Лекция № 4.

Оксисоединения (спирты, фенолы, аминоспирты, тиоспирты).

Спирты – соединения, содержащие –ОН группу.

Общая формула R-OH

По количеству –ОН групп определяют атомность спирта.

Одноатомные (алканолы) СН3-ОН – метанол С2Н5ОН – этанол С3Н7ОН – пропанол

Двухатомные (алкандиолы) СН2-ОН СН2-ОН Этандиол- 1,2 (этиленгликоль)

Трехатомные (алкантриолы) СН2 –ОН СН – ОН СН2 – ОН пропантриол–1,2,3 (глицерин)

4 3 2 1

СН₃–СН₂–СН₂–СН₂–ОН бутанол–1; (первичный спирт)

4 3 2 1

СН₃–СН₂–СН–СН₃ бутанол–2; (вторичный спирт)

ОН

СН₃

1 2 3

СН₃ – С – СН₃ 2-метилпропанол-2 (третичный спирт)

ОН

При введении –ОН группы в молекулу органического соединения:

1. ↑ растворимость вещества в воде

2. ↑ токсичность

3. появляется наркотическое действие, которое ↑ с ростом цепи, введением галогенов.

Н Свойства спиртов.

δ– Зависят от строения молекул слабые

Н – С → О ← Н кислотные свойства

Н –ОН – кислотный центр

1. Образование алкоголятов

2С₂Н₅ОН + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂ ↑

спирт этилат натрия

2. Образование простых эфиров

Н₂SO₄(к)

2С₂Н₅ОН + НОС₂Н₅ → C₂H_5­–O–С₂Н₅ + H₂О↑

t°

спирт спирт диэтиловый эфир (для наркоза)

3. Образование сложных эфиров (реакция этерификации)

Н₂SO₄(к)

СН₃ + Н]ОС₂Н₅ → СН₃ + Н₂О

t°

кислота спирт сложный эфир

4. Реакции окисления

А) первичные спирты окисляются до альдегидов

[О]

СН₃ – СН – Н → СН₃ альдегид

Б) вторичные спирты окисляются до кетонов

[О]

СН₃ – СН – СН₃ → СН₃ – С – СН₃ кетон

В) третичные спирты не окисляются

5. реакции элиминирования (Е) – дегидратации легче у третичных спиртов

СН₃ СН₃

СН₃ – СН – СН₃ → СН₃ – С = СН₂

– Н₂О

ОН

6. Реакции нуклеофильного замещения (S_N)

..

С₂Н₅ОН + Н⁺Cl → С₂Н₅О⁺ + Cl^– → С₂Н₅Cl + Н₂О

Представители:

СН₃ОН – метанол, сильный яд! В пищеварительном тракте образует формальдегид и муравьиную кислоту. Вызывает слепоту, летальный исход.

С₂Н₅ОН – этанол, обладает наркотическим действием. Используется для приготовления настоек, применяется как обеззараживающее средство. В организме этанол окисляется до уксусной кислоты:

[O] [O]

С₂Н₅ОН → СН₃ → СН₃

этанол этаналь этановая кислота

(уксусный альдегид) (уксусная кислота)

СН(СН₃)–(СН₂)₃–СН(СН₃)₂ – холестерин

Присутствует во всех животных липидах, крови, желчи. В организме ≈ 250 г на 65 кг массы тела. 20 % поступает с пищей, основное количество образуется в организме из уксусной кислоты. Нарушение обмена холестерина приводит к отложению на стенках сосудов (атеросклерозу). Может накапливаться в виде желчных камней.

Многоатомные спирты.

СН₂ – ОН Токсичная жидкость для приготовления антифризов с

низкой t˚ замерзания.

СН₂ – ОН

этандиол-1,2 (этиленгликоль)

СН₂ – ОН Нетоксичная жидкость, входит в состав омыляемых

липидов, в состав мазей для смягчения кожи.

