47. Каковы особенности реакций нуклеофильного замещения гидроксильной группы в спиртах?

Ответ: Связь С-О в спиртах является полярной и напоминает связь С‑Hal в алкилгалогенидах: этой связи также характерен гетеролитический разрыв. Таким образом, спиртам характерны реакции нуклеофильного замещения:

Особенности поведения спиртов в этих реакциях связаны с тем, что гидроксид-анион является плохой уходящей группой (это связано с высокой основностью этого аниона). Для облегчения протекания этих реакций их обычно проводят в кислой среде, где уходящей группой является не гидроксид-анион, а молекула воды – сравнительно хорошая уходящая группа.

Другой возможностью вовлекать спирты в реакции нуклеофильного замещения является их первоначальное превращение в активированные производные – так называемые мезилаты и тозилаты.

48. Приведите структурные формулы продуктов следующих реакций, приведите названия образующихся продуктов:

ОТВЕТЫ:

А)

Б)

Пояснение: Вместо бромистоводородной кислоты (HBr) можно использовать раствор бромида натрия (или калия) в серной кислоте.

Пояснение: для замены группы ОН на галоген широко используются такие соединения как PCl₃, PBr₃, PI₃ (или смесь P и I₂), SOCl₂ (тионилхлорид).

В)

Пояснение: смотри предыдущую реакцию.

Г)

Пояснение: при нагревании в присутствии кислот спирты подвергаются дегидратации (отщеплению воды). Эта реакция является обратной по отношению к реакции гидратации алкенов. В ходе дегидратации от двух соседних атомов углерода отщепляются группы ОН и Н (в целом Н₂О-вода), а между двумя соседними углеродами формируется двойная связь. В реакции дегидратации выполняется правило Зайцева (смотри в начале документа): водород отщепляется от наименее гидрогенизированного атома углерода (преимущественно от третичного, в случае его отсутствия – от вторичного).

Д)

Пояснение: спирты подвергаются окислению под действием типичных окислителей. Вторичные спирты при этом превращаются в кетоны, стойкие к действию окислителей. В процессе реакции от молекулы спирта как бы отщепляется два атома водорода, а между двумя атомами – углеродом и кислородом, от которых отщепляется по атому водорода, образуется дополнительная связь (π-связь, «пи»-связь).

Е)

Пояснение: смотри предыдущую реакцию.

Ж)

Пояснение: первая стадия окисления первичных спиртов сходна с окислением вторичных спиртов: от спирта суммарно отщепляется два атома водорода и формируется карбонильная группа С=О.

Однако при окислении первичных спиртов на первой стадии образуется альдегид, легко подвергающийся дальнейшему окислению до карбоновой кислоты- конечного продукта реакции.

49. Что такое многоатомные спирты? Приведите примеры.

Ответ: Двухатомными называют соединения, содержащие две спиртовые группы ОН, трехатомными - три и т.д.

Примером двухатомного спирта может служить этиленгликоль, а трехатомного –глицерин.

50. Каково строение молекул жиров? Остатки каких кислот входят в их состав?

Ответ: жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот. Общая формула жиров .

Остатки R, R1 и R2 могут быть одинаковыми или разными, часто это алкильные группы нормального (неразветвленного строения): н-С₁₅Н₃₁ или н-С₁₇Н₃₅.

Типичными кислотами, образующими молекулы жиров являются пальмитиновая и стеариновая кислоты: