alcoli monoidrici.

Gli alcoli sono chiamati derivati ​​degli idrocarburi, che sono prodotti della sostituzione di un atomo di idrogeno (atomi) in una molecola di idrocarburo con un gruppo ossidrile -OH. A seconda di quanti atomi di idrogeno vengono sostituiti, gli alcoli sono monoidrici e poliidrici. Quelli. il numero di gruppi -OH in una molecola di alcol caratterizza l'atomicità di quest'ultima.

Limitare gli alcoli monoidrici è della massima importanza. La composizione dei membri di un numero di alcoli monoidrici saturi può essere espressa dalla formula generale: СnH2n + 1OH o R-OH.

Di seguito sono riportati i primi membri della serie omologa degli alcoli e i loro nomi secondo la nomenclatura radicale-funzionale, sostitutiva e razionale:

Secondo la nomenclatura radicale-funzionale, il nome di alcoli è formato dal nome dei radicali e dalla parola "alcool", che esprime il nome funzionale della classe.

Proprietà chimiche

• 1. Gli alcoli reagiscono con i metalli alcalini (Na, K, ecc.) per formare alcolati:
• 2R--OH + 2Na ® 2R--ONa + H2
• 2. Sostituzione del gruppo ossidrile degli alcoli con alogeno

R--OH + H--X « R--X + H2O

3. L'interazione degli alcoli con gli acidi è chiamata reazione di esterificazione. Di conseguenza, si formano esteri:

R--OH + HO--C--R1 « R--O--C--R1 + H2O

4. A temperature elevate, l'ossigeno dell'aria ossida gli alcoli per formare CO2 o H2O (processo di combustione). Il metanolo e l'etanolo bruciano con una fiamma quasi non luminosa, quelli più alti con una più brillante e fumosa. Ciò è dovuto all'aumento del relativo aumento di carbonio nella molecola.

Soluzioni di KMnO4 e K2Cr2O7 (acido) ossidano gli alcoli. La soluzione di KMnO4 diventa incolore, la soluzione di K2Cr2O7 diventa verde.

In questo caso, gli alcoli primari formano aldeidi, gli alcoli secondari formano chetoni, un'ulteriore ossidazione di aldeidi e chetoni porta alla formazione acidi carbossilici.

5. Quando i vapori degli alcoli primari e secondari passano sulla superficie dei metalli finemente suddivisi riscaldati (Cu, Fe), si verifica la loro deidrogenazione:

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

alcoli poliidrici.

Gli alcoli diidrici sono chiamati glicoli, gli alcoli triidrici sono chiamati gliceroli. Secondo la nomenclatura di sostituzione internazionale, gli alcoli diidrici sono chiamati alcanedioli, gli alcoli triatomici sono chiamati alcanetrioli. Alcoli con due idrossili in un atomo di carbonio di solito non esistono in forma libera; quando cercano di ottenerli, si decompongono, rilasciando acqua e trasformandosi in un composto con un gruppo carbonile - aldeidi o chetoni

Gli alcoli triidrici con tre idrossili in un atomo di carbonio sono ancora più instabili di altri diidrici simili e non sono noti in forma libera:

Pertanto, il primo rappresentante degli alcoli diidrici è un derivato etano della composizione C2H4 (OH) 2 con gruppi ossidrile a diversi atomi di carbonio - 1,2-etandiolo o altro - glicole etilenico (glicole). Il propano corrisponde già a due alcoli diidrici: 1,2-propadiolo o glicole propilenico e 1,3-propandiolo o glicole trimetilene:

I glicoli in cui due gruppi idrossilici dell'alcol si trovano fianco a fianco in una catena - in atomi di carbonio adiacenti, sono chiamati a-glicoli (ad esempio, glicole etilenico, glicole propilenico). I glicoli con gruppi alcolici situati attraverso un atomo di carbonio sono chiamati b-glicoli (trimetilene glicole). E così via.

Tra gli alcoli diidrici, il glicole etilenico è di grande interesse. Viene utilizzato come antigelo per il raffreddamento dei cilindri di motori di automobili, trattori e aerei; al ricevimento di lavsan (poliestere di alcol con acido tereftalico).

È un liquido sciropposo incolore, inodore, di sapore dolce, velenoso. Miscibile con acqua e alcool. Tbp.=197 °C, Tm.= -13 °C, d204=1,114 g/cm3. liquido combustibile.

Fornisce tutte le reazioni caratteristiche degli alcoli monoidrici e uno o entrambi i gruppi alcolici possono parteciparvi. A causa della presenza di due gruppi OH, i glicoli hanno proprietà leggermente più acide rispetto agli alcoli monoidrici, sebbene non diano una reazione acida al tornasole, non conducono corrente elettrica. Ma a differenza degli alcoli monoidrici, dissolvono gli idrossidi metalli pesanti. Ad esempio, quando si aggiunge glicole etilenico a un precipitato gelatinoso blu di Cu (OH) 2, si forma una soluzione blu di glicolato di rame:

Sotto l'azione di PCl5, entrambi i gruppi idrossido vengono sostituiti dal cloro e, sotto l'azione di HCl, ne viene sostituito uno e si formano le cosiddette cloridrine glicole:

Durante la disidratazione, il glicole dietilenico è formato da 2 molecole di glicole etilenico:

Quest'ultimo, rilasciando per via intramolecolare una molecola di acqua, può trasformarsi in un composto ciclico con due gruppi eterei - diossano:

D'altra parte, il glicole dietilenico può reagire con la successiva molecola di glicole etilenico, formando un composto anche con due gruppi eterei, ma con una catena aperta: il trietilenglicole. L'interazione sequenziale di questo tipo di reazione di molte molecole di glicole porta alla formazione di poliglicoli - composti ad alto peso molecolare contenenti molti gruppi eterei. Le reazioni di formazione del poliglicole sono denominate reazioni di policondensazione.

I poliglicoli sono utilizzati nella produzione di detergenti sintetici, agenti bagnanti, agenti schiumogeni.

Proprietà chimiche

La caratteristica principale degli eteri è la loro inerzia chimica. A differenza degli esteri, non vengono idrolizzati e non vengono decomposti dall'acqua in alcoli iniziali. Gli eteri anidri (assoluti), a differenza degli alcoli, non reagiscono con il sodio metallico a temperature ordinarie, perché non c'è idrogeno attivo nelle loro molecole.

La scissione degli eteri avviene sotto l'azione di alcuni acidi. Ad esempio, concentrato (soprattutto fumante) acido solforico assorbe i vapori di etere e in questo caso si forma un estere di acido solforico (acido etilsolforico) e alcol.

L'acido idroiodico decompone anche gli eteri, risultando in aloalchile e alcol.

Quando riscaldato, il sodio metallico scinde gli eteri per formare un alcolato e un composto organosodico.

Che nella loro composizione contengono uno o più gruppi ossidrile. A seconda del numero di gruppi OH, questi sono divisi in alcoli monoidrici, triidrici, ecc. Molto spesso questi sostanze complesse sono considerati derivati ​​di idrocarburi, le cui molecole hanno subito modificazioni, tk. uno o più atomi di idrogeno sono stati sostituiti da un gruppo ossidrile.

I rappresentanti più semplici di questa classe sono gli alcoli monoidrici, formula generale che assomiglia a questo: R-OH o

Cn + H 2n + 1OH.

1. Alcoli contenenti fino a 15 atomi di carbonio - liquidi, 15 o più - solidi.
2. La solubilità in acqua dipende peso molecolare più è alto, peggio l'alcol si dissolve nell'acqua. Pertanto, gli alcoli inferiori (fino al propanolo) sono miscibili con l'acqua in qualsiasi proporzione, mentre quelli superiori sono praticamente insolubili in essa.
3. Anche il punto di ebollizione aumenta con l'aumentare massa atomica, ad esempio, t kip. CH3OH \u003d 65 ° С e t bp. С2Н5ОН = 78 ° С.
4. Maggiore è il punto di ebollizione, minore è la volatilità, ad es. la sostanza non evapora bene.

Queste proprietà fisiche degli alcoli saturi con un gruppo ossidrile possono essere spiegate dal verificarsi di un legame idrogeno intermolecolare tra le singole molecole del composto stesso o alcol e acqua.

Gli alcoli monoidrici sono in grado di entrare in tali reazioni chimiche:

Dopo aver considerato le proprietà chimiche degli alcoli, possiamo concludere che gli alcoli monoidrici sono composti anfoteri, perché. possono reagire con metalli alcalini, mostrando proprietà deboli, e con alogenuri di idrogeno, mostrando proprietà di base. Tutte le reazioni chimiche vanno con uno spazio vuoto Connessioni ON o SO.

Pertanto, gli alcoli monoidrici saturi sono composti complessi con un gruppo OH che non hanno valenze libere dopo la formazione Connessioni CC ed esibendo proprietà deboli sia degli acidi che delle basi. Per le loro proprietà fisiche e chimiche, sono ampiamente utilizzati nella sintesi organica, nella produzione di solventi, additivi per combustibili, nonché nell'industria alimentare, medicina e cosmetologia (etanolo).

Gli alcoli sono un grande gruppo di sostanze chimiche organiche. Comprende sottoclassi di alcoli monoidrici e polivalenti, nonché tutte le sostanze di una struttura combinata: alcoli aldeidici, derivati ​​fenolici, molecole biologiche. Queste sostanze entrano in molti tipi di reazioni sia al gruppo ossidrile che all'atomo di carbonio che lo trasporta. Queste proprietà chimiche degli alcoli dovrebbero essere studiate in dettaglio.

Tipi di alcoli

Gli alcoli contengono un gruppo ossidrile attaccato a un atomo di carbonio vettore. A seconda del numero di atomi di carbonio a cui è collegato il vettore C, gli alcoli si dividono in:

• primario (collegato al terminale carbonio);
• secondario (collegato a un gruppo ossidrile, un idrogeno e due atomi di carbonio);
• terziario (collegato a tre atomi di carbonio e un gruppo ossidrile);
• misti (alcoli polivalenti in cui sono presenti gruppi ossidrilici ad atomi di carbonio secondari, primari o terziari).

Gli alcoli sono anche divisi in base al numero di radicali idrossilici in monoidrici e poliidrici. I primi contengono solo un gruppo ossidrile nell'atomo di carbonio che trasporta, ad esempio etanolo. Gli alcoli polivalenti contengono due o più gruppi ossidrile su atomi di carbonio portanti diversi.

Proprietà chimiche degli alcoli: tabella

È più conveniente presentarci il materiale di interesse attraverso una tabella che riflette i principi generali della reattività degli alcoli.

Legame reattivo, tipo di reazione	Reagente	Prodotto
Legame OH, sostituzione	Metallo attivo, idruro di metallo attivo, alcali o ammidi di metallo attivo	alcolati
Legame C-O e O-H, disidratazione intermolecolare	Alcool quando riscaldato ambiente acido	Etere
Legame C-O e O-H, disidratazione intramolecolare	Alcool se riscaldato su acido solforico concentrato	Idrocarburo insaturo
Legame C-O, sostituzione	Alogenuro di idrogeno, cloruro di tionile, sale quasi-fosfonio, alogenuri di fosforo	aloalcani
Legame CO - ossidazione	Donatori di ossigeno (permanganato di potassio) con alcol primario	Aldeide
Legame CO - ossidazione	Donatori di ossigeno (permanganato di potassio) con alcol secondario
molecola di alcol	Ossigeno (combustione)	anidride carbonica e acqua.

Reattività degli alcoli

A causa della presenza di un radicale idrocarburico nella molecola dell'alcol monovalente - il legame C-O e il legame O-H - questa classe di composti entra in numerose reazioni chimiche. Determinano le proprietà chimiche degli alcoli e dipendono dalla reattività della sostanza. Quest'ultimo, a sua volta, dipende dalla lunghezza del radicale idrocarburico attaccato all'atomo di carbonio vettore. Più è grande, minore è la polarità del legame O-H, per cui le reazioni che procedono con l'eliminazione dell'idrogeno dall'alcol procederanno più lentamente. Ciò riduce anche la costante di dissociazione della sostanza menzionata.

Le proprietà chimiche degli alcoli dipendono anche dal numero di gruppi ossidrile. Si sposta la densità elettronica verso se stessa lungo i legami sigma, il che aumenta la reattività lungo Gruppi ON e. Perché si polarizza Collegamento CO, quindi le reazioni con la sua rottura sono più attive negli alcoli che hanno due o più gruppi O-H. Pertanto, gli alcoli polivalenti, le cui proprietà chimiche sono più numerose, hanno maggiori probabilità di reagire. Contengono anche diversi gruppi alcolici, motivo per cui possono reagire liberamente con ciascuno di essi.

Reazioni tipiche degli alcoli monoidrici e polivalenti

Le proprietà chimiche tipiche degli alcoli compaiono solo nella reazione con metalli attivi, loro basi e idruri, acidi di Lewis. Tipiche sono anche le interazioni con alogenuri di idrogeno, alogenuri di fosforo e altri componenti per produrre aloalcani. Inoltre, gli alcoli sono anche basi deboli, quindi reagiscono con gli acidi, formando alogenuri di idrogeno ed esteri di acidi inorganici.

Gli eteri sono formati da alcoli per disidratazione intermolecolare. Le stesse sostanze entrano in reazioni di deidrogenazione con formazione di aldeidi dall'alcool primario e chetoni da quello secondario. Gli alcoli terziari non entrano in tali reazioni. Inoltre, le proprietà chimiche dell'alcol etilico (e di altri alcoli) lasciano la possibilità della loro completa ossidazione con l'ossigeno. esso semplice reazione combustione, accompagnata dal rilascio di acqua con anidride carbonica e un po' di calore.

Reazioni sull'atomo di idrogeno del legame О-Н

Le proprietà chimiche degli alcoli monoidrici consentono la rottura del legame O-H e l'eliminazione dell'idrogeno. Queste reazioni procedono quando interagiscono con metalli attivi e loro basi (alcali), con idruri di metalli attivi e anche con acidi di Lewis.

Anche gli alcoli reagiscono attivamente con standard organici e non acidi organici. A questo caso prodotti di reazione è un estere o un alocarbonio.

Reazioni per la sintesi di aloalcani (tramite il legame CO)

Gli alogenalcani sono composti tipici che possono essere ottenuti dagli alcoli mediante diversi tipi di reazioni chimiche. In particolare, le proprietà chimiche degli alcoli monovalenti consentono di interagire con alogenuri di idrogeno, alogenuri di fosforo trivalenti e pentavalenti, sali di quasi fosfonio e cloruro di tionile. Inoltre, gli aloalcani dagli alcoli possono essere ottenuti in modo intermedio, cioè dalla sintesi di un alchilsolfonato, che entrerà successivamente in una reazione di sostituzione.

Un esempio della prima reazione con acido alogenuro è indicato nell'appendice grafica sopra. Qui, l'alcol butilico reagisce con acido cloridrico per formare clorobutano. In generale, la classe di composti contenenti cloro e un radicale saturo di idrocarburi è chiamata alchil cloruro. sottoprodotto interazione chimicaè acqua.

Le reazioni con la produzione di cloruro di alchile (ioduro, bromuro o fluoruro) sono piuttosto numerose. Un tipico esempio è l'interazione con tribromuro di fosforo, pentacloruro di fosforo e altri composti di questo elemento e suoi alogenuri, percloruri e perfluoruri. Procedono secondo il meccanismo della sostituzione nucleofila. Gli alcoli reagiscono anche con il cloruro di tionile per formare cloroalcano e rilasciare SO 2 .

Visivamente, le proprietà chimiche degli alcoli saturi monoidrici contenenti un radicale idrocarburico saturo sono presentate sotto forma di reazioni nell'illustrazione seguente.

Gli alcoli reagiscono prontamente con il sale quasi-fosfonio. Tuttavia, questa reazione è più vantaggiosa quando si procede con alcoli monoidrici secondari e terziari. Sono regioselettivi e consentono l'"impianto" di un gruppo alogeno in un luogo rigorosamente definito. I prodotti di tali reazioni si ottengono con un'elevata frazione di massa della resa. E gli alcoli polivalenti, le cui proprietà chimiche sono alquanto diverse da quelle di quelli monoidrici, possono isomerizzarsi durante la reazione. Pertanto, ottenere il prodotto target è difficile. Un esempio di reazione nell'immagine.

Disidratazione intramolecolare e intermolecolare degli alcoli

Il gruppo ossidrile situato nell'atomo di carbonio di supporto può essere separato usando forti accettori. Ecco come procedono le reazioni di disidratazione intermolecolare. Quando una molecola di alcol interagisce con un'altra in una soluzione di acido solforico concentrato, una molecola d'acqua viene scissa da entrambi i gruppi ossidrile, i cui radicali si combinano per formare una molecola di etere. Con la disidratazione intermolecolare dell'etanolo, è possibile ottenere diossano, un prodotto di disidratazione di quattro gruppi ossidrile.

Nella disidratazione intramolecolare, il prodotto è un alchene.

Alcoli- sono derivati ​​di idrocarburi, le cui molecole contengono uno o più gruppi idrossilici OH - associati ad un atomo di carbonio saturo.

Nomenclatura: sistematica - la desinenza - ol è aggiunta al nome dell'idrocarburo corrispondente, la posizione del gruppo OH è indicata da un numero; usa nomi banali.

CLASSIFICAZIONE

Dal numero di OH - gruppi gli alcoli sono divisi in

● monoatomico

● biatomico (dioli)

● triatomico (trioli)

● poliidrico (polioli)

A seconda della posizione dei gruppi OH distinguere

● primario

● secondario

● terziario

A seconda della natura del radicale R distinguere

● ricco

● insaturo

● aromatico

● aliciclico

isomeria

1. Scheletro di carbonio

2. Posizione gruppo funzionale:

3. Isomeria interclasse (gli alcol sono isomerici alla classe degli eteri)

§3. Metodi per ottenere alcoli monoidrici.

1. Idratazione degli alcheni

A seconda della struttura idrocarburo insaturo si possono formare alcoli primari, secondari e terziari:

etilene etanolo

propilene 2-propanolo

metilpropene 2-metil-2-propanolo

2. Idrolisi dei derivati ​​dell'alogeno; svolto sotto l'influenza soluzione acquosa alcali:

3. Idrolisi degli esteri:

4. Recupero di composti carbonilici:

5. Alcuni metodi di ricezione specifici:

a) ottenere metanolo dal gas di sintesi (pressione - 50 - 150 atm, temperatura - 200 - 300 ° C, catalizzatori - ossidi di zinco, cromo, alluminio):

b) ottenere etanolo dalla fermentazione degli zuccheri:

Proprietà fisiche

L'alcol metilico è un liquido incolore con un caratteristico odore di alcol.

balla a T \u003d 64,7 ° C, brucia con una fiamma pallida. Fortemente velenoso.

L'alcol etilico è un liquido incolore con un caratteristico odore alcolico.

balla a T \u003d 78,3 o C

Alcoli C 1 - C 11 - liquidi, C 12 e superiori - solidi.

gli alcoli C 4 - C 5 hanno un odore dolce soffocante;

gli alcoli superiori sono inodori.

La densità relativa è inferiore a 1, cioè più leggero dell'acqua.

Alcoli inferiori (fino a C 3) sono miscibili con acqua in qualsiasi rapporto.

Con un aumento del radicale idrocarburico, la solubilità in acqua diminuisce e aumenta l'idrofobicità della molecola.

Gli alcoli sono capaci di associazione intermolecolare:

A questo proposito, i punti di ebollizione e di fusione degli alcoli sono superiori a quelli dei corrispondenti idrocarburi e derivati ​​degli alogeni.

Capacità alcol etilico alla formazione di legami idrogeno sta alla base delle sue proprietà antisettiche.

§5. Proprietà chimiche degli alcoli monovalenti.

Le reazioni caratteristiche degli alcoli sono determinate dalla presenza di un gruppo ossidrile nella loro molecola, che ne determina la significativa reattività.

1. Interazione con metalli alcalini:

Gli alcolati metallici R-OMe sono solidi incolori, facilmente idrolizzati dall'acqua. Sono basi forti.

2.Proprietà di base

3. Formazione di eteri:

4. Formazione di esteri

con acidi inorganici:

con acidi organici

5. Reazione degli alcoli con alogenuri di idrogeno:

L'uso degli alogenuri di fosforo:

6. Reazioni di disidratazione degli alcoli.

La scissione dell'acqua dagli alcoli avviene in presenza di acidi o su catalizzatori a temperature elevate.

La disidratazione degli alcoli avviene secondo la regola empirica di Zaitsev: preferibilmente, l'idrogeno viene separato dall'atomo di β-carbonio meno idrogenato.

1) La disidratazione degli alcoli primari avviene in condizioni difficili:

2) Disidratazione degli alcoli secondari:

3) Disidratazione degli alcoli terziari:

7. Ossidazione (agenti ossidanti - KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 in ambiente acido)

8.Deidrogenazione degli alcoli:

Alcoli diidrici (dioli)

Modi per ottenere.

1. Ossidazione dell'etilene

2. Idrolisi del derivato dialogico

Proprietà fisiche:

Il glicole etilenico è un liquido viscoso incolore, di sapore dolce, solubile in acqua; il glicole etilenico anidro è igroscopico.

Proprietà chimiche

Le reazioni sono sostanzialmente simili alle reazioni degli alcoli monoidrici e le reazioni possono procedere a uno o due gruppi ossidrilici.

1. Proprietà acide; glicole etilenico finito acido forte rispetto all'etanolo

(pKa = 14,8). Formazione di glicolati

2. Reazioni di sostituzione per alogeni

3. Formazione di eteri

4. Disidratazione

5. Ossidazione

Alcoli triidrici (trioli)

Modi per ottenere.

1. Idrolisi dei grassi

2. Da cloruro di allile

Proprietà fisiche:

La glicerina è un liquido viscoso dal sapore dolce. Non dissolviamo in modo limitato in acqua, etanolo; non si dissolve nell'etere, la glicerina anidra è igroscopica (assorbe fino al 40% dell'umidità dall'aria).

Proprietà chimiche

Le reazioni sono sostanzialmente simili alle reazioni degli alcoli monoidrici e le reazioni possono procedere con uno, due o tre gruppi ossidrilici contemporaneamente.

1. Proprietà acide; La glicerina è un acido più forte dell'etanolo e del glicole etilenico. pKa = 13,5.

Forma un complesso chelato con idrossido di rame:

2. Reazioni di sostituzione

3. Disidratazione

L'uso di alcol

Metanolo ed etanolo sono usati come solventi, così come materiali di partenza in sintesi materia organica. L'etanolo è usato in farmacia per la preparazione di tinture, estratti; in medicina - come antisettico.

Il glicole etilenico viene utilizzato per produrre fibre di poliestere sintetiche (ad esempio lavsan) e antigelo (soluzione al 50%) - un liquido antigelo per il raffreddamento dei motori a combustione interna.

La glicerina è usata come componente di preparati cosmetici e unguenti. Il trinitrato di glicerolo è un farmaco usato per trattare l'angina pectoris.

Il trinitrato di glicerolo viene utilizzato nella produzione di esplosivi (dinamite).

L'uso della glicerina nell'industria alimentare e tessile.

classe (alcoli). composti organici contenente uno o più gruppi COH, mentre il gruppo OH idrossile è legato ad un atomo di carbonio alifatico (i composti in cui l'atomo di carbonio nel gruppo COH fa parte del nucleo aromatico sono chiamati fenoli)

La classificazione degli alcoli è diversa e dipende da quale caratteristica della struttura viene presa come base.

