monohidrični alkoholi.

Alkoholima se nazivaju derivati ​​ugljikovodika, koji su proizvodi supstitucije atoma vodika (atoma) u molekuli ugljikovodika hidroksilnom skupinom -OH. Ovisno o tome koliko je atoma vodika zamijenjeno, alkoholi su jednovalentni i polivalentni. Oni. broj -OH skupina u molekuli alkohola karakterizira atomičnost potonjeg.

Ograničenje monohidričnih alkohola je od najveće važnosti. Sastav članova niza zasićenih monohidričnih alkohola može se izraziti općom formulom - SnH2n + 1OH ili R-OH.

Prvih nekoliko članova homolognog niza alkohola i njihova imena prema radikalno-funkcionalnoj, supstitucijskoj i racionalnoj nomenklaturi navedeni su u nastavku:

Prema radikalno-funkcionalnoj nomenklaturi, naziv alkohola se sastoji od naziva radikala i riječi "alkohol", izražavajući funkcionalni naziv klase.

Kemijska svojstva

• 1. Alkoholi reagiraju s alkalijskim metalima (Na, K, itd.) pri čemu nastaju alkoholati:
• 2R--OH + 2Na® 2R--ONa + H2
• 2. Supstitucija hidroksilne skupine alkohola halogenom

R--OH + H--X « R--X + H2O

3. Međudjelovanje alkohola s kiselinama naziva se reakcija esterifikacije. Kao rezultat toga nastaju esteri:

R--OH + HO--C--R1 « R--O--C--R1 + H2O

4. Na visokim temperaturama kisik iz zraka oksidira alkohole u CO2 ili H2O (proces izgaranja). Metanol i etanol gore gotovo nesvjetlećim plamenom, a viši svijetlijim zadimljenim plamenom. To je zbog povećanja relativnog povećanja ugljika u molekuli.

Otopine KMnO4 i K2Cr2O7 (kiselina) oksidiraju alkohole. Otopina KMnO4 postaje bezbojna, otopina K2Cr2O7 postaje zelena.

U tom slučaju primarni alkoholi stvaraju aldehide, sekundarni alkoholi tvore ketone, daljnjom oksidacijom aldehida i ketona nastaje karboksilne kiseline.

5. Pri prolasku para primarnih i sekundarnih alkohola preko površine zagrijanih fino usitnjenih metala (Cu, Fe) dolazi do njihove dehidrogenacije:

CH3--CH--H CH3--C--H

polihidrični alkoholi.

Dihidrični alkoholi nazivaju se glikoli, trihidrični alkoholi se nazivaju gliceroli. Prema međunarodnoj supstitucijskoj nomenklaturi dihidrični alkoholi nazivaju se alkandioli, a troatomni alkoholi alkanetrioli. Alkoholi s dva hidroksila na jednom ugljikovom atomu obično ne postoje u slobodnom obliku; kada ih pokušavaju dobiti, razgrađuju se, oslobađaju vodu i pretvaraju se u spojeve s karbonilnom skupinom - aldehide ili ketone

Trihidrični alkoholi s tri hidroksila na jednom ugljikovom atomu još su nestabilniji od sličnih dihidričnih i nisu poznati u slobodnom obliku:

Stoga je prvi predstavnik dihidričnih alkohola derivat etana sastava C2H4 (OH) 2 s hidroksilnim skupinama na različitim atomima ugljika - 1,2-etandiol, ili na drugi način - etilen glikol (glikol). Propan već odgovara dva dihidrična alkohola - 1,2-propadiolu ili propilen glikolu i 1,3-propandiolu ili trimetilen glikolu:

Glikoli u kojima su dvije alkoholne hidroksilne skupine smještene jedna pored druge u lancu – na susjednim atomima ugljika, nazivaju se a-glikoli (npr. etilen glikol, propilen glikol). Glikoli s alkoholnim skupinama smještenim kroz jedan ugljikov atom nazivaju se b-glikoli (trimetilen glikol). I tako dalje.

Među dihidričnim alkoholima, etilen glikol je od najvećeg interesa. Koristi se kao antifriz za hlađenje cilindara motora automobila, traktora i zrakoplova; po primitku lavsana (poliester alkohola s tereftalnom kiselinom).

To je bezbojna sirupasta tekućina, bez mirisa, slatkog okusa, otrovna. Miješa se s vodom i alkoholom. Tbp.=197 °C, Tm.= -13 °C, d204=1,114 g/cm3. zapaljiva tekućina.

