Sa čime reaguju polihidrični alkoholi? Polihidrični alkoholi, glukoza. Hemijska svojstva alkohola

Podsjetimo, polihidrični alkoholi su organska jedinjenja čiji molekuli sadrže nekoliko hidroksilnih grupa. Opća formula polihidričnih alkohola je CnH2n+1(OH)k, gdje su n i k cijeli brojevi veći od 2. Klasifikacija, struktura, izomerizam i nomenklatura alkohola razmatrani su ranije u. U ovom dijelu ćemo razmotriti svojstva i pripremu polihidričnih alkohola.

Najznačajniji predstavnici polihidričnih alkohola sadrže od dvije do šest hidroksilnih grupa. Dihidrični alkoholi(glikoli) ili alkandioli koji sadrže dvije hidroksilne grupe u svojoj molekuli, trihidričnim alkoholima(alkantrioli) – tri hidroksilne grupe. Tetra-, penta- i heksahidrični alkoholi(eritriti, pentiti i heksiti) sadrže 4, 5 i 6 OH grupa.

Fizička svojstva polihidričnih alkohola

Polihidrični alkoholi dobro rastvoriti u vodi i alkoholima, lošije u drugim organskim rastvaračima. Alkoholi s malim brojem atoma ugljika su viskozne tekućine slatkastog okusa. Viši članovi serije su čvrsti. U poređenju sa monohidričnim alkoholima, oni imaju veće gustine i tačke ključanja. Trivijalni nazivi, nazivi i fizička svojstva nekih alkohola prikazani su u tabeli:

Priprema polihidričnih alkohola

Priprema glikola

Glikole mogu dobiti gotovo svi. Istaknimo glavne:

1. Hidroliza dihalogenih derivata alkana :
2. Hidroliza hlorohidrina nastavlja kako slijedi:
   
3. Redukcija estera dvobazne kiseline po Bouveau metodi:
   
4. prema Wagneru:
   
5. Nepotpuna redukcija ketona pod uticajem magnezijuma (u prisustvu joda). Ovako dobijate pinakone:
   

Dobijanje glicerina

1. Kloriranje propilena u Lvovu:
   
2. Beresh i Yakubovich metoda sastoji se od oksidacije propilena u akrolein, koji se zatim reducira u alilni alkohol nakon čega slijedi njegova hidroksilacija:
   
3. Katalitička hidrogenacija glukoze dovodi do obnove aldehidne grupe i u isto vrijeme do kidanja C3-C4 veze:
   

Zbog cijepanja C2-C3 veze, nastaje mala količina etilen glikola i treitola (stereoizomer eritritola).

Pored glukoze, drugi polisaharidi koji sadrže jedinice glukoze, kao što je celuloza, mogu biti podvrgnuti katalitičkoj hidrogenaciji.

4. Hidroliza masti alkalije se koriste za dobijanje sapuna (kalijeve ili natrijeve soli složenih karboksilnih kiselina):
Ovaj proces se zove saponifikacija.

Priprema tetrahidričnih alkohola (eritritola)

U prirodi eritritol (butantetraol-1,2,3,4) nalazi se u slobodnom obliku iu obliku estera u algama i nekim plijesni.

Vještački se proizvodi od 1,4-butadiena u nekoliko faza:

pentaeritritol (tetraoksineopentan) se ne nalaze u prirodi. Sintetički se može dobiti reakcijom formaldehida s vodenim rastvorom acetaldehida u alkalnom mediju:

Hemijska svojstva polihidričnih alkohola

Hemijska svojstva polihidričnih alkohola su slična. Međutim, prisustvo nekoliko hidroksilnih grupa u molekulima polihidričnih alkohola povećava njihovu kiselost. Stoga mogu reagirati sa alkalijama i hidroksidima teških metala, stvarajući soli.

Supstitucija druge hidrokso grupe etilen glikola je teža (pod uticajem PCl5 ili SOCl2 do supstitucije dolazi lakše).

1. Interakcija sa kiselinama dovodi do stvaranja estera:

Interakcija sa dušičnom kiselinom

Ova jedinjenja su eksplozivi. Trinitroglicerin se takođe koristi u medicini kao medicinski lek.

Interakcija sa sirćetnom kiselinom

Ako reakcija esterifikacije etilen glikola uključuje dijakiselina, tada je moguće dobiti poliester (reakcija polikondenzacije):

Tipično, R je tereftalna kiselina. Produkt ove reakcije je terilen, lavsan:

At dehidracija etilen glikola dobije se jedinjenje koje ima 2 tautomerna oblika (keto-enol tautomerizam):

Dehidracija etilen glikola može nastati uz njegovu istovremenu dimerizaciju:

At dehidracija 1,4-butandiola Možete dobiti tetrahidrofuran (oksolan):

Dehidraciju drugih glikola prati proces preuređivanje pinakolina:

• Oksidacija polihidričnih alkohola dovodi do stvaranja aldehida ili ketona.

At oksidacija etilen glikola Prvo se dobije glikolaldehid, zatim glioksal, koji se daljom oksidacijom pretvara u dikarboksilnu kiselinu:

At oksidacija glicerola nastaje mješavina odgovarajućeg aldehida i ketona:

kategorije ,

Predavanje br. 3.

Polihidrični alkoholi, njihova struktura i svojstva.

Predstavnici polihidričnih alkohola su etilen glikol i glicerin. Dihidrični alkoholi koji sadrže dvije hidroksilne grupe - OH nazivaju se glikoli, ili dioli, trihidrični alkoholi koji sadrže tri hidroksilne grupe - gliceroli, ili trioli.

Položaj hidroksilnih grupa označen je brojevima na kraju naziva.

Fizička svojstva

Polihidrični alkoholi su bezbojne, sirupaste tečnosti slatkastog ukusa, dobro rastvorljive u vodi, slabo rastvorljive u organskim rastvaračima; imaju visoke tačke ključanja. Na primjer, tačka ključanja etilen glikola je 198°C, gustina () 1,11 g/cm3; tboil (glicerin) = 290°C, glicerin = 1,26 g/cm3.

Potvrda

Dvo- i trihidrični alkoholi se dobijaju istim metodama kao i monohidrični alkoholi. Kao polazna jedinjenja mogu se koristiti alkeni, derivati ​​halogena i druga jedinjenja.

1. Etilen glikol (ethandiol-1,2) se sintetizira iz etilena na različite načine:

3CH 2 =CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O ® 3HO–CH 2 –CH 2 –OH + 2MnO 2 + 2KOH

2. Glicerin (propanetriol -1,2,3) se dobija iz masti, kao i sintetički iz gasova za krekiranje nafte (propilen), tj. od neprehrambenih sirovina.

Hemijska svojstva

Polihidrični alkoholi imaju hemijska svojstva slična monohidričnim alkoholima. Međutim, hemijska svojstva polihidričnih alkohola imaju karakteristike zbog prisustva dve ili više hidroksilnih grupa u molekulu.

Kiselost polihidričnih alkohola je veća od one monohidričnih alkohola, što se objašnjava prisustvom u molekulu dodatnih hidroksilnih grupa koje imaju negativan induktivni učinak. Stoga, polihidrični alkoholi, za razliku od monohidričnih alkohola, reagiraju sa alkalijama, stvarajući soli. Na primjer, etilen glikol ne reagira samo s alkalnim metalima, već i sa hidroksidima teških metala.

Po analogiji sa alkoholatima, soli dihidričnih alkohola nazivaju se glikolati, a trihidrični alkoholi se nazivaju glicerati.

Kada etilen glikol reaguje sa halogenvodikovima (HCl, HBr), jedna hidroksilna grupa je zamenjena halogenom:

Drugu hidrokso grupu je teže zameniti pod dejstvom PCl5.

Kada bakar (II) hidroksid reaguje sa glicerinom i drugim polihidričnim alkoholima, hidroksid se rastvara i formira se svetloplavo kompleksno jedinjenje.

Ova reakcija se koristi za otkrivanje polihidričnih alkohola koji imaju hidroksilne grupe na susjednim atomima ugljika -CH(OH)-CH(OH)-:

U nedostatku alkalija, polihidrični alkoholi ne reagiraju s bakar (II) hidroksidom - njihova kiselost je nedovoljna za to.

Polihidrični alkoholi reaguju sa kiselinama i formiraju estre (videti §7). Kada glicerin reaguje sa azotnom kiselinom u prisustvu koncentrovane sumporne kiseline, nastaje nitroglicerin (glicerol trinitrat):

Alkohole karakteriziraju reakcije koje rezultiraju stvaranjem cikličkih struktura:

Aplikacija

Etilen glikol se uglavnom koristi za proizvodnju lavsana i za pripremu antifriza - vodenih otopina koje se smrzavaju znatno ispod 0°C (koristeći ih za hlađenje motora, automobili mogu raditi zimi).

Glicerin se široko koristi u kožnoj i tekstilnoj industriji za doradu kože i tkanina i u drugim oblastima nacionalne privrede. Najvažnija upotreba glicerina je u proizvodnji glicerol trinitrata (pogrešno nazvan nitroglicerin), snažnog eksploziva koji eksplodira pri udaru, a također i lijeka (vazodilatatora). Sorbitol (heksahidrični alkohol) se koristi kao zamjena za šećer za dijabetičare.

Test br. 4.

Svojstva polihidričnih alkohola

1. S kojom od sljedećih supstanci će glicerin reagirati?

1) HBr 2) HNO 3 3) H 2 4) H 2 O 5) Cu(OH) 2 6) Ag 2 O/NH 3

2. Glicerol ne reaguje sa 1)HNO 3 2)NaOH 3)CH 3 COOH 4)Cu(OH) 2

3. Etilen glikol ne reaguje sa 1)HNO 3 2)NaOH 3)CH 3 COOH 4)Cu(OH) 2

4. Sa svježe istaloženim bakar (II) hidroksidom neće stupiti u interakciju: 1) glicerol;

2) butanon 3) propanal 4) propandiol-1,2

5. Svježe pripremljen precipitat Cu(OH) 2 će se otopiti ako mu se doda

1) propandiol-1,2 2) propanol-1 3) propen 4) propanol-2

6. Glicerol u vodenom rastvoru može se detektovati pomoću

1) izbjeljivač 2) željezo (III) hlorid 3) bakar (II) hidroksid 4) natrijum hidroksid

7. Koji alkohol reaguje sa bakar (II) hidroksidom?

1) CH 3 OH 2) CH 3 CH 2 OH 3) C 6 H 5 OH 4) HO-CH 2 CH 2 -OH

8. Karakteristična reakcija za polihidrične alkohole je interakcija sa

1) H 2 2) Cu 3) Ag 2 O (rastvor NH 3) 4) Cu(OH) 2

9. Supstanca koja reaguje sa Na i Cu(OH) 2 je:

1) fenol; 2) monohidrični alkohol; 3) polihidrični alkohol 4) alken

10. Ethandiol-1,2 može da reaguje sa

1) bakar (II) hidroksid

2) gvožđe (II) oksid

3) hlorovodonik

4) vodonik

6) fosfor

Predavanje br. 4.

Fenoli, njihova struktura. Osobine fenola, međusobni uticaj atoma u molekulu fenola. Orto-, paroorijentišući efekat hidroksilne grupe. Priprema i upotreba fenola

FENOLI – klasa organskih jedinjenja. Sadrže jednu ili više C–OH grupa, pri čemu je atom ugljika dio aromatičnog (na primjer, benzenskog) prstena.

Klasifikacija fenola. Razlikuju se jedno-, dvo- i troatomski fenoli u zavisnosti od broja OH grupa u molekuli (slika 1)

Rice. 1. JEDNO-, DUALNI I TRIHATNI FENOLI

U skladu sa brojem kondenzovanih aromatičnih prstenova u molekuli, razlikuju se (slika 2) na same fenole (jedan aromatični prsten - derivati ​​benzena), naftole (2 kondenzovana prstena - derivata naftalena), antranole (3 kondenzovana prstena - antracen derivati) i fenantroli (slika 2).

Rice. 2. MONO- I POLINUKLEARNI FENOLI

Nomenklatura fenola

Za fenole se široko koriste trivijalni nazivi koji su se razvili kroz istoriju. U nazivima supstituisanih mononuklearnih fenola koriste se i prefiksi orto-, meta- i para-, koji se koriste u nomenklaturi aromatičnih jedinjenja. Za složenija jedinjenja, atomi koji čine aromatične prstenove su numerisani, a položaj supstituenata je naznačen pomoću digitalnih indeksa (slika 3).

Rice. 3. NOMENKLATURA FENOLA. Grupe zamjene i odgovarajući digitalni indeksi su istaknuti različitim bojama radi jasnoće.

Hemijska svojstva fenola

Benzenski prsten i OH grupa, kombinovani u molekulu fenola, utiču jedni na druge, značajno povećavajući međusobnu reaktivnost. Fenil grupa apsorbuje usamljeni par elektrona iz atoma kiseonika u OH grupi (slika 4). Kao rezultat, povećava se parcijalni pozitivni naboj na H atomu ove grupe (označen simbolom d+), povećava se polaritet O–H veze, što se očituje povećanjem kiselih svojstava ove grupe. Dakle, u poređenju sa alkoholima, fenoli su jače kiseline. Djelomični negativni naboj (označen sa d–), koji se prenosi na fenilnu grupu, koncentriše se u orto- i para-poziciji (u odnosu na OH grupu). Ove reakcione tačke mogu biti napadnute reagensima koji gravitiraju prema elektronegativnim centrima, takozvanim elektrofilnim ("elektronskim") reagensima.

Rice. 4. DISTRIBUCIJA ELEKTRONSKOG GUSTINA U FENOLU

Kao rezultat, moguće su dvije vrste transformacija za fenole: supstitucija atoma vodika u OH grupi i supstitucija H-atomobenzenskog prstena. Par elektrona atoma O, privučen u benzenski prsten, povećava snagu C–O veze, stoga reakcije koje se javljaju s kidanjem ove veze, karakteristične za alkohole, nisu tipične za fenole.

1. Ima slaba kisela svojstva kada je izložen alkalijama, stvara soli - fenolate (na primjer, natrijev fenolat - C6H6ONa):

C 6 H 5 OH + NaOH = C 6 H 5 ONa + H 2 O

Podvrgava se reakcijama elektrofilne supstitucije na aromatičnom prstenu. Hidroksi grupa, kao jedna od najjačih donatorskih grupa, povećava reaktivnost prstena na ove reakcije i usmjerava supstituciju na orto i para pozicije. Fenol se lako alkilira, acilira, halogenira, nitrira i sulfonira.

Kolbe-Schmidtova reakcija.

2. Interakcija sa metalnim natrijumom:

C 6 H 5 OH + Na = C 6 H 5 ONa + H 2

3. Interakcija s bromnom vodom (kvalitativne reakcije na fenol):

C 6 H 5 OH + 3Br 2 (aq) → C 6 H 2 (Br) 3 OH + 3HBr proizvodi 2,4,6 tribromofenol

4. Interakcija s koncentriranom dušičnom kiselinom:

C 6 H 5 OH + 3HNO 3 konc → C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O 2,4,6 nastaje trinitrofenol

5. Interakcija sa željeznim (III) hloridom (kvalitativne reakcije na fenol):

C 6 H 5 OH + FeCl 3 → 2 + (Cl)2- + HCl željezo (III) dihlorid fenolat nastaje (ljubičasta boja )

Metode za dobijanje fenola.