1. A seconda del numero di gruppi ossidrile nella molecola, gli alcoli sono suddivisi in:

a) monoatomico (contiene un gruppo idrossile OH), ad esempio metanolo CH 3 OH, etanolo C 2 H 5 OH, propanolo C 3 H 7 OH

b) poliatomico (due o più gruppi ossidrile), ad esempio glicole etilenico

HO С H 2 CH 2 OH , glicerina HOCH 2 CH (OH) CH 2 OH, pentaeritritolo C (CH 2 OH) 4.

Composti in cui un atomo di carbonio

ci sono due gruppi ossidrilici, nella maggior parte dei casi sono instabili e si trasformano facilmente in aldeidi, mentre scindono l'acqua: RCH (OH) 2 ® RCH \u003d O + H 2 O , non esiste.

2. A seconda del tipo di atomo di carbonio a cui è legato il gruppo OH, gli alcoli si dividono in:

a) primario, in cui il gruppo OH è legato all'atomo di carbonio primario. Viene chiamato l'atomo di carbonio primario (evidenziato in rosso), associato a un solo atomo di carbonio. Esempi di alcoli primari etanolo C

H 3 CH 2 OH, propanolo C H 3 CH 2 CH 2 OH. b) secondario, in cui il gruppo OH è legato ad un atomo di carbonio secondario. L'atomo di carbonio secondario (evidenziato in blu) è legato contemporaneamente a due atomi di carbonio, ad esempio propanolo secondario, butanolo secondario (Fig. 1).

Riso. uno. STRUTTURA DEGLI ALCOL SECONDARI

c) terziario, in cui il gruppo OH è legato all'atomo di carbonio terziario. Atomo di carbonio terziario (isolato in verde) è legato contemporaneamente a tre atomi di carbonio vicini, ad esempio butanolo terziario e pentanolo (Fig. 2).

Riso. 2. STRUTTURA DEGLI ALCOL TERZIARI

Il gruppo alcolico ad esso collegato è anche chiamato primario, secondario o terziario, a seconda del tipo di atomo di carbonio.

Negli alcoli polivalenti contenenti due o più gruppi OH, possono essere presenti contemporaneamente sia i gruppi HO primari che quelli secondari, ad esempio nel glicerolo o nello xilitolo (Fig. 3).

Riso. 3. COMBINAZIONE DI GRUPPI OH PRIMARI E SECONDARI NELLA STRUTTURA DEGLI ALCOLI POLIATOMICI.

3. Secondo la struttura dei gruppi organici legati da un gruppo OH, gli alcoli sono suddivisi in saturi (metanolo, etanolo, propanolo), insaturi, ad esempio alcol allilico CH 2 \u003d CHCH 2 OH, aromatici (ad esempio alcol benzilico C 6 H 5 CH 2 OH), contenente nel gruppo

R gruppo aromatico.

Alcoli insaturi, in cui il gruppo OH "confina" con il doppio legame, cioè legati a un atomo di carbonio che partecipa contemporaneamente alla formazione di un doppio legame (ad esempio alcol vinilico CH 2 \u003d CHOH), sono estremamente instabili e isomerizzano immediatamente ( centimetro.ISOMERIZZAZIONE) ad aldeidi o chetoni:

CH 2 \u003d CHOH ® CH 3 CH \u003d O Nomenclatura degli alcoli. Per gli alcoli comuni di struttura semplice si usa una nomenclatura semplificata: il nome del gruppo organico viene convertito in aggettivo (usando il suffisso e la desinenza " nuovo”) e aggiungi la parola “alcool”:Nel caso in cui la struttura del gruppo organico sia più complessa, si utilizzano le regole comuni a tutta la chimica organica. I nomi compilati secondo tali regole sono chiamati sistematici. Secondo queste regole, la catena degli idrocarburi è numerata dall'estremità a cui il gruppo OH è più vicino. Successivamente, questa numerazione viene utilizzata per indicare la posizione dei vari sostituenti lungo la catena principale, alla fine del nome vengono aggiunti il ​​suffisso "ol" e un numero che indica la posizione del gruppo OH (Fig. 4):4. NOMI SISTEMATICI DEGLI ALCOL. I gruppi funzionali (OH) e sostituenti (CH 3), nonché i relativi indici digitali, sono evidenziati con colori diversi.I nomi sistematici degli alcoli più semplici sono realizzati secondo le stesse regole: metanolo, etanolo, butanolo. Per alcuni alcoli sono stati conservati nomi banali (semplificati) che si sono sviluppati storicamente: alcol propargilico NSє CCH 2 OH, glicerina HOCH 2 CH (OH)CH 2 OH, pentaeritritolo C (CH 2 OH) 4, alcool fenetilico C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH.Proprietà fisiche degli alcoli. Gli alcoli sono solubili nella maggior parte dei solventi organici, i primi tre rappresentanti più semplici - metanolo, etanolo e propanolo, così come il butanolo terziario (Н 3 С) 3 СОН sono miscibili con acqua in qualsiasi rapporto. Con un aumento del numero di atomi di C nel gruppo organico, l'effetto idrofobico (idrorepellente) inizia a influenzare, la solubilità in acqua diventa limitata e quando R contenente più di 9 atomi di carbonio, praticamente scompare.

