Спирттер және оның қасиеттері

1 слайд
СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ СПИРТЫ Спирты – соединения общей формулы R – ОН Соединения, в которых ОН – группа связана с ароматическим радикалом, называются фенолами: А r – ОНгде R – углеводородный радикал; ОН – гидроксигруппа.

2 слайд
2. По характеру углерода, с которым соединена ОН – группа: первичные, вторичные и третичные спирты : первичный вторичный третичныйR –С–ОН H H R HR –С–ОН R RR –С–ОН СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ КЛАССИФИКАЦИЯ СПИРТОВ 1. По характеру радикала R : насыщенные и ненасыщенные: СН 3 –СН 2 –ОН этиловый спирт СН 2 =СН–СН 2 ОН пропен-2-ол

3 слайд
3. По числу гидроксильных групп в молекуле: одноатомные, двухатомные, трехатомные, поли - атомные : пропанолСН 3 – СН 2 – СН 2 ОН этиленгликоль СН 2 – СН 2OH OH глицеринСН 2 – СН – СН 2OHOHOHКЛАССИФИКАЦИЯ СПИРТОВ

4 слайд
НОМЕНКЛАТУРА СПИРТОВ 1. Рациональная номенклатура : спирты называют по радикалу, связанному с ОН – группой: СН 3 ОН метиловый спирт СН 3 – СН – СН 3 СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ изопропиловый спиртOH СН 2 = СН – СН‒ОН СН 3 – СН – ОН С 6 H 5 аллиловый спирт а - фенилэтиловый спирт

5 слайд
СН 3 ОН метанол СН 3 –СН–СН 3 СН 3 –СН 2 –СН– СН 2 СН 3 пропанол-2 OH CH 2 OHНОМЕНКЛАТУРА СПИРТОВСПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ 2. Заместительная номенклатура : названия спиртов образуются прибавлением суффикса – ол к названиям соответствующих углеводородов: 2-этилбутанол-1

6 слайд
СН 3 – ОН карбинол СН 3 – СН – ОН НОМЕНКЛАТУРА СПИРТОВСПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ 3. Карбинольная номенклатура : в этом случае спирты рассматривают как производные карбинола (метанола): диметилкарбинол СН 3

7 слайд
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ СН 3 – СН 3 ………….. 30 - 88,5 СН 3 – С l ……………. 50,5 - 24,2 СН 3 – NH 2 …………. 31 - 6,7 СН 3 – OH ………….. 32 + 64,7 мол. масса Т. кип., СП ССПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ

8 слайд
Влияние водородной связи на температуру кипения: «В группах периодической системы уменьшение молекулярной массы в ряду однотипных соединений сопровождается понижением температуры кипения». Общее правило гласит: Исключения из правила: Водородные соединения F , O , N , такие как HF , H 2 O , NH 3 имеют аномальные температуры кипения: ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ

9 слайд
молекулярная масса5010 0 -50 -100 -150 -200 0T кип , 0 С CH 4SiH 4 PH 3 NH 3 HBr HCIHI H 2 S HF H 2 SeH 2 Te H 2 O Для объяснения этих аномалий было предложено понятие водородная связь. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ

10 слайд
ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ Атом водорода служит мостиком между двумя электроотрицательными атомами, причем с одним из них он связан ковалентной связью, а с другим – электростатическими силами притяжения. Водородные связи обычно изображают пунктирными линиями: δ + δ - δ + δ - H – F --- H – F δ - δ + δ - δ + δ - H H HH – O --- H – O --- H – O H H δ - δ + δ - δ + H – N – H --- O – H δ - HHH – N --- H – NH H δ + δ + δ - ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ

11 слайд
Условия образования водородной связи : для образования водородной связи необходимо, чтобы электроотрицательными атомами были F , O , N . R RR δ + δ - δ - δ - δ + δ + H – O ∙∙∙ H – O ∙∙∙ H – O δ - δ - δ - δ -δ + δ + δ + H HH R RО Н О ННО ОСПИРТЫ – АССОЦИИРОВАННЫЕ ЖИДКОСТИ !! Межмолек. вод. связи повышают температуру кипения спиртов, а также их растворимость в воде

12 слайд
ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ 1. Гидратация алкенов (имеет пром. значение): Общая схема: Н + алкен спирт– С = С– + НОН Н ОН– С – С – Примеры этилен этанол1. 1. СН 2 = СН 2 СН 3 – СН 2 – ОНН 2 О, H +СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ

13 слайд
Н 2 О, H + СН 3 – СН – СН 3 OHСН 3 – СН = СН 21. 2. (по правилу Марковникова) 2*. Ферментативный гидролиз углеводов: С 6 Н 12 О 6 2СО 2 + 2С 2 Н 5 ОН глюкоза этанол Источником глюкозы служит крахмал из зерен злаков, картофеля и др. ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ 1. Гидратация алкенов

14 слайд
(С 6 Н 10 О 5 ) n С 6 Н 12 О 6 С 2 Н 5 ОН гидролиз брожение крахмал глюкоза этанол способ имеет промышленное значение ! 3*. Гидролиз галогенпроизводных: RX + OH – ( или H 2 O) R – OH + X – Пример: СН 3 СН 2 СН 2 Br СН 3 СН 2 СН 2 OH водн. NaOH 1-бромпропан пропанол-1ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ

15 слайд
Условия реакции галогенпроизводных с NaOH : 1) водный ра-р NaOH – замещение 2) спиртовый ра-р NaOH – отщепление способность к отщеплению растет первичный – вторичный – третичный RX RX RX способность к замещению растет ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ

16 слайд
Альдегиды восстанавливаются в первичные спирты, кетоны дают вторичные спирты. [ 2Н ] альдегид R – СН 2 ОН первичный спиртR – С O H [ 2Н ] вторичный спиртO R ′R – С R – СН – R ′ OHПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ 4. Восстановление карбонильных соединений:

17 слайд
Синтез спиртов с помощью магнийорганических соединений (реактивов Гриньяра R – MgX ) Реактив Гриньяра RMgX получают по схеме: R – X + Mg R – MgXбезводный эфир (X = Cl, Br, I) Спирты синтезируют из альдегидов, кетонов или сложных эфиров по схеме: Н 2 О R– C – OMgXδ -δ + С = О R: MgX– ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ + •••

18 слайд
Н 2 О R– C – OH + Mg(OH)X Альдегид или кетон + RMgX Спирт Н 2 О R – C – OMgX δ - δ - δ + δ + Н Н С = О + R - MgX1) первичный спирт + Mg (OH)X R–CH 2 –OH Синтез спиртов с помощью магнийорганических соединений (реактивов Гриньяра R – MgX )ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ •••

19 слайд
Н 2 О RН R′–C–OMgXδ - δ + δ + Н О δ - R′– C + R: MgX2) вторичный спирт + Mg(OH)X R′–CH–OH RСИНТЕЗ СПИРТОВ С ПОМОЩЬЮ РЕАКТИВОВ Гриньяра R – MgX Из других альдегид образуются вторичные спирты: +-

20 слайд
Н 2 О R′′R R′–C–OMgXδ - δ + δ + R′′ О δ - R′– C + R: MgX2) третичный спирт + Mg(OH)X R′–C–OH R′′СИНТЕЗ СПИРТОВ С ПОМОЩЬЮ РЕАКТИВОВ Гриньяра R – MgX Из кетонов образуются третичные спирты: +- R

21 слайд
ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ Предложите схему возможного в лаборатории синтеза приведенных ниже соединений, исходя из н – бутилового спирта , и, используя любые необходимые неорганические реагенты. а) н-октан б) октин-3 в) цис -октен-3 г) октанол-4 д) октанон-4 е) 5-( н-пропил) нонанол – 5 ж) н-бутиловый эфир масляной кислоты СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ

22 слайд
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ Химия спиртов определяется их функциональной группой – гидроксильной группой ОН . Для спиртов характерны две группы реакций: 1. Реакции с разрывом связи О – Н . 2. Реакции с разрывом связи С – О .СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ

23 слайд
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ Атом водорода ОН – группы способен замещаться атомом металла: RO – H + M RO – M + + 1/2 H 2 спирт алкоголят (соль) М = Na , K , Mg , Al и др.СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ 1. Кислотные свойства спиртов Пример: 2С 2 Н 5 ОН + 2 Na 2С 2 Н 5 ОNa + H 2 этилат натрия

24 слайд
Алкоголяты легко разлагаются водой, что указывает на то, что спирты – более слабые кислоты, чем вода ! RO – Na + + H–OH Na + OH – + RO–H более сильная кислота более слабая кислотаХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ АЛКОГОЛЯТЫ соль слабой кислоты соль сильной кислоты

25 слайд
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ КИСЛОТНОСТЬ СПИРТОВ Н 2 О > ROH > HC ≡ CH > NH 3 > R Н Относительная основность сопряж. оснований: – :ОН < – : OR < – : C ≡ CH < – : NH 2 < R – Кислотные свойства спиртов убывают в следу- ющем порядке. Почему? : СН 3 ОН > RCH 2 OH > R 2 CHOH > R 3 COHСН 3 ОН > первичный > вторичный > третичный или

26 слайд
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ: сопряженная сопряженное протон Н + :А – +A – H Кислотность кислоты АН зависит от того, насколько хорошо сопряженный ей анион :А – может распределить отрицательный заряд, т. е. от его устойчивости. ОЦЕНКА КИСЛОТНЫХ СВОЙСТВ кислота основание Устойчивость иона определяется присутствием электронодонорных или электроноакцепторных заместителей.

27 слайд
Алкильная группа R – электронодонорная группа, она будет увеличивать отрицательный заряд на атоме кислорода, следовательно делать алкоголят-анион менее устойчивым: C – O : – + H + R R C – OH R подает электроны, дестабилизует ион, уменьшает к. св.ОЦЕНКА КИСЛОТНЫХ СВОЙСТВ СПИРТОВ Влияние заместителей

28 слайд
бромид алкилоксония···· + Br –·· HR – O – H R – OH + HBr бромид оксония·· ·· [Н 3 О] Br Н – O – H + HBr + – Н 3 О + – ион оксонияСпирты, как вода, проявляют и основные свойства: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ

29 слайд
2. Образование простых эфиров R–О – R ′ При взаимодействии алкоголятов (вернее алкоголят- ионов) с алкилгалогенидами получают простые эфиры R – O – R ′ : RO – Na + + R–Br R–O–R + NaBr алкоголят алкил- галогенид простой эфир Реакция протекает по S N 1 или S N 2 – механизму. Нуклеофил RO : – вытесняет галогенид ион : Br – .ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ

30 слайд
ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ Простые эфиры – химически малоактивные соединения. Разбавленные кислоты, щелочи, Na , на холоду на них не действуют. Но многие из них подвергаются самоокислению (аутоокислению) при контакте с воздухом с образованием взрывоопасных пероксидных соединений. Важнейшим представителем простых эфиров является диэтиловый эфир: применяется в медицине, как растворитель органических веществ. СН 3 – СН 2 ‒ О–СН 2 ‒СН 3

31 слайд
Для спиртов характерна реакция с кислотами с образованием сложных эфиров ( реакция этерификации ). С хема: Н + спирт кислота сложный эфир O R – C – OR + H′ 2 OO R – OH + R – C – OH ′ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ 3.Образование сложных эфиров

32 слайд
Примеры : 1) R–O–H +HO –SO 2 –OH ROSO 3 Н + H 2 O спирт серная к-та алкилсульфат 2) С 2 Н 5 –О– Н + HO – NO 2 С 2 Н 5 О NO 2 + H 2 O этанол азотная к-та этилнитрат 3) CH 3 –CH 2 –O–H + HO–C–CH 3 этанол уксусная к-таO H + – H 2 O Этилацетат OCH 3 CH 2 –O–C–CH 3ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ 3.Образование сложных эфиров

33 слайд
Реакции с разрывом связи С – О: 4. Замещение OH – группы галогеном: R – X + H 2 O R – OH + HX ( X = Cl , Br , I ) ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ Замещение ОН – группы на галоген может происходить не только под действием галогеноводородов Н X , но и таких реагентов как галогениды фосфора ( PCl 3 , PCl 5 , PBr 3 , PBr 5 ) и тионилхлорид ( SOCl 2 ).

34 слайд
Механизм взаимодействия спиртов с галогеноводородами: факты: 1. Реакция катализируется кислотами 2. Порядок изменения реакционной способности спиртов ( ROH ) по отношению к HX следующий: Третичный > вторичный > первичный > СН 3 ОН эти данные легко объясняются, если предположить, что замещение ОН – группы на галоген происходит по S N – механизму:ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ

35 слайд
1 . По S N 1 – механизму : для всех спиртов исключая метанол и первичные спирты. Реакции предшествует предварительная стадия ‒ стадия протонирования спирта ROH + HX ROH 2 + :X –+ 1 . ROH 2 R + + H 2 O1. Диссоциация протонированного спирта: + 2. R + + : X – RXХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ 2. Нейтрализация карбкатиона галогенид - ионом:

36 слайд
S N 2 – механизм : характерен для метанола и большинства первичных спиртов. Предварительная стадия: H + + : X – R – O – H·· ··R – O – H + H : X X : + ROH 2 X ∙∙∙ R ∙∙∙ OH 2 X–R + H 2 O ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ механизм реакций замещения + δ- δ+– S N 2 – замещение

37 слайд
5. Дегидратация спиртов: При действии на спирты водоотнимающих средств ( H 2 SO 4 , H 3 PO 4 и др.) происходит межмолекулярное или внутримолекулярное отщепление воды: простой эфир R – O – R + H 2 OH + R – OH + HO – R спирт1) алкен– C = C – + H 2 Oкислота t > 140 0 C OHH– C – C –2) ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ спирт t = 140 0 C

38 слайд
Реакционная способность и механизм дегидратации: третичный > вторичный > первичный Механизм дегидратации: трет-бутиловый спирт Н + -Н 2 О CH 3 CH 3 –C = СН 2 CH 3CH 3 CH 3 –C + CH 3CH 3 + CH 3 –C–OH 2 .... CH 3CH 3 CH 3 –C– OH ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ -Н + изобутилен Внутримолекулярная дегидратация проходит на тех же катализаторах, что и межмолекулярная, но при более высокой температуре. Отщепление Н 2 О идет по правилу Зайцева!

39 слайд
6. Окисление спиртов: Спирты легко окисляются при действии обычных лабораторных окислителей: KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7 . при этом: 1. первичные кислотыальдегидыO OХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ спирты KMnO 4 KMnO 4 R – CH 2 – OH O О HR – CO HR – C

40 слайд
3. Третичные спирты устойчивы к окислению, но в жестких условиях происходит разрыв углерод- углеродной связи с образованием кетонов и кислот, содержащих меньшее число атомов углерода, чем исходный спирт. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ 6. Окисление спиртов: 2 . Вторичные спирты образуют кетоны О H CH 3 –C Н ‒ СН 3 KMnO 4 О CH 3 –C ‒ СН 3

41 слайд
Пример: 3 С H 3 – CH 2 OH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 3CH 3 – CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 7H 2 O 4. Дегидрирование спиртов: Cu ; 300 ПCСН 3 – СН 2 – ОН СН 3 – С + Н 2O HХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ 6. Окисление спиртов:

42 слайд
СПИРТЫ. ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ МНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ Этиленгликоль – представитель двухатомных спиртов –гликолей (диолов) (Т. кип. 197 СП С)OH OHСН 2 – СН 2 Глицерин (пропантриол – 1, 2, 3) (Т. кип. 290 СП С)OH OH OHСН 2 – СН – СН 2

43 слайд
Гликоли (диолы) – спирты с двумя гидроксиль- ными группами при разных углеродных атомах. Общая формула С n H 2 n ( OH ) 2 Триолы содержат три гидроксильные группы при разных углеродных атомах. Общая формула С n H 2 n -1 ( OH ) 3МНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ

44 слайд
Многоатомные спирты хорошо растворимы в воде, но плохо – в органических растворителях; они имеют высокие температуры кипения. Гликоли получают способами, аналогичными получе-нию одноатомных спиртов. этиленгликоль получают из этилена: а) СН 2 = СН 2 НО–СН 2 –СН 2 –ОНО 2 ; Н 2 О б) СН 2 = СН 2 СН 2 Cl – СН 2 ClCl 2 Н 2 О НО–СН 2 –СН 2 –ОНН 2 ОМНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ

45 слайд
Химические свойства гликолей аналогичны свой- ствам одноатомных спиртов. Кислотные свойства гликолей выражены сильнее: они дают гликоляты не только со щелочными металлами, но и с Cu ( OH ) 2 : 2 + Cu ( OH ) 2 СН 2 – ОНСН 2 – ОН гликолят медиH О – СН 2О – СН 2 СН 2 – ОСН 2 – О CuМНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ H

46 слайд
ГЛИЦЕРИНМНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ Водный 50%-й раствор этиленгликоля используют в качестве антифриза . (Т. замерз. -34 СП С); 60%-й (-49 СП С) Этиленгликоль применяют для синтеза полимерных материалов ( волокно лавсан ), взрывчатых веществ . ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ Вязкая бесцветная жидкость, хорошо смешивается с водой. Получают глицерин : а) из жиров; б) или из пропилена или ацетилена:

47 слайд
NaOH Карбоновые к-ты: С 16 –С 18глицерин OH O СН 2 –CH–СН 2 + 3 R – C жир O С...