Федеральне агентство з освіти
Державна освітня установа вищої професійної освіти
«САМАРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»
Інженерно-технологічний факультет
Кафедра органічної хімії
Спирти,
синтез етилового ефіру 4-бромбенозойной кислоти
Курсова робота
Виконав студент____курса, _____группи_______________________
(Прізвище, ім'я, по батькові)
__________________________
Науковий руководитель___________________________
(Науковий ступінь, вчене звання)
___________________________
(Прізвище, ініціали)
___________________________
Робота захищена «___»________________ 200_р.
Оценка____________________
Зав. кафедрой___________________________
(Науковий ступінь, вчене звання)
___________________________
(Прізвище, ініціали)
___________________________
САМАРА 200__
2) Літературний огляд ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
2.1) Електронна будова і фізико-хімічні властивості спиртів ... ... ... .4
2.2) Хімічні властивості спиртів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 7
3) Обговорення результатів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 13
4) Експериментальна частина ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 15
5) Висновки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..... 16
6) Список літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 17
Введення
Мета роботи полягає у складання літературного огляду по спиртів та синтезу етилового ефіру 4-бромбензойной кислоти.
Спиртами називаються органічні речовини, молекули яких містять одну або кілька функціональних гідроксильних груп, з'єднаних з радикалом. Вони можуть розглядатися, тому як похідні вуглеводнів, у молекулах яких один або кілька атомів водню замінені на гідроксильні групи.
У залежності від числа гідроксильних груп спирти підрозділяються на одно-, дво-, триатомні і т.д. Двохатомні спирти часто називають гликолями за назвою найпростішого представника цієї групи - етиленгліколю (або просто гліколю). Спирти, що містять більшу кількість гідроксильних груп, звичайно поєднують загальною назвою багатоатомні спирти.
Область застосування спиртів велика. Спирти - деревний, винний і сивушні масла - служили джерелом для виробництва ациклічних сполук. Найпростіші спирти застосовуються як розчинники в лакофарбовому виробництві, а вищі спирти, починаючи з бутилового, - у вигляді ефірів фталевої, себаціновой та інших двоосновних кислот - як пластифікатори.
Із метанолу одержують формальдегід, з якого готуються синтетичні смоли використовуються у виробництві феноло-формальдегідних пластичних матеріалів, служить напівпродуктів для виробництва багатьох барвників, фармацевтичних препаратів, запашних і ін речовин.
Літературний огляд
Валентні кути в 109о і 110о вказують на sp3-гібридизацію атома вуглецю, дві не поділені пари електронів кисню розташовані на sp3-гібридних орбіталях. У порівнянні з водою перші потенціали іонізації спиртів помітно нижче, що вказує на більшу доступність НЕП атома кисню спирту в хімічній реакції.
Заміна атома водню гідроксигрупи на алкільних груп у атома кисню і збільшення алкільного групи чітко знижує перший потенціал іонізації спирту, підвищуючи при цьому його електродонорние властивості. Молекула спирту в загальному характеризується 3 реакційними центрами:
Фізичні властивості спиртів істотно залежить від будівлі вуглеводневої радикала і положення гідроксильної групи. Перші представники гомологічного ряду спиртів - рідини, вищі спирти - тверді речовини.
Метанол, етанол і пропанол змішуються з водою у всіх співвідношеннях. З ростом молекулярної маси розчинність спиртів у воді різко падає, так, починаючи з гексілового, одноатомні спирти практично нерозчинні. Вищі спирти не розчиняються у воді. Розчинність спиртів з розгалуженою структурою вище, ніж у спиртів з мають нерозгалужене, нормальну будову. Нижчі спирти мають характерний алкогольним запахом, запах середніх гомологів сильний і часто неприємний. Вищі спирти практично не мають запаху. Третинні спирти володіють особливим характерним запахом цвілі.
Нижчі гліколі - в'язкі безбарвні рідини, що не мають запаху; добре розчиняються у воді та етанолі, мають солодкий смак.
З введенням в молекулу другий гідроксильної групи відбувається підвищення відносної щільності і температури кипіння спиртів. Наприклад, щільність етиленгліколю при 0 ° С - 1,13, а етилового спирту - 0,81.
Спирти мають аномально високими температурами кипіння в порівнянні з багатьма класами органічних сполук і чим можна очікувати на підставі їх молекулярних ваг (Табл.1).
Таблиця 1.
Фізичні властивості спиртів.
Це пояснюється особливостями будови спиртів - з утворенням міжмолекулярних водневих зв'язків за схемою:
Спирти розгалуженої структури киплять нижче, ніж нормальні спирти того ж молекулярного ваги; первинні спирти киплять вище вторинних і третинних його ізомерів.
Способи одержання:
1) гідротацієй алкенів
Алкени приєднують воду в присутність кислот
2) гидроборирования алкенів:
Гидроборирования алкенів і подальше окислення ведуть до отримання спиртів. При цьому приєднання гідроксигрупи йде проти правила Марковникова. Реакція протікає за подвійною вуглець-вуглецевого зв'язку:
3) Гідроліз галогенпохідних алканів:
Дейтсвуют водним або розчинів лугу багато галогенпохідних утворюють спирти
4) Взаємодія реактивів Гриньяра з карбонільними сполуками:
Синтези на основі реактивів Гриньяра або літійорганічних сполук
5) Відновлення карбонільних сполук:
Альдегіди, кетони, складні ефіри карбонових кислот добре відновлюються до спиртів
Складні ефіри відновлюють так само по реакції Буво-Блана, нагріваючи їх з натрієм в етанолі
Характерною рисою гідроксильної групи спиртів є рухливість атома водню, що пояснюється електронною будівлею гідроксильної групи. Звідси здатність спиртів до деяких реакцій заміщення, наприклад, лужними металами. З іншого боку, має значення і характер зв'язку вуглецю з киснем. Внаслідок великої електронегативності кисню в порівнянні з вуглецем, зв'язок вуглець-кисень також до деякої міри поляризована з частковим позитивним зарядом у атома вуглецю і негативним - у кисню. Однак, ця поляризація не приводить до дисоціації на йони, спирти не є електролітами, а являють собою нейтральні з'єднання, що не змінюють забарвлення індикаторів, але вони мають певний електричний момент диполя [3,4].
Спирти є амфотерними з'єднаннями, тобто можуть виявляти як властивості кислот, так і властивості основ.
2R - OH + 2Na 
Назви алкоголятов виробляють від назв відповідних спиртів, наприклад,
2С2Н5ОН + 2Na 2С2Н5 - ONa + H2
Нижчі спирти бурхливо реагують з натрієм. З ослабленням кислотних властивостей у середніх гомологів реакція сповільнюється. Вищі спирти утворюють алкоголяти лише при нагріванні [4].
Алкоголяти легко гідролізуються водою:
С2Н5 - ONa + HОН С2Н5 - ОН + NaОН
Етиловий спирт
На відміну від спиртів, алкоголяти - тверді речовини, добре розчинні у відповідних спиртах [1].
Відомі алкоголяти і інших металів, крім лужних, але вони утворюються непрямими шляхами. Так, лужноземельні метали безпосередньо зі спиртами не реагують. Але алкоголяти лужноземельних металів, а також Mg, Zn, Cd, Al та інших металів, що утворюють реакційноздатні металоорганічні з'єднання, можна одержати дією спирту на такі металоорганічні з'єднання.
R - OH + HCl RCl + HOH
Дана реакція протікає з розщепленням ковалентного зв'язку, що можна уявити рівністю
R: OH + H: Cl R - Cl + H2O
Швидкість цієї реакції зростає від первинних до третинним спиртів, причому вона також залежить від галогену: найбільшої вона є для йоду, найменшою - для хлору.
Олефіни (Етиленові вуглеводні) утворюються при нагріванні спирту (крім метилового) з надлишком концентрованої сірчаної кислоти, а також при пропущенні парів спирту над окисом алюмінію при 350 ° - 450 °. При цьому відбувається внутрішньомолекулярні відщеплення води, тобто Н + і ОН - віднімаються від однієї і тієї ж молекули спирту, наприклад:
СН2 - СН2 
СН3-СН2-СН2ОН СН3-СН = СН2 + Н2О
Прості ефіри утворюються при обережному нагріванні надлишку спирту з концентрованою сірчаною кислотою. У цьому випадку відбувається межмолекулярное відщеплення води, тобто Н + і ОН - віднімаються від гідроксильних груп різних молекул спирту, як це показано на схемі:
R - OH + HO - R 
2С2Н5ОН С2Н5-О-С2Н5 + Н2О
Первинні спирти дегидратируются важче вторинних, легше віднімається молекула води від третинних спиртів [5].