Daje sve reakcije karakteristične za monohidrične alkohole, au njima mogu sudjelovati jedna ili obje skupine alkohola. Zbog prisutnosti dvije OH skupine, glikoli imaju nešto kiselija svojstva od monohidričnih alkohola, iako ne daju kiselu reakciju na lakmus, ne provode električna struja. Ali za razliku od monohidričnih alkohola, oni otapaju hidrokside teški metali. Na primjer, kada se etilen glikol doda plavom želatinoznom talogu Cu (OH) 2, nastaje plava otopina bakrenog glikolata:

Pod djelovanjem PCl5 obje hidroksidne skupine se zamjenjuju klorom, a pod djelovanjem HCl jedna se zamjenjuje i nastaju tzv. glikol klorohidrini:

Tijekom dehidracije dietilen glikol nastaje iz 2 molekule etilen glikola:

Potonji se, intramolekularnim otpuštanjem jedne molekule vode, može pretvoriti u ciklički spoj s dvije eterske skupine - dioksan:

S druge strane, dietilen glikol može reagirati sa sljedećom molekulom etilen glikola, stvarajući spoj također s dvije eterske skupine, ali s otvorenim lancem - trietilen glikol. Sekvencijalna interakcija ove vrste reakcije mnogih molekula glikola dovodi do stvaranja poliglikola - spojeva velike molekularne težine koji sadrže mnogo eterskih skupina. Reakcije stvaranja poliglikola nazivaju se reakcijama polikondenzacije.

Poliglikoli se koriste u proizvodnji sintetskih deterdženata, sredstava za vlaženje, sredstava za pjenjenje.

Kemijska svojstva

Glavna značajka etera je njihova kemijska inertnost. Za razliku od estera, oni se ne hidroliziraju i ne razlažu vodom na početne alkohole. Bezvodni (apsolutni) eteri, za razliku od alkohola, ne reagiraju s metalnim natrijem na uobičajenim temperaturama, jer u njihovim molekulama nema aktivnog vodika.

Cijepanje etera događa se pod djelovanjem određenih kiselina. Na primjer, koncentrirani (osobito dimeći) sumporna kiselina upija pare etera, te pri tome nastaje ester sumporne kiseline (etilsumporna kiselina) i alkohol.

Jodovodična kiselina također razgrađuje etere, što rezultira haloalkilom i alkoholom.

Kad se zagrije, metalni natrij cijepa etere u alkoholat i organonatrijev spoj.

Koji u svom sastavu sadrže jednu ili više hidroksilnih skupina. Ovisno o broju OH skupina, dijele se na monohidrične alkohole, trihidrične itd. Najčešće ove složene tvari smatraju se derivatima ugljikovodika, čije su molekule doživjele promjene, tk. jedan ili više atoma vodika zamijenjeno je hidroksilnom skupinom.

Najjednostavniji predstavnici ove klase su monohidrični alkoholi, opća formula koji izgleda ovako: R-OH ili

Cn + H 2n + 1OH.

1. Alkoholi koji sadrže do 15 atoma ugljika - tekućine, 15 ili više - čvrste tvari.
2. Topljivost u vodi ovisi o Molekularna težinašto je veći, alkohol se lošije otapa u vodi. Tako se niži alkoholi (do propanola) miješaju s vodom u svim omjerima, dok su viši u njoj praktički netopljivi.
3. Vrelište također raste s povećanjem atomska masa, na primjer, t kip. CH3OH \u003d 65 ° C, i t tk. S2N5ON = 78 ° C.
4. Što je viša točka vrelišta, manja je isparljivost, tj. tvar ne isparava dobro.

Ova fizikalna svojstva zasićenih alkohola s jednom hidroksilnom skupinom mogu se objasniti pojavom međumolekulske vodikove veze između pojedinih molekula samog spoja ili alkohola i vode.

Monohidrični alkoholi mogu ući u takve kemijske reakcije:

Razmatrajući kemijska svojstva alkohola, možemo zaključiti da su monohidrični alkoholi amfoterni spojevi, jer. mogu reagirati s alkalijskim metalima, pokazujući slaba svojstva, i s halogenovodikom, pokazujući bazična svojstva. Sve kemijske reakcije idu s odmakom O-N spojevi ili tako.

Dakle, zasićeni monohidrični alkoholi su složeni spojevi s jednom OH skupinom koji nakon nastanka nemaju slobodne valencije C-C veze i pokazuje slaba svojstva i kiselina i baza. Zbog svojih fizikalno-kemijskih svojstava imaju široku primjenu u organskoj sintezi, u proizvodnji otapala, aditiva za goriva, kao iu prehrambenoj industriji, medicini i kozmetologiji (etanol).

Alkoholi su velika skupina organskih kemikalija. Uključuje podrazrede monohidričnih i polihidričnih alkohola, kao i sve tvari kombinirane strukture: aldehidne alkohole, derivate fenola, biološke molekule. Ove tvari stupaju u mnoge vrste reakcija i na hidroksilnoj skupini i na ugljikovom atomu koji je nosi. Ova kemijska svojstva alkohola treba detaljno proučiti.

Vrste alkohola

Alkoholi sadrže hidroksilnu skupinu vezanu na ugljikov atom nosač. Ovisno o broju ugljikovih atoma na koje je vezan nosač C, alkoholi se dijele na:

• primarni (povezan s terminalnim ugljikom);
• sekundarni (vezani za jednu hidroksilnu skupinu, jedan vodik i dva atoma ugljika);
• tercijarni (vezan za tri atoma ugljika i jednu hidroksilnu skupinu);
• miješani (polihidrični alkoholi u kojima se na sekundarnim, primarnim ili tercijarnim atomima ugljika nalaze hidroksilne skupine).

Alkoholi se također dijele ovisno o broju hidroksilnih radikala na monohidrične i polihidrične. Prvi sadrže samo jednu hidroksilnu skupinu na nosivom atomu ugljika, na primjer, etanol. Polihidrični alkoholi sadrže dvije ili više hidroksilnih skupina na različitim nosivim atomima ugljika.

Kemijska svojstva alkohola: tablica

Najprikladnije je predstaviti materijal koji nas zanima kroz tablicu koja odražava opća načela reaktivnosti alkohola.

Reaktivna veza, vrsta reakcije	Reagens	Proizvod
O-H veza, supstitucija	Aktivni metal, aktivni metalni hidrid, lužine ili aktivni metalni amidi	alkoholati
C-O i O-H veza, međumolekulska dehidracija	Alkohol kada se zagrije kisela sredina	Eter
C-O i O-H veza, intramolekulska dehidracija	Alkohol kada se zagrijava iznad koncentrirane sumporne kiseline	Nezasićeni ugljikovodik
C-O veza, supstitucija	Vodikov halid, tionil klorid, kvazifosfonijeva sol, fosforni halidi	haloalkani
C-O veza – oksidacija	Donatori kisika (kalijev permanganat) s primarnim alkoholom	Aldehid
C-O veza – oksidacija	Donatori kisika (kalijev permanganat) sa sekundarnim alkoholom
molekula alkohola	Kisik (izgaranje)	ugljikov dioksid i vodu.

Reaktivnost alkohola

Zbog prisutnosti ugljikovodičnog radikala u molekuli monohidričnog alkohola - C-O veza i O-H veza - ova klasa spojeva ulazi u brojne kemijske reakcije. Oni određuju kemijska svojstva alkohola i ovise o reaktivnosti tvari. Potonji pak ovisi o duljini ugljikovodičnog radikala vezanog na ugljikov atom nosač. Što je veći, to je manji polaritet O-H veze, zbog čega će se reakcije koje se odvijaju eliminacijom vodika iz alkohola odvijati sporije. Time se također smanjuje konstanta disocijacije spomenute tvari.

O broju hidroksilnih skupina ovise i kemijska svojstva alkohola. Jedan pomiče gustoću elektrona prema sebi duž sigma veza, što povećava reaktivnost duž O-N grupe e. Budući da polarizira C-O veza, tada su reakcije s njegovim pucanjem aktivnije u alkoholima koji imaju dvije ili više O-H skupina. Stoga će viševalentni alkoholi, čija su kemijska svojstva brojnija, vjerojatnije reagirati. Sadrže i nekoliko alkoholnih skupina, zbog čega mogu slobodno reagirati sa svakom od njih.

Tipične reakcije monohidričnih i polihidričnih alkohola

Tipična kemijska svojstva alkohola pojavljuju se samo u reakciji s aktivni metali, njihove baze i hidridi, Lewisove kiseline. Također su tipične interakcije s vodikovim halidima, fosfornim halidima i drugim komponentama za proizvodnju haloalkana. Također, alkoholi su također slabe baze, stoga reagiraju s kiselinama, tvoreći halogenovodike i estere anorganskih kiselina.

Eteri nastaju iz alkohola međumolekulskom dehidratacijom. Iste tvari stupaju u reakcije dehidrogenacije uz stvaranje aldehida iz primarnog alkohola i ketona iz sekundarnog. Tercijarni alkoholi ne stupaju u takve reakcije. Također, kemijska svojstva etilnog alkohola (i drugih alkohola) ostavljaju mogućnost njihove potpune oksidacije kisikom. to jednostavna reakcija izgaranje, popraćeno oslobađanjem vode s ugljičnim dioksidom i nešto topline.

Reakcije na atomu vodika O-N veze

Kemijska svojstva monohidričnih alkohola omogućuju kidanje O-H veze i eliminaciju vodika. Ove se reakcije odvijaju u interakciji s aktivnim metalima i njihovim bazama (alkalijama), s aktivnim metalnim hidridima, kao i s Lewisovim kiselinama.

Alkoholi također aktivno reagiraju sa standardnim organskim i ne organske kiseline. NA ovaj slučaj produkt reakcije je ester ili halougljik.

Reakcije za sintezu haloalkana (preko C-O veze)

Halogenalkani su tipični spojevi koji se mogu dobiti iz alkohola pomoću nekoliko vrsta kemijskih reakcija. Konkretno, kemijska svojstva monohidričnih alkohola omogućuju interakciju s halogenidima vodika, trovalentnim i peterovalentnim fosfornim halidima, kvazifosfonijevim solima i tionil kloridom. Također, haloalkani iz alkohola mogu se dobiti intermedijernim putem, odnosno sintezom alkilsulfonata, koji će kasnije ući u reakciju supstitucije.

Primjer prve reakcije s halogenovodikom prikazan je u gornjem grafičkom dodatku. Ovdje butil alkohol reagira s klorovodikom u klorobutan. Općenito, klasa spojeva koji sadrže klor i radikal zasićen ugljikovodikom naziva se alkil klorid. nusprodukt kemijska interakcija je voda.

Reakcije s proizvodnjom alkil klorida (jodida, bromida ili fluorida) su vrlo brojne. Tipičan primjer je interakcija s fosfor tribromidom, fosfor pentakloridom i drugim spojevima ovog elementa i njegovih halogenida, perklorida i perfluorida. Prolaze mehanizmom nukleofilne supstitucije. Alkoholi također reagiraju s tionil kloridom stvarajući kloroalkan i oslobađajući SO 2 .

Vizualno, kemijska svojstva monohidričnih zasićenih alkohola koji sadrže zasićeni ugljikovodični radikal prikazana su u obliku reakcija na donjoj ilustraciji.

Alkoholi lako reagiraju s kvazi-fosfonijevom soli. Međutim, ova reakcija je najpovoljnija kada se odvija s monohidričnim sekundarnim i tercijarnim alkoholima. Oni su regioselektivni i omogućuju "implantaciju" halogene skupine na strogo određeno mjesto. Proizvodi takvih reakcija dobivaju se s visokim masenim udjelom prinosa. I polihidrični alkoholi, čija su kemijska svojstva nešto drugačija od monohidričnih, mogu se izomerizirati tijekom reakcije. Stoga je dobivanje ciljanog proizvoda teško. Primjer reakcije na slici.

Intramolekularna i intermolekularna dehidracija alkohola

Hidroksilna skupina smještena na nosivom atomu ugljika može se odcijepiti pomoću jakih akceptora. Tako se odvijaju reakcije intermolekularne dehidracije. Kada jedna molekula alkohola stupa u interakciju s drugom u otopini koncentrirane sumporne kiseline, molekula vode se odvaja od obje hidroksilne skupine, čiji se radikali spajaju u molekulu etera. Intermolekulskom dehidracijom etanola može se dobiti dioksan - produkt dehidracije četiriju hidroksilnih skupina.

U intramolekularnoj dehidraciji produkt je alken.

Alkoholi- to su derivati ​​ugljikovodika, čije molekule sadrže jednu ili više hidroksilnih OH - skupina povezanih sa zasićenim atomom ugljika.

Nomenklatura: sustavna - nazivu odgovarajućeg ugljikovodika dodaje se završetak - ol, položaj OH skupine označen je brojem; koristiti trivijalna imena.

KLASIFIKACIJA

Po broju OH - grupa alkoholi se dijele na

● jednoatomni

● dvoatomski (dioli)

● triatomski (trioli)

● polihidrični (polioli)

Ovisno o položaju OH skupina razlikovati

● primarni

● sekundarni

● tercijarni

Ovisno o prirodi radikala R razlikovati

● bogat

● nezasićeni

● aromatični

● aliciklički

izomerija

1. Ugljični kostur

2. Pozicija funkcionalna skupina:

3. Međuklasna izomerija (alkoholi su izomerni klasi etera)

§3. Metode dobivanja monohidričnih alkohola.

1. Hidratacija alkena

Ovisno o zgradi nezasićeni ugljikovodik mogu nastati primarni, sekundarni i tercijarni alkoholi:

etilen etanol

propilen 2-propanol

metilpropen 2-metil-2-propanol

2. Hidroliza halogenih derivata; provodi pod utjecajem vodena otopina lužine:

3. Hidroliza estera:

4. Dobivanje karbonilnih spojeva:

5. Neki specifični načini primanja:

a) dobivanje metanola iz sinteznog plina (tlak - 50 - 150 atm, temperatura - 200 - 300 ° C, katalizatori - oksidi cinka, kroma, aluminija):

b) dobivanje etanola fermentacijom šećera:

Fizička svojstva

Metilni alkohol je bezbojna tekućina karakterističnog alkoholnog mirisa.

T bala \u003d 64,7 ° C, gori blijedim plamenom. Jako otrovno.

Etilni alkohol je bezbojna tekućina karakterističnog alkoholnog mirisa.

T bala \u003d 78,3 o C

Alkoholi C 1 - C 11 - tekućine, C 12 i više - krutine.

alkoholi C 4 - C 5 imaju zagušljiv sladak miris;

viši alkoholi su bez mirisa.

Relativna gustoća je manja od 1, tj. lakši od vode.

