Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Органическая химия. Учебное пособие для СПО
.pdf
2. Гидролиз галогеналканов:
t
С2Н5Cl + NaОН
→
С2Н5ОН + NaCl
хлорэтан водный этанол
раствор
3. Гидрирование альдегидов и кетонов:
О
//
Ni
СН3─СН2─СН2─С─Н + Н
→
2
СН3─СН2─СН2─СН2ОН
бутаналь бутанол-1
Ni
СН3─С─СН2─СН3 + Н2
→
СН3─СН─СН2─СН3
|| |
О бутанон-2 ОН бутанол-2
4. Специфические способы получения метанола и этанола:
ktt,P,
СО
+ 2Н
(г)
2(г)
→
СН3ОН
метанол
брожениеферменты,
С6Н12О6
→
2С2Н5ОН + 2СО2
глюкоза этанол
3.2. ПРЕДЕЛЬНЫЕ МНОГОАТОМНЫЕ СПИРТЫ
Глицерин или пропантриол-1,2,3 СН2─СН─СН2
| | |
ОН ОН ОН
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↑
│ │ │ │ │ │
ОН ОН ОН ОН ОН ОNa
мононатрийглицерат
61
Возможно замещение 2-х и 3-х ОН-групп.
тринитроглицерин
Взаимодействие с гидроксидами тяжелых металлов:
Н2С─О Н HO─CH
│ │ │ Cu │
2 H2
C─O HO─CH
2
НС─ОН + HO ─Cu─OH + HO ─CH → HC─O O─CH + 2H2О
│ голубой │ │ Н │
Н2С─ОН осадок HO─CH2 H2C─OH НО–CH
2
глицерат меди
(ярко-синий раствор)
Качественная реакция на многоатомные спирты.
Реакция этерификации
O
//
O Н2С─О─C─CН3
// O
+ 3CH3─C─OH //
Н С─О─C─CН3 + 3H2O
Н2С─ОН O
//
Н С─ОН Н2С─О─C─CН3
триацетат глицерина
Н2С─ОН
Н2С─О─NO2
+ 3HONO2
(H2SO4конц.) Н С─О─NO2 + 3H2O
Н2С─О─NO2
(нитроглицерин)
62
Гидрогалогенирование
CH2─CH─CH2
+HCl
→
CH2─CH─CH2
+HCl
→
CH2─CH─CH2 →
│ │ │ -H2O │ │ │ -H2O │ │ │
OH OH OH Cl OH OH Cl Cl OH
монохлоргидрин дихлоргидрин
глицерина глицерина
+HCl
→
CH2─CH─CH2
-H2O
│ │ │
Cl Cl Cl
1,2,3-трихлорпропан
Способы получения глицерина
Гидролиз жиров
O
//
CH2─O─C─R
O CH2─OH
// │
CH2─O─C─R + 3H2O → CH ─OH + 3R─COOH
O │
// CH2─OH
CH2─O─C─R
Применение спиртов
Растворитель
О О
// //
СН3─С─ОН НС─Н
CH3OH
Уксусная кислота Формальдегид
СН3Cl
Пластмассы Хлористый метил
Горючее
63
Метанол – ядовит! (5–10 мл – слепота; 30 мл – смерть).
Каучук Медицина
Пищевая Парфюмерия
С2Н5ОН
этанол
промышленность
Красители Пластмассы
Растворитель Горючее
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 цепоч-
кой получают по реакции Вюрца из галогенопроизводных, в данном
случае из 2-галогенпропана.
1. Дегидратацией пропанола-1 получим пропилен:
SOHt,
42
СН3─СН2─СН2ОН
→
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:
Н Н
| |
СН3─С Br + 2Na + Br C─CH3 → 1CН3─2СН─3СН─4СН3 + 2NaBr
СН3 СН3 СН3 СН3
Задача 3.2. Этанол массой 9,2 г нагрели с избытком бромида ка-
лия и серной кислоты. Получили бромэтан массой 20 г. Определите
выход продукта.
64
Решение
46
=
=
⋅
=
=⋅=
[
]
+=+++⋅+
=
⋅+=
1. Запишем уравнение реакции:
SOHt,
42
С2Н5ОН + КBr
→
С2Н5Br + КОН
2. Найдем количество вещества этанола:
n
m
=
)(C
ОНН
52
M
ОН)Н(C
52
;
n
ОН)Н(C
52
OH)H(C
52
9,2
0,2
==
моль.