Fenoli se izoluju iz katrana ugljena, kao i iz proizvoda pirolize mrkog uglja i drveta (katran). Sama industrijska metoda za proizvodnju fenola C6H5OH zasniva se na oksidaciji aromatičnog ugljikovodika kumona (izopropilbenzena) kisikom iz atmosfere, nakon čega slijedi razlaganje nastalog hidroperoksida razrijeđenog sa H3SO4 (slika 8A). Reakcija se odvija s visokim prinosom i atraktivna je po tome što omogućava da se odjednom dobiju dva tehnički vrijedna proizvoda - fenol i aceton. Druga metoda je katalitička hidroliza halogeniranih benzena (slika 8B).

Rice. 8. METODE DOBIJANJA FENOLA

Primjena fenola.

Kao dezinfekciono sredstvo (karbolna kiselina) koristi se rastvor fenola. Dvoatomski fenoli - pirokatehol, resorcinol (slika 3), kao i hidrokinon (para-dihidroksibenzen) koriste se kao antiseptici (antibakterijska dezinfekciona sredstva), dodaju se štavljenim sredstvima za kožu i krzno, kao stabilizatori za ulja za podmazivanje i gumu, kao i za obrada fotografskih materijala i kao reagensi u analitičkoj hemiji.

Fenoli se koriste u ograničenom obimu u obliku pojedinačnih spojeva, ali se široko koriste njihovi različiti derivati. Fenoli služe kao polazna jedinjenja za proizvodnju različitih polimernih proizvoda - fenolnih smola (slika 7), poliamida, poliepoksida. Od fenola se dobivaju brojni lijekovi, na primjer, aspirin, salol, fenolftalein, osim toga, boje, parfemi, plastifikatori za polimere i sredstva za zaštitu bilja.

Test br. 5 Fenoli

1. Koliko ima fenola sastava C 7 H 8 O? 1) Jedan 2) Četiri 3) Tri 4) Dva

2. Atom kiseonika u molekulu fenola se formira

1) jedna σ-veza 2) dvije σ-veze 3) jedna σ- i jedna π-veza 4) dvije π-veze

3. Fenoli su jače kiseline od alifatskih alkohola jer...

1) između molekula alkohola nastaje jaka vodikova veza

2) molekula fenola sadrži veći maseni udio vodonikovih jona

3) kod fenola je elektronski sistem pomeren prema atomu kiseonika, što dovodi do veće pokretljivosti atoma vodonika benzenskog prstena

4) u fenolima, elektronska gustina O-H veze opada zbog interakcije usamljenog elektronskog para atoma kiseonika sa benzenskim prstenom

4. Odaberite tačnu tvrdnju:

1) fenoli se disociraju u većoj meri od alkohola;

2) fenoli pokazuju osnovna svojstva;

3) fenoli i njihovi derivati ​​nemaju toksično dejstvo;

4) atom vodonika u hidroksilnoj grupi fenola ne može biti zamijenjen metalnim katjonom pod djelovanjem baza.

Svojstva

5. Fenol u vodenom rastvoru je

1) jaka kiselina 2) slaba kiselina 3) slaba baza 4) jaka baza

1. Supstanca koja reaguje sa Na i NaOH dajući ljubičastu boju sa FeCl 3 je:

1) fenol; 2) alkohol 3) etar; 4) alkan

6. Efekat benzenskog prstena na hidroksilnu grupu u molekulu fenola dokazuje se reakcijom fenola sa

1) natrijum hidroksid 2) formaldehid 3) bromna voda 4) azotna kiselina

7. Moguća je hemijska interakcija između supstanci čije su formule:

1) C 6 H 5 OH i NaCl 2) C 6 H 5 OH i HCl 3) C 6 H 5 OH i NaOH 4) C 6 H 5 ONa i NaOH.

8. Fenol ne stupa u interakciju sa

1) metanal 2) metan 3) azotna kiselina 4) bromna voda

9. Fenol je u interakciji sa

1) hlorovodonična kiselina 2) etilen 3) natrijum hidroksid 4) metan

10. Fenol ne stupa u interakciju sa supstancom čija je formula

1)HBr 2)Br 2 3)HNO 3 4)NaOH

11. Fenol ne reaguje sa 1) HNO 3 2) KOH 3) Br 2 4) Cu(OH) 2

12. Kisela svojstva su najizraženija kod 1) fenola 2) metanola 3) etanola 4) glicerola

13. Kada fenol reaguje sa natrijumom,

1) natrijum fenolat i voda 2) natrijum fenolat i vodonik

3) benzen i natrijum hidroksid 4) natrijum benzoat i vodonik

14. Uspostavite korespondenciju između polaznih supstanci i proizvoda koji se pretežno formiraju tokom njihove interakcije.

POČETNE SUPSTANCE INTERAKCIJA PROIZVODI

A) C 6 H 5 OH + K 1) 2,4,6-tribromofenol + HBr

B) C 6 H 5 OH + KOH 2) 3,5-dibromofenol + HBr

B) C 6 H 5 OH + HNO3 3) kalijev fenolat + H 2

D) C 6 H 5 OH + Br 2 (rastvor) 4) 2,4,6-trinitrofenol + H 2 O

5) 3,5-dinitrofenol + HNO 3

6) kalijum fenolat + H 2 O

15. Uspostavite korespondenciju između polaznih materijala i produkta reakcije.

POČETNE TVARI PROIZVODI REAKCIJE

A) C 6 H 5 OH + H 2 1) C 6 H 6 + H 2 O

B) C 6 H 5 OH + K 2) C 6 H 5 OK + H 2 O

B) C 6 H 5 OH + KOH 3) C 6 H 5 OH + KHCO 3

D) C 6 H 5 OK + H 2 O + CO 2 4) C 6 H 11 OH

5) C 6 H 5 OK + H 2

6) C 6 H 5 COOH + KOH

16. Fenol je u interakciji sa rastvorima

3) [Ag(NH 3) 2 ]OH

17. Fenol reaguje sa

1) kiseonik

2) benzen

3) natrijum hidroksid

4) hlorovodonik

5) natrijum

6) silicijum oksid (IV)

Potvrda

18. Kada se vodonik u aromatičnom prstenu zamijeni hidroksilnom grupom, nastaje sljedeće:

1) estar; 2) etar; 3) ograničavanje alkohola; 4) fenol.

19. Fenol se može dobiti u reakciji

1) dehidratacija benzojeve kiseline 2) hidrogenacija benzaldehida

3) hidratacija stirena 4) hlorobenzol sa kalijum hidroksidom

Međusobna povezanost, kvalitativne reakcije.

20. Metanol. etilen glikol i glicerin su:

1) homolozi; 2) primarni, sekundarni i tercijarni alkoholi;

32) izomeri; 4) monohidrični, dvohidrični, trihidrični alkoholi

21. Supstanca koja ne reaguje ni sa Na ni sa NaOH, dobijena od intermolekularni dehidratacija alkohola je: 1) fenol 2) alkohol 3) etar; 4) alken

22. Interakcija jedni s drugima

1) etanol i vodonik 2) sirćetna kiselina i hlor

3) fenol i bakar (II) oksid 4) etilen glikol i natrijum hlorid

23. Supstanca X može reagovati sa fenolom, ali ne reaguje sa etanolom. Ova supstanca:

1) Na 2) O 2 3) HNO 3 4) bromna voda

24. Jarko plavi rastvor nastaje kada reaguje bakar (II) hidroksid

1) etanol 2) glicerin 3) etanal 4) toluen

25. Bakar(II) hidroksid se može koristiti za detekciju

1) Al 3+ joni 2) etanol 3) joni NO 3 - 4) etilen glikol

26. U šemi transformacije C 6 H 12 O 6 à X à C 2 H 5 -O- C 2 H 5 supstanca “X” je

1) C 2 H 5 OH 2) C 2 H 5 COOH 3) CH 3 COOH 4) C 6 H 11 OH

27. U šemi transformacije etanolà Xà butan supstanca X je

1) butanol-1 2) bromoetan 3) etan 4) etilen

28. U šemi transformacije propanol-1à Xà propanol-2 supstanca X je

1) 2-hloropropan 2) propanska kiselina 3) propin 4) propen

29. Vodeni rastvori etanola i glicerola mogu se razlikovati pomoću:

1) bromna voda 2) rastvor amonijaka srebrnog oksida

4) metalni natrijum 3) sveže pripremljen precipitat bakar (II) hidroksida;

30. Možete razlikovati etanol od etilen glikola koristeći:

31. Možete razlikovati fenol od metanola koristeći:

1) natrijum; 2) NaOH; 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3

32. Možete razlikovati fenol od etra koristeći:

1) Cl 2 2) NaOH 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3

33. Možete razlikovati glicerin od 1-propanola koristeći:

1) natrijum 2) NaOH 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3

34. Koju supstancu treba koristiti da bi se u laboratoriji razlikovali etanol i etilen glikol?

1) Natrijum 2) Hlorovodonična kiselina 3) Bakar (II) hidroksid 4) Natrijum hidroksid

Video tutorijal 2: Fenol: hemijska svojstva

Predavanje: Karakteristične hemijske osobine zasićenih monohidričnih i polihidričnih alkohola, fenola

Alkoholi i fenoli

U zavisnosti od vrste ugljikovodičnih radikala, kao i, u nekim slučajevima, karakteristika vezanosti -OH grupe za ovaj ugljikovodični radikal, spojevi s hidroksilnom funkcionalnom grupom dijele se na alkohole i fenole.

Postoji podjela organskih jedinjenja na alkohole i fenole. Ova podjela se zasniva na tipu ugljikovodičnih radikala i karakteristikama vezivanja -OH grupa za njega.

Alkoholi (alkanoli)- derivati ​​zasićenih i nezasićenih ugljovodonika, kod kojih je OH grupa povezana sa ugljovodoničnim radikalom bez direktnog vezivanja za aromatični prsten.

Fenoli- organske supstance koje imaju u svojoj strukturi OH grupe direktno vezane za aromatični prsten.

Navedene karakteristike položaja OH grupa značajno utiču na razliku u svojstvima alkohola i fenola. U jedinjenjima fenola, O-H veza je polarnija u odnosu na alkohole. Ovo povećava pokretljivost atoma vodika u OH grupi. Fenoli imaju mnogo izraženija kisela svojstva od alkohola.

Klasifikacija alkohola

Postoji nekoliko klasifikacija alkohola. dakle, po prirodi ugljikovodičnih radikala alkoholi se dele na:

• Limit koji sadrže samo zasićene ugljikovodične radikale. U njihovim molekulima jedan ili više atoma vodika je zamijenjeno OH grupom, na primjer:

Ethandiol-1,2 (etilen glikol)

• Neograničeno koji sadrže dvostruke ili trostruke veze između atoma ugljika, na primjer:

Propen-2-ol-1 (alilni alkohol)

• Aromatično koji sadrže benzenski prsten i OH grupu u molekuli, koji su međusobno povezani preko atoma ugljika, na primjer:

Fenilmetanol (benzil alkohol)

Po atomičnosti, tj. broj OH grupa, alkoholi se dijele na:

• Monatomski, Na primjer:

• dijatomski (glikoli) , Na primjer:

Triatomski, Na primjer:

Poliatomski koji sadrže više od tri OH grupe, na primjer:

Prema prirodi veze između atoma ugljika i OH grupe alkoholi se dele na:

• Primarni, u kojem je OH grupa vezana za primarni atom ugljika, na primjer:

• Sekundarni, u kojem je OH grupa vezana za sekundarni atom ugljika, na primjer:

tercijarnie, u kojem je OH grupa vezana za tercijarni atom ugljika, na primjer:

Kodifikator Jedinstvenog državnog ispita iz hemije zahtijeva od vas da znate hemijska svojstva zasićenih monohidričnih i polihidričnih alkohola, pogledajmo ih.
Hemijska svojstva zasićenih monohidroksilnih alkohola

1. Reakcije supstitucije

Interakcija sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima , kao rezultat toga nastaju metalni alkoholati i oslobađa se vodonik. Na primjer, kada etil alkohol i natrijum reaguju, nastaje natrijum etoksid:

2C 2 H 5 OH+ 2Na→ 2C 2 H 5 ONa+ H2

Za ovu reakciju važno je zapamtiti sljedeće pravilo: alkoholi ne smiju sadržavati vodu, inače će stvaranje alkoholata postati nemoguće, jer se lako hidroliziraju.

Reakcija esterifikacije , tj. interakcija alkohola s organskim i neorganskim kiselinama koje sadrže kisik dovodi do stvaranja estera. Ovu reakciju kataliziraju jake neorganske kiseline. Na primjer, interakcijom etanola sa octenom kiselinom nastaje etil acetat (etil acetat):

Mehanizam reakcije esterifikacije izgleda ovako:

Ovo je reverzibilna reakcija, dakle, da bi se ravnoteža pomaknula prema stvaranju estera, reakcija se provodi zagrijavanjem, kao i u prisustvu koncentrirane sumporne kiseline kao tvari koja uklanja vodu.

Interakcija alkohola sa vodonik-halogenidima . Kada su alkoholi izloženi halogenovodonična kiselina, hidroksilna grupa se zamjenjuje atomom halogena. Kao rezultat ove reakcije nastaju haloalkani i voda. npr.:

C 2 H 5 OH+ HCl → C 2 H 5 Cl+ H 2 O.

Ovo je reverzibilna reakcija.

2. Reakcije eliminacije

Dehidracija alkohola Može biti intermolekularna ili intramolekularna.

U intermolekularnom, jedan molekul vode nastaje kao rezultat apstrakcije atoma vodika iz jednog molekula alkohola i hidroksilne grupe iz drugog molekula. Kao rezultat, nastaju eteri (R-O-R). Reakcioni uslovi su prisustvo koncentrovane sumporne kiseline i zagrevanje na 140 0 C:

C 2 H 5 OS 2 H 5 → C 2 H 5 -O-C 2 H 5 +H 2 O

Dehidracija etanola etanolom rezultirala je stvaranjem dietil etera (etoksietana) i vode.

CH 3 OS 2 H 5 → CH 3 -O-C 2 H 5 +H 2 O

Dehidracija metanola etanolom rezultirala je stvaranjem metil etil etera (metoksietana) i vode.

Intramolekularna dehidracija alkohola, za razliku od intermolekularne dehidracije, teče na sljedeći način: jedan molekul vode se odvaja od jednog molekula alkohola:

Ova vrsta dehidracije zahtijeva visoku temperaturu. Kao rezultat, iz jednog molekula alkohola nastaju jedan molekul alkohola i jedan molekul vode.

Budući da molekula metanola sadrži samo jedan atom ugljika, intramolekularna dehidracija mu je nemoguća. Tokom intermolekularne dehidracije metanola može nastati samo etar (CH3-O-CH3):

2CH 3 OH → CH 3 -O-CH 3 + H 2 O.

