Кислородсодержащие соединения
Основные вопросы:
Гидроксисоединения: спирты и фенолы.
Карбонильные соединения: альдегиды и кетоны.
Карбоксильные соединения: карбоновые кислоты и их производные.
|
Спирты – производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода около насыщенного атома углерода замещены на гидроксигруппу – ОН. R – OH, где R – радикал (алкан, алкен, арен, алкадиен, циклоалкан, алкин). |
Общая формула гомологического ряда насыщенных одноатомных спиртов: СnH2n+1OH
Гомологический ряд насыщенных одноатомных спиртов
Изомерия и номенклатура спиртов
|
|
|
Многоатомные спирты |
У спиртов высокая температура кипения, что связано с ассоциацией их молекул с помощью водородной связи: |
|
Строение гидроксильной группы и химические свойства спиртов
Свойства спиртов определяются наличием в молекуле группы – ОН. Связь О – Н ‑ полярная вследствие смещения электронной плотности в сторону Кислорода как более электроотрицательного атома (притягивает к себе общую электронную пару и приобретает частично отрицательный заряд, а атом водорода – частично положительного). |
|
|
|
|
Углеводородный радикал является донором электронов, что приводит к частичному увеличению негативного заряда на атоме кислорода. |
||
|
|
||
|
Наличие в молекуле спирта ат. О, имеющего неподеленную электронную пару, определяет основные свойства. Радикал, имеющий частично положительный заряд, является электрофильным центром, и подвержен атакам нуклеофильных реагентов (реакции замещения в радикале). Спирты могут быть нуклеофильными реагентами в химических реакциях с другими веществами (ат.О с неподеленной парой электронов. |
||
|
Реакции радикала спирта (замещение атома Н галогенами): СН3–СН2ОН + 3Вr2 → СВr3CH2ОН + + 3НВr нарколан
Реакции группы –ОН:
(получение галогенопроизводных алканов) |
|
|
|
|
Образуются алкены или простые эфиры. |
|
|
|
Происходит по правилу Зайцева |
|
Происходит в присутствии водоотнимающего средства. Образуются простые эфиры. |
|
|
|
Диоксин (2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин). Это вещество даже в очень низких концентрациях резко снижает иммунитет человека к вирусным инфекциям и влияет на генетический аппарат. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аналитический эффект: обесцвечивание розового раствора КМnО4. |
|
|
|
Аналитический эффект: растворение голубого осадка и образование темно-синего раствора. |
|
Диоксин
Фенолы
Фенолы – ароматические соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп, связанных с атомами углерода бензольного кольца..
По числу –ОН-групп:
|
|
|
|
|
|
|
Радикал фенола (бензольное кольцо) способен оттягивать электроны к себе, т.е. является акцептором. Вследствие смещения пары электронов от атома О к атому С бензольного ядра атом О, стараясь компенсировать свой заряд, перетягивает к себе электронную плотность связи О – Н. Это вызывает повышение полярности связи С – Н и увеличение подвижности атома Н гидроксильной группы, что вызывает возрастание кислотных свойств фенолов. |
|
При смещении электронов электронная плотность в бензольном ядре перераспределяется: она повышена в положениях 2-, 4- и 6-, где и происходит замещение атомов водорода. |
|
|
Образование сложных эфиров: |
|
Реакции замещения в бензольном ядре Группа – ОН в бензольном ядре является ориентантом І рода (электродонор для бензольного кольца), что позволяет ей направлять атаку электрофильных реагентов в орто- и пара-положения. Фенолы вступают в реакции электрофильного замещения значительно легче, чем арены. |
|
|
Бромирование: |
Нитрование: |
|
|
|
|
|
Кумольный метод синтеза фенола |
|
Образование фенолформальдегидных смол при взаимодействии фенола с формальдегидом – реакция поликонденсации. Смолистые продукты называют «бакелиты». |
|
|
При взаимодействии фенола и формальдегида при высокой температуре и в присутствии катализатора сначала образуются о- и п-оксибензиловые спирты
|
Димеры конденсируются и образуют сложную сетчатую структуру, в которой оксифенольные остатки соединяются между собой метиленовыми мостиками:
|
|
Смолы широко используют в машиностроительной промышленности, строительстве, при изготовлении лаков (новолачные полимеры).