При пропущенні парів первинного або вторинного, але не третинного спирту над металевою міддю при підвищеній температурі відбувається виділення двох атомів водню і первинний спирт перетворюється в альдегід, вторинні спирти дають у цих умовах кетони.
СН3СН2ОН ® СН3СНО + Н2
СН3СН (ОН) СН3 ® СН3СОСН3 + Н2;
третинні спирти в тих же умовах не дегидрирующей.
Така ж різниця виявляють первинні і вторинні спирти при окисленні, яке можна проводити "мокрим" шляхом, наприклад, дією хромової кислоти, або каталітично, причому каталізатором окислення служить також металева мідь, а окислювачем кисень повітря:
RCH2OH + O ® R-COH + H2O
CHOH + O ® C = O + H2O
Метод непрямого відновлення спиртів дією йодістоводородной кислоти:
Третинні спирти не окислюються, а в жорстких умовах окислення супроводжується деструкцією вуглецевого скелета. Найбільш широке застосування для окислення спиртів знайшли реагенти на основі перехідних металів - хрому (VI), марганцю (VII), марганцю (IV).
1) Приєднання протона, освіта гідроксоніевого іона:
2) Катіон взаємодіє з молекулою спирту по не поділеної електронної парі атома кисню, утворюючи оксоніевий іон:
3) Відбувається перегрупування оксоніевого іона:
4) Оксоніевий іон послідовно виділяє молекулу води і протон, даючи складний ефір:
При дії кисневих мінеральних і органічних кислот на спирти утворюються складні ефіри, наприклад,
С6Н5ОН + СН3СООН С6Н5СООСН3 + Н2О
ROH + SO2 SO2 + H2O
Такого роду взаємодія спирту з кислотами називається реакцією етерифікації. Швидкість етерифікації залежить від сили кислоти і природи спирту: зі збільшенням сили кислоти він зростає, первинні спирти реагують швидше вторинних, вторинні спирти - швидше третинних. Етерифікація спиртів карбоновими кислотами прискорюється при додаванні сильних мінеральних кислот. реакція оборотна, зворотна реакція називається гідролізом. Складні ефіри виходять також при дії на спирти галогенангідриди і ангідридів кислот.
Перетворення одного складного ефіру в інший під дією відповідного спирту в присутності каталізатора (кислоти або основи) називають переетерефікаціей.
Хоча реакція оборотна, рівновагу можна зміщати, наприклад, відганяти низькокиплячі спирт (частіше метанол, етанол).
1) ацилированием спиртів з хлорангидрідамі кислот:
Дана реакція протікає необоротно на відміну від реакції етерифікації. Але, для того щоб провести синтез, необхідна додаткова реакція отримання хлорангідриду кислоти. Так як реакція протікає бурхливо, відвід тепла важкий.
2) ацилювання спиртів ангідридами кислот:
Синтез можна проходить без введення каталізатора, але також потрібна додаткова реакція для отримання ангідриду 4-бромбензойной кислоти.
3) Реакція Вільямсона:
Цей синтез теж вимагає додаткової реакції для отримання калієвої солі кислоти.
4) Реакція переетерефікаціі (алкоголиз складних ефірів):
Застосовується в разі спиртів, які мають розгалужений вуглецевий скелет, тому що в процесі реакції виходить велика кількість побічних продуктів.
5) Реакція етерефікаціі:
Реакція 4-бромбензойной кислоти з етиловим спиртом у присутності кислоти найбільш проста в технологічному використання, хоча і оборотна.
4-бромбензойная кислота М. М. = 202,
етиловий спирт (95%) М. М. = 46,1,
сірчана кислота (d = 1.84) М. М. = 98.08,
Схема приладу:
1 - круглодонні колба на 50 мл.
2 - Зворотний холодильник
3 - дефлегматор
4 - Термометр
5 - Спадний холодильник
6 - Алонж
7 - Приймач
8 - Ділильна воронка
Опис ходу синтезу:
У круглодонну колбу на 50 мл. поміщаємо 4-бромбензойную кислоту 4р., етиловий спирт 25 мл., сірчану кислоту 1мл. Суміш нагріву на повітряній бані із зворотним холодильником. Потім замінюємо зворотний холодильник на спадний і повно відганяє надлишок спирту. Залишок виливаємо в 20 мл. холодної води і нейтралізуємо вуглекислим натрієм. Потім відокремлюємо за допомогою ділильної воронки ефірний шар і сушимо його хлористим кальцієм.
