egyértékű alkoholok.

Az alkoholokat szénhidrogén-származékoknak nevezik, amelyek a szénhidrogén molekulában lévő hidrogénatom (atomok) -OH hidroxilcsoporttal történő helyettesítésének termékei. Attól függően, hogy hány hidrogénatomot cserélnek ki, az alkoholok egyértékűek és többértékűek. Azok. az alkoholmolekulában lévő -OH csoportok száma az utóbbi atomitását jellemzi.

Az egyértékű alkoholok korlátozása a legnagyobb jelentőségű. Számos telített egyértékű alkohol tagjának összetétele a -СnH2n + 1OH vagy R-OH általános képlettel fejezhető ki.

Az alábbiakban közöljük az alkoholok homológ sorozatának első néhány tagját és elnevezésüket a gyök-funkcionális, helyettesítő és racionális nómenklatúra szerint:

A gyök-funkcionális nómenklatúra szerint az alkoholok neve a gyökök nevéből és az „alkohol” szóból alakul ki, kifejezve az osztály funkcionális nevét.

Kémiai tulajdonságok

• 1. Az alkoholok reakcióba lépnek alkálifémekkel (Na, K stb.) alkoholátokat képezve:
• 2R--OH + 2Na® 2R--ONa + H2
• 2. Az alkoholok hidroxilcsoportjának helyettesítése halogénnel

R--OH + H--X «R--X + H2O

3. Az alkoholok savakkal való kölcsönhatását észterezési reakciónak nevezzük. Ennek eredményeként észterek képződnek:

R--OH + HO--C--R1 «R--O--C--R1 + H2O

4. Magas hőmérsékleten a levegő oxigénje oxidálja az alkoholokat, és CO2-t vagy H2O-t képez (égési folyamat). A metanol és az etanol szinte nem világító lánggal, a magasabbak fényesebb füstös lánggal égnek. Ennek oka a molekulában lévő szén relatív növekedése.

A KMnO4 és K2Cr2O7 (sav) oldatai oxidálják az alkoholokat. A KMnO4 oldat színtelenné válik, a K2Cr2O7 oldat zöld színűvé válik.

Ebben az esetben a primer alkoholok aldehideket, a szekunder alkoholok ketonokat képeznek, az aldehidek és ketonok további oxidációja vezet a képződéshez. karbonsavak.

5. Amikor a primer és szekunder alkoholok gőzeit a felhevített finom eloszlású fémek (Cu, Fe) felületén átvezetik, dehidrogénezésük következik be:

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

többértékű alkoholok.

A kétértékű alkoholokat glikoloknak, a háromértékű alkoholokat glicerineknek nevezzük. A nemzetközi helyettesítési nómenklatúra szerint a kétértékű alkoholokat alkándioloknak, a háromatomos alkoholokat alkántrioloknak nevezik. Az egy szénatomon két hidroxilcsoportot tartalmazó alkoholok általában nem léteznek szabad formában; amikor megpróbálják megszerezni őket, lebomlanak, vizet szabadítanak fel és karbonilcsoportot tartalmazó vegyületté - aldehidekké vagy ketonokká - alakulnak.

Az egy szénatomon három hidroxilcsoportot tartalmazó háromértékű alkoholok még instabilabbak, mint a hasonló kétértékűek, és szabad formában nem ismertek:

Ezért a kétatomos alkoholok első képviselője a C2H4 (OH) 2 összetételű etánszármazék, amely különböző szénatomokon hidroxilcsoportokat tartalmaz - 1,2-etándiol vagy más módon - etilénglikol (glikol). A propán már két kétértékű alkoholnak felel meg – az 1,2-propadiolnak vagy propilénglikolnak és az 1,3-propándiolnak vagy trimetilénglikolnak:

Azokat a glikolokat, amelyekben két alkohol-hidroxilcsoport található egymás mellett egy láncban - a szomszédos szénatomokon, a-glikoloknak nevezzük (például etilénglikol, propilénglikol). Az egy szénatomon keresztül elhelyezkedő alkoholcsoportokkal rendelkező glikolokat b-glikoloknak (trimetilénglikol) nevezzük. Stb.

A kétértékű alkoholok közül az etilénglikol a legérdekesebb. Fagyállóként használják gépjármű-, traktor- és repülőgépmotorok hengereinek hűtésére; lavsan (alkohol poliészter tereftálsavval) átvételekor.

Színtelen szirupos folyadék, szagtalan, édes ízű, mérgező. Vízzel és alkohollal elegyíthető. Olvadáspont=197 °C, Tm.= -13 °C, d204=1,114 g/cm3. éghető folyadék.

