacțiunea haloalcanilor cu soluțiile alcaline:

  R-CHCI-CH2CI + 2NaOH → R-CHOH-CH2OH + 2NaCI;

• oxidarea alchenelor:

  R-CH=CH2 + H20 + KMn04 → R-CHOH-CH2OH + Mn02 + KOH;

• Saponificarea grăsimilor (producția de glicerină):

  C3H5(COO)3-R + 3NaOH → C3H5(OH)3 + 3R-COONa

Orez. 3. Molecula de glicerol.

Proprietăți

Proprietățile chimice ale alcoolilor polihidroxilici se datorează prezenței mai multor grupări hidroxil în moleculă. Poziția lor apropiată facilitează ruperea mai ușoară a legăturilor de hidrogen decât în ​​alcoolii monohidroxilici. Alcoolii polihidroxici prezintă proprietăți acide și bazice.

Principalele proprietăți chimice sunt descrise în tabel.

Reacţie	Descriere	Ecuația
Cu metale alcaline	Prin înlocuirea atomului de hidrogen din grupa -OH cu un atom de metal, ei formează săruri cu metalele active și alcaliile acestora	HO-CH2-CH2-OH + 2Na → NaO-CH2-CH2-ONa + H2; HO-CH2-CH2-OH + 2NaOH → NaO-CH2-CH2-ONa + 2H2O
Cu halogenuri de hidrogen	Una dintre grupările -OH este înlocuită cu un halogen	HO-CH2-CH2-OH + HCI → Cl-CH2-CH2-OH (etilen clorhidrina) + H2O
Esterificarea	Reacționează cu acizii organici și minerali pentru a forma grăsimi - esteri	C 3 H 8 O 3 + 3HNO 3 → C 3 H 5 O 3 (NO 2) 3 (nitroglicerină) + 3H 2 O
Reacție calitativă	Când interacționează cu hidroxidul de cupru (II) într-un mediu alcalin, se formează o soluție albastru închis	HO-CH2-CH2-OH + Cu(OH)2 → C4H10O4 + 2H2O

Sărurile alcoolilor dihidroxilici se numesc glicolați, iar alcoolii trihidroxilici se numesc glicerați.

Ce am învățat?

Din lecția de chimie am învățat ce sunt alcoolii polihidroxici sau poliolii. Acestea sunt hidrocarburi care conțin mai multe grupări hidroxil. În funcție de cantitatea de -OH, se disting diatomic, triatomic, tetraatomic, pentaatomic etc. alcooli. Cel mai simplu alcool dihidroxilic este etilenglicolul. Poliolii au un gust dulce și sunt foarte solubili în apă. Diolii și triolii sunt lichide vâscoase. Alcoolii superiori sunt substanțe cristaline.

Test pe tema

Evaluarea raportului

Rata medie: 4.3. Evaluări totale primite: 129.