A causa della presenza di gruppi OH, si formano legami idrogeno tra le molecole di alcol.

Riso. 5. LEGAMI IDROGENI NEGLI ALCOL(indicato da linea tratteggiata)

Di conseguenza, tutti gli alcoli hanno un punto di ebollizione più alto rispetto ai corrispondenti idrocarburi, ad esempio T. kip. etanolo + 78 ° C e T. kip. etano 88,63°C; T. kip. butanolo e butano rispettivamente +117,4°C e 0,5°C.

Proprietà chimiche degli alcoli. Gli alcoli si distinguono per varie trasformazioni. Le reazioni degli alcoli hanno alcuni schemi generali: reattività gli alcoli monoidrici primari sono superiori a quelli secondari, a loro volta gli alcoli secondari sono chimicamente più attivi di quelli terziari. Per gli alcoli diidrici, nel caso in cui i gruppi OH si trovino in atomi di carbonio vicini, si osserva una maggiore reattività (rispetto agli alcoli monoidrici) a causa di influenza reciproca questi gruppi. Per gli alcoli sono possibili reazioni che rompono entrambi i legami CO e OH.

1. Reazioni che procedono attraverso il legame OH.

Quando interagiscono con metalli attivi (Na, K, Mg, Al), gli alcoli mostrano le proprietà di acidi deboli e formano sali chiamati alcolati o alcossidi:

CH 3 OH + 2 Na ® 2 CH 3 OK + H 2

Gli alcolati sono chimicamente instabili e si idrolizzano sotto l'azione dell'acqua per formare alcol e idrossido di metallo:

C 2 H 5 OK + H 2 O

® C 2 H 5 OH + KOH

Questa reazione mostra che gli alcoli, rispetto all'acqua, sono maggiori acidi deboli(un acido forte sostituisce uno debole), inoltre, quando interagiscono con soluzioni alcaline, gli alcoli non formano alcolati. Tuttavia, nel alcoli poliidrici(nel caso in cui i gruppi OH siano attaccati agli atomi C vicini), l'acidità dei gruppi alcolici è molto più alta e possono formare alcolati non solo quando interagiscono con i metalli, ma anche con gli alcali:

HOCH 2 CH 2 OH + 2NaOH ® NaOCH 2 CH 2 ONa + 2H 2 OQuando i gruppi HO negli alcoli polivalenti sono attaccati ad atomi di C non adiacenti, le proprietà degli alcoli sono vicine al monoidrico, poiché l'influenza reciproca dei gruppi HO non appare.

Quando interagiscono con acidi minerali o organici, gli alcoli formano esteri - composti contenenti un frammento

ROA (Un residuo acido). La formazione di esteri avviene anche durante l'interazione di alcoli con anidridi e cloruri acidi. acidi carbossilici(Fig. 6).

Sotto l'azione di agenti ossidanti (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4) alcoli primari formano aldeidi e chetoni secondari (Fig. 7)

Riso. 7. FORMAZIONE DI ALDEIDI E CHETONI DURANTE L'OSSIDAZIONE DEGLI ALCOL

La riduzione degli alcoli porta alla formazione di idrocarburi contenenti lo stesso numero di atomi di C della molecola di alcol iniziale (Fig. 8).

8. RECUPERO DI BUTANOLO

2. Reazioni che procedono attraverso il legame CO.

In presenza di catalizzatori o acidi minerali forti, gli alcoli vengono disidratati (l'acqua viene scissa), mentre la reazione può andare in due direzioni:

a) disidratazione intermolecolare che coinvolge due molecole di alcol, mentre i legami CO in una delle molecole si rompono, con conseguente formazione di composti eteri contenenti un frammento

R.O.R (Fig. 9A).

b) durante la disidratazione intramolecolare si formano alcheni - idrocarburi con doppio legame. Spesso entrambi i processi, la formazione di un etere e di un alchene, procedono in parallelo (Fig. 9B).

Nel caso degli alcoli secondari, durante la formazione di un alchene, sono possibili due direzioni di reazione (Fig. 9C), la direzione predominante è quella in cui l'idrogeno viene scisso dall'atomo di carbonio meno idrogenato durante la condensazione (contrassegnato con il numero 3), cioè circondato da un minor numero di atomi di idrogeno (rispetto all'atomo 1). Mostrato in fig. 10 reazioni vengono utilizzate per produrre alcheni ed eteri.

La rottura del legame CO negli alcoli si verifica anche quando il gruppo OH viene sostituito da un alogeno o da un gruppo amminico (Fig. 10).

Riso. dieci. SOSTITUZIONE DEL GRUPPO OH IN ALCOL CON GRUPPO ALOGENO O AMMINICO

Le reazioni mostrate in fig. 10 sono usati per produrre alocarburi e ammine.

Ottenere alcolici. Alcune delle reazioni mostrate sopra (Fig. 6,9,10) sono reversibili e, al variare delle condizioni, possono procedere in direzione opposta, portando alla produzione di alcoli, ad esempio, durante l'idrolisi di esteri e alocarburi (Fig. 11A e B, rispettivamente), nonché alcheni di idratazione mediante aggiunta di acqua (Fig. 11B).

Riso. undici. PRODUZIONE DI ALCOL PER IDROLISI E IDRATAZIONE DI COMPOSTI ORGANICI

Alla base della reazione di idrolisi degli alcheni (Fig. 11, schema B). produzione industriale alcoli inferiori contenenti fino a 4 atomi di carbonio.

L'etanolo si forma anche durante la cosiddetta fermentazione alcolica degli zuccheri, ad esempio glucosio C 6 H 12 O 6. Il processo procede in presenza di funghi di lievito e porta alla formazione di etanolo e CO 2:

® 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

La fermentazione non può produrre più di una soluzione acquosa di alcol al 15%, poiché i lieviti muoiono a una concentrazione di alcol più elevata. Per distillazione si ottengono soluzioni alcoliche a concentrazione maggiore.

Il metanolo è ottenuto nell'industria dalla riduzione del monossido di carbonio a 400

° Con una pressione di 2030 MPa in presenza di un catalizzatore costituito da ossidi di rame, cromo e alluminio:® H 3 FIGLIO Se invece dell'idrolisi degli alcheni (Fig. 11) viene eseguita l'ossidazione, si formano alcoli diidrici (Fig. 12) 12. OTTENERE ALCOL BIATOMICIL'uso di alcol. La capacità degli alcoli di partecipare a vari reazioni chimiche permette di utilizzarli per ottenere tutti i tipi di composti organici: aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, eteri ed esteri, utilizzati come solventi organici, nella produzione di polimeri, coloranti e farmaci.

Il metanolo CH 3 OH trova impiego come solvente, oltre che nella produzione di formaldeide, utilizzata per ottenere resine fenolo-formaldeide, in tempi recenti il metanolo è considerato un promettente carburante per motori. Grandi volumi di metanolo vengono utilizzati nella produzione e nel trasporto di gas naturale. Il metanolo è il composto più tossico tra tutti gli alcoli, dose letale se assunta per via orale 100 ml.

Etanolo C 2 H 5 OH il composto di partenza per la produzione di acetaldeide, acido acetico, nonché per la produzione di esteri di acidi carbossilici utilizzati come solventi. Inoltre, l'etanolo è il componente principale di tutte le bevande alcoliche ed è anche ampiamente utilizzato in medicina come disinfettante.

Il butanolo viene utilizzato come solvente per grassi e resine, inoltre funge da materia prima per la produzione di sostanze aromatiche (acetato di butile, salicilato di butile, ecc.). Negli shampoo viene utilizzato come componente che aumenta la trasparenza delle soluzioni.

L'alcol benzilico C 6 H 5 CH 2 OH allo stato libero (e sotto forma di esteri) si trova negli oli essenziali di gelsomino e giacinto. Ha proprietà antisettiche (disinfettanti), in cosmetica è usato come conservante per creme, lozioni, elisir dentali e in profumeria come sostanza profumata.

L'alcol fenetilico C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH ha l'odore di una rosa, si trova nell'olio di rosa ed è usato in profumeria.

Il glicole etilenico HOCH 2 CH 2 OH viene utilizzato nella produzione di materie plastiche e come antigelo (un additivo che riduce il punto di congelamento delle soluzioni acquose), inoltre, nella produzione di inchiostri tessili e da stampa.

Il glicole dietilenico HOCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OH viene utilizzato per riempire i dispositivi di frenatura idraulica, nonché nell'industria tessile per la finitura e la tintura dei tessuti.

Glicerolo

HOCH 2 CH (OH ) CH 2 OH utilizzato per ottenere resine poliestere glyptal, inoltre, è un componente di molti preparati cosmetici. La nitroglicerina (fig. 6) è il componente principale della dinamite utilizzata come esplosivo nelle miniere e nella costruzione di ferrovie.

Pentaeritritolo (

HOCH 2) 4 C viene utilizzato per produrre poliesteri (resine pentaftaliche), come indurente per resine sintetiche, come plastificante per cloruro di polivinile e anche nella produzione di tetranitropentaeritritolo esplosivo.

Gli alcoli poliidrici xilitolo HOCH 2 (CHOH) 3 CH 2 OH e sorbitolo neHOCH 2 (CHOH) 4 CH 2 OH hanno un sapore dolce, vengono utilizzati al posto dello zucchero nella produzione di dolci per diabetici e obesi. Il sorbitolo si trova nelle bacche di sorbo e ciliegia.

Michele Levitsky

LETTERATURA Shabarov Yu.S. Chimica organica . Mosca, "Chimica", 1994