Megadja az egyértékű alkoholokra jellemző összes reakciót, és ezekben egy vagy mindkét alkoholcsoport részt vehet. A két OH-csoport jelenléte miatt a glikolok valamivel savasabb tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az egyértékű alkoholok, bár nem adnak savas reakciót a lakmuszra, nem vezetnek elektromos áram. De az egyértékű alkoholoktól eltérően oldják a hidroxidokat nehéz fémek. Például, ha etilénglikolt adunk a Cu(OH) 2 kék zselatinos csapadékához, kék rézglikolát oldat képződik:

A PCl5 hatására mindkét hidroxidcsoport klórral, a HCl hatására pedig az egyik helyettesítődik, és az úgynevezett glikol-klórhidrinek keletkeznek:

A dehidratáció során a dietilénglikol 2 etilénglikolmolekulából képződik:

Ez utóbbi egy vízmolekula intramolekuláris felszabadulásával két étercsoporttal - dioxánnal - ciklikus vegyületté alakulhat:

Másrészt a dietilénglikol reagálhat a következő etilénglikolmolekulával, és két étercsoporttal is vegyületet képezhet, de nyitott láncú trietilénglikollal. Számos glikolmolekula ilyen jellegű reakciójának szekvenciális kölcsönhatása poliglikolok képződését eredményezi - sok étercsoportot tartalmazó, nagy molekulatömegű vegyületeket. A poliglikol képződési reakciókat polikondenzációs reakcióknak nevezzük.

A poliglikolokat szintetikus mosószerek, nedvesítőszerek, habképző szerek előállításához használják.

Kémiai tulajdonságok

Az éterek fő jellemzője kémiai tehetetlenségük. Az észterekkel ellentétben ezek nem hidrolizálódnak, és a víz nem bomlik le kezdeti alkoholokká. A vízmentes (abszolút) éterek, ellentétben az alkoholokkal, normál hőmérsékleten nem lépnek reakcióba fémnátriummal, mert molekuláiban nincs aktív hidrogén.

Az éterek hasítása bizonyos savak hatására megy végbe. Például koncentrált (különösen füstölgő) kénsav elnyeli az étergőzöket, és ilyenkor kénsav (etil-kénsav) és alkohol észtere képződik.

A hidrogén-jodid az étereket is lebontja, ami halogén-alkilt és alkoholt eredményez.

Hevítéskor a fémes nátrium étereket hasít, így alkoholátot és szerves nátriumvegyületet képez.

Amelyek összetételükben egy vagy több hidroxilcsoportot tartalmaznak. Az OH-csoportok számától függően ezeket egyértékű alkoholokra, háromértékű alkoholokra stb. Leggyakrabban ezek összetett anyagok szénhidrogének származékainak tekintik, amelyek molekulái megváltoztak, tk. egy vagy több hidrogénatomot hidroxilcsoport helyettesített.

Ennek az osztálynak a legegyszerűbb képviselői az egyértékű alkoholok, általános képlet ami így néz ki: R-OH vagy

Cn + H 2n + 1OH.

1. Legfeljebb 15 szénatomot tartalmazó alkoholok - folyadékok, 15 vagy annál több szilárd anyagok.
2. A vízben való oldhatóság attól függ molekuláris tömeg minél magasabb, annál rosszabbul oldódik az alkohol vízben. Így a kis szénatomszámú alkoholok (propanolig) bármilyen arányban elegyednek vízzel, míg a magasabbak gyakorlatilag oldhatatlanok.
3. A forráspont is növekszik a növekedéssel atomtömeg, például t kip. CH3OH \u003d 65 ° С, és t bp. С2Н5ОН = 78 °С.
4. Minél magasabb a forráspont, annál kisebb az illékonyság, azaz. az anyag nem párolog el jól.

Az egy hidroxilcsoportot tartalmazó telített alkoholok fizikai tulajdonságai azzal magyarázhatók, hogy a vegyület vagy az alkohol és a víz egyes molekulái között intermolekuláris hidrogénkötés jön létre.

Az egyértékű alkoholok ilyen kémiai reakciókba léphetnek be:

Az alkoholok kémiai tulajdonságait figyelembe véve megállapíthatjuk, hogy az egyértékű alkoholok amfoter vegyületek, mert. reakcióba léphetnek gyenge tulajdonságokat mutató alkálifémekkel és bázikus tulajdonságokat mutató hidrogén-halogenidekkel. Minden kémiai reakció hézaggal megy végbe O-N csatlakozások vagy úgy.

Így a telített egyértékű alkoholok összetett vegyületek egy OH-csoporttal, amelyek képződése után nem rendelkeznek szabad vegyértékekkel. C-C csatlakozásokés mind a savak, mind a bázisok gyenge tulajdonságait mutatják. Fizikai és kémiai tulajdonságaik miatt széles körben alkalmazzák szerves szintézisben, oldószerek, üzemanyag-adalékanyagok gyártásában, valamint élelmiszeriparban, gyógyászatban, kozmetológiában (etanol).

Az alkoholok a szerves vegyi anyagok nagy csoportját alkotják. Tartalmazza az egy- és többértékű alkoholok alosztályait, valamint az összes kombinált szerkezetű anyagot: aldehid-alkoholokat, fenolszármazékokat, biológiai molekulákat. Ezek az anyagok sokféle reakcióba lépnek mind a hidroxilcsoportnál, mind az azt hordozó szénatomnál. Az alkoholok ezen kémiai tulajdonságait részletesen tanulmányozni kell.