Niži alkoholi (do C 3) se miješaju s vodom u bilo kojem omjeru.

S porastom ugljikovodičnog radikala smanjuje se topljivost u vodi, a povećava hidrofobnost molekule.

Alkoholi su sposobni intermolekularnog povezivanja:

S tim u vezi, vrelišta i tališta alkohola su viša od onih odgovarajućih ugljikovodika i halogenih derivata.

Sposobnost etil alkohol na stvaranje vodikovih veza leži u osnovi njegovih antiseptičkih svojstava.

§5. Kemijska svojstva monohidričnih alkohola.

Karakteristične reakcije alkohola određene su prisutnošću hidroksilne skupine u njihovoj molekuli, što određuje njihovu značajnu reaktivnost.

1. Interakcija s alkalijskim metalima:

R-OMe alkoholati metala su bezbojne krutine koje se lako hidroliziraju vodom. Jake su baze.

2.Osnovna svojstva

3. Stvaranje etera:

4. Stvaranje estera

s anorganskim kiselinama:

s organskim kiselinama

5. Reakcija alkohola s halogenovodikom:

Upotreba fosfornih halogenida:

6. Reakcije dehidracije alkohola.

Odvajanje vode od alkohola događa se u prisutnosti kiselina ili preko katalizatora na povišenim temperaturama.

Dehidracija alkohola odvija se prema Zaitsevljevom empirijskom pravilu: poželjno je da se vodik odvoji od najmanje hidrogeniranog β-ugljikovog atoma.

1) Dehidracija primarnih alkohola odvija se u teškim uvjetima:

2) Dehidracija sekundarnih alkohola:

3) Dehidracija tercijarnih alkohola:

7. Oksidacija (oksidansi - KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 u kiseloj sredini)

8. Dehidrogenacija alkohola:

Dihidrični alkoholi (dioli)

Načini dobivanja.

1. Oksidacija etilena

2. Hidroliza dihalogen derivata

Fizička svojstva:

Etilen glikol je viskozna bezbojna tekućina, slatkog okusa, topiva u vodi; bezvodni etilen glikol je higroskopan.

Kemijska svojstva

Reakcije su u osnovi slične reakcijama monohidričnih alkohola, a reakcije se mogu odvijati na jednoj ili dvije hidroksilne skupine.

1. Svojstva kiselina; etilen glikol preko jaka kiselina nego etanol

(pKa = 14,8). Stvaranje glikolata

2. Reakcije supstitucije halogena

3. Stvaranje etera

4. Dehidracija

5. Oksidacija

Trihidrični alkoholi (trioli)

Načini dobivanja.

1. Hidroliza masti

2. Iz alil klorida

Fizička svojstva:

Glicerin je viskozna tekućina slatkog okusa. Nemojmo se samo otopiti u vodi, etanolu; ne otapa se u eteru, bezvodni glicerin je higroskopan (upija do 40% vlage iz zraka).

Kemijska svojstva

Reakcije su u osnovi slične reakcijama monohidričnih alkohola, a reakcije se mogu odvijati s jednom, dvije ili tri hidroksilne skupine odjednom.

1. Svojstva kiseline; Glicerin je jača kiselina od etanola i etilen glikola. pKa = 13,5.

Tvori kelatni kompleks s bakrenim hidroksidom:

2. Supstitucijske reakcije

3. Dehidracija

Upotreba alkohola

Metanol i etanol koriste se kao otapala, ali i kao polazni materijali u sintezi organska tvar. Etanol se koristi u farmaciji za pripravu tinktura, ekstrakata; u medicini - kao antiseptik.

Etilen glikol se koristi za proizvodnju sintetičkih poliesterskih vlakana (na primjer, lavsan), kao i antifriz (50% otopina) - tekućina protiv smrzavanja za hlađenje motora s unutarnjim izgaranjem.

Glicerin se koristi kao sastojak kozmetičkih pripravaka i masti. Glicerol trinitrat je lijek koji se koristi za liječenje angine pektoris.

Glicerol trinitrat se koristi u proizvodnji eksploziva (dinamit).

Primjena glicerina u prehrambenoj i tekstilnoj industriji.

(alkoholi) – klasa organski spojevi koji sadrže jednu ili više C-OH skupina, dok je OH hidroksilna skupina vezana na alifatski ugljikov atom (spojevi u kojima je ugljikov atom u C-OH skupini dio aromatske jezgre nazivaju se fenoli)

Klasifikacija alkohola je raznolika i ovisi o tome koja se značajka strukture uzima kao osnova.

1. Ovisno o broju hidroksilnih skupina u molekuli, alkoholi se dijele na:

a) monoatomski (sadrže jednu hidroksilnu OH skupinu), na primjer, metanol CH 3 OH, etanol C 2 H 5 OH, propanol C 3 H 7 OH

b) poliatomski (dvije ili više hidroksilnih skupina), npr. etilen glikol

HO -S H2 - CH2 - OH , glicerol HO-CH 2 -CH (OH) -CH 2 -OH, pentaeritritol C (CH 2 OH) 4.

Spojevi u kojima jedan ugljikov atom

postoje dvije hidroksilne skupine, u većini slučajeva one su nestabilne i lako prelaze u aldehide, dok odvajaju vodu: RCH (OH) 2 ® RCH \u003d O + H 2 O , ne postoji.

2. Prema vrsti atoma ugljika na koji je vezana OH skupina alkoholi se dijele na:

a) primarni, u kojem je OH skupina vezana na primarni ugljikov atom. Primarni atom ugljika naziva se (označeno crvenom bojom), povezan sa samo jednim atomom ugljika. Primjeri primarnih alkohola - etanol C

H3 - CH2 - OH, propanol CH3 - CH2 - CH2 - OH. b) sekundarni, u kojem je OH skupina vezana na sekundarni atom ugljika. Sekundarni atom ugljika (istaknut plavom bojom) vezan je istovremeno na dva atoma ugljika, na primjer, sekundarni propanol, sekundarni butanol (slika 1).

Riža. jedan. STRUKTURA SEKUNDARNIH ALKOHOLA

c) tercijarni, u kojem je OH skupina vezana na tercijarni ugljikov atom. Tercijarni atom ugljika (izoliran u zelenoj boji) vezan je istovremeno na tri susjedna atoma ugljika, na primjer, tercijarni butanol i pentanol (slika 2).

Riža. 2. STRUKTURA TERCIJARNIH ALKOHOLA

Alkoholna skupina vezana za njega također se naziva primarna, sekundarna ili tercijarna, prema vrsti ugljikovog atoma.

U polihidričnim alkoholima koji sadrže dvije ili više OH skupina, i primarne i sekundarne HO skupine mogu biti prisutne istovremeno, na primjer, u glicerolu ili ksilitolu (slika 3).

Riža. 3. KOMBINACIJA PRIMARNIH I SEKUNDARNIH OH-SKUPINA U STRUKTURI VIŠEATOMSKIH ALKOHOLA.

3. Prema strukturi organskih skupina povezanih OH skupinom, alkoholi se dijele na zasićene (metanol, etanol, propanol), nezasićene, na primjer, alilni alkohol CH 2 \u003d CH - CH 2 -OH, aromatske (na primjer , benzil alkohol C 6 H 5 CH 2 OH), koji sadrži u skupini

R aromatska skupina.

Nezasićeni alkoholi, u kojima se OH grupa "nadovezuje" na dvostruku vezu, tj. vezani za atom ugljika koji istovremeno sudjeluje u stvaranju dvostruke veze (na primjer, vinilni alkohol CH 2 \u003d CH–OH), izuzetno su nestabilni i odmah izomeriziraju ( cm.IZOMERIZACIJA) u aldehide ili ketone:

CH 2 \u003d CH–OH ® CH 3 -CH \u003d O Nomenklatura alkohola. Za uobičajene alkohole s jednostavnom strukturom koristi se pojednostavljena nomenklatura: naziv organske skupine pretvara se u pridjev (koristeći sufiks i završetak " novi“) i dodati riječ „alkohol”:U slučaju kada je struktura organske skupine složenija, koriste se pravila zajednička za svu organsku kemiju. Imena sastavljena prema takvim pravilima nazivaju se sustavnim. U skladu s tim pravilima, lanac ugljikovodika se numerira od kraja kojemu je OH skupina najbliža. Nadalje, ovo numeriranje se koristi za označavanje položaja različitih supstituenata duž glavnog lanca, na kraju imena dodaje se sufiks "ol" i broj koji označava položaj OH skupine (slika 4):4. SUSTAVNI NAZIVI ALKOHOLA. Funkcionalne (OH) i supstituentske (CH 3) skupine, kao i njihovi odgovarajući digitalni indeksi, označeni su različitim bojama.Sustavni nazivi najjednostavnijih alkohola izrađeni su prema istim pravilima: metanol, etanol, butanol. Za neke alkohole sačuvani su trivijalni (pojednostavljeni) nazivi koji su se razvili kroz povijest: propargilni alkohol NSє C-CH2-OH, glicerol HO-CH2-CH(OH)-CH2-OH, pentaeritritol C(CH2OH)4, fenetil alkohol C6H5-CH2-CH2-OH.Fizikalna svojstva alkohola. Alkoholi su topljivi u većini organskih otapala, prva tri najjednostavnija predstavnika - metanol, etanol i propanol, kao i tercijarni butanol (H 3 C) 3 COH - miješaju se s vodom u bilo kojem omjeru. S povećanjem broja C atoma u organskoj skupini počinje utjecati hidrofobni (vodoodbojni) učinak, topljivost u vodi postaje ograničena, a kada R koji sadrži više od 9 atoma ugljika, praktički nestaje.

Zbog prisutnosti OH skupina nastaju vodikove veze između molekula alkohola.

Riža. 5. VODIKOVE VEZE U ALKOHOLIMA(prikazano isprekidanom linijom)

Zbog toga svi alkoholi imaju višu točku vrelišta od odgovarajućih ugljikovodika, na primjer T. kip. etanol + 78 °C, i T. kip. etan –88,63°C; T. kip. butanol i butan +117,4°C odnosno –0,5°C.

Kemijska svojstva alkohola. Alkoholi se razlikuju po raznim transformacijama. Reakcije alkohola imaju neke općenite obrasce: reaktivnost primarnih monohidričnih alkohola je veći od sekundarnih, zauzvrat, sekundarni alkoholi su kemijski aktivniji od tercijarnih. Za dihidrične alkohole, u slučaju kada se OH skupine nalaze na susjednim atomima ugljika, opaža se povećana (u usporedbi s monohidričnim alkoholima) reaktivnost zbog međusobni utjecaj ove skupine. Za alkohole su moguće reakcije koje se odvijaju cijepanjem i C–O i O–H veza.

1. Reakcije koje se odvijaju preko O–N veze.

U interakciji s aktivnim metalima (Na, K, Mg, Al), alkoholi pokazuju svojstva slabih kiselina i tvore soli koje se nazivaju alkoholati ili alkoksidi:

CH 3 OH + 2 Na® 2 CH 3 OK + H 2

Alkoholati su kemijski nestabilni i pod djelovanjem vode hidroliziraju u alkohol i metalni hidroksid:

C2H5OK + H20

® C2H5OH + KOH

Ova reakcija pokazuje da je alkohola, u usporedbi s vodom, više slabe kiseline(jaka kiselina istiskuje slabu), osim toga, u interakciji s alkalijskim otopinama alkoholi ne stvaraju alkoholate. Međutim, u polihidrični alkoholi(u slučaju kada su OH skupine vezane na susjedne C atome), kiselost alkoholnih skupina je mnogo veća i mogu stvarati alkoholate ne samo u interakciji s metalima, već i s alkalijama:

HO–CH 2 –CH 2 –OH + 2NaOH ® NaO–CH 2 –CH 2 –ONa + 2H 2 OKada su HO skupine u polihidričnim alkoholima vezane na nesusjedne C atome, svojstva alkohola su bliska monohidričnim, budući da se ne pojavljuje međusobni utjecaj HO skupina.

U interakciji s mineralnim ili organskim kiselinama, alkoholi tvore estere - spojeve koji sadrže fragment

R-O-A (A je ostatak kiseline). Do stvaranja estera također dolazi tijekom interakcije alkohola s anhidridima i kiselinskim kloridima. karboksilne kiseline(slika 6).

Pod djelovanjem oksidacijskih sredstava (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4) primarni alkoholi tvore aldehide, a sekundarne - ketone (slika 7)

Riža. 7. STVARANJE ALDEHIDA I KETONA TIJEKOM OKSIDACIJE ALKOHOLA

Redukcija alkohola dovodi do stvaranja ugljikovodika koji sadrže isti broj C atoma kao i početna molekula alkohola (slika 8).

8. OBNAVLJANJE BUTANOLA

2. Reakcije koje se odvijaju na C–O vezi.

U prisutnosti katalizatora ili jakih mineralnih kiselina alkoholi dehidriraju (odvaja se voda), a reakcija se može odvijati u dva smjera:

a) međumolekularna dehidracija uz sudjelovanje dviju molekula alkohola, pri čemu se C–O veze u jednoj od molekula prekidaju, što rezultira stvaranjem etera - spojeva koji sadrže fragment

R-O-R (Slika 9A).

b) tijekom intramolekularne dehidracije nastaju alkeni – ugljikovodici s dvostrukom vezom. Često se oba procesa - stvaranje etera i alkena - odvijaju paralelno (slika 9B).

U slučaju sekundarnih alkohola, tijekom stvaranja alkena, moguća su dva smjera reakcije (slika 9C), prevladavajući smjer je onaj u kojem se vodik odvaja od najmanje hidrogeniranog atoma ugljika tijekom kondenzacije (označeno s broj 3), tj. okružen s manje atoma vodika (u usporedbi s atomom 1). Prikazano na sl. Za proizvodnju alkena i etera koristi se 10 reakcija.

Do kidanja C–O veze u alkoholima dolazi i kada se OH skupina zamijeni halogenom, odnosno amino skupinom (slika 10).

Riža. deset. ZAMJENA OH-SKUPINE U ALKOHOLIMA SA HALOGENOM ILI AMIN GRUPOM

Reakcije prikazane na sl. 10 se koriste za proizvodnju halougljika i amina.