СН – ОН

СН₂ – ОН

пропантриол-1,2,3 (глицерин)

Витаминоподобное соединение (гр. В) входит в состав

сложных липидов.

инозит

Многоатомные спирты имеют те же свойства, что и одноатомные, только более кислые свойства выражены сильнее за счет –ОН групп, имеющих –I эффект.

1. Качественная реакция на многоатомные спирты (на диольный фрагмент).

2 + Cu(OH)₂ + 2NaOH → Na₂

синий раствор

2. Образование сложных эфиров

1% раствор в этаноле –

+ 3 НО]NO₂ → сосудорасширяющее средство

тринитроглицерин

3)

+ НО]–Р–ОН → +

α глицерофосфат β глицерофосфат

Глицерофосфаты входят в состав фосфолипидов. Применяются как общеукрепляющие средства.

Фенолы.

ArOH – общая формула.

Образуются в организме при метаболизме аминокислот, имеющих ароматическое кольцо. Фенол – первый антисептик, введенный в хирургию.

–I, ЭА Слабокислые свойства

–М, ЭД

Химические свойства.

1) + NaOH → + Н₂О в отличие от спиртов

фенолят

2) + С₂Н₅ОН → + Н₂О

эфир

3. реакции электрофильного замещения S_E (галогенирование, нитрование, сульфирование).

+ 3Br₂ → + 3HBr

4. Качественная реакция на фенол

С₆Н₅ОН + FeCl₃ → (C₆H₅O)₃Fe + HCl

фиолетовое окрашивание

5. Фенолы – антиоксиданты Ar–OH + ROO• → ArO• + R–O–OH

Двухатомные фенолы.

пирокатехин (катехол) орто-дигидрокси-бензол входит в состав норадреналина, адреналина

резорцин мета-дигидрокси-бензол применяется при лечении кожных заболеваний

[O] [H] гидрохинон хинон пара-дигидрокси-бензол система хинон–гидрохинон участвует в переносе электронов от субстрата к кислороду

Аминоспирты.

Содержат две функциональные группы –ОН главную и NH₂ побочную.

НО–СН₂–СН₂–NH₂ – 2-аминоэтанол (коламин)

Входит в состав сложных липидов. Производное – димедрол – противоаллергическое средство, слабое снотворное.

СН – О – СН₂ – СН₂ – N – димедрол

[НО–СН₂–СН₂–N⁺ ] ОН

холин

Холин входит в состав сложных липидов, регулирует жировой обмен. Производное холина – ацетилхолин – участвует в передаче нервных импульсов.

СН₃ + НО – СН₂ – СН₂ –N⁺ → СН₃

ацетилкофермент А холин ацетилхолин

Тиоспирты (меркаптаны, тиолы).

R–SH – общая формула тиолов.

Тиолы имеют более кислые свойства чем спирты.

1. Взаимодействуют с водными растворами щелочей.

C₂H₅SH + NaOH → C₂H₅SNa + H₂O

этантиол этантиолят натрия

2. С оксидами, гидроксидами, солями тяжелых металлов образуют труднорастворимые соли.

C₂H₅SH + HgO → (C₂H₅S)₂Hg + H₂O

этантиол этантиолят ртути

3. При окислении тиолов образуются дисульфиды. Реакция используется при образовании третичной структуры белка.

[O]

2R – SH → R – S – S – R + H₂O

тиол дисульфид

Производные тиолов используют в медицине при отравлении тяжелыми металлами (Pb²⁺, Hg²⁺, Cd²⁺). Ионы металлов связываются в прочные комплексы, растворимые в воде.

СН₂ – СН – СН₂ СН₂ – СН – СН₂

+ Hg²⁺ → + 2H⁺

SH SH OH S S OH

2,3-димеркаптопропанол-1 Hg

(БАЛ)

СН₂ – СН – СН₂ СН₂ – СН – СН₂

+ Cd²⁺ → + 2H⁺

SH SH SO₃Na S S SO₃Na

унитиол Cd