Органическая химия для поступающих в вузы. Учебное пособие

2. Гидролиз галогеналканов:

раствор

3. Гидрирование альдегидов и кетонов:

О

4. Специфические способы получения метанола и этанола: СО(г) + 2Н2(г) ¾P,¾¾t,kt ® СН3ОН

3.2. ПРЕДЕЛЬНЫЕ МНОГОАТОМНЫЕ СПИРТЫ

Глицерин или пропантриол-1,2,3 СН2─СН─СН2

Физические свойства

Вязкая, бесцветная жидкость, сладковатая на вкус, смешивается с водой в любых соотношениях.

Химические свойства

Взаимодействие со щелочными металлами:

2СН2─СН─СН2 + 2Na → 2СН2─СН─СН2 + Н2↑

мононатрийглицерат

61

Возможно замещение 2-х и 3-х ОН-групп.

Взаимодействие с гидроксидами тяжелых металлов:

Н2С─О─NO2

тринитроглицерин

(нитроглицерин)

62

Гидрогалогенирование

63

Метанол – ядовит! (5–10 мл – слепота; 30 мл – смерть).

Задача 3.1. Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

пропанол-1 → х → у → 2,3-диметилбутан. Назвать вещества х и у.

Решение

Углеводород (УВ) с длинной цепочкой из УВ с короткой цепочкой получают по реакции Вюрца из галогенопроизводных, в данном случае из 2-галогенпропана.

1. Дегидратацией пропанола-1 получим пропилен: СН3─СН2─СН2ОН ¾t,¾H 2SO¾4 ® СН3─СН═СН2 + Н2О

2.2-бромпропан получим, гидробромируя пропилен (правило Марковникова):

СН3─СН═СН2 + НBr → СН3─СHBr─СН3

3.При взаимодействии 2 моль 2-бромпропана с металлическим

натрием (реакция Вюрца) образуется 2,3-диметилбутан:

Задача 3.2. Этанол массой 9,2 г нагрели с избытком бромида калия и серной кислоты. Получили бромэтан массой 20 г. Определите выход продукта.

64

Решение

1. Запишем уравнение реакции:

3. По уравнению реакции

n(C2H5Br) = n(C2H5OH)

найдем количество и массу вещества бромэтана:

n(C2H5Br) = 0,2 моль;

Ответ: 91,8 %.

Задача 3.3. Определите формулу предельного одноатомного спирта, если при дегидратации образца его объемом 37 мл и плотностью 1,4 г/мл получили алкен массой 39,2 г.

Решение

1.Обозначим формулу спирта в виде СхН2х+1ОН.

2.Запишем уравнение реакции дегидратации

СхН2х+1ОН → СхН2х + Н2О спирт алкен

3.Молярные массы спирта и алкена можно представить в виде

M(C x H 2x +1OH) = [12x + 1× (2x + 1) + 16 + 1] = (14x + 18) г/моль;

M(C x H 2x ) = (12x + 1× 2x) = 14x г/моль.

4.Найдем массу спирта: m(Сx Н2x +1ОН) = V ×ρ = 37 ×1,4 = 51,8 г.

65

5. Найдем количества веществ спирта и алкена

Таким образом, формула спирта С4Н9ОН (бутанол). Ответ: С4Н9ОН – бутанол.

3.3. ФЕНОЛ

Фенолы – это производные ароматических углеводородов, содержащие одну или несколько гидроксильных групп у атомов углерода бензольного кольца [11].

..

:О←Нδ+ С6Н5ОН

↑

δ- δ-

δ-

Одна из неподеленных пар электронов атома кислорода ОН– - группы вступает в сопряжение с π-системой бензольного кольца, что приводит к увеличению полярности связи О─Н. Имеет место взаимное влияние атомов и гидроксильных групп в молекуле фенола. Повышается способность к замещению атомов водорода в орто- и пара-положении.

Увеличение полярности связи О– Н и появление достаточно большого положительного заряда на атоме водорода приводит

66

к тому, что фенол диссоциирует в водных растворах по кислотному типу. Фенол является слабой кислотой.

фенолят-ион С6Н5ОН – карболовая кислота.

Физические свойства фенола

Бесцветное кристаллическое вещество, легкоплавкое, с характерным запахом. Ограниченно растворим в воде (выше 60 оС смешивается с водой в любых соотношениях), вызывает ожоги, токсичен, является антисептиком.

Химические свойства фенола

1. Реакции с участием гидроксильной группы:

а) взаимодействие со щелочами (кислотные свойства):

фенолят калия

67

Феноляты легко разлагаются под действием кислот (фенол – более слабая кислота, слабее угольной).

H2CO3

Феноляты используются для получения простых и сложных

бромэтан

этилфениловый эфир (простой эфир)

2. Реакции с участием бензольного кольца:

– реакции замещения а) галогенирование

Br 2,4,6-трибромфенол (белый осадок)

68

│

SO3H

п-фенолсульфокислота

– реакции присоединения – гидрирование

69

3. Качественная реакция фенола с FeCl3 с образованием комплексных фенолятов, имеющих фиолетовую окраску, которая исчезает после прибавления сильной кислоты.

Получение фенола

Из каменноугольной смолы, содержащей фенол: С6Н5ОН + NaOH ¾® С6Н5ОNa + Н2О;

С6Н5ОNa + Н2SO4 ¾® С6Н5ОH + NaHSO4

70