Az alkoholok fajtái

Az alkoholok hidroxilcsoportot tartalmaznak, amely egy hordozó szénatomhoz kapcsolódik. Attól függően, hogy hány szénatomhoz kapcsolódik a C hordozó, az alkoholokat a következőkre osztják:

• elsődleges (csatlakozik a terminális szénhez);
• szekunder (egy hidroxilcsoporthoz, egy hidrogén- és két szénatomhoz kapcsolódik);
• tercier (három szénatomhoz és egy hidroxilcsoporthoz kapcsolódik);
• vegyes (többértékű alkoholok, amelyek szekunder, primer vagy tercier szénatomjain hidroxilcsoportok vannak).

Az alkoholokat a hidroxilcsoportok számától függően egyértékű és többértékű alkoholokra is osztják. Az előbbiek csak egy hidroxilcsoportot tartalmaznak a hordozó szénatomon, például etanol. A többértékű alkoholok két vagy több hidroxilcsoportot tartalmaznak különböző szénatomokon.

Az alkoholok kémiai tulajdonságai: táblázat

A számunkra érdekes anyagot a legkényelmesebb egy táblázaton keresztül bemutatni, amely tükrözi az alkoholok reakcióképességének általános elveit.

Reaktív kötés, reakció típusa	Reagens	Termék
O-H kötés, helyettesítés	Aktív fém, aktív fém-hidrid, alkálifém vagy aktív fémamidok	alkoholátok
C-O és O-H kötés, intermolekuláris dehidratáció	Alkohol melegítéskor savas környezet	Éter
C-O és O-H kötés, intramolekuláris dehidratáció	Alkohol tömény kénsav felett hevítve	Telítetlen szénhidrogén
C-O kötés, helyettesítés	Hidrogén-halogenid, tionil-klorid, kvázi-foszfóniumsó, foszfor-halogenidek	halogén-alkánok
C-O kötés - oxidáció	Oxigén donorok (kálium-permanganát) elsődleges alkohollal	Aldehid
C-O kötés - oxidáció	Oxigén donorok (kálium-permanganát) másodlagos alkohollal
alkohol molekula	Oxigén (égés)	szén-dioxid és víz.

Az alkoholok reakciókészsége

Az egyértékű alkohol molekulájában - a C-O kötés és az O-H kötés - egy szénhidrogén gyök jelenléte miatt ez a vegyületcsoport számos kémiai reakcióba lép. Meghatározzák az alkoholok kémiai tulajdonságait, és az anyag reakcióképességétől függenek. Ez utóbbi viszont a hordozó szénatomhoz kapcsolódó szénhidrogén gyök hosszától függ. Minél nagyobb, annál kisebb az O-H kötés polaritása, ami miatt lassabban mennek végbe azok a reakciók, amelyek a hidrogén alkoholból történő eltávolításával mennek végbe. Ez csökkenti az említett anyag disszociációs állandóját is.

Az alkoholok kémiai tulajdonságai a hidroxilcsoportok számától is függenek. A szigma kötések mentén az elektronsűrűséget önmaga felé tolja el, ami növeli a reaktivitást. O-N csoportok e. Mert polarizál C-O csatlakozás, akkor a felszakadásával járó reakciók aktívabbak azokban az alkoholokban, amelyek két vagy több O-H csoporttal rendelkeznek. Ezért a többértékű alkoholok, amelyeknek kémiai tulajdonságai nagyobbak, nagyobb valószínűséggel reagálnak. Több alkoholcsoportot is tartalmaznak, ezért mindegyikkel szabadon reagálhatnak.

Az egyértékű és többértékű alkoholok jellemző reakciói

Az alkoholok tipikus kémiai tulajdonságai csak azokkal való reakcióban jelennek meg aktív fémek, bázisaik és hidridjeik, Lewis-savak. Jellemzőek a hidrogén-halogenidekkel, foszfor-halogenidekkel és más komponensekkel való kölcsönhatások is, amelyek halogén-alkánokat képeznek. Ezenkívül az alkoholok gyenge bázisok is, ezért reagálnak savakkal, hidrogén-halogenideket és szervetlen savak észtereit képezve.

Az alkoholokból intermolekuláris dehidratációval éterek keletkeznek. Ugyanezek az anyagok dehidrogénezési reakciókba lépnek, az elsődleges alkoholból aldehidek, a szekunder alkoholból pedig ketonok képződnek. A tercier alkoholok nem lépnek be ilyen reakciókba. Ezenkívül az etil-alkohol (és más alkoholok) kémiai tulajdonságai lehetővé teszik oxigénnel történő teljes oxidációjukat. azt egyszerű reakcióégés, amelyet szén-dioxiddal és némi hővel együtt felszabaduló víz kísér.

Reakciók az О-Н kötés hidrogénatomján

Az egyértékű alkoholok kémiai tulajdonságai lehetővé teszik az O-H kötés felszakítását és a hidrogén eltávolítását. Ezek a reakciók aktív fémekkel és bázisaikkal (lúgokkal), aktív fém-hidridekkel, valamint Lewis-savakkal való kölcsönhatás során mennek végbe.

Az alkoholok is aktívan reagálnak a standard szerves és nem szerves savak. NÁL NÉL ez az eset A reakciótermékek észterek vagy halogénezett szénhidrogének.

