7. Химические свойства спиртов, простых эфиров,

АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ(задачи №№ 151 – 175)

Литература:

Н.Л. Глинка. Общая химия. – Л.: Химия, 1988, гл.XV, п. 169-171, с. 464 – 471.

Пример 7.1. На примере пропанола-2 охарактеризуйте химические свойства спиртов.

Решение:

1. Реакции гидроксильного водорода

1.1. Взаимодействие со щелочными металлами:

2СН₃– СН – СН₃+ 2Na2СН₃– СН – СН₃+ Н₂

 

ОН ОNa

пропанол-2 изопропилат натрия

(натриевая соль пропанола-2)

1.2. Взаимодействие с карбоновыми кислотами – реакция этерификации - образование сложных эфиров: Н₂SO_{4 конц.}

СН₃– СН – ОН + НО – С – СН₃СН₃– СН – О – С – СН₃+ Н₂О

 ll ll изопропилацетат

СН₃О СН₃О (изопропиловый эфир

уксусная кислота уксусной кислоты)

1.3. Взаимодействие с неорганическими кислотами:

СН₃– СН – ОН + НО –SO₂OHСН₃– СН – О –SO₂OH+H₂O

 серная кислота изопропилсерная кислота

CH₃CH₃ (изопропиловый эфир серной ксилоты)

1.4. Межмолекулярная дегидратация – образование простых эфиров:

Н₂SO₄конц.,t< 140⁰C

СН₃– СН – ОН + НО – СН – СН₃СН₃– СН – О – СН – СН₃+ Н₂О

   

СН₃ СН₃ СН₃ СН₃

диизопропиловый эфир

2. Реакции гидроксильной группы

2.1. Взаимодействие с галогеноводородами:

Н₂SO_{4 конц.}

СН₃– СН – СН₃+HClСН₃– СН – СН₃+H₂O

 

OHCl2-хлорпропан

2.2. Взаимодействие с галогенпроизводными фосфора:

СН₃– СН – СН₃+ РCl₅СН₃– СН – СН₃+ РОCl₃+ НCl

 

OHCl2-хлорпропан

2.3. Внутримолекулярная дегидратация – получение алкенов:

Н₂SO₄конц.,t> 140⁰C

СН₃– СН – СН₂ СН₃– СН = СН₂+ Н₂О

  пропен

ОН Н

(*) При дегидратации несимметричной молекулы отщепление водорода идет преимущественно от наименеегидрогенизированного атома углерода –правило А.М. Зайцева.

3. Реакции окисления.

3.1. Полное окисление – горение:

С₃Н₇ОН + 4,5О₂3СО₂+ 4Н₂О

2. Частичное (неполное) окисление.

Окислители – КMnO₄, K₂Cr₂O₇+H₂SO₄, катализаторыCu,Pt.

Пропанол-2 - вторичный спирт. В результате частичного окисления образуются кетоны.

OH



СН₃– СН – СН₃ + [O] [СН₃– С – СН₃]СН₃– С – СН₃ + Н₂О

  ll

ОН OHО

пропанон

(ацетон)

(*) При окислении первичных спиртов образуются альдегиды:

ОH



СН₃– СН₂– СН₂ – ОН + [O] [СН₃– С – ОН]СН₃– СН₂– С = О + Н₂О

пропанол-1 

HН

пропаналь

Реакция спирта с оксидом меди (II) может использоваться как качественная реакция на спирт.

СН₃– СН₂– СН₂ – ОН +CuO СН₃– СН₂– С = О +Cu+ Н₂О

пропанол-1 черн. красн.

в-во H

пропаналь

Третичные спирты при таких условиях не окисляются, а при окислении в более жестких условиях происходит расщепление молекулы, и при этом образуется смесь карбоновых кислот.

Пример 7.2. Охарактеризуйте способы получения спиртов на примере

пропанола-2.

Решение:

1. Гидролиз галогенуглеводородов (в водных растворах щелочей):

СН₃– СН – СН₃+ КOН_водный СН₃– СН – СН₃+ КCl

 

ClОН

2. Гидратация алкенов. Реакция идет по правилу В.В. Марковникова.

Катализатор – Н₂SO₄разбавленная.

СН₂= СН – СН₃+ НОНСН₂– СН – СН₃

пропен пропанол-2

Н ОН

3. Восстановление карбонильных соединений (альдегидов и кетонов):

CH₃–C–CH₃+ Н₂СН₃– СН – СН₃

II пропанон

О (ацетон) ОН

(*) При восстановлении альдегидов получаются первичные спирты:

СН₃– СН₂– С = О + Н₂СН₃– СН₂– СН₂– ОН

 пропанол-1

Н

пропаналь

Пример 7.3. Напишите уравнения химических реакций, характеризующих химические свойства альдегидов и кетонов на примере пропаналя и бутанона-2.

Решение:

Альдегиды	Кетоны
Реакции присоединения по месту разрыва двойной связи >C= О. Реакции восстановления.
СН3– СН2– С = О + Н2   СН3– СН2– СН2– ОН Н пропанол-1 Пропаналь	CH3–CН2– С –CH3+ Н2 II О CH3–CН2– СН –CH3 бутанон-2  ОН бутанол-2
2. Реакции окисления
2.1. Полное окисление – горение
С3Н6О + 4О23СО2+ 3Н2О	С4Н8О + 5,5О24СО2+ 4Н2О
Альдегиды	Кетоны
2.2. Частичное (неполное) окисление
Реакции окисления оксидом серебра ("реакция серебряного зеркала"), гидроксидом меди (II) – качественные реакции на альдегиды. NH3, t СН3– СН2– С = О +Ag2O2Ag+  + СН3– СН2– С = О Н  Пропаналь ОН пропановая кислота СН3– СН2– С = О + 2Cu(OH)2Cu2O+  + СН3– СН2– С = О +H2O Н  Пропаналь ОН пропановая кислота	Окисление кетонов протекает очень трудно, в результате образуется смесь кислот: t CH3–CН2– С –CH3+ [O] II бутанон-2 O  2CH3 –C=O  уксусная (этановая) OHкислота или CH3– СН2–C=O+ Н – С = О   ОН ОН пропановая муравьиная кислота (метановая) кислота

Пример 7.4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно получить пропаналь и бутанон-2.

Решение:

Альдегиды	Кетоны
1. Реакции частичного (неполного) окисления спиртов
СН3– СН2– СН2 – ОН + [O] Н2О + Пропанол-1 + СН3– СН2– С = О пропаналь  Н	СН3– СН – СН2–СН3 + [O] Н2О +  ОН + СН3– С – СН2– СН3 бутанол-2 ll О бутанон-2
2. Гидратация алкинов (реакция Кучерова)
Альдегид получается только при гидратации ацетилена, во всех остальных случаях образуются кетоны.	Hg2+ СН С – СН2– СН3+ НОНН2О + бутин-1 + СН3– С – СН2– СН3 ll О бутанон-2
3. Гидролиз дигалогенпроизводных. (Атомы галогенов расположены у одного и того же атома углерода). Реакция протекает в водном растворе щелочи.
Cl  СН3– СН2– СН + 2КОНводный2КCl+ 1,1-дихлорпропан Cl + СН3– СН2– С = О + Н2О  пропаналь Н	Cl  СН3– СН2– С – СН3+ 2КОНводный2КCl+ 2,2-дихлорбутан Cl + СН3– СН2– С – СН3+ Н2О ll бутанон-2 О
Альдегиды	Кетоны
СН3– СН2– С = О +H2 Н2О +  ОН + СН3– СН2– С = О Пропановая  Кислота Н пропаналь