Вихід продукту: m = 2.8 м., 70%
Етиловий ефір 4-бромбензойной кислоти
М.м. = 230
РФ ефіру 0,8 (дихлоретан)
РФ кислоти 0,05 (дихлоретан)
1) Зібрано та узагальнено літературний огляд на тему "хімічні властивості і синтез спиртів"
2) Проведено реакції і напрацьовані зразки:
по реакції етерифікації отриманий етиловий ефір 4-бромбензойной кислоти
2. В.Ф. Травень Органічна хімія 1,2. - В.: ІКЦ «Академкнига», 2004. -583 Із.
3. Петров А.А., Балья Х.В., Трощенко А.Т. Органічна хімія. - СПб.: «Іван Федоров», 2002. - 624 с.
4. http://www.chemnet.ru/ - «Портал хімічної освіти Росії."
5. http://ru.wikipedia.org/- «Портал хімії»
Державна освітня установа вищої професійної освіти
«САМАРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»
Інженерно-технологічний факультет
Кафедра органічної хімії
Спирти,
синтез етилового ефіру 4-бромбенозойной кислоти
Курсова робота
Виконав студент____курса, _____группи_______________________
(Прізвище, ім'я, по батькові)
__________________________
Науковий руководитель___________________________
(Науковий ступінь, вчене звання)
___________________________
(Прізвище, ініціали)
___________________________
Робота захищена «___»________________ 200_р.
Оценка____________________
Зав. кафедрой___________________________
(Науковий ступінь, вчене звання)
___________________________
(Прізвище, ініціали)
___________________________
САМАРА 200__
Зміст:
1) Вступ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... 32) Літературний огляд ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
2.1) Електронна будова і фізико-хімічні властивості спиртів ... ... ... .4
2.2) Хімічні властивості спиртів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 7
3) Обговорення результатів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 13
4) Експериментальна частина ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 15
5) Висновки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..... 16
6) Список літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 17
Введення
Мета роботи полягає у складання літературного огляду по спиртів та синтезу етилового ефіру 4-бромбензойной кислоти.
Спиртами називаються органічні речовини, молекули яких містять одну або кілька функціональних гідроксильних груп, з'єднаних з радикалом. Вони можуть розглядатися, тому як похідні вуглеводнів, у молекулах яких один або кілька атомів водню замінені на гідроксильні групи.
У залежності від числа гідроксильних груп спирти підрозділяються на одно-, дво-, триатомні і т.д. Двохатомні спирти часто називають гликолями за назвою найпростішого представника цієї групи - етиленгліколю (або просто гліколю). Спирти, що містять більшу кількість гідроксильних груп, звичайно поєднують загальною назвою багатоатомні спирти.
Область застосування спиртів велика. Спирти - деревний, винний і сивушні масла - служили джерелом для виробництва ациклічних сполук. Найпростіші спирти застосовуються як розчинники в лакофарбовому виробництві, а вищі спирти, починаючи з бутилового, - у вигляді ефірів фталевої, себаціновой та інших двоосновних кислот - як пластифікатори.
Із метанолу одержують формальдегід, з якого готуються синтетичні смоли використовуються у виробництві феноло-формальдегідних пластичних матеріалів, служить напівпродуктів для виробництва багатьох барвників, фармацевтичних препаратів, запашних і ін речовин.
Літературний огляд
2.1. Електронна будова і фізико-хімічні властивості спиртів.
Просторове та електронна будова, довжини зв'язків та валентні кути в спирті наведені нижче.Валентні кути в 109о і 110о вказують на sp3-гібридизацію атома вуглецю, дві не поділені пари електронів кисню розташовані на sp3-гібридних орбіталях. У порівнянні з водою перші потенціали іонізації спиртів помітно нижче, що вказує на більшу доступність НЕП атома кисню спирту в хімічній реакції.
Заміна атома водню гідроксигрупи на алкільних груп у атома кисню і збільшення алкільного групи чітко знижує перший потенціал іонізації спирту, підвищуючи при цьому його електродонорние властивості. Молекула спирту в загальному характеризується 3 реакційними центрами:
Фізичні властивості спиртів істотно залежить від будівлі вуглеводневої радикала і положення гідроксильної групи. Перші представники гомологічного ряду спиртів - рідини, вищі спирти - тверді речовини.