Treba imati na umu da će se u slučaju dehidracije nesimetričnih alkohola intramolekularna eliminacija vode odvijati u skladu sa Zajcevovim pravilom, odnosno vodik će biti eliminiran iz najmanje hidrogeniranog atoma ugljika.

Dehidrogenacija alkohola:

a) Dehidrogenacija primarnih alkohola kada se zagrijavaju u prisustvu metala bakra dovodi do stvaranja aldehida:

b) U slučaju sekundarnih alkohola, slični uslovi će dovesti do stvaranja ketona:

c) Tercijarni alkoholi ne podliježu dehidrogenaciji.

3. Reakcije oksidacije

Sagorijevanje. Alkoholi lako reaguju sagorevanjem. Ovo stvara veliku količinu topline:

2CH 3 - OH + 3O 2 → 2CO 2 + 4H 2 O + Q.

Oksidacija alkoholi se javljaju u prisustvu katalizatora Cu, Cr, itd. kada se zagrevaju. Oksidacija se dešava i u prisustvu smeše hroma (H 2 SO 4 + K 2 Cr 2 O 7) ili magnezijum permanganata (KMnO 4). Primarni alkoholi formiraju aldehide, na primjer:

C 2 H 5 OH+ CuO → CH 3 COH + Cu + + H 2 O.

Kao rezultat, dobili smo acetaldehid (etanal, acetaldehid), bakar i vodu. Ako se nastali aldehid ne ukloni iz reakcionog medija, nastaje odgovarajuća kiselina.

Sekundarni alkoholi pod istim uslovima formiraju ketone:

Za tercijarne alkohole reakcija oksidacije nije tipična.

Hemijska svojstva polihidričnih alkohola

Polihidrični alkoholi su jače kiseline od monohidričnih.

Polihidrične alkohole karakteriziraju iste reakcije kao i monohidrične sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima. U tom slučaju se u molekulu alkohola zamjenjuje različit broj atoma vodika OH grupa. Kao rezultat, nastaju soli. npr.:

Pošto polihidrični alkoholi imaju više kiselih svojstava od monohidričnih, oni lako reaguju ne samo sa metalima, već i sa svojim hidroksidima teških metala. Reakcija sa bakar hidroksidom 2 je kvalitativna reakcija na polihidrične alkohole. U interakciji s polihidričnim alkoholom, plavi talog se pretvara u svijetloplavu otopinu.

• Reakcija esterifikacije, tj. interakcija s organskim i anorganskim kiselinama koje sadrže kisik za stvaranje estera:

C 6 H 5 ONa + CH 3 COCl → C 6 H 5 OCOCH 3 + NaCl

Alkoholi su derivati ​​ugljikovodika, u čijim molekulima je jedan ili više atoma vodika u blizini zasićenog atoma ugljika zamijenjeno hidroksi grupom - OH. Eksperimentalno je dokazano da broj hidroksila u molekuli alkohola ne može biti veći od broja atoma ugljikovodika. U zavisnosti od prirode radikala, razlikuju se aciklični (alifatski niz) i ciklički alkoholi; po broju hidroksilnih grupa - jedno-, dvo-, tro- i polihidroksilnih alkohola; prema zasićenju - zasićeni i nezasićeni; lokacija hidroksilne grupe u lancu ugljikovodika - primarni, sekundarni i tercijarni alkoholi.

Polihidrični alkoholi su derivati ​​alkana, u čijim je molekulima više od tri atoma vodika zamijenjeno hidroksi grupama - OH. Polihidrične alkohole kao derivate monosaharida karakterizira optička izomerija i izomerija položaja OH grupe u ugljovodoničnom lancu. Optička izomerija je povezana sa sposobnošću određenih grupa organskih supstanci u rastvorima da ispoljavaju optičku aktivnost. Optička aktivnost tvari određuje se pomoću polarimetra.

Za polihidrične alkohole

Najčešća kvalitativna reakcija na polihidrične alkohole je njihova interakcija sa. Tokom reakcije, hidroksid se otapa i formira se ljubičasti helatni kompleks.

Tetrahidrični alkoholi C4H6(OH)4 nazivaju se tetriti, pentaatomski alkoholi C5H7(OH)5 se nazivaju pentiti, heksahidrični alkoholi C6H8(OH)6 se nazivaju heksiti. U svakoj takvoj grupi izdvajaju se pojedinačni alkoholi koji imaju istorijska imena: eritritol, arabitol, sorbitol, ksilitol, dulcitol, manitol itd.

Priprema polihidričnih alkohola

Ovi alkoholi se sintetiziraju redukcijom monosaharida, kondenzacijom aldehida sa formaldehidom u alkalnoj sredini. Vrlo često se polihidrični alkoholi dobivaju iz prirodnih sirovina. Neki alkoholi se ekstrahuju iz plodova orena.

Polihidrični alkoholi su optički aktivna jedinjenja koja su visoko rastvorljiva u vodi. U IR i UV spektru imaju apsorpcione trake tipične za OH grupe zbog prisustva OH grupe. Kada ove supstance stupe u interakciju sa alkoholima, formiraju saharate. Prilikom oksidacije hidroksila, koji je lokaliziran u blizini prvog atoma ugljika (C1), nastaju monosaharidi.

Polihidrični alkoholi: glavni predstavnici

Eritritol HOCH2(CHOH)2CH2OH je kristalna supstanca, topi se na 121,5 °C. Ovaj alkohol se nalazi u lišajevima i mahovinama. Eritritol se može dobiti redukcijom 1,3-butadiena i eritroze. Ovaj alkohol se koristi u proizvodnji eksplozivnih jedinjenja, brzosušećih boja i emulgatora.

Ksilitol HOCH2(CHOH)3CHOH - slatki kristali, visoko rastvorljivi u vodi, tope se na temperaturi od 61,5 stepeni. Ovaj alkohol se može sintetizirati redukcijom ksiloze. Ksilitol se koristi u prehrambenoj industriji u proizvodnji hrane za dijabetičare, kao i u proizvodnji alkidnih smola, ulja za sušenje i surfaktanata.

Pentaeritritol C(CH2OH)4 je čvrsta supstanca, slabo rastvorljiva u vodi. Dobija se reakcijom formaldehida sa acetaldehidom u prisustvu Ca(OH)2. Koristi se u proizvodnji poliestera, alkidnih smola, tetrapentaeritritola, surfaktanata, plastifikatora za proizvodnju polivinil hlorida i sintetičkih ulja. Pokazuje narkotička svojstva.

Manit HOCH2(CHOH)4CH2OH je supstanca slatkog ukusa koja se topi na temperaturi od 165 stepeni. Sadrži se u mahovinama, gljivama, algama i višim biljkama. Koristi se kao diuretik i kao komponenta kozmetičkih proizvoda (masti).

D-Sorbitol NOCH2(CHOH)4CH2OH - topi se na temperaturi od 96 stepeni. Plodovi orena bogati su ovim alkoholom. Sorbitol se dobija smanjenjem glukoze. Ovaj alkohol je međuprodukt u sintezi vitamina C, ima diuretski učinak, a koristi se kao zamjena za saharozu za dijabetičare.

Najvažniji polihidrični alkoholi su etilen glikol i glicerin:

Etilen glikol glicerin

To su viskozne tečnosti, slatkog ukusa, veoma rastvorljive u vodi i slabo rastvorljive u organskim rastvaračima.

Potvrda. />

1. Hidroliza alkil halogenida (slično monohidričnim alkoholima):

ClCH 2 - CH 2 Cl + 2 NaOH → HOCH 2 -CH 2 OH + 2 NaCl.

2. Etilen glikol nastaje oksidacijom etilena sa vodenim rastvorom kalijum permanganata:

CH 2 = CH 2 + [O] + H 2 O → H O CH 2 -CH 2 OH.

3. Glicerin se dobija hidrolizom masti.

Hemijska svojstva./>Di- i trihidrične alkohole karakteriziraju osnovne reakcije monohidričnih alkohola. U reakcijama mogu učestvovati jedna ili dvije hidroksilne grupe. Međusobni utjecaj hidroksilnih grupa očituje se u činjenici da su polihidrični alkoholi jače kiseline od monohidroksilnih alkohola. Stoga, polihidrični alkoholi, za razliku od monohidričnih alkohola, reagiraju sa alkalijama, stvarajući soli. Po analogiji sa alkoholatima, soli dihidričnih alkohola nazivaju se glikolati, a trihidrični alkoholi se nazivaju glicerati.

Kvalitativna reakcija na polihidrične alkohole koji sadrže OH grupe na susjednim atomima ugljika je svijetlo plava boja kada je izložena svježe istaloženom bakrenom hidroksidu ( II ). Boja otopine je posljedica stvaranja kompleksnog bakarnog glikolata:

Za polihidrične alkohole je karakteristično stvaranje estera. Konkretno, kada glicerol reaguje sa azotnom kiselinom u prisustvu katalitičkih količina sumporne kiseline, nastaje glicerol trinitrat, poznat kao nitroglicerin (potonji naziv je netačan sa hemijske tačke gledišta, pošto je u nitro jedinjenjima grupa NE 2 direktno vezan za atom ugljika):

Aplikacija.Etilen glikol se koristi za sintezu polimernih materijala i kao antifriz. Također se koristi u velikim količinama za proizvodnju dioksana, važnog (iako toksičnog) laboratorijskog rastvarača. Dioksan se dobija intermolekularnom dehidratacijom etilen glikola:

dioksan

Glicerin se široko koristi u kozmetici, prehrambenoj industriji, farmakologiji i proizvodnji eksploziva. Čisti nitroglicerin eksplodira čak i pri blagom udaru; služi kao sirovina za proizvodnju bezdimnog baruta i dinamita -eksploziv koji se, za razliku od nitroglicerina, može bezbedno baciti. Dinamit je izumio Nobel, koji je osnovao svjetski poznatu Nobelovu nagradu za izuzetna naučna dostignuća u oblastima fizike, hemije, medicine i ekonomije. Nitroglicerin je toksičan, ali u malim količinama služi kao lijek, jer širi srčane žile i time poboljšava dotok krvi u srčani mišić.