Reakciók halogén-alkánok szintéziséhez (C-O kötésen keresztül)

A halogén-alkánok tipikus vegyületek, amelyek alkoholokból többféle kémiai reakcióval állíthatók elő. Különösen az egyértékű alkoholok kémiai tulajdonságai teszik lehetővé, hogy kölcsönhatásba léphessenek hidrogén-halogenidekkel, három- és ötértékű foszfor-halogenidekkel, kvázi-foszfónium-sókkal és tionil-kloriddal. A halogén-alkánokat alkoholokból köztes módon is előállíthatjuk, azaz alkilszulfonát szintézisével, amely később szubsztitúciós reakcióba lép.

A hidrogén-halogeniddel végzett első reakció példája a fenti grafikus függelékben látható. Itt a butil-alkohol reakcióba lép hidrogén-kloriddal, és klórbutánt képez. Általában a klórt és egy szénhidrogénnel telített gyököt tartalmazó vegyületek osztályát alkil-kloridnak nevezik. melléktermék kémiai kölcsönhatás a víz.

Az alkil-klorid (jodid, bromid vagy fluorid) előállításával számos reakció lép fel. Tipikus példa a kölcsönhatás foszfor-tribromiddal, foszfor-pentakloriddal és ennek az elemnek, valamint halogenidjeinek, perkloridjainak és perfluoridjainak más vegyületeivel. A nukleofil szubsztitúció mechanizmusa szerint működnek. Az alkoholok tionil-kloriddal is reagálnak, klór-alkánt képezve, és SO 2 -t szabadítanak fel.

Vizuálisan a telített szénhidrogén gyököt tartalmazó egyértékű telített alkoholok kémiai tulajdonságait reakciók formájában mutatjuk be az alábbi ábrán.

Az alkoholok könnyen reagálnak a kvázi-foszfóniumsóval. Ez a reakció azonban a legelőnyösebb, ha egyértékű szekunder és tercier alkoholokkal hajtjuk végre. Regioszelektívek, és lehetővé teszik egy halogéncsoport „beültetését” egy szigorúan meghatározott helyre. Az ilyen reakciók termékeit a hozam nagy tömeghányadával kapjuk. A többértékű alkoholok pedig, amelyek kémiai tulajdonságai némileg eltérnek az egyértékű alkoholoktól, izomerizálódhatnak a reakció során. Ezért nehéz a céltermék beszerzése. Példa egy reakcióra a képen.

Alkoholok intramolekuláris és intermolekuláris dehidratációja

A hordozó szénatomon található hidroxilcsoport erős akceptorok segítségével lehasítható. Így zajlanak le az intermolekuláris dehidratációs reakciók. Amikor egy alkoholmolekula kölcsönhatásba lép a másikkal tömény kénsav oldatában, egy vízmolekula leszakad mindkét hidroxilcsoportról, amelyek gyökei egyesülve étermolekulát alkotnak. Az etanol intermolekuláris dehidratálásával dioxán nyerhető - négy hidroxilcsoport dehidratációs terméke.

Az intramolekuláris dehidratáció során a termék egy alkén.

Alkoholok- ezek olyan szénhidrogén származékok, amelyek molekulái egy vagy több hidroxil-OH - csoportot tartalmaznak telített szénatomhoz kapcsolódóan.

Nómenklatúra: szisztematikus - a megfelelő szénhidrogén nevéhez az - ol végződés kerül, az OH csoport helyzetét szám jelzi; használjon triviális neveket.

OSZTÁLYOZÁS

Az OH - csoportok számával alkoholokat osztanak

● egyatomos

● kétatomos (diolok)

● háromatomos (triolok)

● többértékű (poliolok)

Az OH csoportok helyzetétől függően megkülönböztetni

● elsődleges

● másodlagos

● felsőfokú

Az R gyök természetétől függően megkülönböztetni

● gazdag

● telítetlen

● aromás

● aliciklikus

izoméria

1. Szénváz

2. Pozíció funkcionális csoport:

3. Osztályok közötti izoméria (az alkoholok az éterek osztályának izomerjei)

§3. Módszerek egyértékű alkoholok előállítására.

1. Alkének hidratálása

A szerkezettől függően telítetlen szénhidrogén primer, szekunder és tercier alkoholok képződhetnek:

etilén-etanol

propilén 2-propanol

metilpropén 2-metil-2-propanol

2. Halogénszármazékok hidrolízise; befolyása alatt végezték vizes oldat lúgok:

3. Észterek hidrolízise:

4. Karbonilvegyületek kinyerése:

5. Néhány konkrét fogadási mód:

a) metanol kinyerése szintézisgázból (nyomás - 50 - 150 atm, hőmérséklet - 200 - 300 ° C, katalizátorok - cink, króm, alumínium oxidjai):

b) etanol előállítása cukrok fermentálásával:

Fizikai tulajdonságok

A metil-alkohol színtelen folyadék, jellegzetes alkoholszaggal.

T bála \u003d 64,7 ° C, halvány lánggal ég. Erősen mérgező.

Az etil-alkohol színtelen folyadék, jellegzetes alkoholos szaggal.

T bála \u003d 78,3 o C

Alkoholok C 1 - C 11 - folyadékok, C 12 és magasabb - szilárd anyagok.

a C 4 - C 5 alkoholok fullasztó édes illatúak;

a magasabb alkoholok szagtalanok.