Метанол, етанол і пропанол змішуються з водою у всіх співвідношеннях. З ростом молекулярної маси розчинність спиртів у воді різко падає, так, починаючи з гексілового, одноатомні спирти практично нерозчинні. Вищі спирти не розчиняються у воді. Розчинність спиртів з розгалуженою структурою вище, ніж у спиртів з мають нерозгалужене, нормальну будову. Нижчі спирти мають характерний алкогольним запахом, запах середніх гомологів сильний і часто неприємний. Вищі спирти практично не мають запаху. Третинні спирти володіють особливим характерним запахом цвілі.
Нижчі гліколі - в'язкі безбарвні рідини, що не мають запаху; добре розчиняються у воді та етанолі, мають солодкий смак.
З введенням в молекулу другий гідроксильної групи відбувається підвищення відносної щільності і температури кипіння спиртів. Наприклад, щільність етиленгліколю при 0 ° С - 1,13, а етилового спирту - 0,81.
Спирти мають аномально високими температурами кипіння в порівнянні з багатьма класами органічних сполук і чим можна очікувати на підставі їх молекулярних ваг (Табл.1).
Таблиця 1.
Фізичні властивості спиртів.
| Окремі представники | Фізичні властивості | ||
| назва | структурна формула | т. пл., ° С | т. кип., ° С |
| Одноатомні | |||
| Метанол (метиловий) | СН3ОН | -97 | 64,5 |
| Етанол (етиловий) | СН3СН2ОН | -115 | 78 |
| Двохатомні | |||
| Етандіол-1, 2 (етиленгліколь) | НОСН2СН2ОН | -17 | 199 |
| Трьохатомні | |||
| Пропантриол-1, 2,3 (гліцерин) | НОСН2СН (ОН) СН2ОН | 20 | 290 |
Спирти розгалуженої структури киплять нижче, ніж нормальні спирти того ж молекулярного ваги; первинні спирти киплять вище вторинних і третинних його ізомерів.
Способи одержання:
1) гідротацієй алкенів
Алкени приєднують воду в присутність кислот
2) гидроборирования алкенів:
Гидроборирования алкенів і подальше окислення ведуть до отримання спиртів. При цьому приєднання гідроксигрупи йде проти правила Марковникова. Реакція протікає за подвійною вуглець-вуглецевого зв'язку:
3) Гідроліз галогенпохідних алканів:
Дейтсвуют водним або розчинів лугу багато галогенпохідних утворюють спирти
4) Взаємодія реактивів Гриньяра з карбонільними сполуками:
Синтези на основі реактивів Гриньяра або літійорганічних сполук
5) Відновлення карбонільних сполук:
Альдегіди, кетони, складні ефіри карбонових кислот добре відновлюються до спиртів
Складні ефіри відновлюють так само по реакції Буво-Блана, нагріваючи їх з натрієм в етанолі
2.2. Хімічні властивості спиртів.
Як у всіх кисневмісних з'єднань, хімічні властивості спиртів визначаються, в першу чергу, функціональними групами і, певною мірою, будівлею радикала.Характерною рисою гідроксильної групи спиртів є рухливість атома водню, що пояснюється електронною будівлею гідроксильної групи. Звідси здатність спиртів до деяких реакцій заміщення, наприклад, лужними металами. З іншого боку, має значення і характер зв'язку вуглецю з киснем. Внаслідок великої електронегативності кисню в порівнянні з вуглецем, зв'язок вуглець-кисень також до деякої міри поляризована з частковим позитивним зарядом у атома вуглецю і негативним - у кисню. Однак, ця поляризація не приводить до дисоціації на йони, спирти не є електролітами, а являють собою нейтральні з'єднання, що не змінюють забарвлення індикаторів, але вони мають певний електричний момент диполя [3,4].
Спирти є амфотерними з'єднаннями, тобто можуть виявляти як властивості кислот, так і властивості основ.
1.2.1. Взаємодія спиртів з лужними металами.
