alcooli monohidroxilici.

Alcoolii sunt derivați ai hidrocarburilor, care sunt produse de substituție a unui atom (atomi) de hidrogen într-o moleculă de hidrocarbură cu o grupare hidroxil -OH. În funcție de câți atomi de hidrogen sunt înlocuiți, alcoolii sunt monohidric și polihidrogen. Acestea. numărul grupărilor -OH dintr-o moleculă de alcool caracterizează atomicitatea acestuia din urmă.

Limitarea alcoolilor monohidroxilici este de cea mai mare importanță. Compoziția membrilor unui număr de alcooli monohidroxilici saturați poate fi exprimată prin formula generală - СnH2n + 1OH sau R-OH.

Primii câțiva membri ai seriei omoloage de alcooli și denumirile lor conform nomenclaturii radical-funcționale, substituționale și, respectiv, raționale, sunt date mai jos:

Conform nomenclaturii radical-funcționale, denumirea de alcooli se formează din denumirea radicalilor și cuvântul „alcool”, exprimând denumirea funcțională a clasei.

Proprietăți chimice

• 1. Alcoolii reacţionează cu metalele alcaline (Na, K, etc.) pentru a forma alcoolaţi:
• 2R-OH + 2Na® 2R-ONa + H2
• 2. Înlocuirea grupării hidroxil a alcoolilor cu halogen

R-OH + H-X «R-X + H2O

3. Interacțiunea alcoolilor cu acizii se numește reacție de esterificare. Ca rezultat, se formează esteri:

R--OH + HO--C--R1 « R--O--C--R1 + H2O

4. La temperaturi ridicate, oxigenul aerului oxidează alcoolii pentru a forma CO2 sau H2O (proces de ardere). Metanolul și etanolul ard cu o flacără aproape neluminoasă, cele mai înalte cu una mai strălucitoare fumurie. Acest lucru se datorează creșterii creșterii relative a carbonului din moleculă.

Soluțiile de KMnO4 și K2Cr2O7 (acid) oxidează alcoolii. Soluția de KMnO4 devine incoloră, soluția de K2Cr2O7 devine verde.

În acest caz, alcoolii primari formează aldehide, alcoolii secundari formează cetone, oxidarea ulterioară a aldehidelor și cetonelor duce la formarea acizi carboxilici.

5. La trecerea vaporilor de alcooli primari și secundari pe suprafața metalelor fin divizate încălzite (Cu, Fe), are loc dehidrogenarea lor:

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

alcooli polihidroxilici.

Alcoolii dihidroxilici se numesc glicoli, alcoolii trihidroxilici se numesc gliceroli. Conform nomenclaturii internaționale de substituție, alcoolii dihidroxilici se numesc alcanedioli, alcoolii triatomici se numesc alcanetrioli. Alcoolii cu doi hidroxili la un atom de carbon de obicei nu există în formă liberă; atunci când încearcă să le obțină, se descompun, eliberând apă și transformându-se într-un compus cu o grupare carbonil - aldehide sau cetone

Alcoolii trihidroxilici cu trei hidroxili la un atom de carbon sunt chiar mai instabili decât cei dihidric similari și nu sunt cunoscuți în formă liberă:

Prin urmare, primul reprezentant al alcoolilor diatomici este un derivat etan al compoziției C2H4 (OH) 2 cu grupări hidroxil la diferiți atomi de carbon - 1,2-etandiol, sau altfel - etilen glicol (glicol). Propanul corespunde deja la doi alcooli dihidroxilici - 1,2-propadiol sau propilenglicol și 1,3-propandiol sau trimetilenglicol:

Glicolii în care două grupări hidroxil alcoolice sunt situate una lângă alta într-un lanț - la atomi de carbon adiacenți, se numesc a-glicoli (de exemplu, etilen glicol, propilen glicol). Glicolii cu grupări alcool situate printr-un atom de carbon se numesc b-glicoli (trimetilenglicol). Si asa mai departe.

Dintre alcoolii dihidroxilici, etilenglicolul prezintă cel mai mare interes. Este folosit ca antigel pentru răcirea cilindrilor motoarelor de automobile, tractor și avioane; la primirea lavsan (poliester de alcool cu ​​acid tereftalic).

Este un lichid siropos incolor, inodor, dulce la gust, otravitor. Miscibil cu apa si alcool. Tbp.=197°C, Tm.= -13°C, d204=1,114 g/cm3. lichid combustibil.

Oferă toate reacțiile caracteristice alcoolilor monohidroxilici și una sau ambele grupuri de alcool pot participa la ele. Datorită prezenței a două grupări OH, glicolii au proprietăți ceva mai acide decât alcoolii monohidroxilici, deși nu dau o reacție acidă la turnesol, nu conduc. curent electric. Dar, spre deosebire de alcoolii monohidroxilici, ei dizolvă hidroxizii metale grele. De exemplu, când se adaugă etilenglicol la un precipitat gelatinos albastru de Cu (OH) 2, se formează o soluție albastră de glicolat de cupru:

Sub acțiunea PCl5, ambele grupări de hidroxid sunt înlocuite cu clor, iar sub acțiunea HCl, una este înlocuită și se formează așa-numitele clorhidrine glicol:

În timpul deshidratării, dietilenglicolul se formează din 2 molecule de etilenglicol:

Acesta din urmă, prin eliberarea intramoleculară a unei molecule de apă, se poate transforma într-un compus ciclic cu două grupări eterice - dioxan:

Pe de altă parte, dietilenglicolul poate reacționa cu următoarea moleculă de etilenglicol, formând un compus tot cu două grupări eterice, dar cu un lanț deschis - trietilenglicol. Interacțiunea secvențială a acestui tip de reacție a multor molecule de glicol duce la formarea de poliglicoli - compuși cu greutate moleculară mare care conțin multe grupări eterice. Reacțiile de formare a poliglicolului sunt denumite reacții de policondensare.

Poliglicolii sunt utilizați în producția de detergenți sintetici, agenți de umectare, agenți de spumă.

Proprietăți chimice

Principala caracteristică a eterilor este inerția lor chimică. Spre deosebire de esteri, ei nu sunt hidrolizați și nu sunt descompuși de apă în alcooli inițiali. Eteri anhidri (absoluți), spre deosebire de alcooli, nu reacționează cu sodiul metalic la temperaturi obișnuite, deoarece nu există hidrogen activ în moleculele lor.

Scindarea eterilor are loc sub acțiunea anumitor acizi. De exemplu, concentrat (în special fuming) acid sulfuric absoarbe vaporii de eter și în acest caz se formează un ester al acidului sulfuric (acidul etilsulfuric) și al alcoolului.

De asemenea, acidul iodhidric descompune eterii, rezultând haloalchil și alcool.

Când este încălzit, sodiul metalic scindează eterii pentru a forma un alcoolat și un compus organosodic.

Care în compoziția lor conțin una sau mai multe grupări hidroxil. În funcție de numărul de grupe OH, acestea se împart în alcooli monohidroxilici, trihidroxi etc. Cel mai adesea acestea substanțe complexe sunt considerate ca derivați ai hidrocarburilor, ale căror molecule au suferit modificări, tk. unul sau mai mulți atomi de hidrogen au fost înlocuiți cu o grupare hidroxil.

Cei mai simpli reprezentanți ai acestei clase sunt alcoolii monohidroxilici, formula generala care arată astfel: R-OH sau

Cn + H2n + 1OH.

1. Alcooli care conțin până la 15 atomi de carbon - lichide, 15 sau mai mult - solide.
2. Solubilitatea în apă depinde de greutate moleculară cu cât este mai mare, cu atât alcoolul se dizolvă mai rău în apă. Astfel, alcoolii inferiori (până la propanol) sunt miscibili cu apa în orice proporție, în timp ce cei mai mari sunt practic insolubili în aceasta.
3. Punctul de fierbere crește și el odată cu creșterea masă atomică, de exemplu, t kip. CH3OH \u003d 65 ° С și t bp. С2Н5ОН = 78 ° С.
4. Cu cât punctul de fierbere este mai mare, cu atât volatilitatea este mai mică, adică substanta nu se evapora bine.

Aceste proprietăți fizice ale alcoolilor saturați cu o grupare hidroxil pot fi explicate prin apariția unei legături de hidrogen intermoleculare între moleculele individuale ale compusului în sine sau alcool și apă.

Alcoolii monohidric sunt capabili să intre în astfel de reacții chimice:

Având în vedere proprietățile chimice ale alcoolilor, putem concluziona că alcoolii monohidroxilici sunt compuși amfoteri, deoarece. pot reacționa cu metalele alcaline, prezentând proprietăți slabe, și cu halogenuri de hidrogen, prezentând proprietăți de bază. Toate reacțiile chimice merg cu un decalaj Conexiuni O-N sau așa.

Astfel, alcoolii monohidroxilici saturați sunt compuși complecși cu o grupă OH care nu au valențe libere după formare. Conexiuni C-Cși prezintă proprietăți slabe atât ale acizilor, cât și ale bazelor. Datorită proprietăților lor fizice și chimice, sunt utilizate pe scară largă în sinteza organică, în producția de solvenți, aditivi pentru combustibili, precum și în industria alimentară, medicină și cosmetologie (etanol).

Alcoolii sunt un grup mare de substanțe chimice organice. Include subclasele de alcooli monohidroxici și polihidroxici, precum și toate substanțele cu o structură combinată: alcooli aldehidici, derivați fenolici, molecule biologice. Aceste substanțe intră în multe tipuri de reacții atât la gruparea hidroxil, cât și la atomul de carbon care o poartă. Aceste proprietăți chimice ale alcoolilor ar trebui studiate în detaliu.

Tipuri de alcooli

Alcoolii conțin o grupare hidroxil atașată la un atom de carbon purtător. În funcție de numărul de atomi de carbon la care este conectat purtătorul C, alcoolii se împart în:

• primar (conectat la carbonul terminal);
• secundar (conectat la o grupare hidroxil, un hidrogen și doi atomi de carbon);
• terțiar (conectat la trei atomi de carbon și o grupare hidroxil);
• mixte (alcooli polihidroxilici în care există grupări hidroxil la atomi de carbon secundari, primari sau terțiari).

Alcoolii sunt, de asemenea, împărțiți în funcție de numărul de radicali hidroxil în monohidroxici și polihidroxilici. Primele conțin doar o grupare hidroxil la atomul de carbon purtător, de exemplu, etanol. Alcoolii polihidroxilici conțin două sau mai multe grupări hidroxil pe diferiți atomi de carbon purtători.

Proprietăţile chimice ale alcoolilor: tabel

Cel mai convenabil este să ne prezentăm materialul care ne interesează printr-un tabel care reflectă principiile generale ale reactivității alcoolilor.

Legătură reactivă, tip de reacție	Reactiv	Produs
Legătura O-H, substituție	Metal activ, hidrură de metal activ, amide alcaline sau metale active	alcoolați
Legături C-O și O-H, deshidratare intermoleculară	Alcool atunci când este încălzit mediu acid	Eter
Legături C-O și O-H, deshidratare intramoleculară	Alcool atunci când este încălzit peste acid sulfuric concentrat	Hidrocarbură nesaturată
Legătura C-O, substituție	Halogenură de hidrogen, clorură de tionil, sare de cvasi-fosfoniu, halogenuri de fosfor	haloalcani
Legătura C-O - oxidare	Donatori de oxigen (permanganat de potasiu) cu alcool primar	Aldehidă
Legătura C-O - oxidare	Donatori de oxigen (permanganat de potasiu) cu alcool secundar
molecula de alcool	Oxigen (combustie)	dioxid de carbon și apă.

Reactivitatea alcoolilor

Datorită prezenței unui radical de hidrocarbură în molecula de alcool monohidroxilic - legătura C-O și legătura O-H - această clasă de compuși intră în numeroase reacții chimice. Ele determină proprietățile chimice ale alcoolilor și depind de reactivitatea substanței. Acesta din urmă, la rândul său, depinde de lungimea radicalului de hidrocarbură atașat la atomul de carbon purtător. Cu cât este mai mare, cu atât polaritatea legăturii O-H este mai mică, datorită căreia reacțiile care decurg cu eliminarea hidrogenului din alcool vor decurge mai lent. Aceasta reduce și constanta de disociere a substanței menționate.

Proprietățile chimice ale alcoolilor depind și de numărul de grupări hidroxil. Se deplasează densitatea electronilor spre sine de-a lungul legăturilor sigma, ceea ce crește reactivitatea de-a lungul O-N grupuri e. Pentru că polarizează Conexiune C-O, atunci reacțiile cu ruptura sa sunt mai active în alcoolii care au două sau mai multe grupe O-H. Prin urmare, alcoolii polihidroxilici, ale căror proprietăți chimice sunt mai numeroase, au mai multe șanse de a reacționa. De asemenea, conțin mai multe grupe de alcool, motiv pentru care pot reacționa liber cu fiecare dintre ele.

Reacții tipice ale alcoolilor monohidric și polihidroxilic

Proprietățile chimice tipice ale alcoolilor apar numai în reacția cu metale active, bazele și hidrurile lor, acizii Lewis. De asemenea, tipice sunt interacțiunile cu halogenuri de hidrogen, halogenuri de fosfor și alte componente pentru a produce haloalcani. De asemenea, alcoolii sunt si baze slabe, prin urmare reactioneaza cu acizii, formand halogenuri de hidrogen si esteri ai acizilor anorganici.

Eterii se formează din alcooli prin deshidratare intermoleculară. Aceleași substanțe intră în reacții de dehidrogenare cu formarea de aldehide din alcoolul primar și cetone din secundar. Alcoolii terțiari nu intră în astfel de reacții. De asemenea, proprietățile chimice ale alcoolului etilic (și ale altor alcooli) lasă posibilitatea oxidării lor complete cu oxigen. aceasta reacție simplă ardere, însoțită de eliberarea de apă cu dioxid de carbon și ceva căldură.

Reacții asupra atomului de hidrogen al legăturii О-Н

Proprietățile chimice ale alcoolilor monohidroxilici permit ruperea legăturii O-H și eliminarea hidrogenului. Aceste reacții au loc atunci când interacționează cu metalele active și bazele lor (alcalii), cu hidruri de metale active și, de asemenea, cu acizii Lewis.

De asemenea, alcoolii reacţionează activ cu organice standard şi nu acizi organici. LA acest caz Produșii de reacție sunt un ester sau o halocarbură.

Reacții pentru sinteza haloalcanilor (prin legătura C-O)

Halogenalcanii sunt compuși tipici care pot fi obținuți din alcooli prin mai multe tipuri de reacții chimice. În special, proprietățile chimice ale alcoolilor monohidroxilici fac posibilă interacțiunea cu halogenuri de hidrogen, halogenuri de fosfor tri- și pentavalente, săruri de cvasi-fosfoniu și clorură de tionil. De asemenea, haloalcanii din alcooli pot fi obținuți pe cale intermediară, adică prin sinteza unui alchilsulfonat, care va intra ulterior într-o reacție de substituție.

Un exemplu de prima reacție cu halogenură de hidrogen este indicat în apendicele grafic de mai sus. Aici, alcoolul butilic reacţionează cu clorura de hidrogen pentru a forma clorobutan. În general, clasa de compuși care conțin clor și un radical saturat de hidrocarburi se numește clorură de alchil. produs secundar interacțiune chimică este apa.

Reacțiile cu producerea de clorură de alchil (iodură, bromură sau fluorură) sunt destul de numeroase. Un exemplu tipic este interacțiunea cu tribromură de fosfor, pentaclorură de fosfor și alți compuși ai acestui element și halogenurile, perclorurile și perfluorurile sale. Ele procedează prin mecanismul substituției nucleofile. Alcoolii reacţionează, de asemenea, cu clorura de tionil pentru a forma cloroalcan şi eliberează SO2.

Vizual, proprietățile chimice ale alcoolilor saturați monohidric care conțin un radical de hidrocarbură saturată sunt prezentate sub formă de reacții în ilustrația de mai jos.

Alcoolii reacționează ușor cu sarea de cvasi-fosfoniu. Cu toate acestea, această reacție este cea mai avantajoasă când se procedează cu alcooli secundari și terțiari monohidroxilici. Sunt regioselective și permit „implantarea” unui grup de halogen într-un loc strict definit. Produșii unor astfel de reacții se obțin cu o fracție de masă mare a randamentului. Iar alcoolii polihidroxilici, ale căror proprietăți chimice sunt oarecum diferite de cele ale celor monohidroxilici, se pot izomeriza în timpul reacției. Prin urmare, obținerea produsului țintă este dificilă. Un exemplu de reacție în imagine.

Deshidratarea intramoleculară și intermoleculară a alcoolilor

Gruparea hidroxil situată la atomul de carbon suport poate fi scindată folosind acceptori puternici. Așa decurg reacțiile de deshidratare intermoleculară. Atunci când o moleculă de alcool interacționează cu alta într-o soluție de acid sulfuric concentrat, o moleculă de apă este separată de ambele grupări hidroxil, ai căror radicali se combină pentru a forma o moleculă de eter. Cu deshidratarea intermoleculară a etanolului, se poate obține dioxan - un produs de deshidratare a patru grupe hidroxil.

În deshidratarea intramoleculară, produsul este o alchenă.

Alcoolii- sunt derivați ai hidrocarburilor, ale căror molecule conțin una sau mai multe grupări hidroxil OH - asociate cu un atom de carbon saturat.

Nomenclatură: sistematic - terminația - ol se adaugă la denumirea hidrocarburii corespunzătoare, poziția grupului OH este indicată printr-un număr; folosiți nume banale.

CLASIFICARE

După numărul de grupe OH alcoolii se împart în

● monoatomic

● diatomic (dioli)

● triatomice (trioli)

● polihidric (polioli)

În funcţie de poziţia grupelor OH distinge

● primar

● secundar

● terţiară

În funcție de natura radicalului R distinge

● bogat

● nesaturate

● aromatice

● aliciclic

izomerie

1. Schelet de carbon

2. Poziție grup functional:

3. Izomerie interclasică (alcoolii sunt izomeri pentru clasa eterilor)

§3. Metode de obţinere a alcoolilor monohidroxilici.

1. Hidratarea alchenelor

În funcție de clădire hidrocarbură nesaturată se pot forma alcooli primari, secundari si tertiari:

etilen etanol

propilen 2-propanol

metilpropen 2-metil-2-propanol

2. Hidroliza derivaților de halogen; efectuate sub influenta soluție de apă alcaline:

3. Hidroliza esterilor:

4. Recuperarea compușilor carbonilici:

5. Câteva metode specifice de primire:

a) obținerea metanolului din gaz de sinteză (presiune - 50 - 150 atm, temperatură - 200 - 300 ° C, catalizatori - oxizi de zinc, crom, aluminiu):

b) obţinerea etanolului prin fermentarea zaharurilor:

Proprietăți fizice

Alcoolul metilic este un lichid incolor cu un miros caracteristic de alcool.

T balot \u003d 64,7 ° C, arde cu o flacără palidă. Puternic otrăvitor.

Alcoolul etilic este un lichid incolor cu un miros de alcool caracteristic.

T balot \u003d 78,3 o C

Alcooli C 1 - C 11 - lichide, C 12 și mai sus - solide.

alcoolii C 4 - C 5 au un miros dulce sufocant;

alcoolii superiori sunt inodori.

Densitatea relativă este mai mică de 1, adică mai usoara decat apa.

Alcoolii inferiori (până la C 3) sunt miscibili cu apa în orice raport.

Odată cu creșterea radicalului de hidrocarbură, solubilitatea în apă scade, iar hidrofobicitatea moleculei crește.

Alcoolurile sunt capabile de asociere intermoleculară:

În acest sens, punctele de fierbere și de topire ale alcoolilor sunt mai mari decât cele ale hidrocarburilor și derivaților de halogen corespunzătoare.

Abilitatea Alcool etilic la formarea legăturilor de hidrogen stă la baza proprietăților sale antiseptice.

§5. Proprietățile chimice ale alcoolilor monohidroxilici.

Reacțiile caracteristice ale alcoolilor sunt determinate de prezența unei grupări hidroxil în molecula lor, ceea ce determină reactivitatea lor semnificativă.

1. Interacțiune cu metale alcaline:

Alcoholații metalici R-OMe sunt solide incolore, ușor hidrolizați de apă. Sunt baze puternice.

2.Proprietăți de bază

3. Formarea eterilor:

4. Formarea esterilor

cu acizi anorganici:

cu acizi organici

5. Reacția alcoolilor cu halogenuri de hidrogen:

Utilizarea halogenurilor de fosfor:

6. Reacții de deshidratare ale alcoolilor.

Divizarea apei de alcooli are loc în prezența acizilor sau peste catalizatori la temperaturi ridicate.

Deshidratarea alcoolilor are loc în conformitate cu regula empirică a lui Zaitsev: de preferință, hidrogenul este separat de atomul de carbon β cel mai puțin hidrogenat.

1) Deshidratarea alcoolilor primari are loc în condiții dure:

2) Deshidratarea alcoolilor secundari:

3) Deshidratarea alcoolilor terțiari:

7. Oxidare (agenți oxidanți - KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 în mediu acid)

8. Dehidrogenarea alcoolilor:

Alcooli dihidrici (dioli)

Modalități de a obține.

1. Oxidarea etilenei

2. Hidroliza derivatului dihalogen

Proprietăți fizice:

Etilenglicolul este un lichid vâscos, incolor, cu gust dulce, solubil în apă; etilenglicolul anhidru este higroscopic.

Proprietăți chimice

Reacțiile sunt practic similare cu reacțiile alcoolilor monohidroxilici, iar reacțiile pot avea loc la una sau două grupări hidroxil.

1. Proprietăți acide; etilenglicol peste acid puternic decât etanolul

(pKa = 14,8). Formarea glicolaților

2. Reacții de substituție cu halogeni

3. Formarea eterilor

4. Deshidratare

5. Oxidarea

Alcooli trihidroxici (trioli)

Modalități de a obține.

1. Hidroliza grăsimilor

2. Din clorură de alil

Proprietăți fizice:

Glicerina este un lichid vâscos cu gust dulce. Să nu ne dizolvăm în mod limitat în apă, etanol; nu se dizolvă în eter, glicerina anhidră este higroscopică (absoarbe până la 40% din umiditate din aer).

Proprietăți chimice

Reacțiile sunt practic similare cu reacțiile alcoolilor monohidroxilici, iar reacțiile pot continua cu una, două sau trei grupări hidroxil deodată.

1. Proprietăți acide; Glicerina este un acid mai puternic decât etanolul și etilenglicolul. pKa = 13,5.

Formează un complex chelat cu hidroxid de cupru:

2. Reacții de substituție

3. Deshidratare

Utilizarea alcoolilor

Metanolul și etanolul sunt utilizați ca solvenți, precum și materii prime în sinteză materie organică. Etanolul este folosit în farmacie pentru prepararea tincturilor, extractelor; în medicină - ca antiseptic.

Etilenglicolul este utilizat pentru a produce fibre sintetice de poliester (de exemplu, lavsan), precum și antigel (soluție 50%) - un lichid antigel pentru răcirea motoarelor cu ardere internă.

Glicerina este folosită ca componentă a preparatelor cosmetice și unguentelor. Trinitratul de glicerol este un medicament utilizat pentru tratarea anginei pectorale.

Trinitratul de glicerol este utilizat la fabricarea explozivilor (dinamita).

Utilizarea glicerinei în industria alimentară și textilă.

clasa (alcooli). compusi organici conţinând una sau mai multe grupări COH, în timp ce gruparea hidroxil OH este legată de un atom de carbon alifatic (compuşii în care atomul de carbon din gruparea COH face parte din nucleul aromatic se numesc fenoli)

Clasificarea alcoolilor este diversă și depinde de ce caracteristică a structurii este luată ca bază.

1. În funcție de numărul de grupări hidroxil din moleculă, alcoolii se împart în:

a) monoatomic (conțin o grupare hidroxil OH), de exemplu, metanol CH 3 OH, etanol C 2 H 5 OH, propanol C 3 H 7 OH

b) poliatomic (două sau mai multe grupări hidroxil), de exemplu, etilen glicol

HO С H 2 CH 2 OH , glicerina HOCH2CH (OH) CH2OH, pentaeritritol C (CH2OH) 4.

Compuși în care un atom de carbon

există două grupări hidroxil, în cele mai multe cazuri sunt instabile și se transformă ușor în aldehide, în timp ce despart apa: RCH (OH) 2 ® RCH \u003d O + H 2O , nu exista.

2. În funcție de tipul de atom de carbon de care este legată gruparea OH, alcoolii se împart în:

a) primar, în care gruparea OH este legată de atomul de carbon primar. Atomul de carbon primar se numește (evidențiat cu roșu), asociat cu un singur atom de carbon. Exemple de alcooli primari etanol C

H3CH2OH, propanol CH3CH2CH2OH. b) secundar, în care gruparea OH este legată de un atom de carbon secundar. Atomul de carbon secundar (evidențiat cu albastru) este legat simultan de doi atomi de carbon, de exemplu, propanol secundar, butanol secundar (Fig. 1).

Orez. unu. STRUCTURA ALCOOLILOR SECUNDARE

c) terțiar, în care gruparea OH este legată de atomul de carbon terțiar. Atom de carbon terțiar (izolat în verde) este legat simultan de trei atomi de carbon vecini, de exemplu, butanol terțiar și pentanol (Fig. 2).

Orez. 2. STRUCTURA ALCOOLILOR TERIARI

Gruparea alcoolică atașată acestuia se mai numește primar, secundar sau terțiar, în funcție de tipul de atom de carbon.

În alcoolii polihidroxilici care conțin două sau mai multe grupări OH, atât grupările HO primare cât și secundare pot fi prezente simultan, de exemplu, în glicerol sau xilitol (Fig. 3).

Orez. 3. COMBINAREA GRUPURILOR OH PRIMARE ȘI SECUNDARE ÎN STRUCTURA ALCOOLILOR POLIATOMICE.

3. Conform structurii grupelor organice legate de o grupare OH, alcoolii sunt împărțiți în saturati (metanol, etanol, propanol), nesaturați, de exemplu, alcool alilic CH 2 \u003d CHCH 2 OH, aromatici (de exemplu, alcool benzilic C6H5CH2OH), conţinând în grup

R grupa aromatica.

Alcooli nesaturați, în care gruparea OH „se alătură” dublei legături, adică. legate de un atom de carbon care participă simultan la formarea unei duble legături (de exemplu, alcool vinilic CH 2 \u003d CHOH), sunt extrem de instabile și izomerizează imediat ( cm.IZOMERIZARE) la aldehide sau cetone:

CH 2 \u003d CHOH ® CH 3 CH \u003d O Nomenclatura alcoolilor. Pentru alcoolii obișnuiți cu o structură simplă, se folosește o nomenclatură simplificată: numele grupului organic este convertit într-un adjectiv (folosind sufixul și terminația " nou”) și adăugați cuvântul „alcool”:În cazul în care structura grupului organic este mai complexă, se folosesc regulile comune tuturor chimiei organice. Numele compilate conform unor astfel de reguli se numesc sistematice. În conformitate cu aceste reguli, lanțul de hidrocarburi este numerotat de la capătul de care este cel mai apropiat gruparea OH. În plus, această numerotare este utilizată pentru a indica poziția diferiților substituenți de-a lungul lanțului principal, la sfârșitul numelui se adaugă sufixul „ol” și un număr care indică poziția grupului OH (Fig. 4):4. NUMELE SISTEMATICE DE ALCOOLI. Grupurile funcționale (OH) și substituente (CH3), precum și indicii lor digitali corespunzători, sunt evidențiate în culori diferite.Denumirile sistematice ale celor mai simpli alcooli se fac dupa aceleasi reguli: metanol, etanol, butanol. Pentru unii alcooli, s-au păstrat denumiri banale (simplificate) care s-au dezvoltat istoric: alcool propargilic NSє CCH2OH, glicerină HOCH2CH(OH)CH2OH, pentaeritritol C(CH2OH)4, alcool fenetilic C6H5CH2CH2OH.Proprietățile fizice ale alcoolilor. Alcoolii sunt solubili în majoritatea solvenților organici, primii trei cei mai simpli reprezentanți - metanol, etanol și propanol, precum și butanol terțiar (Н 3 С) 3 СОН sunt miscibili cu apa în orice raport. Odată cu creșterea numărului de atomi de C din grupa organică, efectul hidrofob (repelant la apă) începe să afecteze, solubilitatea în apă devine limitată și atunci când R care conține mai mult de 9 atomi de carbon, practic dispare.

Datorită prezenței grupărilor OH, între moleculele de alcool se formează legături de hidrogen.

Orez. 5. LEGĂTURILE DE HIDROGEN ÎN ALCOOLI(indicat prin linie punctată)

Ca rezultat, toți alcoolii au un punct de fierbere mai mare decât hidrocarburile corespunzătoare, de exemplu, T. kip. etanol + 78 ° C și T. kip. etan 88,63°C; T. kip. butanol și butan +117,4°C și respectiv 0,5°C.

Proprietățile chimice ale alcoolilor. Alcoolurile se disting prin diverse transformări. Reacțiile alcoolilor au câteva modele generale: reactivitate alcoolii primari monohidroxilici este mai mare decat cei secundari, la randul lor, alcoolii secundari sunt mai activi chimic decat cei tertiari. Pentru alcoolii dihidroxilici, în cazul în care grupările OH sunt situate la atomii de carbon vecini, se observă o reactivitate crescută (în comparație cu alcoolii monohidroxilici) datorită influenta reciproca aceste grupuri. Pentru alcooli, sunt posibile reacții care rupe atât legăturile CO cât și OH.

1. Reacții care au loc prin legătura OH.

Când interacționează cu metale active (Na, K, Mg, Al), alcoolii prezintă proprietățile acizilor slabi și formează săruri numite alcoolați sau alcoxizi:

CH3OH + 2Na®2CH3OK + H 2

Alcoolii sunt instabili din punct de vedere chimic și se hidrolizează sub acțiunea apei pentru a forma alcool și hidroxid de metal:

C2H5OK + H2O

® C2H5OH + KOH

Această reacție arată că alcoolii, în comparație cu apa, sunt mai mulți acizi slabi(un acid puternic îl înlocuiește pe unul slab), în plus, atunci când interacționează cu soluții alcaline, alcoolii nu formează alcoolați. Cu toate acestea, în alcooli polihidroxilici(în cazul în care grupările OH sunt atașate la atomii de C vecini), aciditatea grupărilor alcoolice este mult mai mare și pot forma alcoolați nu numai atunci când interacționează cu metale, ci și cu alcalii:

HOCH2CH2OH + 2NaOH® NaOCH2CH2ONa + 2H2OCând grupările HO din alcoolii polihidroxilici sunt atașate la atomi de C neadiacenți, proprietățile alcoolilor sunt apropiate de monohidroxilic, deoarece influența reciprocă a grupărilor HO nu apare.

Atunci când interacționează cu acizii minerali sau organici, alcoolii formează esteri - compuși care conțin un fragment

R O A (Un reziduu acid). Formarea esterilor are loc și în timpul interacțiunii alcoolilor cu anhidride și cloruri acide. acizi carboxilici(Fig. 6).

Sub acțiunea agenților oxidanți (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4) alcooli primari formează aldehide și cetone secundare (Fig. 7)

Orez. 7. FORMAREA ALDEHIDELOR ŞI CETONE ÎN TIMPUL OXIDĂRII ALCOOLILOR

Reducerea alcoolilor conduce la formarea de hidrocarburi care contin acelasi numar de atomi de C ca si molecula initiala de alcool (Fig. 8).

8. RECUPERAREA BUTANOLULUI

2. Reacții care au loc prin obligațiunea CO.

În prezența catalizatorilor sau acizilor minerali puternici, alcoolii sunt deshidratați (apa este despărțită), în timp ce reacția poate avea loc în două direcții:

a) deshidratare intermoleculară care implică două molecule de alcool, în timp ce legăturile CO dintr-una dintre molecule sunt rupte, rezultând formarea de compuși eteri care conțin un fragment

R O R (Fig. 9A).

b) în timpul deshidratării intramoleculare se formează alchene - hidrocarburi cu dublă legătură. Adesea, ambele procese formarea unui eter și a unei alchene au loc în paralel (Fig. 9B).

În cazul alcoolilor secundari, în timpul formării unei alchene, sunt posibile două direcții de reacție (Fig. 9C), direcția predominantă este cea în care hidrogenul este desprins de atomul de carbon cel mai puțin hidrogenat în timpul condensării (marcat cu numărul 3), adică înconjurat de mai puțini atomi de hidrogen (comparativ cu atomul 1). Prezentat în fig. 10 reacții sunt folosite pentru a produce alchene și eteri.

Ruperea legăturii CO în alcooli are loc și atunci când gruparea OH este înlocuită cu un halogen sau o grupare amino (Fig. 10).

Orez. zece. ÎNLOCUIREA GRUPULUI OH ÎN ALCOOLI CU HALOGEN SAU GRUP AMINĂ

Reacțiile prezentate în fig. 10 sunt folosite pentru a produce halocarburi și amine.

Obținerea de alcool. Unele dintre reacțiile prezentate mai sus (Fig. 6,9,10) sunt reversibile și, în condiții schimbătoare, pot avea loc în sens invers, ducând la producerea de alcooli, de exemplu, în timpul hidrolizei esterilor și halocarburilor (Fig. 11A și respectiv B), precum și alchene de hidratare prin adăugare de apă (Fig. 11B).

Orez. unsprezece. PRODUCEREA DE ALCOOLI PRIN HIDROLIZĂ ȘI HIDRATAREA COMPUSILOR ORGANICI

Reacția de hidroliză a alchenelor (Fig. 11, schema B) stă la baza productie industriala alcooli inferiori care conțin până la 4 atomi de carbon.

Etanolul se formează și în timpul așa-numitei fermentații alcoolice a zaharurilor, de exemplu, glucoza C 6 H 12 O 6. Procesul se desfășoară în prezența ciupercilor de drojdie și duce la formarea de etanol și CO 2:

® 2C2H5OH + 2CO2

Fermentarea poate produce nu mai mult de 15% soluție apoasă de alcool, deoarece drojdiile mor la o concentrație mai mare de alcool. Soluțiile alcoolice de concentrație mai mare se obțin prin distilare.

Metanolul se obține în industrie prin reducerea monoxidului de carbon la 400

° Cu o presiune de 2030 MPa în prezența unui catalizator constând din oxizi de cupru, crom și aluminiu:® H 3 FIUL Dacă în loc de hidroliza alchenelor (Fig. 11) se efectuează oxidarea, atunci se formează alcooli dihidroxilici (Fig. 12) 12. OBȚINEREA ALCOOLII DIATOMICĂUtilizarea alcoolilor. Capacitatea alcoolilor de a participa la diverse reacții chimice le permite să fie utilizate pentru a obține tot felul de compuși organici: aldehide, cetone, acizi carboxilici, eteri și esteri folosiți ca solvenți organici în producția de polimeri, coloranți și medicamente.

Metanolul CH 3 OH este utilizat ca solvent, precum și în producerea formaldehidei, utilizată la obținerea rășinilor fenol-formaldehidice, în timpuri recente metanolul este considerat un combustibil promițător. Cantități mari de metanol sunt utilizate în producția și transportul gazelor naturale. Metanolul cel mai toxic compus dintre toți alcoolii, doză letală atunci când este administrat oral 100 ml.

Etanol C 2 H 5 OH compusul de pornire pentru producerea de acetaldehidă, acid acetic, precum și pentru producerea de esteri ai acizilor carboxilici utilizați ca solvenți. În plus, etanolul este componenta principală a tuturor băuturilor alcoolice; este, de asemenea, utilizat pe scară largă în medicină ca dezinfectant.

Butanolul este folosit ca solvent pentru grăsimi și rășini, în plus, servește ca materie primă pentru producerea de substanțe aromatice (acetat de butil, salicilat de butii etc.). În șampoane, este folosit ca componentă care mărește transparența soluțiilor.

Alcoolul benzilic C 6 H 5 CH 2 OH în stare liberă (și sub formă de esteri) se găsește în uleiurile esențiale de iasomie și zambile. Are proprietăți antiseptice (dezinfectante), în cosmetică este folosit ca conservant pentru creme, loțiuni, elixire dentare, iar în parfumerie ca substanță parfumată.

Alcoolul fenetilic C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH are miros de trandafir, se găsește în uleiul de trandafir și este folosit în parfumerie.

Etilenglicolul HOCH 2 CH 2 OH este utilizat la producerea materialelor plastice și ca antigel (un aditiv care reduce punctul de îngheț al soluțiilor apoase), în plus, la fabricarea cernelurilor textile și de imprimare.

Dietilenglicolul HOCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OH este utilizat pentru umplerea dispozitivelor de frânare hidraulică, precum și în industria textilă pentru finisarea și vopsirea țesăturilor.

Glicerol

HOCH2CH (OH) CH2OH folosit pentru a obține rășini gliptale poliester, în plus, este o componentă a multor preparate cosmetice. Nitroglicerina (fig. 6) componenta principală a dinamitei utilizată în minerit și construcția căilor ferate ca exploziv.

Pentaeritritol (

HOCH 2) 4 C este utilizat pentru producerea poliesterilor (rășini pentaftalice), ca întăritor pentru rășini sintetice, ca plastifiant pentru clorură de polivinil și, de asemenea, în producția de exploziv tetranitropentaeritritol.

Alcoolii polihidroxilici xilitol HOCH 2 (CHOH) 3 CH 2 OH și sorbitol neHOCH 2 (CHOH) 4 CH 2 OH au gust dulce, se folosesc în locul zahărului în producția de cofetărie pentru diabetici și obezi. Sorbitolul se găsește în fructele de pădure și cireșe.

Mihail Levitsky

LITERATURĂ Shabarov Yu.S. Chimie organica . Moscova, „Chimie”, 1994