A relatív sűrűség kisebb, mint 1, azaz. könnyebb a víznél.

Az alacsony szénatomszámú alkoholok (maximum C3) bármilyen arányban elegyednek vízzel.

A szénhidrogén gyök növekedésével a vízben való oldhatóság csökken, és a molekula hidrofóbsága nő.

Az alkoholok képesek intermolekuláris asszociációra:

Ebből a szempontból az alkoholok forrás- és olvadáspontja magasabb, mint a megfelelő szénhidrogéneké és halogénszármazékoké.

Képesség etilalkohol A hidrogénkötések kialakulásában rejlik antiszeptikus tulajdonságai.

§5. Az egyértékű alkoholok kémiai tulajdonságai.

Az alkoholok jellegzetes reakcióit az határozza meg, hogy molekulájukban hidroxilcsoport van jelen, amely meghatározza jelentős reakcióképességüket.

1. Kölcsönhatás alkálifémekkel:

Az R-OMe fémalkoholátok színtelen szilárd anyagok, amelyeket víz könnyen hidrolizál. Erős alapok.

2.Alapvető tulajdonságok

3. Éterek képződése:

4. Észterek képződése

szervetlen savakkal:

szerves savakkal

5. Alkoholok reakciója hidrogén-halogenidekkel:

Foszfor-halogenidek használata:

6. Alkoholok dehidratációs reakciói.

A víz alkoholokból való szétválása savak jelenlétében vagy katalizátorok felett, magasabb hőmérsékleten történik.

Az alkoholok dehidratálása Zaicev empirikus szabálya szerint megy végbe: előnyösen a hidrogént a legkevésbé hidrogénezett β-szénatomról választják le.

1) Az elsődleges alkoholok dehidratálása zord körülmények között megy végbe:

2) Másodlagos alkoholok dehidratálása:

3) Tercier alkoholok dehidratálása:

7. Oxidáció (oxidálószerek - KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 savas környezetben)

8. Alkoholok dehidrogénezése:

Kétértékű alkoholok (diolok)

Megszerzésének módjai.

1. Etilén oxidáció

2. A dihalogén származék hidrolízise

Fizikai tulajdonságok:

Az etilénglikol viszkózus, színtelen folyadék, édes ízű, vízben oldódik; a vízmentes etilénglikol higroszkópos.

Kémiai tulajdonságok

A reakciók alapvetően hasonlóak az egyértékű alkoholok reakcióihoz, és a reakciók egy vagy két hidroxilcsoporton is lezajlhatnak.

1. Savas tulajdonságok; etilénglikol felett erős sav mint az etanol

(pKa = 14,8). Glikolátok képződése

2. Halogének helyettesítési reakciói

3. Éterek képződése

4. Kiszáradás

5. Oxidáció

Háromértékű alkoholok (triolok)

Megszerzésének módjai.

1. Zsírok hidrolízise

2. Allil-kloridból

Fizikai tulajdonságok:

A glicerin viszkózus, édes ízű folyadék. Ne oldjuk fel korlátozottan vízben, etanolban; éterben nem oldódik, a vízmentes glicerin higroszkópos (akár 40% nedvességet szív fel a levegőből).

Kémiai tulajdonságok

A reakciók alapvetően hasonlóak az egyértékű alkoholok reakcióihoz, és egyszerre egy, két vagy három hidroxilcsoporttal is lezajlanak.

1. Savas tulajdonságok; A glicerin erősebb sav, mint az etanol és az etilénglikol. pKa = 13,5.

Kelát komplexet képez réz-hidroxiddal:

2. Szubsztitúciós reakciók

3. Kiszáradás

Az alkoholok használata

Oldószerként metanolt és etanolt, valamint a szintézis kiindulási anyagát használják szerves anyag. Az etanolt a gyógyszerészetben tinktúrák, kivonatok készítésére használják; az orvostudományban - antiszeptikumként.

Az etilénglikolt szintetikus poliészter szálak (például lavsan), valamint fagyálló (50% -os oldat) előállítására használják - fagyálló folyadék a belső égésű motorok hűtésére.

A glicerint kozmetikai készítmények és kenőcsök összetevőjeként használják. A glicerin-trinitrát az angina pectoris kezelésére használt gyógyszer.

A glicerin-trinitrátot robbanóanyagok (dinamit) gyártásához használják.

A glicerin felhasználása az élelmiszer- és textiliparban.

(alkoholok) – osztály szerves vegyületek egy vagy több C-OH csoportot tartalmaz, míg az OH hidroxilcsoport egy alifás szénatomhoz kapcsolódik (azokat a vegyületeket, amelyekben a C-OH csoport szénatomja az aromás mag része, fenoloknak nevezzük)

Az alkoholok osztályozása változatos, és attól függ, hogy a szerkezet melyik jellemzőjét veszik alapul.

1. A molekulában lévő hidroxilcsoportok számától függően az alkoholokat a következőkre osztják:

a) egyatomos (egy hidroxil-OH csoportot tartalmaz), például metanol CH 3 OH, etanol C 2 H 5 OH, propanol C 3 H 7 OH

b) többatomos (két vagy több hidroxilcsoport), például etilénglikol

HO -С H 2 - CH 2 - OH , glicerin HO-CH 2 -CH (OH) -CH 2 -OH, pentaeritrit C (CH 2 OH) 4.

Olyan vegyületek, amelyekben egy szénatom

két hidroxilcsoport van, a legtöbb esetben instabilok és könnyen aldehidekké alakulnak, miközben leválasztják a vizet: RCH (OH) 2 ® RCH \u003d O + H 2 O , nem létezik.

2. Aszerint, hogy milyen szénatomhoz kötődik az OH-csoport, az alkoholokat a következőkre osztják:

a) primer, amelyben az OH csoport a primer szénatomhoz kapcsolódik. Az elsődleges szénatomot hívják (pirossal kiemelve), amely csak egy szénatomhoz kapcsolódik. Példák primer alkoholokra - etanol C

H 3 - CH 2 - OH, propanol CH 3 - CH 2 - CH 2 - OH. b) szekunder, amelyben az OH-csoport egy szekunder szénatomhoz kapcsolódik. A szekunder szénatom (kék színnel kiemelve) egyidejűleg két szénatomhoz kötődik, például szekunder propanolhoz, szekunder butanolhoz (1. ábra).

Rizs. egy. A SZEKunder alkoholok SZERKEZETE

c) tercier, amelyben az OH csoport a tercier szénatomhoz kapcsolódik. Tercier szénatom (izolált zöldben) egyidejűleg három szomszédos szénatomhoz kötődik, például tercier butanolhoz és pentanolhoz (2. ábra).

Rizs. 2. A TERCIER ALKOHOLMOK SZERKEZETE

A hozzá kapcsolódó alkoholcsoportot a szénatom típusától függően primernek, szekundernek vagy terciernek is nevezik.

A két vagy több OH csoportot tartalmazó többértékű alkoholokban primer és szekunder HO csoportok is jelen lehetnek egyidejűleg, például a glicerinben vagy a xilitben (3. ábra).

Rizs. 3. PRIMER ÉS SZEKunder OH-CSOPORTOK KOMBINÁCIÓJA A POLIATOM ALKOHOLMOK SZERKEZETÉBEN.

3. Az OH csoporttal összekapcsolt szerves csoportok szerkezete szerint az alkoholokat telítettekre (metanol, etanol, propanol), telítetlenekre osztják, például allil-alkohol CH 2 \u003d CH - CH 2 -OH, aromás (pl. , benzil-alkohol C 6 H 5 CH 2 OH), amely a csoportban

R aromás csoport.

Telítetlen alkoholok, amelyekben az OH csoport "csatlakozik" a kettős kötéshez, pl. olyan szénatomhoz kötődnek, amely egyidejűleg részt vesz a kettős kötés kialakulásában (például vinil-alkohol CH 2 \u003d CH–OH), rendkívül instabilak és azonnal izomerizálódnak ( cm.IZOMERIZÁCIÓ) aldehidekké vagy ketonokká:

CH 2 \u003d CH–OH ® CH 3 -CH \u003d O Az alkoholok nómenklatúrája. Az egyszerű szerkezetű általános alkoholok esetében egyszerűsített nómenklatúrát használnak: a szerves csoport nevét melléknévvé alakítják (az utótag és a "végződés" használatával új) és adjuk hozzá az „alkohol” szót:Abban az esetben, ha a szerves csoport szerkezete összetettebb, akkor az összes szerves kémiára vonatkozó szabályokat alkalmazzuk. Az ilyen szabályok szerint összeállított neveket szisztematikusnak nevezzük. E szabályok szerint a szénhidrogénláncot attól a végétől kell számozni, amelyikhez az OH-csoport a legközelebb van. Ezen túlmenően ez a számozás a különböző szubsztituensek helyzetének jelzésére szolgál a főlánc mentén, a név végére az „ol” utótag és az OH csoport helyzetét jelző szám kerül (4. ábra):4. AZ ALKOHOLMOK RENDSZERES MEGNEVEZÉSE. A funkcionális (OH) és a szubsztituens (CH 3) csoportok, valamint a hozzájuk tartozó digitális indexek különböző színekkel vannak kiemelve.A legegyszerűbb alkoholok szisztematikus nevei ugyanazon szabályok szerint készülnek: metanol, etanol, butanol. Egyes alkoholok esetében megmaradtak a történelmileg kialakult triviális (leegyszerűsített) elnevezések: propargilalkohol NSє C-CH 2 -OH, glicerin HO-CH 2 -CH (OH) -CH 2 -OH, pentaeritrit C (CH 2 OH) 4, fenetil-alkohol C 6 H 5 -CH 2 -CH 2 -OH.Az alkoholok fizikai tulajdonságai. Az alkoholok a legtöbb szerves oldószerben oldódnak, az első három legegyszerűbb képviselő - a metanol, az etanol és a propanol, valamint a tercier butanol (H 3 C) 3 COH - bármilyen arányban elegyedik vízzel. A szerves csoportban lévő C atomok számának növekedésével a hidrofób (víztaszító) hatás kezd hatni, a vízben való oldhatóság korlátozottá válik, és amikor R több mint 9 szénatomot tartalmaz, gyakorlatilag eltűnik.

