Реакции отщепления (элиминирования)
К реакциям элиминирования, в которые вступают спирты, можно отнести реакции внутри- и межмолекулярной дегидратации, а также реакции дегидрирования.
Внутримолекулярная дегидратация
В результате реакции внутримолекулярной дегидратации спиртов образуются алкены. Реакция протекает при температуре в присутствии концентрированной серной кислоты в качестве водоотнимающего средства. Вода отщепляется в соответствии с правилом Зайцева.
Межмолекулярная дегидратация
В результате реакции межмолекулярной дегидратации спиртов образуются простые эфиры. Реакция протекает при более высокой температуре в присутствии концентрированной серной кислоты.
Дегидрирование спиртов
В результате реакции каталитического дегидрирования первичных спиртов образуются альдегиды.
Кетоны образуются в случае каталитического дегидрирования вторичных спиртов.
Реакции окисления
Спирты окисляются легче, чем углеводороды, причем в первую очередь окислению подвергается углерод, при котором находится гидроксильная группа. Первичные и вторичные спирты окисляются легче третичных, что обусловлено наличием водорода при атоме углерода, связанном с гидроксилом. Третичные спирты окисляются в более жестких условиях с разрушением углеродного скелета.
Окисление первичных спиртов
Неполное окисление первичных спиртов различными окислителями приводит к образованию альдегидов.
Окисление вторичных спиртов
Неполное окисление вторичных спиртов различными окислителями приводит к образованию кетонов.
Окисление третичных спиртов
В результате реакции окисления третичных спиртов окислителями происходит разрушение углеродного скелета, рвется связь С – С. Разрыв происходит между атомом углерода, связанным с гидроксильной группой, и соседним углеродным атомом. Если концевой атом углерода является вторичным, то при окислении этот углерод входит в карбоксильную группу. Если концевой атом углерода - третичный, то при окислении этот углерод войдет в состав карбонильной группы. Таким образом, продуктами реакции окисления третичных спиртов являются карбоновые кислоты (муравьиная кислота окисляется до СО2) и кетоны.
По продуктам окисления возможно установление структуры третичного спирта. Например, известно, что при окислении третичного спирта были получены углекислый газ, уксусная и 2-метилбутановая кислоты, метилэтилкетон. Необходимо установить структуру исходного спирта, учитывая возможные варианты разрушения углеродного скелета.
Многоатомные спирты: химические свойства
Для двух- и трехатомных спиртов характерны основные реакции одноатомных спиртов. В реакциях могут участвовать не одна гидроксильная группа. По аналогии с алкоголятами соли двухатомных спиртов называются гликолятами, а трехатомных – глицератами.
Качественная реакция на многоатомные спирты
Качественной реакцией на многоатомные спирты, содержащие группы ОН при соседних атомах углерода, является ярко-синее окрашивание при действии свежеосажденного гидроксида меди (II).
Голубой осадок Сu(OH)2 растворяется в многоатомных спиртах, образуя раствор сине – фиолетового цвета.
Реакции этерификации с органическими и неорганическими кислотами
Реакция взаимодействия многоатомных спиртов с карбоновыми кислотами протекает с образованием сложных эфиров.
Реакция взаимодействия глицерина с азотной кислотой протекает с образованием тринитрат
глицерина (тривиальное название нитроглицерин) – известное взрывчатое вещество и не менее известное лекарственное (сосудорасширяющее) средство.
Многоатомные спирты: способы получения
Получение гликолей
Окисления алкенов перманганатом калия в нейтральной среде ( реакция Вагнера ):
Щелочной гидролиз дигалогеналканов:
Получение глицерина
Кислотный гидролиз жиров – обратимая реакция, протекающая с образованием глицерина и карбоновых кислот:
Щелочной гидролиз жиров: - необратимая реакция, протекающая с образованием глицерина и солей карбоновых кислот:
Физические свойства многоатомных спиртов
Этиленгликоль и глицерин при комнатной температуре представляют собой бесцветные вязкие жидкости, легко смешивающиеся с водой, сладкие на вкус. Температура кипения этиленгликоля 1970С, глицерина – 2900С. Этиленгликоль ядовит.
Фенолы
Фенолы – это производные ароматических УВ, в которых одна или несколько гидроксильных групп непосредственно связаны с бензольным кольцом.
Номенклатура
Названия фенолов составляют с учетом того, что для номенклатуры ИЮПАК сохранено тривиальное название «фенол». Нумерация атомов углерода бензольного кольца начинают с атома, непосредственно связанного с гидроксильной группой, и продолжают в такой последовательности, чтобы имеющиеся заместители получили наименьшие номера.
Классификация
По числу гидроксильных групп фенолы классифицируют на:
Простейшие одноатомные фенолы
(C6Н5ОН) – фенол (гидроксибензол), тривиальное название – карболовая кислота.
Простейшие двухатомные фенолы
Физические свойства
Простейшие фенолы при комнатных температурах представляют собой низкоплавкие бесцветные кристаллические вещества с характерным запахом. Фенолы малорастворимы в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях. Фнолы образуют прочные водородные связи и имеют довольно высокие температуры кипения и плавления. Являются токсичными веществами, вызывают ожоги кожи.
Способы получения
Сплавление солей ароматических сульфокислот со щелочами
При сплавлении натриевой соли ароматической сульфокислоты со щелочью сначала образуется фенолят, который при дальнейшем взаимодействии с кислотой превращается в фенол.
Щелочной гидролиз арилгалогенидов
При нагревании хлорбензола и гидроксида натрия под давлением получают фенолят натрия, при дальнейшей обработке которого кислотой образуется фенол:
Кумольный способ
На первой стадии из бензола получают кумол (изопропилбензол), каталитическое окисление которого кислородом приводит к получению гидропероксида кумола. Дальнейшее нагревание гидропероксида кумола с серной кислотой приводит к получению фенола и ацетона, которые разделяют путем ректификакции (фракционной перегонки). Это основной промышленный способ получения фенола:
