I. Реакции с разрывом связи RO–H




 

1. Спирты реагируют с щелочными и щелочноземельными металлами, образуя солеобразные соединения – алкоголяты. Со щелочами спирты не взаимодействуют.

 

2СH3CH2CH2OH + 2Na  2СH3CH2CH2ONa + H2­

2СH3CH2OH + Сa  (СH3CH2O)2Ca + H2­

 

В присутствии воды алкоголяты гидролизуются: (СH3)3С–OK + H2O  (СH3)3C–OH + KOH

Это означает, что спирты – более слабые кислоты, чем вода.

2. Взаимодействие с органическими кислотами (реакция этерификации) приводит к образованию сложных эфиров.

 

  O II     O II  
CH3 C- -OH + H - -OC2H5H2SO4CH3 C –O–C2H5(уксусноэтиловый эфир (этилацетат)) + H2O

 

В общем виде:

 

  O II     H+   O II  
R– C- -OH + H- -OR’  R– C –O–R’ + H2O

 

II. Реакции с разрывом связи R–OH.

 

1. С галогеноводородами: R–OH + HBr  R–Br + H2O

 

2. С концентрированной серной кислотой:

 

C2H5O- -H + H–O   O   C2H5O O
    \ // S / \\     \ // S (этилсерная кислота) + H2O / \\
  H–O   O   H–O O

 

  C2H5–O   O   C2H5O O
    \ // S / \\     \ // S (диэтилсерная кислота(диэтилсульфат)) + H2O / \\
C2H5O- -H + H–O   O   C2H5O O

 

III. Реакции окисления

 

1. Спирты горят: 2С3H7ОH + 9O2  6СO2 + 8H2O

 

2. При действии окислителей:

a) первичные спирты превращаются в альдегиды (или в карбоновые кислоты)

 

        O II     O II  
R- -CH2–OH (первичный спирт) ––[O] R- -C (альдегид) ––[O] R- -C (карбоновая к-та)
        I H     I OH  

 

  K2Cr2O7 O II K2Cr2O7 O II
CH3–CH2–OH –––– CH3–C –––– CH3–C
  H2SO4 I H H2SO4 I OH

 

O II CH3OH + CuO ––t H–C I H + Cu + H2O

 

b) вторичные спирты окисляются до кетонов

 

R- -CH- -R’(вторичный спирт) ––[O] R- -C- -R'(кетон)
  I OH     II O  

 

CH3 CH–CH2–CH3 I OH ––K2Cr2O7,H2SO4 CH3 C–CH2–CH3 II O

 

c) третичные спирты устойчивы к действию окислителей.

 

IV. Дегидратация

Протекает при нагревании с водоотнимающими реагентами.

1. Внутримолекулярная дегидратация приводит к образованию алкенов

 

CH3–CH2–OH ––t>140C,H2SO4 CH2=CH2 + H2O

 

CH3 \       CH3 I
CH3–C– CH–CH3 ––t,H2SO4 CH3 C=CH–CH3 + H2O
I HO I H      

 

При отщеплении воды от молекул вторичных и третичных спиртов атом водорода отрывается от соседнего наименее гидрогенизированного атома углерода; образующийся алкен содержит наибольшее число заместителей при двойной связи (правило Зайцева).

2. Межмолекулярная дегидратация даёт простые эфиры

 

R- -OH + H- -O–R –– t,H2SO4 R–O–R(простой эфир) + H2O

 

CH3–CH2- -OH + H- -O–CH2–CH3 ––t<140C,H2SO4 CH3–CH2–O–CH2–CH3(диэтиловый эфир) + H2O

 

Обе реакции конкурируют между собой. Увеличение температуры и разбавление инертным растворителем благоприятствуют внутримолекулярному процессу.

 

Многоатомные спирты

 

Получение

1. Этиленгликоль (этандиол-1,2) синтезируют из этилена различными способами:

 

 

3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O  3HO–CH2–CH2–OH + 2MnO2 + 2KOH

 

2. Глицерин (пропантриол -1,2,3) получают гидролизом жиров (см. "Жиры") или из пропилена по схемам:

 

 

Физические свойства

 

Этиленгликоль и глицерин – бесцветные, вязкие жидкости, хорошо растворимые в воде, имеют высокие температуры кипения.

 

Химические свойства

 

Для многоатомных спиртов характерны основные реакции одноатомных спиртов. В отличие от них, они могут образовывать производные по одной или по нескольким гидроксильным группам, в зависимости от условий проведения реакций.

Многоатомные спирты, как и одноатомные, проявляют свойства кислот при взаимодействии с активными металлами, при этом происходит последовательное замещение атомов водорода в гидроксильных группах.

 

CH2–OH I CH2–OH Na ––– -1/2H2 CH2–ONa I CH2–OH Na ––– -1/2H2 CH2–ONa I CH2–ONa

 

Увеличение числа гидроксильных групп в молекуле приводит к усилению кислотных свойств многоатомных спиртов по сравнению с одноатомными.