Dobivanje alkohola. Neke od gore prikazanih reakcija (sl. 6,9,10) su reverzibilne i, pod promjenjivim uvjetima, mogu se odvijati u suprotnom smjeru, dovodeći do proizvodnje alkohola, na primjer, tijekom hidrolize estera i halougljika (sl. 11A i B), kao i hidratacijskih alkena - dodavanjem vode (slika 11B).

Riža. jedanaest. PROIZVODNJA ALKOHOLA HIDROLIZOM I HIDRACIJOM ORGANSKIH SPOJEVA

U osnovi je reakcija hidrolize alkena (slika 11, shema B). industrijska proizvodnja niži alkoholi koji sadrže do 4 ugljikova atoma.

Etanol nastaje i tijekom takozvane alkoholne fermentacije šećera, na primjer, glukoze C 6 H 12 O 6. Proces se odvija u prisutnosti gljivica kvasca i dovodi do stvaranja etanola i CO2:

® 2C2H5OH + 2CO2

Fermentacijom se ne može dobiti više od 15% vodene otopine alkohola, jer kvasci ugibaju pri višoj koncentraciji alkohola. Destilacijom se dobivaju alkoholne otopine veće koncentracije.

Metanol se u industriji dobiva redukcijom ugljičnog monoksida na 400

° C pod tlakom od 20-30 MPa u prisutnosti katalizatora koji se sastoji od oksida bakra, kroma i aluminija:® H 3 SIN Ako se umjesto hidrolize alkena (slika 11) provodi oksidacija, tada nastaju dihidrični alkoholi (slika 12). 12. DOBIVANJE DAVATOMNIH ALKOHOLAUpotreba alkohola. Sposobnost alkohola da sudjeluju u raznim kemijske reakcije omogućuje njihovu upotrebu za dobivanje svih vrsta organskih spojeva: aldehida, ketona, karboksilnih kiselina, etera i estera koji se koriste kao organska otapala u proizvodnji polimera, boja i lijekova.

Metanol CH 3 OH se koristi kao otapalo, kao iu proizvodnji formaldehida, koristi se za dobivanje fenol-formaldehidnih smola, u novije vrijeme metanol se smatra perspektivnim motornim gorivom. Velike količine metanola koriste se u proizvodnji i transportu prirodnog plina. Metanol je najotrovniji spoj među svim alkoholima, smrtonosna doza kada se uzima oralno je 100 ml.

Etanol C 2 H 5 OH je početni spoj za proizvodnju acetaldehida, octena kiselina, kao i za proizvodnju estera karboksilnih kiselina koji se koriste kao otapala. Osim toga, etanol je glavna komponenta svih alkoholnih pića, također se široko koristi u medicini kao dezinficijens.

Butanol se koristi kao otapalo za masti i smole, osim toga, služi kao sirovina za proizvodnju mirisnih tvari (butil acetat, butil salicilat itd.). U šamponima se koristi kao komponenta koja povećava prozirnost otopina.

Benzil alkohol C 6 H 5 -CH 2 -OH u slobodnom stanju (i u obliku estera) nalazi se u eteričnim uljima jasmina i zumbula. Ima antiseptička (dezinfekcijska) svojstva, u kozmetici se koristi kao konzervans za kreme, losione, zubne eliksire, au parfumeriji kao mirisna tvar.

Fenetilni alkohol C 6 H 5 -CH 2 -CH 2 -OH ima miris ruže, nalazi se u ružinom ulju i koristi se u parfumeriji.

Etilen glikol HOCH 2 -CH 2 OH koristi se u proizvodnji plastike i kao antifriz (aditiv koji smanjuje ledište vodenih otopina), osim toga, u proizvodnji tekstila i tiskarskih boja.

Dietilen glikol HOCH 2 -CH 2 OCH 2 -CH 2 OH koristi se za punjenje hidrauličkih kočionih uređaja, kao iu tekstilnoj industriji kod dorade i bojenja tkanina.

Glicerol

HOCH 2 - CH (OH) - CH 2 OH koristi se za dobivanje poliester gliptalnih smola, osim toga, sastavni je dio mnogih kozmetičkih pripravaka. Nitroglicerin (slika 6) je glavna komponenta dinamita koja se koristi u rudarstvu i izgradnji željeznica kao eksploziv.

Pentaeritritol (

HOCH 2) 4 C se koristi za proizvodnju poliestera (pentaftalne smole), kao učvršćivač za sintetičke smole, kao plastifikator za polivinil klorid, te također u proizvodnji eksploziva tetranitropentaeritritola.

Polihidrični alkoholi ksilitol HOCH 2 - (CHOH) 3 -CH 2 OH i sorbitol neHOCH 2 - (CHOH) 4 -CH 2 OH imaju slatki okus, koriste se umjesto šećera u proizvodnji slastica za dijabetičare i pretile osobe. Sorbitol se nalazi u bobicama rowan i trešnje.

Mihail Levitski

KNJIŽEVNOST Shabarov Yu.S. Organska kemija . Moskva, "Kemija", 1994