Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Modul_No2_ZanjatieNo1_Spirty.Aminy

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
25.03.2015
Размер:
468.83 Кб
Скачать

CH2 OH

 

 

 

H2 SO 4, t

CH2 OH

+

HO

 

N O2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-H2 O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N O2

Бензиловый спирт n-Нитрофенилметанол

Многоатомные спирты

Многоатомные спирты можно рассматривать как производные углеводородов, в которых несколько атомов водорода замещены на группы ОН.

Двухатомные спирты, называются диолами или гликолями, трехатомные

– триолы или глицерины.

Названия многоатомных спиртов образуются по общим правилам номенклатуры ИЮПАК. Представителями многоатомных спиртов являются:

 

CH2 - OH

CH2 - OH

 

 

 

 

 

 

CH - OH

 

 

 

 

 

 

 

CH2 - OH этандиол-1,2

 

 

CH2 - OH пропантриол-1,2,3

 

 

 

Этиленгликоль

 

 

 

глицерин

Физические свойства спиртов.

Многоатомные спирты – это вязкие жидкости, сладкого вкуса, хорошо растворимые в воде и этаноле, плохо – в других органических растворителях. Этиленгликоль сильный яд.

Химические свойства спиртов.

Для многоатомных спиртов характерны реакции одноатомных спиртов и они могут протекать с участием одной или нескольких групп –ОН.

1. Взаимодействие с активными металлами:

2

CH2

- OH

+ 2 Na

 

2

CH2

- ONa

+ H2

 

CH2 - OH

 

 

CH2 - ONa

 

 

 

 

 

 

 

2. Взаимодействие со щелочами. Введение в молекулу дополнительных групп ОН, являющихся электроноакцепторами, усиливает кислотные свойства спиртов, так как происходит делокализация электронной плотности.

CH

2

- OH

+ 2 NaOH

 

CH2

- ONa

2HO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2 - OH

 

 

CH2 - ONa

2

 

 

 

3. Взаимодействие с гидроксидами тяжелых металлов

(гидроксидом меди) – качественная реакция на многоатомные спирты.

 

CH

 

 

OH

 

 

 

HO

 

CH

 

CH

 

 

OH

HO

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

OH + HO-Cu-OH +

HO

 

 

2

 

 

 

2

..

..

 

 

2

 

 

CH

 

 

 

 

CH

 

 

 

CH

 

 

 

O Cu

O

 

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

- 2H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2

 

 

OH

 

 

 

HO

 

CH2

 

CH2

 

 

OH

 

CH2

4. Взаимодействие с галогеноводородами:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2

- OH

+ 2HBr

 

 

CH2 - Br

+ 2H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2 - OH

 

 

 

CH2 - Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Взаимодействие с кислотами с образованием сложных эфиров:

а) с минеральными кислотами

CH2

- OH

 

 

CH2 - O-NO2

+ 3H2O

 

 

 

+ 3HO - NO2

 

 

 

 

 

 

 

 

CH - O - NO2

 

 

 

 

CH - OH

 

 

 

CH

2

- OH

 

 

 

CH2 - O - NO2

нитроглицери

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

Нитроглицерин – бесцветная маслянистая жидкость. В виде разбавленных спиртовых растворов (1%) применяется при стенокардии, т.к. оказывает сосудорасширяющее действие.

При взаимодействии глицерина с фосфорной кислотой образуется смесь α- и β-глицерофосфатов:

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2OH

 

CH2

 

O

 

 

 

 

 

CH2OH

 

O

 

 

 

P

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H3PO4

 

 

 

 

 

+ CH

 

O

 

 

 

 

 

OH

CHOH

 

CHOH

 

OH

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2OH

 

CH2OH

 

 

 

 

 

CH2OH

 

OH

 

 

a - глицерофосфат

в - глицерофосфат

Глицерофосфаты – структурные элементы фосфолипидов, применяются как общеукрепляющее средство

б) с органическими кислотами. При взаимодействии глицерина с высшими карбоновыми кислотами образуются жиры:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

CH2 - OH

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2

- O - C - C17H35

 

 

 

 

 

 

 

+ 3 C17H35COOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

+ 3H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH - OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH - O - C - C17H35

 

CH2 - OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2 - O - C -C17H35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

6. Реакции дегидратации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2

 