Az OH-csoportok jelenléte miatt az alkoholmolekulák között hidrogénkötések jönnek létre.

Rizs. 5. HIDROGÉN KÖTÉSEK ALKOHOLMAKBAN(szaggatott vonallal jelölve)

Ennek eredményeként minden alkoholnak magasabb a forráspontja, mint a megfelelő szénhidrogéneké, például a T. kip. etanol + 78 °C, és T. kip. etán –88,63 °C; T. kip. butanol és bután +117,4°C, illetve –0,5°C.

Az alkoholok kémiai tulajdonságai. Az alkoholokat különféle átalakulások különböztetik meg. Az alkoholok reakcióinak van néhány általános mintája: reakcióképesség primer egyértékű alkoholok magasabb, mint a szekunder alkoholok, viszont a szekunder alkoholok kémiailag aktívabbak, mint a tercier alkoholok. A kétértékű alkoholok esetében, ha az OH-csoportok a szomszédos szénatomokon helyezkednek el, megnövekedett (az egyértékű alkoholokhoz képest) reaktivitás figyelhető meg a kölcsönös befolyásolás ezek a csoportok. Alkoholok esetében olyan reakciók lehetségesek, amelyek a C–O és az O–H kötések felhasadásával mennek végbe.

1. Az О–Н kötésen keresztül lezajló reakciók.

Az aktív fémekkel (Na, K, Mg, Al) való kölcsönhatás során az alkoholok gyenge savak tulajdonságait mutatják, és alkoholátoknak vagy alkoxidoknak nevezett sókat képeznek:

CH 3 OH + 2 Na ® 2 CH 3 OK + H 2

Az alkoholok kémiailag instabilak és víz hatására hidrolizálnak alkoholt és fém-hidroxidot képezve:

C 2 H 5 OK + H 2 O

® C 2 H 5 OH + KOH

Ez a reakció azt mutatja, hogy az alkoholok a vízzel összehasonlítva többek gyenge savak(erős sav kiszorítja a gyengét), ráadásul lúgoldatokkal kölcsönhatásba lépve az alkoholok nem képeznek alkoholátokat. Azonban in többértékű alkoholok(ha a szomszédos szénatomokhoz OH csoportok kapcsolódnak) az alkoholcsoportok savassága jóval magasabb, és nem csak fémekkel, hanem lúgokkal is kölcsönhatásba lépve alkoholátokat képezhetnek:

HO–CH 2 –CH 2 –OH + 2NaOH ® NaO–CH 2 –CH 2 –ONa + 2H 2 OHa a többértékű alkoholokban a HO-csoportok nem szomszédos C-atomokhoz kapcsolódnak, az alkoholok tulajdonságai közel egyértékűek, mivel a HO-csoportok kölcsönös hatása nem jelenik meg.

Ásványi vagy szerves savakkal való kölcsönhatás során az alkoholok észtereket képeznek - fragmenseket tartalmazó vegyületeket

R-O-A (A a sav többi része). Az alkoholok anhidridekkel és savkloridokkal való kölcsönhatása során is észterek keletkeznek. karbonsavak(6. ábra).

Oxidálószerek hatására (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4) primer alkoholok aldehideket, másodlagos ketonokat képeznek (7. ábra)

Rizs. 7. ALDEHIDEK ÉS KETONOK KÉPZÉS AZ ALKOHOLMOK OXIDÁLÁSA KÖZBEN

Az alkoholok redukciója a kiindulási alkoholmolekulával megegyező számú C atomot tartalmazó szénhidrogének képződéséhez vezet (8. ábra).

8. A BUTANOL VISSZANYERÉSE

2. A C–O kötésen lezajló reakciók.

Katalizátorok vagy erős ásványi savak jelenlétében az alkoholok dehidratálódnak (a víz leválik), miközben a reakció két irányban mehet végbe:

a) intermolekuláris dehidratáció két alkoholmolekula részvételével, miközben az egyik molekulában a C-O kötések megszakadnak, ami éterek képződését eredményezi - fragmentumot tartalmazó vegyületek

R-O-R (9A. ábra).

b) az intramolekuláris dehidratáció során alkének képződnek - kettős kötéssel rendelkező szénhidrogének. Gyakran mindkét folyamat – egy éter és egy alkén képződése – párhuzamosan megy végbe (9B. ábra).

A szekunder alkoholok esetében alkén képződése során a reakció két iránya lehetséges (9C. ábra), a domináns irány az, amelyben a hidrogén a legkevésbé hidrogénezett szénatomról válik le a kondenzáció során (jelölve: 3. szám), azaz kevesebb hidrogénatom veszi körül (az 1. atomhoz képest). ábrán látható. 10 reakciót alkalmaznak alkének és éterek előállítására.

Az alkoholokban a C–O kötés felszakadása akkor is megtörténik, ha az OH csoportot halogénnel vagy aminocsoporttal helyettesítjük (10. ábra).

Rizs. tíz. OH-CSOPORT CSERÉJE HALOGÉN- VAGY AMIN-CSOPORTRA

ábrán látható reakciók. 10-ből halogénezett szénhidrogéneket és aminokat állítanak elő.

