Ім'я файлу: 2 питання.pdf
Розширення: pdf
Розмір: 67кб.
Дата: 22.06.2022
скачати

Гідроксильними похідними (оксисполуками) називають похідні вуглеводнів, в яких один або декілька атомів водню заміщені на гідроксильну групу. Гідроксильні похідні поділяють на спирти (гідроксильна група знаходиться при атомі Карбону в sр3 -гібридизації) та феноли
(гідроксильна група розміщена при атомі Карбону, що входить в ароматичну систему).
Залежно від числа гідроксильних груп у молекулі розрізняють одно-, дво-, три- та поліатомні
спирти та феноли.
Спирти
Одноатомними спиртами називають гідроксильні похідні вуглеводнів, що містять одну гідроксильну групу, зв’язану з атомом Карбону в sр3 -гібридизації. За розміщенням гідроксильної групи у карбоновому ланцюзі спирти класифікують на первинні (група −ОН розміщена при первинному атомі Карбону), вторинні (гідроксильна група розміщена при вторинному атомі Карбону) і третинні.
Згідно з природою вуглеводневого радикала спирти розділяють на такі:
1. Насичені (алканоли та циклоалканоли)
2. Ненасичені (алкеноли, алкіноли та ін.)
3. Ароматичні (арилалканоли)
Номенклатура та ізомерія
Для спиртів найчастіше застосовують замісникову та радикалофункціональну номенклатуру
ІЮПАК. За замісниковою номенклатурою назву спирту утворюють з назви вуглеводню, що відповідає головному карбоновому ланцюгу, до якого додають суфікс -ол з указанням положення гідроксильної групи в ланцюзі карбонових атомів. Нумерацію головного вуглецевого ланцюга починають з того кінця, до якого ближче розміщена гідроксильна група.
За радикальною номенклатурою назви спиртів утворюються з назви вуглеводневого радикала, зв’язаного з гідроксильною групою, до якого додають суфікс -овий та слово спирт.
Іноді використовують раціональну та тривіальну номенклатури.
Для спиртів характерна структурна, геометрична та оптична ізомерія. Структурна ізомерія спиртів зумовлена різною будовою карбонового ланцюга, а також різним положенням гідроксильної групи в ньому.
Для ненасичених спиртів структурна ізомерія може зумовлюватися й положенням кратного зв’язку.
Геометрична ізомерія характерна для ненасичених спиртів та визначається різним розміщенням замісників відносно подвійного зв’язку. Оптична ізомерія можлива для спиртів, що мають у своїй структурі асиметричний атом Карбону.
Способи добування
1. Гідроліз галогенопохідних вуглеводнів. Галогенопохідні вуглеводнів в присутності водних розчинів лугів при нагріванні піддаються гідролізу з утворенням спиртів.
2. Гідратація алкенів. Приєднання води до алкенів приводить до утворення насичених спиртів.
3. Відновлення карбонільних сполук − альдегідів, кетонів, карбонових кислот і естерів. При відновленні альдегідів, карбонових кислот та естерів утворюються первинні, а при відновленні кетонів − вторинні спирти.
Фізичні властивості
Насичені спирти, як правило,− безбарвні рідини або кристалічні речовини зі специфічним запахом. Нижчі члени гомологічного ряду мають характерний «спиртовий» запах; для бутанолів і пентанолів характерний неприємний «сивушний» запах; вищі алканоли мають приємний запах. Спирти мають більш високі температури плавлення та кипіння, більшу розчинність у воді, ніж відповідні вуглеводні.
Спирти з невеликою молекулярною масою добре розчинні у воді. Метанол, етанол, пропаноли та аліловий спирти змішуються з водою в усіх співвідношення.
Хімічні властивості
Для спиртів характерні реакції за участю зв’язку О−Н, зв’язку С−О і реакції окиснення.