OH

HO

 

 

 

CH2

H+, t

 

 

CH2

 

 

O

 

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2

 

OH

HO

 

 

 

CH2

- 2H2O

 

CH2

 

 

O

 

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

диоксан (циклический диэфир)

1. При нагревании глицерин разлагается с образованием слезоточивого вещества – акролеина:

H C

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

CH2

 

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

KHSO4, t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

CH

 

 

OH

 

 

H2O

 

C

 

 

 

 

 

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

OH

 

 

 

C

 

O

CH

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

H

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Акролеин

2.Окисление:

При окислении глицерина образуется ряд продуктов. При мягком окислении – глицериновый альдегид (1) и дигидроксиацетон (2):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

H2C

 

 

OH

H

C

 

 

OH

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

OH + 2 O

 

 

 

 

 

 

H

+

C

 

 

 

O

2 HC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HC

OH

 

 

 

 

 

 

 

-2

H

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

C

 

 

OH

H2C OH

 

H2C

 

 

 

OH

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При окислении в жестких условиях образуется 1,3-диоксоацетон (3):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

HC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2C

 

OH

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

OH

 

 

 

2 HC

 

 

OH + 2 CuO

 

C

OH

 

 

C O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-3 Cu

 

-3

H2O

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

H2C

 

OH

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

HC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

Биологически значимыми являются пяти- и шестиатомные спирты.

Накопление –ОН групп ведет к появлению сладкого вкуса. Ксилит и сорбит – заменители сахара для больных диабетом

Инозиты – шестиатомные спирты циклогексанового ряда. В связи с наличием ассиметрических атомов углерода у инозита существует несколько стереоизомеров; наиболее важен мезоинозит (миоинозит)

HO

HO

OH

 

OH

 

OH

OH

 

 

 

 

H

 

 

 

OH

 

 

 

 

H

H

 

OH

 

OH

 

H

 

OH

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

H

OH мезоинозит

 

OH

инозит

 

 

Мезоинозит относится к витаминоподобным соединениям (витамины группы В) и является структурным компонентом сложных липидов. В растениях широко распространена фитиновая кислота, представляющая собой

гексафосфат мезоинозита. Её кальциевая соль, называемая фитином, стимулирует кроветворение, улучшает нервную деятельность при заболеваниях, связанных с недостатком фосфора в организме.

Фенолы

Фенолы – это производные ароматических углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильные группы.

1.Классификация фенолов.

Взависимости от числа групп ОН фенолы делятся на: одноатомные и

OH

двухатомные фенолы:

OH

OH

 

OH

 

 

OH

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пирокатех

Резорцин,

Гидрохинон,

ин,

 

 

 

 

1,2-

1,3-

1,4-

Дигидрокси-

Дигидрокси-

Дигидрокси-

 

 

 

 

бензол

бензол

бензол

 

 

 

 

трехзамещенные фенолы: (пирогаллол), симметричный и несимметричный

 

OH

OH

OH

 

OH

.

OH

OH

OH

 

 

OH

 

OH

Номенклатура и изомерия.

Названия фенолов составляют с учетом того, что для родоначальной структуры по правилам ИЮПАК сохранено тривиальное название «фенол». Нумерацию атомов углерода бензольного кольца начинают от атома, непосредственно связанного с группой ОН и продолжают в такой последовательности, чтобы имеющиеся заместители получили наименьшие номера.

Строение фенола, взаимное влияние бензольного кольца и гидроксильной группы.

В молекуле фенола бензольное кольцо и группа ОН взаимно влияют друг на друга. Неподеленная пара электронов атома кислорода группы ОН находится в р, π-сопряжение с бензольным кольцом. Поэтому в феноле группа ОН, помимо отрицательного индуктивного эффекта проявляет положительный мезомерный эффект. Величина +М-эффекта больше, чем –I-эффекта. Поэтому группа ОН является электронодонором (Э.Д) по отношению к бензольному кольцу и повышает полярность связи О – Н и, следовательно происходит увеличение подвижности атома водорода и тем самым усиливаются кислотные свойства.

Кроме того, +М-эффект группы ОН повышает электронную плотность в ортопара-положениях бензольного кольца и в положениях 2, 4, 6 возникает частичный отрицательный заряд что облегчает реакции электрофильного замещения.