Спирти як кислоти взаємодіють з активними металами (K, Na, Ca). При заміщенні атома водню гідроксильної групи металом утворюються сполуки, звані алкоголята (від назви спиртів - алкоголі):
|
Назви алкоголятов виробляють від назв відповідних спиртів, наприклад,
| ||||
| ||||
Нижчі спирти бурхливо реагують з натрієм. З ослабленням кислотних властивостей у середніх гомологів реакція сповільнюється. Вищі спирти утворюють алкоголяти лише при нагріванні [4].
Алкоголяти легко гідролізуються водою:
Етиловий спирт
На відміну від спиртів, алкоголяти - тверді речовини, добре розчинні у відповідних спиртах [1].
Відомі алкоголяти і інших металів, крім лужних, але вони утворюються непрямими шляхами. Так, лужноземельні метали безпосередньо зі спиртами не реагують. Але алкоголяти лужноземельних металів, а також Mg, Zn, Cd, Al та інших металів, що утворюють реакційноздатні металоорганічні з'єднання, можна одержати дією спирту на такі металоорганічні з'єднання.
1.2.2. Заміщення гідроксильної групи спирту галогеном.
Гідроксил спиртів може бути заміщена на галоген дією на галогенводородних них кислот, галогенних сполук фосфору або тіонілхлоридом, наприклад:
|
Дана реакція протікає з розщепленням ковалентного зв'язку, що можна уявити рівністю
Швидкість цієї реакції зростає від первинних до третинним спиртів, причому вона також залежить від галогену: найбільшої вона є для йоду, найменшою - для хлору.
1.2.3. Дегідратація спиртів (відщеплення води).
У залежності від умов дегідратації утворюються олефіни або прості ефіри.Олефіни (Етиленові вуглеводні) утворюються при нагріванні спирту (крім метилового) з надлишком концентрованої сірчаної кислоти, а також при пропущенні парів спирту над окисом алюмінію при 350 ° - 450 °. При цьому відбувається внутрішньомолекулярні відщеплення води, тобто Н + і ОН - віднімаються від однієї і тієї ж молекули спирту, наприклад:
|
Н ОН |
|
Прості ефіри утворюються при обережному нагріванні надлишку спирту з концентрованою сірчаною кислотою. У цьому випадку відбувається межмолекулярное відщеплення води, тобто Н + і ОН - віднімаються від гідроксильних груп різних молекул спирту, як це показано на схемі:
|
|
|
Первинні спирти дегидратируются важче вторинних, легше віднімається молекула води від третинних спиртів [5].
1.2.4. Дегидрогенизацию спиртів і окислення.
Освіта різних продуктів в реакціях дегидрогенизации і окислення є найважливішим властивістю, що дозволяє відрізнити первинні, вторинні і третинні спирти.При пропущенні парів первинного або вторинного, але не третинного спирту над металевою міддю при підвищеній температурі відбувається виділення двох атомів водню і первинний спирт перетворюється в альдегід, вторинні спирти дають у цих умовах кетони.
|
|
|
|
третинні спирти в тих же умовах не дегидрирующей.
Така ж різниця виявляють первинні і вторинні спирти при окисленні, яке можна проводити "мокрим" шляхом, наприклад, дією хромової кислоти, або каталітично, причому каталізатором окислення служить також металева мідь, а окислювачем кисень повітря:
RCH2OH + O ® R-COH + H2O
R R ' |
R R ' |
CHOH + O ® C = O + H2O
1.2.5. Заміщення гідроксильної групи спирту воднем.
Спирти стійкі до дії хімічних відновників. Вони не відновлюються і воднем над каталізаторомі. Тому спирти застосовують як розчинники або донорів при відновленні інших з'єднань.Метод непрямого відновлення спиртів дією йодістоводородной кислоти:
1.2.6 Окислення.
Окислення первинних спиртів у альдегіди та вторинних спиртів у кетони є одним з найважливіших перетворень функціональних груп і оцінкою вибіркової дії реагенту, що використовується як окислювача.Третинні спирти не окислюються, а в жорстких умовах окислення супроводжується деструкцією вуглецевого скелета. Найбільш широке застосування для окислення спиртів знайшли реагенти на основі перехідних металів - хрому (VI), марганцю (VII), марганцю (IV).
1.2.7 Утворення складних ефірів спиртів.