Alkohol beszerzése. A fent bemutatott reakciók egy része (6.,9.,10. ábra) reverzibilis, és változó körülmények között az ellenkező irányba is lezajlik, így például észterek és halogénezett szénhidrogének hidrolízise során alkoholok képződnek (ábra). 11A. és B. ábra), valamint hidratációs alkének - víz hozzáadásával (11B. ábra).

Rizs. tizenegy. SZESSZOK ELŐÁLLÍTÁSA SZERVES VEGYÜLETEK HIDROLÍZISÉVEL ÉS HIDRATÁLÁSÁVAL

Az alkének hidrolízisének reakciója (11. ábra, B séma) áll a háttérben ipari termelés legfeljebb 4 szénatomot tartalmazó rövid szénláncú alkoholok.

Etanol képződik a cukrok, például a glükóz C 6 H 12 O 6 úgynevezett alkoholos fermentációja során is. A folyamat élesztőgombák jelenlétében megy végbe, és etanol és CO 2 képződéséhez vezet:

® 2C 2H 5OH + 2CO 2

Erjesztéssel legfeljebb 15%-os vizes alkohololdat nyerhető, mivel az élesztőgombák nagyobb alkoholkoncentrációnál elpusztulnak. A nagyobb koncentrációjú alkoholos oldatokat desztillációval állítják elő.

A metanolt az iparban a szén-monoxid 400 °C-on történő redukálásával nyerik

° C-on 20-30 MPa nyomáson, réz-, króm- és alumínium-oxidokból álló katalizátor jelenlétében:® H 3 SON Ha az alkének hidrolízise helyett (11. ábra) oxidációt végzünk, akkor kétértékű alkoholok képződnek (12. ábra). 12. DIATÓMÁS AKOHOLMOK BESZERZÉSEAz alkoholok használata. Az alkoholok azon képessége, hogy részt vegyenek a különböző kémiai reakciók lehetővé teszi mindenféle szerves vegyület előállítását: aldehidek, ketonok, karbonsavak, éterek és észterek, amelyeket szerves oldószerként használnak polimerek, színezékek és gyógyszerek előállításához.

A metanol CH 3 OH-t oldószerként, valamint formaldehid előállítására használják, amelyet fenol-formaldehid gyanták előállítására használnak. mostanában a metanol ígéretes motorüzemanyagnak számít. A földgáz előállítása és szállítása során nagy mennyiségű metanolt használnak fel. A metanol a legmérgezőbb vegyület az összes alkohol közül, szájon át szedve a halálos adag 100 ml.

Az etanol C 2 H 5 OH az acetaldehid előállításának kiindulási vegyülete, ecetsav, valamint az oldószerként használt karbonsavak észtereinek előállítására. Ezen túlmenően az etanol minden alkoholos ital fő összetevője, az orvostudományban is széles körben használják fertőtlenítőként.

A butanolt zsírok és gyanták oldószereként használják, emellett alapanyagként szolgál illatos anyagok (butil-acetát, butil-szalicilát stb.) előállításához. A samponokban olyan komponensként használják, amely növeli az oldatok átlátszóságát.

A benzil-alkohol C 6 H 5 -CH 2 -OH szabad állapotban (és észterek formájában) megtalálható a jázmin és a jácint illóolajában. Antiszeptikus (fertőtlenítő) tulajdonságokkal rendelkezik, kozmetikában tartósítószerként krémekhez, testápolókhoz, fogászati ​​elixírekhez, illatszerként illatanyagként használják.

A C 6 H 5 -CH 2 -CH 2 -OH fenetil-alkohol rózsaillatú, a rózsaolajban található, és az illatszeriparban használják.

Az etilénglikol HOCH 2 -CH 2 OH-t műanyagok gyártásában és fagyállóként (a vizes oldatok fagyáspontját csökkentő adalékanyagként) használják, emellett textil- és nyomdafestékek gyártásában.

A HOCH 2 -CH 2 OCH 2 -CH 2 OH dietilén-glikolt hidraulikus fékberendezések töltésére, valamint a textiliparban szövetek kidolgozására és festésére használják.

Glicerin

HOCH2-CH(OH)-CH2OH poliészter-gliptálgyanták előállítására használják, emellett számos kozmetikai készítmény összetevője. A bányászatban és a vasútépítésben robbanóanyagként használt dinamit fő alkotóeleme a nitroglicerin (6. ábra).

pentaeritrit (

HOCH 2) A 4 C-t poliészterek (pentaftálgyanták) előállítására használják, műgyanták keményítőjeként, polivinil-klorid lágyítójaként, valamint tetranitropentaeritrit robbanóanyag gyártásánál.

A xilit HOCH 2 - (CHOH) 3 -CH 2 OH és a szorbit neHOCH 2 - (CHOH) 4 -CH 2 OH többértékű alkoholok édes ízűek, cukor helyett cukorbetegek és elhízottak számára készült édességek gyártásánál használják. A szorbit a berkenye és a cseresznye bogyóiban található.

Mihail Levitszkij

IRODALOM Shabarov Yu.S. Szerves kémia . Moszkva, "Kémia", 1994