Кислотный центр

O Hδ+

δδ

δ

–I< +М, ЭД

Физические свойства.

Фенол – это бесцветное кристаллическоевещество с резким запахом, плохо растворим в воде при обычной температуре, а при температуре выше 660 смешивается с водой в любых соотношениях. На воздухе окисляется и становится розовым. Фенол – токсичное вещество, вызывает ожоги кожи, его 10% водный раствор называется карболовой кислотой и применяется как антисептик.

Химические свойства.

Химические свойства фенолов обусловлены наличием группы ОН и бензольного кольца.

 

 

 

Реакции с участием гидроксильной группы.

1.

Диссоциация в водных растворах:

 

OH

O-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ H+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фенолят - ион

2. Взаимодействие с активными металлами (сходство с

простыми спиртами):

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

ONa

 

 

 

2

 

+ H2

2

 

 

 

+ 2 Na

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Взаимодействие со щелочами (отличие от спиртов):

OH

 

ONa

 

+ NaOH

 

 

+ H2O

 

 

 

 

 

 

 

Образующиеся феноляты легко разлагаются при действии кислот. Поэтому при действии Н2СО3 (СО2 + Н2О) и др. кислот феноляты легко разлагаются и обратная реакция не возможна.

С6Н5ОNа + СО2 + Н2О С6Н5ОН + NаНСО3

 

4. Взаимодействие

 

с галогеналканами с образованием

простых эфиров:

 

 

 

OH

O - CH3

 

+ H3C-Br

 

 

 

+ HBr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метилфениловый эфир

5. Взаимодействие с ангидридами кислот с образованием сложных эфиров:

 

 

 

 

 

 

O

 

OH

O - C - CH3

 

 

+ H3C- C - Cl

H+, t

 

 

+ HCl

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

фенилацетат

6.

Взаимодействие с солями (хлоридом железа III). Данная реакция

является качественной реакцией на фенольный гидроксид Каждый фенол дает свое характерное окрашивание в качественной

реакции с FеС13:

 

Фенол Фиолетовое,

Гидрохинон Грязно-зеленое,

Пирокатехин Зеленое,

Пирогаллол Красное.

Резорцин Фиолетовое

 

6Н5ОН + FеС13 6Н5О)3+ 3НС1

Фиолетовое окрашивание

7. Р-ция восстановления с цинковой пылью при нагревании:

+ Zn, t

С6Н5ОН + 3Н2 С6Н12 + ZnО

1.1. .Р-ции по бензольному кольцу (SЕ )

Как было сказано выше, –ОН группа – ориентант I рода, облегчает реакции по бензольному кольцу, направляя атаку электрофильного реагента преимущественно в орто- и параположения:

1.Галогенирование фенола:

OH

OH

Br

Br

+ 3Br2

 

+ 3HBr

Br 2,4,6-трибромфенол

Происходит обесцвечивание бромной воды и образование белого осадка. Эта реакция используется как качественная реакция на фенол.

2. Нитрование фенола. Под действием 20% раствора азотной кислоты на холожу фенол превращается в смесь орто- и пара- нитрофенол:

 

 

OH

 

OH

OH

2

 

2 HO-NO2

 

 

NO2

 

+ 2H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

NO2

2-нитрофенол – 40%

4-нитрофенол –

10%

Для получения 2,4,6-тринитрофенола (пикриновой кислоты) фенол предварительно растворяют в концентрированной серной кислоте, а зате6м подвергают нитрованию концентрированной азотной кислотой:

OH

 

OH

 

 

+ 3 HO-NO2

H2SO4

O2N

 

 

 

NO2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 3H O

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

пикриновая

 

 

 

 

 

NO2

 

 

 

 

кислота

3.Сульфирование фенола:

 

OH

 

OH

OH

2

 

+ 2 HO-SO3H

 

 

SO3H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

+ 2H2O

 

 

 

SO3H

4. Р-ция конденсации. При взаимодействии с формальдегидом фенол образует полимеры различного строения (линейного, разветвленного, сетчатого) – фенолформальдегидные смолы.

OH

OH

OH

OH

H

O H

 

CH2

+

CH2 +

 

-H2O

и т.д.

Фрагмент

фенолоформальдегидной

смолы

5.Р-ция гидрирования (восстановление):

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]