Механізм реакції етерифікації:1) Приєднання протона, освіта гідроксоніевого іона:
2) Катіон взаємодіє з молекулою спирту по не поділеної електронної парі атома кисню, утворюючи оксоніевий іон:
3) Відбувається перегрупування оксоніевого іона:
4) Оксоніевий іон послідовно виділяє молекулу води і протон, даючи складний ефір:
При дії кисневих мінеральних і органічних кислот на спирти утворюються складні ефіри, наприклад,
HOHO |
ROHO |
ROH + SO2 SO2 + H2O
Такого роду взаємодія спирту з кислотами називається реакцією етерифікації. Швидкість етерифікації залежить від сили кислоти і природи спирту: зі збільшенням сили кислоти він зростає, первинні спирти реагують швидше вторинних, вторинні спирти - швидше третинних. Етерифікація спиртів карбоновими кислотами прискорюється при додаванні сильних мінеральних кислот. реакція оборотна, зворотна реакція називається гідролізом. Складні ефіри виходять також при дії на спирти галогенангідриди і ангідридів кислот.
Перетворення одного складного ефіру в інший під дією відповідного спирту в присутності каталізатора (кислоти або основи) називають переетерефікаціей.
Хоча реакція оборотна, рівновагу можна зміщати, наприклад, відганяти низькокиплячі спирт (частіше метанол, етанол).
Обговорення результатів
Одержання етилового ефіру 4-бромбензойной кислоти можливо:1) ацилированием спиртів з хлорангидрідамі кислот:
Дана реакція протікає необоротно на відміну від реакції етерифікації. Але, для того щоб провести синтез, необхідна додаткова реакція отримання хлорангідриду кислоти. Так як реакція протікає бурхливо, відвід тепла важкий.
2) ацилювання спиртів ангідридами кислот:
Синтез можна проходить без введення каталізатора, але також потрібна додаткова реакція для отримання ангідриду 4-бромбензойной кислоти.
3) Реакція Вільямсона:
Цей синтез теж вимагає додаткової реакції для отримання калієвої солі кислоти.
4) Реакція переетерефікаціі (алкоголиз складних ефірів):
Застосовується в разі спиртів, які мають розгалужений вуглецевий скелет, тому що в процесі реакції виходить велика кількість побічних продуктів.
5) Реакція етерефікаціі:
Реакція 4-бромбензойной кислоти з етиловим спиртом у присутності кислоти найбільш проста в технологічному використання, хоча і оборотна.
Експериментальна частина
Реактиви:4-бромбензойная кислота М. М. = 202,
етиловий спирт (95%) М. М. = 46,1,
сірчана кислота (d = 1.84) М. М. = 98.08,
Схема приладу:
1 - круглодонні колба на 50 мл.
2 - Зворотний холодильник
3 - дефлегматор
4 - Термометр
5 - Спадний холодильник
6 - Алонж
7 - Приймач
8 - Ділильна воронка
Опис ходу синтезу:
У круглодонну колбу на 50 мл. поміщаємо 4-бромбензойную кислоту 4р., етиловий спирт 25 мл., сірчану кислоту 1мл. Суміш нагріву на повітряній бані із зворотним холодильником. Потім замінюємо зворотний холодильник на спадний і повно відганяє надлишок спирту. Залишок виливаємо в 20 мл. холодної води і нейтралізуємо вуглекислим натрієм. Потім відокремлюємо за допомогою ділильної воронки ефірний шар і сушимо його хлористим кальцієм.
Вихід продукту: m = 2.8 м., 70%
Етиловий ефір 4-бромбензойной кислоти
М.м. = 230
РФ ефіру 0,8 (дихлоретан)
РФ кислоти 0,05 (дихлоретан)
Висновки:
У ході проведеної курсової роботи:1) Зібрано та узагальнено літературний огляд на тему "хімічні властивості і синтез спиртів"
2) Проведено реакції і напрацьовані зразки:
по реакції етерифікації отриманий етиловий ефір 4-бромбензойной кислоти
Список літератури
1. Глінка Н.Л. Загальна хімія. - Л.: Хімія, 1978. - 720 с.2. В.Ф. Травень Органічна хімія 1,2. - В.: ІКЦ «Академкнига», 2004. -583 Із.
3. Петров А.А., Балья Х.В., Трощенко А.Т. Органічна хімія. - СПб.: «Іван Федоров», 2002. - 624 с.
4. http://www.chemnet.ru/ - «Портал хімічної освіти Росії."
5. http://ru.wikipedia.org/- «Портал хімії»