Спирти виявляють слабкі кислотні та слабкі основні властивості, тобто вони є амфотерними речовинами.
Кислотні властивості (зумовлені рухливістю атома Гідрогену гідроксильної групи).
Спирти як кислоти реагують з лужними металами, утворюючи алкоголяти.
Основні властивості спиртів зумовлені наявністю на атомі Оксигену гідроксильної групи неподіленої пари електронів, здатної до приєднання протону.
Основні властивості спиртів зростають при переході від первинних до третинних спиртів.
1. Спирти реагують з мінеральними кислотами (сульфатною, нітратною, нітритною та ін.) та органічними кислотами з утворенням естерів (складних ефірів). Ця реакція дістала назву реакції естерифікації.
2. Дегідратація спиртів При нагріванні спиртів у присутності концентрованих H2SO4, Н3РО4
або при пропусканні пари спирту над каталізатором − А12О3 спирти відщеплюють воду, тобто піддаються дегідратації. У залежності від природи спирту та умов проведення реакція дегідратації може проходити міжмолекулярно та внутрішньомолекулярно.
При міжмолекулярній дегідратації спиртів утворюються прості етери (прості ефіри).
У результаті внутрішньомолекулярної дегідратації утворюються алкени.
3. Взаємодія з галогеноводнями При взаємодії спиртів з галогеноводнями (НСІ, НВr, НІ) гідроксильна група заміщується на атом галогену та утворюються галогеналкани.
4. Окиснення Первинні, вторинні та третинні спирти по-різному відносяться до дії окисників.
Первинні спирти при окисненні спочатку утворюють альдегіди, які окиснюються далі, перетворюючись при цьому на карбонові кислоти.
Вторинні спирти при окисненні утворюють кетони.
Третинні спирти стійкі до окиснення, за жорстких умов вони окиснюються з розривом карбонового ланцюга та утворенням суміші кетонів та карбонових кислот.
Ненасичені спирти
Ненасичені спирти відрізняються від насичених як за властивостями, так і за умовами
існування. Ця відмінність зумовлена, насамперед, електронною взаємодією π-електронів подвійного зв’язку з гідроксильною групою і їх термодинамічною стійкістю.
Багатоатомні спирти (поліоли)
Дво-, три- і взагалі багатоатомні спирти можна розглядати як продукти заміщення відповідно двох, трьох або кількох атомів Гідрогену в молекулах вуглеводнів на гідроксильні групи.
Двоатомні спирти традиційно за раціональною номенклатурою називають гліколями, триатомні — гліцеринами.
Ізомерія багатоатомних спиртів зумовлена: а) будовою карбонового скелета; б) взаємним розміщенням гідроксильних груп у ланцюгу; в) розміщенням гідроксильних груп у просторі
(стереоізомерія); г) деякі з багатоатомних спиртів оптично активні й існують у вигляді оптичних ізомерів.
Для добування багатоатомних спиртів можуть бути застосовані ті ж самі методи, що й для добування одноатомних.
Фізичні властивості
Серед двоатомних спиртів нижчі гліколі − безбарвні в язкі рідини, що не мають запаху,
՚
солодкі на смак. Наявність двох гідроксильних груп сильно впливає на фізичні властивості гліколів. Порівняно з одноатомними спиртами вони киплять за значно вищих температур − за рахунок додаткових водневих зв язків, мають вищу густину. Вищі гліколі менше розчинні
՚
у воді, але краще − в спирті та етері. 18 Гліцерин є густою сиропоподібною рідиною, солодкою на смак.
Багатоатомні спирти можуть виявляти всі хімічні властивості одноатомних, причому в реакції може брати участь одна або кілька гідроксильних груп.
Феноли
У фенолах гідроксигрупи сполучені безпосередньо з атомами Карбону ароматичного кільця.
Залежно від типу ароматичного кільця розрізняють феноли, нафтоли, антроли. Кожна з цих
груп сполук, у свою чергу, поділяється залежно від кількості гідроксильних груп на одно-, дво-, триатомні сполуки.
Номенклатура та ізомерія
Найпростішим одноатомним фенолом є гідроксибензен − сам фенол (карболова кислота). За номенклатурою IUPAС феноли розглядають як заміщені бензени. Але, найчастіше для фенолів, як і для інших ароматичних сполук, застосовуються тривіальні назви. Взаємне розміщення замісників, як і в інших похідних бензену, відзначають префіксами орто-, мета-, пара-.
Методи добування
Фенол і його гомологи добуваються під час сухої перегонки деревини, а в більшій кількості
− під час сухої перегонки (коксування) кам яного, бурого вугілля, торфу.
՚
Синтетичні методи добування
1. Метод лужного плаву − сплавлення солей сульфокислот з лугом − один із найстаріших методів і придатний для добування будь-яких фенолів
2. Гідроліз ароматичних галогеновмісних сполук у присутності лугів або перегрітою парою над каталізаторами − один із сучасних промислових методів добування фенолів
Фізичні властивості
Одноатомні феноли здебільшого є кристалічними речовинами, хоча деякі з них − рідини, леткі з водяною парою. Феноли безбарвні, з характерним різким запахом, мають сильну антисептичну дію. Феноли розчинні в більшості органічних розчинників і погано розчинні у воді. Високі температури кипіння фенолів порівняно з відповідними спиртами зумовлені значною асоціацією їх молекул за рахунок водневих зв язків.
՚
Хімічна поведінка фенолів зумовлена наявністю в молекулах гідроксигрупи й ароматичного кільця.
Реакції фенольного гідроксилу
1. Взаємодія з водними розчинами лугів. Посилення кислотних властивостей фенолів порівняно зі спиртами визначається тим, що феноли реагують не тільки з лужними металами,
а й з водними розчинами лугів, утворюючи солі − феноляти.
2.Утворення етерів відбувається за наявності водних розчинів лугу під час нагрівання з алкілуючими агентами.
3. Взаємодія з ферум(ІІІ) хлоридом FeCl3 зумовлює утворення комплексних сполук − фенолятів Феруму, які мають характерне синє забарвлення
Реакції бензенового кільця
1. Гідрування фенолу відбувається при 150 °С і тиску 20 102 кПа за наявності каталізатора

(подрібненого нікелю на алюміній оксиді) і є основним промисловим методом добування циклогексанолу
2. Електрофільне заміщення в бензеновому кільці (SE) відбувається під дією групи ОН − орієнтанта 1-го роду − набагато легше, ніж у бензену
3. Окиснення фенолів відбувається досить легко, навіть киснем повітря, і супроводжується зміною забарвлення.

скачати

© Усі права захищені
написати до нас