3. По уравнению реакции
(C
H
5
2
nn
H
(CBr)
5
2
OH)
найдем количество и массу вещества бромэтана:
2,0n
(C
(C
5
2
Br)
H
5
2
Br)
H
4. Найдем выход продукта:
моль;
Mn
;n
)()()(C
BrHCBrHCBrН
525252
8,211092,0m
г.
m
η
практ.
m
теор.
100%
20
21,8
Ответ: 91,8 %.
91,8%100
=⋅=⋅=
.
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 СхН
2х+1
ОН.
2. Запишем уравнение реакции дегидратации
СхН
ОН → СхН2х + Н2О
2х+1
спирт алкен
3. Молярные массы спирта и алкена можно представить в виде
18)(14x1161)(2x112xOH)HM(C
12xx
+
2xx
2x)1(12x)HM(C
4. Найдем массу спирта:
= 14x г/моль.
(С
Н
x
+
ОН)
12x
г/моль;
51,81,437ρVm
=⋅=⋅=
г.
65
5. Найдем количества веществ спирта и алкена
=
x
18
14x
+
n
n
m
)(C
ОНН
12x
+
x
Н
)(C
x
x
m
M
M
)Н(C
2xx
)Н(C
2xx
ОН)Н(C
12xx
+
ОН)Н(C
12xx
+
14
==
2,39
===
x
8,2
xx
8,51
1814
+
моль.
моль;
6. По уравнению реакции
(C
nn
H
x
12x
+
(COH)
x
H
2x
)
или
51,8
=
2,8
.
Решая полученное уравнение, находим, что х=4.
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←Н
δ+
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 ортои 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.
─Оδ-←Нδ+ ─О–
→
+ Н+
←
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):
ОН ONa
| |
+ NaOH → + H2O
фенолят натрия
б) взаимодействие с активными металлами (сходство со спиртами):
ОН OК
│ │
2 + 2К → 2 + H2↑
фенолят калия
67
Феноляты легко разлагаются под действием кислот (фенол –
более слабая кислота, слабее угольной).
ОNa OH
│ │
+ H2O + CO2 → + NaHCO3
H2CO3
Феноляты используются для получения простых и сложных
эфиров фенола.
ОNa OCH2─CH3
│ │
+ CH3─CH2Br → + NaBr
бромэтан
этилфениловый эфир
(простой эфир)
2. Реакции с участием бензольного кольца:
– реакции замещения
а) галогенирование
ОН OH OH
│ │ │
─Cl
2 + Cl2 → +
│
Cl
о-хлорфенол п-хлорфенол
ОН OH
│ │
Br─ ─Br
+ 3Br2 → ↓ + 3HBr
|
Br
2,4,6-трибромфенол
(белый осадок)
68
б) нитрование
ОН OH
│ │
O2N─ ─NO
конц.,SOH
42
+ 3HONO2
→
+ 3H2О
2
│
NO2
2,4,6-тринитрофенол
(пикриновая кислота)
(взрывчатое вещество)
в) сульфирование
OH
ОН │
│ комн. t ─SO3H
+ H2O
2 + 2H2SO4 о-фенолсульфокислота
OH
│
t=100oC + H2O
│
SO3H
п-фенолсульфокислота
– реакции присоединения – гидрирование
ОН OН
│ │
o
P,Ni,150
+ 3Н2
→
циклогексанол
69
3. Качественная реакция фенола с FeCl3 с образованием
│
ацетон
комплексных фенолятов, имеющих фиолетовую окраску, которая
исчезает после прибавления сильной кислоты.
Получение фенола
Из каменноугольной смолы, содержащей фенол:
С6Н5ОН + NaOH
С6Н5ОNa + Н2SO4
→
С6Н5ОNa + Н2О;
→
С6Н5ОH + NaHSO4
─Cl ─OH
o
CuP,С,300
+ NaOH
→
+ NaCl
хлорбензол раствор
─Cl ─OH
о
+ Н2О
OAlС,500
32
→
+ HCl
пар
Кумольный способ: СН
3
─СН
+ СН3─СН═СН2
AlCl
→
3
│
+ tkt,,О
2
→
пропен СН3
бензол кумол
СН3
│
─С─О─ОН ─ОН
разб.,SOH
42
→
│
→
+ СН3─С─СН3
СН3 ║
гидропероксид фенол О
кумола
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]