Слайд 2СПИРТЫ И ФЕНОЛЫ
Спиртами называются соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных
групп
(–ОН), связанных с углеводородным радикалом. Вещества, у которых гидроксил
находится непосредственно у бензольного кольца, называются фенолами.
В зависимости от числа гидроксильных групп спирты делят на одно-, двух- и трёхатомные.
В зависимости от того, при каком углеродном атоме находится гидроксильная группа, различают спирты:
первичные R–CH2–OH,
вторичные R и третичные R
I I
CH–OH, R’ - C–OH
I I
R’ R’’
Слайд 3Физические свойства
Низшие спирты (до С12) – жидкости, температуры кипения которых
значительно выше, чем у соответствующих алканов из-за образования водородных связей
за счёт полярной связи О–Н
O–H ….. :O–H ……
I I
R R
Метанол и этанол смешиваются с водой в любых соотношениях; с увеличением молекулярной массы растворимость спиртов в воде уменьшается.
Слайд 4Таблица. Физические свойства спиртов и фенолов
Слайд 5Одноатомные спирты
Изомерия
Изомерия углеродного радикала (начиная с C4H9OH).
Изомерия положения гидроксильной группы,
(начиная с С3Н7ОН).
Межклассовая изомерия с простыми эфирами (СН3–СН2–ОН и
СН3–О–СН3).
Название спиртов включает в себя наименование соответствующего углеводорода с добавлением суффикса -ол (положение гидроксильной группы указывают цифрой) или к названию углеводородного радикала добавляется слово "спирт"; также часто встречаются тривиальные (бытовые) названия:
СН3–ОН – метанол, метиловый спирт;
СН3–СН2–ОН – этанол, этиловый спирт;
СН3–СН–СН3 – пропанол-2, изопропиловый спирт.
I
OH
Слайд 6Получение
В промышленности.
Метанол синтезируют из синтез-газа на катализаторе (ZnO, Сu) при
250C и давлении 5-10 МПа:
СО + 2Н2 СН3ОН
Ранее метанол
получали сухой перегонкой древесины без доступа воздуха.
Этанол получают:
гидратацией этилена (Н3РО4; 280C; 8 МПа)
СН2=СН2 + Н2О СН3–СН2–ОН
брожением крахмала (или целлюлозы):
крахмал С6Н12О6(глюкоза) ––ферменты 2С2Н5ОН + 2СО2
(источник крахмала – зерно, картофель)
Слайд 7В лаборатории.
Гидратация алкенов (согласно правилу В.В. Марковникова):
СH3–СH=CH2 + H2O ––H+
СH3–CH– СH3
I
OH
Гидролиз галогенопроизводных углеводородов:
СH3–СH2–Br + H2O СH3–CH2–OH + HBr
Чтобы сдвинуть равновесие вправо, добавляют щёлочь, которая связывает образующийся HBr.
Слайд 8Восстановление карбонильных соединений:
Альдегиды образуют первичные спирты, а кетоны – вторичные.
O
II
СH3–СH2 – C ––2[H] СH3–CH2CH2–OH
I
H
СH3-- C --CH3 ––2[H] CH3--CH--СH3
II I
O OH
Слайд 9Химические свойства
Свойства спиртов ROH определяются наличием полярных связей
O-–H+ и
C+–O-, и неподеленных электронных пар на атоме кислорода.
При реакции
спиртов возможно разрушение одной из двух связей:
C–OH (с отщеплением гидроксильной группы) или O–H
(с отщеплением водорода). Это могут быть реакции замещения, в которых происходит замена OH или H, или элиминирование (отщепление), когда образуется двойная связь. На реакционную способность спиртов большое влияние оказывает строение радикалов, связанных с гидроксильной группой.
Слайд 10Реакции с разрывом связи RO–H
Спирты реагируют с щелочными и щелочноземельными
металлами, образуя солеобразные соединения – алкоголяты. Со щелочами спирты не
взаимодействуют.
2СH3CH2CH2OH + 2Na 2СH3CH2CH2ONa + H2
2СH3CH2OH + Сa (СH3CH2O)2Ca + H2
В присутствии воды алкоголяты гидролизуются:
(СH3)3С–OK + H2O (СH3)3C–OH + KOH
Это означает, что спирты – более слабые кислоты, чем вода.
Слайд 11Реакция этерификации
Взаимодействие с органическими кислотами приводит к образованию сложных эфиров.
O
O
II II
CH3–C--OH + H --OC2H5 H2SO4 CH3–C–O–C2H5 + H2O
(уксусноэтиловый эфир (этилацетат))
В общем виде:
O O
II H+ II
R–C--OH + H--OR’ R–C–O–R’ + H2O
Слайд 12Реакции с разрывом связи R–OH.
С галогеноводородами:
R–OH + HBr R–Br
+ H2O
С концентрированной серной кислотой:
C2H5O--H + H–O
O C2H5O O
\ // \ //
S S (этилсерная кислота) + H2O
/ \\ / \\
H–O O H–O O
C2H5–O O C2H5O O
\ // \ //
S S (диэтилсерная кислота(диэтилсульфат)) + H2O
/ \\ / \\
C2H5O-H+ H–O O C2H5O O
Слайд 13Реакции окисления
Спирты горят:
2С3H7ОH + 9O2 6СO2 + 8H2O
При действии
окислителей:
первичные спирты превращаются в альдегиды (или в карбоновые кислоты)
Слайд 14Третичные спирты устойчивы к действию окислителей.
Слайд 15Дегидратация
Внутримолекулярная дегидратация приводит к образованию алкенов
CH3–CH2–OH ––t>140C,H2SO4 CH2=CH2 + H2O
При
отщеплении воды от молекул вторичных и третичных спиртов атом водорода
отрывается от соседнего наименее гидрогенизированного атома углерода; образующийся алкен содержит наибольшее число заместителей при двойной связи (правило Зайцева).
Слайд 16Межмолекулярная дегидратация даёт простые эфиры
R--OH + H--O–R –– t,H2SO4 R–O–R(простой эфир) +
H2O
CH3–CH2--OH + H--O–CH2–CH3 ––t
Увеличение температуры и разбавление инертным растворителем благоприятствуют внутримолекулярному процессу.