Так, они способны растворять свежеосаждённый гидроксид меди (II) с образованием внутрикомплексных соединений:

 

CH2–OH 2 I + Cu(OH)2(голубой осадок)  CH2–OH   (гликолят меди (ярко-синий раствор))

(одноатомные спирты с Cu(OH)2 не реагируют).

Глицерин легко нитруется, давая тринитроглицерин – сильное взрывчатое вещество (основа динамита):

 

CH2–O- -H   HO- -NO2   CH2–O–NO2  
I         H2SO4 I  
CH –O- -H + HO- -NO2 ––– CH–O–NO2 + 3H2O
I           I  
CH2–O- -H   HO- -NO2   CH2–O–NO2  

 

При его взрыве выделяется большое количество газов и тепла:

 

CH2–O–NO2 I 4CH–O–NO2  12CO2­ + 6N2­ + 10H2O + O2­ + Q I CH2–O–NO2

 

Применение

 

Этиленгликоль применяют:

1) в качестве антифриза;

2) для синтеза высокомолекулярных соединений (например, лавсана).

 

Глицерин применяют:

1) в парфюмерии и в медицине (для изготовления мазей, смягчающих кожу);

2) в кожевенном производстве и в текстильной промышленности;

3) для производства нитроглицерина.

 

 

Фенолы

 

Фенолы содержат гидроксил непосредственно связанный с атомом углерода ароматического кольца. По числу гидроксильных групп, присоединенных к кольцу, фенолы подразделяются на одно-, двух- и многоатомные.

Изомерия фенолов обусловлена взаимным положением заместителей в бензольном кольце.

 

орто-крезол мета-крезол пара-крезол

 

Получение

 

Фенол в промышленности получают:

1) окислением изопропилбензола (кумола) в гидроперекись с последующим разложением её серной кислотой.

 

CH3 I   CH3 I          
H3C–CH   H3C–C–O–OH   OH   O  
O2 H2SO4   II  
––– + H3C– C –CH3

 

2) из бензола по способу Рашига:

 

HCl + O2 H2O(Cu2+)
–––––– ––––––
-H2O -HCl

 

Химические свойства

 

1. Кислотные свойства у фенолов выражены сильнее, чем у спиртов. В результате сопряжения неподелённой пары электронов кислородного атома с - электронной системой ароматического кольца, электронная плотность О-атома перемещается частично на связь С–О, увеличивая при этом электронную плотность в бензольном ядре (в особенности в орто- и пара-положениях). Электронная пара связи О–Н сильнее притягивается к атому кислорода, способствуя тем самым созданию большего положительного заряда на атоме водорода гидроксильной группы и, следовательно, отщеплению этого водорода в виде протона.

 

H+

 

Фенолы, в отличие от спиртов, образуют феноляты не только при взаимодействии с активными металлами, но и с водными растворами щелочей.

 

  OH + 2Na    ONa(фенолят натрия) + H2­

 

OH + NaOH  ONa + H2O

 

Образование фиолетового окрашивания при добавлении раствора FeCl3 служит качественной реакцией, идентифицирующей фенолы:

 

           
  OH + FeCl3 O–Fe   + 3 HCl
           

 

Фенолы – очень слабые кислоты, поэтому феноляты легко гидролизуются и разрушаются не только сильными, но и очень слабыми кислотами:

 

ONa + H2SO4 OH + NaHSO4

 

ONa + CO2 + H2O  OH + NaHCO3

 

Фенолы образуют простые эфиры (синтез Вильямсона) и сложные эфиры

 

O Na + Br- -CH2–CH3 O–CH2–CH3(этилфениловый эфир) + NaBr

 

и сложные эфиры

 

      O II     O II
O H + Cl- -C–CH3(хлорангидрид укс.кислоты)  O– C–CH3(фениловый эфир укс.кислоты) + HCl

 

2. Реакции бензольного кольца. Гидроксильная группа у фенолов является очень сильным орто- и пара-ориентантом. Реакции замещения атомов водорода в бензольном кольце протекают в более мягких условиях, чем у бензола. При бромировании и нитровании могут быть получены 2,4,6-тризамещенные производные

 

OH     OH   OH  
+ 3H2O 3HNO3 ––– H2SO4 3Br2 ––– + 3HBr
NO2         Br  
2,4,6 – тринитро фенол (пикриновая кислота)         2,4,6–трибром- фенол  

 

3. Гидрирование.

OH   OH
3H2 –– Ni (циклогексанол)

 

Применение

 

Фенол применяется при производстве фенолформальдегидных смол, в фармацевтической промышленности и как антисептик (карболовая кислота).

Гидрохинон (1,4-диоксибензол) – проявитель в фотографии.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-03-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: