Ar ko reaģē daudzvērtīgie spirti? Daudzvērtīgie spirti, glikoze. Spirtu ķīmiskās īpašības

Atcerēsimies, ka daudzvērtīgie spirti ir organiski savienojumi, kuru molekulas satur vairākas hidroksilgrupas. Daudzvērtīgo spirtu vispārējā formula ir CnH2n+1(OH)k, kur n un k ir veseli skaitļi, kas lielāki par 2. Spirtu klasifikācija, struktūra, izomērija un nomenklatūra tika apspriesta iepriekš. Šajā sadaļā aplūkosim daudzvērtīgo spirtu īpašības un sagatavošanu.

Nozīmīgākie daudzvērtīgo spirtu pārstāvji satur no divām līdz sešām hidroksilgrupām. Divvērtīgie spirti(glikoli) vai alkāndioli, kuru molekulā ir divas hidroksilgrupas, trīsvērtīgie spirti(alkantrioli) – trīs hidroksilgrupas. Tetra-, penta- un sešvērtīgie spirti(eritrīti, pentīti un heksīti) satur attiecīgi 4, 5 un 6 OH grupas.

Daudzvērtīgo spirtu fizikālās īpašības

Daudzvērtīgie spirti labi izšķīstūdenī un spirtos, sliktāk citos organiskajos šķīdinātājos. Spirti ar nelielu oglekļa atomu skaitu ir viskozi šķidrumi ar saldenu garšu. Sērijas augstākie dalībnieki ir cietie. Salīdzinot ar vienvērtīgajiem spirtiem, tiem ir augstāks blīvums un viršanas temperatūra. Dažu spirtu triviālie nosaukumi, nosaukumi un fizikālās īpašības ir parādīti tabulā:

Daudzvērtīgo spirtu sagatavošana

Glikolu sagatavošana

Glikolus var iegūt gandrīz ikviens. Izcelsim galvenos:

1. Dihalogenēto alkānu hidrolīze :
2. Hlorohidrīnu hidrolīze notiek šādi:
   
3. Esteru samazināšana divvērtīgās skābes, izmantojot Bouveau metodi:
   
4. pēc Vāgnera:
   
5. Nepilnīga ketonu samazināšana magnija ietekmē (joda klātbūtnē). Pinacons iegūst šādi:
   

Glicerīna iegūšana

1. Propilēna hlorēšana Ļvovā:
   
2. Bereša un Jakuboviča metode sastāv no propilēna oksidēšanas par akroleīnu, kas pēc tam tiek reducēts par alilspirtu, kam seko tā hidroksilēšana:
   
3. Glikozes katalītiskā hidrogenēšana noved pie aldehīdu grupas atjaunošanas un tajā pašā laikā C3-C4 saites pārrāvuma:
   

C2-C3 saites šķelšanās dēļ veidojas neliels daudzums etilēnglikola un treitola (eritritola stereoizomērs).

Papildus glikozei citus polisaharīdus, kas satur glikozes vienības, piemēram, celulozi, var pakļaut katalītiskajai hidrogenēšanai.

4. Tauku hidrolīze sārmus izmanto, lai iegūtu ziepes (salikto karbonskābju kālija vai nātrija sāļus):
Šo procesu sauc pārziepjošana.

Četrvērtīgo spirtu (eritritolu) sagatavošana

Dabā eritritols (butantetraols-1,2,3,4) atrodami gan brīvā veidā, gan esteru veidā aļģēs un dažās pelējuma sēnēs.

To mākslīgi ražo no 1,4-butadiēna vairākos posmos:

Pentaeritritols (tetraoksineopentāns) dabā nav sastopami. Sintētiski var iegūt, formaldehīdam reaģējot ar acetaldehīda ūdens šķīdumu sārmainā vidē:

Daudzvērtīgo spirtu ķīmiskās īpašības

Daudzvērtīgo spirtu ķīmiskās īpašības ir līdzīgas. Tomēr vairāku hidroksilgrupu klātbūtne daudzvērtīgo spirtu molekulās palielina to skābums. Tāpēc tie var reaģēt ar sārmiem un smago metālu hidroksīdiem, veidojot sāļus.

Etilēnglikola otrās hidroksogrupas aizstāšana ir grūtāka (PCl5 vai SOCl2 ietekmē aizvietošana notiek vieglāk).

1. Mijiedarbība ar skābēm noved pie esteru veidošanās:

Mijiedarbība ar slāpekļskābi

Šie savienojumi ir sprāgstvielas. Trinitroglicerīns tiek izmantots arī medicīnā kā ārstniecības līdzeklis.

Mijiedarbība ar etiķskābi

Ja etilēnglikola esterifikācijas reakcija ietver diskābe, tad iespējams iegūt poliesteru (polikondensācijas reakcija):

Parasti R ir tereftalskābe. Šīs reakcijas produkts ir terilēns, lavsāns:

Plkst etilēnglikola dehidratācija tiek iegūts savienojums, kam ir 2 tautomēras formas (keto-enola tautomērija):

Etilēnglikola dehidratācija var notikt ar tā vienlaicīgu dimerizāciju:

Plkst 1,4-butāndiola dehidratācija Jūs varat iegūt tetrahidrofurānu (oksolānu):

Citu glikolu dehidratāciju pavada process pinakolīna pārkārtošanās:

• Daudzvērtīgo spirtu oksidēšana noved pie aldehīdu vai ketonu veidošanās.

Plkst etilēnglikola oksidēšana Vispirms tiek iegūts glikolaldehīds, pēc tam glioksāls, kas tālāk oksidējoties pārvēršas par dikarboksilskābi:

Plkst glicerīna oksidēšana veidojas atbilstošā aldehīda un ketona maisījums:

Kategorijas,

Lekcija Nr.3.

Daudzvērtīgie spirti, to struktūra un īpašības.

Daudzvērtīgo spirtu pārstāvji ir etilēnglikols un glicerīns. Divvērtīgos spirtus, kas satur divas hidroksilgrupas (OH), sauc par glikoliem, vai diolus, kas satur trīs hidroksilgrupas, sauc par glicerīniem vai trioliem.

Hidroksilgrupu novietojums ir norādīts ar cipariem nosaukuma beigās.

Fizikālās īpašības

Daudzvērtīgie spirti ir bezkrāsaini, sīrupaini šķidrumi ar saldenu garšu, labi šķīst ūdenī, slikti šķīst organiskajos šķīdinātājos; ir augsta viršanas temperatūra. Piemēram, etilēnglikola viršanas temperatūra ir 198°C, blīvums () 1,11 g/cm3; vāra (glicerīns) = 290°C, glicerīns = 1,26 g/cm3.

Kvīts

Divvērtīgos un trīsvērtīgos spirtus iegūst ar tādām pašām metodēm kā vienvērtīgos spirtus. Kā izejvielas var izmantot alkēnus, halogēna atvasinājumus un citus savienojumus.

1. Etilēnglikols (etāndiols-1,2) tiek sintezēts no etilēna dažādos veidos:

3CH2 =CH2 + 2KMnO4 + 4H2O® 3HO–CH2–CH2–OH + 2MnO2 + 2KOH

2. Glicerīnu (propānetriolu -1,2,3) iegūst no taukiem, kā arī sintētiski no naftas krekinga gāzēm (propilēna), t.i. no nepārtikas izejvielām.

Ķīmiskās īpašības

Daudzvērtīgajiem spirtiem ķīmiskās īpašības ir līdzīgas vienvērtīgajiem spirtiem. Tomēr daudzvērtīgo spirtu ķīmiskajām īpašībām ir pazīmes, kas saistītas ar divu vai vairāku hidroksilgrupu klātbūtni molekulā.

Daudzvērtīgo spirtu skābums ir augstāks nekā vienvērtīgajiem spirtiem, kas izskaidrojams ar papildu hidroksilgrupu klātbūtni molekulā, kurām ir negatīva induktīva iedarbība. Tāpēc daudzvērtīgie spirti, atšķirībā no vienvērtīgajiem spirtiem, reaģē ar sārmiem, veidojot sāļus. Piemēram, etilēnglikols reaģē ne tikai ar sārmu metāliem, bet arī ar smago metālu hidroksīdiem.

Pēc analoģijas ar alkoholātiem divvērtīgo spirtu sāļus sauc par glikolātiem, un trīsvērtīgos spirtus sauc par glicerātiem.

Kad etilēnglikols reaģē ar ūdeņraža halogenīdiem (HCl, HBr), viena hidroksilgrupa tiek aizstāta ar halogēnu:

Otro hidrokso grupu ir grūtāk nomainīt PCl5 iedarbībā.

Vara (II) hidroksīdam reaģējot ar glicerīnu un citiem daudzvērtīgiem spirtiem, hidroksīds izšķīst un veidojas spilgti zils komplekss savienojums.

Šo reakciju izmanto, lai noteiktu daudzvērtīgus spirtus ar hidroksilgrupām blakus esošajos oglekļa atomos -CH(OH)-CH(OH)-:

Ja nav sārmu, daudzvērtīgie spirti nereaģē ar vara (II) hidroksīdu - to skābums tam ir nepietiekams.

Daudzvērtīgie spirti reaģē ar skābēm, veidojot esterus (sk. §7). Glicerīnam reaģējot ar slāpekļskābi koncentrētas sērskābes klātbūtnē, veidojas nitroglicerīns (glicerīna trinitrāts):

Alkoholiem ir raksturīgas reakcijas, kuru rezultātā veidojas cikliskas struktūras:

Pieteikums

Etilēnglikolu galvenokārt izmanto lavsāna ražošanai un antifrīzu pagatavošanai - ūdens šķīdumiem, kas sasalst krietni zem 0 °C (to izmantošana dzinēju dzesēšanai ļauj automašīnām darboties ziemā).

Glicerīnu plaši izmanto ādas un tekstilrūpniecībā ādas un audumu apdarei un citās tautsaimniecības jomās. Vissvarīgākais glicerīna lietojums ir glicerīna trinitrāta (nepareizi saukta par nitroglicerīnu) ražošanā, kas ir spēcīga sprāgstviela, kas eksplodē triecienā, kā arī zāles (vazodilatators). Sorbīts (heksahidrēts spirts) tiek izmantots kā cukura aizstājējs diabēta slimniekiem.

Pārbaudījums Nr.4.

Daudzvērtīgo spirtu īpašības

1. Ar kuru no šīm vielām reaģēs glicerīns?

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

2. Glicerīns nereaģē ar 1)HNO 3 2)NaOH 3)CH 3 COOH 4)Cu(OH) 2

3. Etilēnglikols nereaģē ar 1)HNO 3 2)NaOH 3)CH 3 COOH 4)Cu(OH) 2

4. Ar tikko nogulsnētu vara (II) hidroksīdu neiedarbosies: 1) glicerīns;

2) butanons 3) propanāls 4) propāndiols-1,2

5. Svaigi pagatavotas Cu(OH) 2 nogulsnes izšķīst, ja tām pievienos

1) propāndiols-1,2 2) propanols-1 3) propēns 4) propanols-2

6. Glicerīnu ūdens šķīdumā var noteikt, izmantojot

1) balinātājs 2) dzelzs (III) hlorīds 3) vara (II) hidroksīds 4) nātrija hidroksīds

7. Kurš spirts reaģē ar vara (II) hidroksīdu?

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

8. Raksturīga reakcija daudzvērtīgajiem spirtiem ir mijiedarbība ar

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

9. Viela, kas reaģē ar Na un Cu(OH) 2, ir:

1) fenols; 2) vienvērtīgais spirts; 3) daudzvērtīgais spirts 4) alkēns

10. Etāndiols-1,2 var reaģēt ar

1) vara (II) hidroksīds

2) dzelzs oksīds (II)

3) hlorūdeņradis

4) ūdeņradis

6) fosfors

Lekcija Nr.4.

Fenoli, to struktūra. Fenola īpašības, atomu savstarpējā ietekme fenola molekulā. Orto-, tvaiku orientējoša hidroksilgrupas iedarbība. Fenola sagatavošana un lietošana

FENOLI - organisko savienojumu klase. Tie satur vienu vai vairākas C-OH grupas, un oglekļa atoms ir daļa no aromātiskā (piemēram, benzola) gredzena.

Fenolu klasifikācija. Atkarībā no OH grupu skaita molekulā izšķir viena, divu un trīs atomu fenolus (1. att.)

Rīsi. 1. VIENA, DUĀLIE UN TRIHĀTISKIE FENOLI

Atbilstoši kondensēto aromātisko gredzenu skaitam molekulā tos izšķir (2. att.) pašos fenolos (viens aromātiskais gredzens - benzola atvasinājumi), naftolos (2 kondensēti gredzeni - naftalīna atvasinājumi), antranolos (3 kondensētie gredzeni - antracēns). atvasinājumi) un fenantroli (2. att.).

Rīsi. 2. MONO- UN POLIKULĀRI FENOLI

Fenolu nomenklatūra

Fenoliem plaši tiek izmantoti triviāli nosaukumi, kas attīstījušies vēsturiski. Aizvietoto mononukleāro fenolu nosaukumos izmantoti arī aromātisko savienojumu nomenklatūrā lietotie prefiksi orto-, meta- un para-. Sarežģītākiem savienojumiem atomi, kas veido aromātiskos gredzenus, ir numurēti un aizvietotāju atrašanās vieta tiek norādīta, izmantojot digitālos indeksus (3. att.).

Rīsi. 3. FENOLU NOMENKLATŪRA. Skaidrības labad aizstājošās grupas un atbilstošie digitālie indeksi ir izcelti dažādās krāsās.

Fenolu ķīmiskās īpašības

Benzola gredzens un OH grupa, kas apvienoti fenola molekulā, ietekmē viens otru, būtiski palielinot viena otras reaktivitāti. Fenilgrupa absorbē vientuļu elektronu pāri no skābekļa atoma OH grupā (4. att.). Rezultātā palielinās šīs grupas H atoma daļējais pozitīvais lādiņš (norādīts ar d+ simbolu), palielinās O–H saites polaritāte, kas izpaužas šīs grupas skābo īpašību palielināšanā. Tādējādi, salīdzinot ar spirtiem, fenoli ir spēcīgākas skābes. Daļējs negatīvs lādiņš (apzīmēts ar d–), pārejot uz fenilgrupu, koncentrējas orto- un para-pozīcijās (attiecībā pret OH grupu). Šos reakcijas punktus var uzbrukt reaģenti, kas gravitējas uz elektronnegatīviem centriem, tā sauktie elektrofīlie ("elektronus mīlošie") reaģenti.

Rīsi. 4. ELEKTRONU BLĪVUMA SADALĪJUMS FENOLĀ

Rezultātā fenoliem iespējamas divu veidu transformācijas: ūdeņraža atoma aizstāšana OH grupā un H-atomobenzola gredzena aizstāšana. O atoma elektronu pāris, kas pievilkts benzola gredzenam, palielina C–O saites stiprumu, tāpēc reakcijas, kas notiek ar šīs saites pārrāvumu, raksturīgās spirtiem, fenoliem nav raksturīgas.

1. Tam ir vājas skābes īpašības, ja tas tiek pakļauts sārmiem, tas veido sāļus - fenolātus (piemēram, nātrija fenolātu - C6H6ONa):

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

Tas tiek pakļauts aromātiskā gredzena elektrofīlās aizvietošanas reakcijas. Hidroksigrupa, kas ir viena no spēcīgākajām donoru grupām, palielina gredzena reaktivitāti uz šīm reakcijām un novirza aizvietošanu uz orto un para pozīcijām. Fenols ir viegli alkilēts, acilēts, halogenēts, nitrēts un sulfonēts.

Kolbes-Šmita reakcija.

2. Mijiedarbība ar nātrija metālu:

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

3. Mijiedarbība ar broma ūdeni (kvalitatīva reakcija uz fenolu):

C 6 H 5 OH + 3Br 2 (ūdens) → C 6 H 2 (Br) 3 OH + 3 HBr rada 2,4,6 tribromfenolu

4. Mijiedarbība ar koncentrētu slāpekļskābi:

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

5. Mijiedarbība ar dzelzs (III) hlorīdu (kvalitatīva reakcija uz fenolu):

Veidojas C 6 H 5 OH + FeCl 3 → 2 + (Cl)2- + HCl dzelzs (III) dihlorīda fenolāts (violetā krāsā )

Fenolu iegūšanas metodes.

Fenoli tiek izolēti no akmeņogļu darvas, kā arī no brūnogļu un koksnes (darvas) pirolīzes produktiem. Pati rūpnieciskā fenola C6H5OH iegūšanas metode ir balstīta uz aromātiskā ogļūdeņraža kumēna (izopropilbenzola) oksidēšanu ar atmosfēras skābekli, kam seko iegūtā hidroperoksīda, kas atšķaidīts ar H3SO4, sadalīšanās (8.A att.). Reakcija notiek ar augstu ražu un ir pievilcīga ar to, ka ļauj iegūt uzreiz divus tehniski vērtīgus produktus - fenolu un acetonu. Vēl viena metode ir halogenēto benzolu katalītiskā hidrolīze (8.B att.).

Rīsi. 8. FENOLA IEGŪŠANAS METODES

Fenolu pielietojums.

Fenola šķīdumu izmanto kā dezinfekcijas līdzekli (karbolskābi). Diatomiskos fenolus - pirokateholu, rezorcīnu (3. att.), kā arī hidrohinonu (para-dihidroksibenzolu) izmanto kā antiseptiskus līdzekļus (antibakteriālos dezinfekcijas līdzekļus), pievieno ādas un kažokādu miecēšanas līdzekļiem, kā stabilizatorus smēreļļām un gumijai, kā arī fotomateriālu apstrāde un kā reaģenti analītiskajā ķīmijā.

Fenoli tiek izmantoti ierobežotā apjomā atsevišķu savienojumu veidā, bet to dažādie atvasinājumi tiek plaši izmantoti. Fenoli kalpo kā izejas savienojumi dažādu polimēru izstrādājumu - fenola sveķu (7. att.), poliamīdu, poliepoksīdu ražošanā. No fenoliem iegūst daudzas zāles, piemēram, aspirīnu, salolu, fenolftaleīnu, kā arī krāsvielas, smaržas, polimēru plastifikatorus un augu aizsardzības līdzekļus.

Tests Nr. 5 Fenoli

1. Cik daudz ir C 7 H 8 O sastāva fenolu? 1) Viens 2) Četri 3) Trīs 4) divi

2. Skābekļa atoms fenola molekulā veidojas

1) viena σ-saite 2) divas σ-saite 3) viena σ-un viena π-saite 4) divas π-saite

3. Fenoli ir stiprākas skābes nekā alifātiskie spirti, jo...

1) starp spirta molekulām veidojas spēcīga ūdeņraža saite

2) fenola molekula satur lielāku ūdeņraža jonu masas daļu

3) fenolos elektroniskā sistēma tiek novirzīta uz skābekļa atomu, kas izraisa lielāku benzola gredzena ūdeņraža atomu mobilitāti

4) fenolos O-H saites elektronu blīvums samazinās skābekļa atoma vientuļo elektronu pāra mijiedarbības dēļ ar benzola gredzenu

4. Izvēlieties pareizo apgalvojumu:

1) fenoli disociējas lielākā mērā nekā spirti;

2) fenoliem piemīt pamatīpašības;

3) fenoliem un to atvasinājumiem nav toksiskas iedarbības;

4) ūdeņraža atoms fenola hidroksilgrupā nevar tikt aizstāts ar metāla katjonu bāzu iedarbībā.

Īpašības

5. Fenols ūdens šķīdumā ir

1) stipra skābe 2) vāja skābe 3) vāja bāze 4) stipra bāze

1. Viela, kas reaģē ar Na un NaOH, iegūstot violetu krāsu ar FeCl 3, ir:

1) fenols; 2) alkohols 3) ēteris; 4) alkāns

6. Benzola gredzena ietekmi uz fenola molekulā esošo hidroksilgrupu pierāda fenola reakcija ar

1) nātrija hidroksīds 2) formaldehīds 3) broma ūdens 4) slāpekļskābe

7. Iespējama ķīmiska mijiedarbība starp vielām, kuru formulas ir:

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

8. Fenols nesadarbojas ar

1) metāns 2) metāns 3) slāpekļskābe 4) broma ūdens

9. Fenols mijiedarbojas ar

1) sālsskābe 2) etilēns 3) nātrija hidroksīds 4) metāns

10. Fenols nesadarbojas ar vielu, kuras formula ir

1)HBr 2)Br2 3)HNO3 4)NaOH

11. Fenols nereaģē ar 1) HNO 3 2) KOH 3) Br 2 4) Cu(OH) 2

12. Skābās īpašības visspilgtāk izpaužas 1) fenolā 2) metanolā 3) etanolā 4) glicerīnā

13. Kad fenols reaģē ar nātriju,

1) nātrija fenolāts un ūdens 2) nātrija fenolāts un ūdeņradis

3) benzols un nātrija hidroksīds 4) nātrija benzoāts un ūdeņradis

14. Izveidot atbilstību starp izejvielām un produktiem, kas pārsvarā veidojas to mijiedarbības laikā.

SĀKUMA VIELAS MIJIEDARBĪBAS PRODUKTI

A) C6H5OH + K 1) 2,4,6-tribromfenols + HBr

B) C6H5OH + KOH 2) 3,5-dibromfenols + HBr

B) C 6 H 5 OH + HNO3 3) kālija fenolāts + H 2

D) C6H5OH + Br2 (šķīdums) 4) 2,4,6-trinitrofenols + H2O

5) 3,5-dinitrofenols + HNO3

6) kālija fenolāts + H 2 O

15. Izveidot atbilstību starp izejmateriāliem un reakcijas produktiem.

SĀKUMA VIELAS REAKCIJAS PRODUKTI

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. Fenols mijiedarbojas ar šķīdumiem

3) [Ag(NH3)2]OH

17. Fenols reaģē ar

1) skābeklis

2) benzols

3) nātrija hidroksīds

4) hlorūdeņradis

5) nātrijs

6) silīcija oksīds (IV)

Kvīts

18. Ja ūdeņradi aromātiskajā gredzenā aizstāj ar hidroksilgrupu, veidojas:

1) esteris; 2) ēteris; 3) alkohola ierobežošana; 4) fenols.

19. Reakcijā var iegūt fenolu

1) benzoskābes dehidratācija 2) benzaldehīda hidrogenēšana

3) stirola hidratācija 4) hlorbenzols ar kālija hidroksīdu

Sakarība, kvalitatīvas reakcijas.

20. Metanols. Etilēnglikols un glicerīns ir:

1) homologi; 2) primārie, sekundārie un terciārie spirti;

32) izomēri; 4) vienvērtīgie, divvērtīgie, trīsvērtīgie spirti

21.Viela, kas nereaģē ne ar Na, ne ar NaOH, iegūta ar starpmolekulārais spirtu dehidratācija ir: 1) fenols 2) spirts 3) ēteris; 4) alkēns

22. Mijiedarbojieties viens ar otru

1) etanols un ūdeņradis 2) etiķskābe un hlors

3) fenols un vara (II) oksīds 4) etilēnglikols un nātrija hlorīds

23. Viela X var reaģēt ar fenolu, bet nereaģē ar etanolu. Šī viela:

1) Na 2) O 2 3) HNO 3 4) broma ūdens

24. Spilgti zils šķīdums veidojas vara (II) hidroksīdam reaģējot ar

1) etanols 2) glicerīns 3) etanols 4) toluols

25. Noteikšanai var izmantot vara(II) hidroksīdu

1) Al 3+ joni 2) etanols 3) NO 3 joni - 4) etilēnglikols

26. Pārveidošanas shēmā C 6 H 12 O 6 à X à C 2 H 5 -O- C 2 H 5 viela “X” ir

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

27.Pārveidošanas shēmā etanolsà Xà butāns viela X ir

1) butanols-1 2) brometāns 3) etāns 4) etilēns

28. Pārveidošanas shēmā propanols-1à Xà propanols-2 viela X ir

1) 2-hlorpropāns 2) propānskābe 3) propīns 4) propēns

29. Etanola un glicerīna ūdens šķīdumus var atšķirt, izmantojot:

1) broma ūdens 2) sudraba oksīda amonjaka šķīdums

4) metāliskais nātrijs; 3) svaigi pagatavotas vara (II) hidroksīda nogulsnes;

30. Jūs varat atšķirt etanolu no etilēnglikola, izmantojot:

31. Jūs varat atšķirt fenolu no metanola, izmantojot:

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

32. Jūs varat atšķirt fenolu no ētera, izmantojot:

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

33. Glicerīnu no 1-propanola var atšķirt, izmantojot:

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

34. Kāda viela jāizmanto, lai laboratorijā atšķirtu etanolu un etilēnglikolu vienu no otra?

1) Nātrijs 2) Sālsskābe 3) Vara (II) hidroksīds 4) Nātrija hidroksīds

2. video apmācība: Fenols: ķīmiskās īpašības

Lekcija: Piesātināto vienvērtīgo un daudzvērtīgo spirtu raksturīgās ķīmiskās īpašības, fenols

Alkoholi un fenoli

Atkarībā no ogļūdeņraža radikāļa veida, kā arī atsevišķos gadījumos no -OH grupas piesaistes pazīmēm šim ogļūdeņraža radikālim, savienojumus ar hidroksilfunkcionālo grupu iedala spirtos un fenolos.

Pastāv organisko savienojumu iedalījums spirtos un fenolos. Šis dalījums ir balstīts uz ogļūdeņraža radikāļu veidu un -OH grupu piesaistes īpašībām.

Alkoholi (alkanoli)- piesātināto un nepiesātināto ogļūdeņražu atvasinājumi, kuros OH grupa ir saistīta ar ogļūdeņraža radikāli bez tiešas piesaistes aromātiskajam gredzenam.

Fenoli- organiskās vielas, kas ir savā struktūrā OH grupas, kas tieši pievienotas aromātiskajam gredzenam.

Minētās OH grupu stāvokļa pazīmes būtiski ietekmē spirtu un fenolu īpašību atšķirību. Fenola savienojumos O-H saite ir polārāka salīdzinājumā ar spirtiem. Tas palielina ūdeņraža atoma mobilitāti OH grupā. Fenoliem ir daudz izteiktākas skābās īpašības nekā spirtiem.

Alkoholu klasifikācija

Ir vairākas spirtu klasifikācijas. Tātad, pēc ogļūdeņraža radikāļa rakstura spirti ir sadalīti:

• Ierobežot kas satur tikai piesātinātus ogļūdeņraža radikāļus. To molekulās viens vai vairāki ūdeņraža atomi ir aizstāti ar OH grupu, piemēram:

Etāndiols-1,2 (etilēnglikols)

• Neierobežots satur dubultās vai trīskāršās saites starp oglekļa atomiem, piemēram:

Propen-2-ol-1 (alilspirts)

• Aromātisks kas satur benzola gredzenu un OH grupu molekulā, kas ir savienoti viens ar otru caur oglekļa atomiem, piemēram:

Fenilmetanols (benzilspirts)

Pēc atomitātes, t.i. OH grupu skaits spirtus iedala:

• Monatomisks, Piemēram:

• Diatomiski (glikoli) , Piemēram:

Triatomisks, Piemēram:

Poliatomisks satur vairāk nekā trīs OH grupas, piemēram:

Pēc saites rakstura starp oglekļa atomu un OH grupu spirti ir sadalīti:

• Primārs, kurā OH grupa ir saistīta ar primāro oglekļa atomu, piemēram:

• Sekundārais, kurā OH grupa ir saistīta ar sekundāro oglekļa atomu, piemēram:

Terciāraise, kurā OH grupa ir saistīta ar terciāro oglekļa atomu, piemēram:

Lai izmantotu vienotā valsts eksāmena kodifikatoru ķīmijā, jums jāzina piesātināto vienvērtīgo un daudzvērtīgo spirtu ķīmiskās īpašības, apskatīsim tās.
Piesātināto vienvērtīgo spirtu ķīmiskās īpašības

1. Aizvietošanas reakcijas

Mijiedarbība ar sārmu un sārmzemju metāliem , kā rezultātā veidojas metālu alkoholāti un izdalās ūdeņradis. Piemēram, etilspirtam un nātrijam reaģējot, veidojas nātrija etoksīds:

2C 2H 5 OH+ 2Na → 2C 2 H 5 ONa+ H2

Šai reakcijai ir svarīgi atcerēties šādu noteikumu: spirti nedrīkst saturēt ūdeni, pretējā gadījumā alkoholātu veidošanās kļūs neiespējama, jo tie ir viegli hidrolizējami.

Esterifikācijas reakcija , t.i. spirtu mijiedarbība ar organiskām un skābekli saturošām neorganiskām skābēm izraisa esteru veidošanos. Šo reakciju katalizē spēcīgas neorganiskās skābes. Piemēram, etanola mijiedarbība ar etiķskābi veido etilacetātu (etilacetātu):

Esterifikācijas reakcijas mehānisms izskatās šādi:

Šī ir atgriezeniska reakcija, tāpēc, lai novirzītu līdzsvaru uz estera veidošanos, reakciju veic ar karsēšanu, kā arī koncentrētas sērskābes kā ūdeni atdalošas vielas klātbūtnē.

Spirtu mijiedarbība ar ūdeņraža halogenīdiem . Kad spirti tiek pakļauti halogenūdeņražskābēm, hidroksilgrupa tiek aizstāta ar halogēna atomu. Šīs reakcijas rezultātā veidojas halogenalkāni un ūdens. Piemēram:

C2H5OH+HCl → C2H5Cl+H2O.

Šī ir atgriezeniska reakcija.

2. Eliminācijas reakcijas

Alkoholu dehidratācija Tas var būt starpmolekulārs vai intramolekulārs.

Starpmolekulārā veidā viena ūdens molekula veidojas, ūdeņraža atomam abstrahējoties no vienas spirta molekulas un hidroksilgrupai no citas molekulas. Tā rezultātā veidojas ēteri (R-O-R). Reakcijas apstākļi ir koncentrētas sērskābes klātbūtne un karsēšana līdz 140 0 C:

C2H5OS 2H5 → C2H5-O-C2H5+H2O

Etanola dehidratācija ar etanolu izraisīja dietilētera (etoksietāna) un ūdens veidošanos.

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

Metanola dehidratācija ar etanolu izraisīja metiletilētera (metoksietāna) un ūdens veidošanos.

Alkoholu intramolekulārā dehidratācija, atšķirībā no starpmolekulārās dehidratācijas, notiek šādi: viena ūdens molekula tiek atdalīta no vienas spirta molekulas:

Šāda veida dehidratācijai ir nepieciešams liels karstums. Rezultātā no vienas spirta molekulas veidojas viena spirta molekula un viena ūdens molekula.

Tā kā metanola molekulā ir tikai viens oglekļa atoms, intramolekulāra dehidratācija tai nav iespējama. Metanola starpmolekulārās dehidratācijas laikā var veidoties tikai ēteris (CH 3 -O-CH 3):

2CH3OH → CH3-O-CH3 + H2O.

Jāatceras, ka nesimetrisko spirtu dehidratācijas gadījumā ūdens intramolekulārā izvadīšana notiks saskaņā ar Zaiceva likumu, tas ir, ūdeņradis tiks izvadīts no vismazāk hidrogenētā oglekļa atoma.

Spirtu dehidrogenēšana:

a) Primāro spirtu dehidrogenēšana, karsējot vara metāla klātbūtnē, izraisa aldehīdu veidošanos:

b) Sekundāro spirtu gadījumā līdzīgi apstākļi novedīs pie ketonu veidošanās:

c) terciārie spirti netiek dehidrogenēti.

3. Oksidācijas reakcijas

Degšana. Spirti viegli reaģē degšanas laikā. Tas rada lielu siltuma daudzumu:

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

Oksidācija spirti rodas katalizatoru Cu, Cr uc klātbūtnē karsējot. Oksidācija notiek arī hroma maisījuma (H 2 SO 4 + K 2 Cr 2 O 7) vai magnija permanganāta (KMnO 4) klātbūtnē. Primārie spirti veido aldehīdus, piemēram:

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

Rezultātā mēs ieguvām acetaldehīdu (etanālu, acetaldehīdu), varu un ūdeni. Ja iegūtais aldehīds netiek izņemts no reakcijas vides, veidojas atbilstošā skābe.

Sekundārie spirti tādos pašos apstākļos veido ketonus:

Terciārajiem spirtiem oksidācijas reakcija nav raksturīga.

Daudzvērtīgo spirtu ķīmiskās īpašības

Daudzvērtīgie spirti ir spēcīgākas skābes nekā vienvērtīgie spirti.

Daudzvērtīgajiem spirtiem ir raksturīgas tādas pašas reakcijas kā vienvērtīgajiem spirtiem ar sārmu un sārmzemju metāliem. Šajā gadījumā spirta molekulā tiek aizstāts atšķirīgs OH grupu ūdeņraža atomu skaits. Tā rezultātā veidojas sāļi. Piemēram:

Tā kā daudzvērtīgajiem spirtiem ir vairāk skābu īpašību nekā vienvērtīgajiem spirtiem, tie viegli reaģē ne tikai ar metāliem, bet arī ar to smago metālu hidroksīdiem. Reakcija ar vara hidroksīdu 2 ir kvalitatīva reakcija uz daudzvērtīgajiem spirtiem. Mijiedarbojoties ar daudzvērtīgu spirtu, zilās nogulsnes pārvēršas spilgti zilā šķīdumā.

• Esterifikācijas reakcija, t.i. mijiedarbība ar organiskām un skābekli saturošām neorganiskām skābēm, veidojot esterus:

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

Spirti ir ogļūdeņražu atvasinājumi, kuru molekulās viens vai vairāki ūdeņraža atomi pie piesātinātā oglekļa atoma ir aizstāti ar hidroksigrupu - OH. Eksperimentāli ir pierādīts, ka hidroksilu skaits spirta molekulā nevar pārsniegt ogļūdeņraža atomu skaitu. Atkarībā no radikāļa rakstura izšķir acikliskos (alifātiskās sērijas) un cikliskos spirtus; pēc hidroksilgrupu skaita - viena, divu, trīs un daudzvērtīgu spirtu; pēc piesātinājuma - piesātināts un nepiesātināts; hidroksilgrupas atrašanās vieta ogļūdeņražu ķēdē - primārie, sekundārie un terciārie spirti.

Daudzvērtīgie spirti ir alkānu atvasinājumi, kuru molekulās vairāk nekā trīs ūdeņraža atomi ir aizstāti ar hidroksilgrupām - OH. Daudzvērtīgajiem spirtiem kā monosaharīdu atvasinājumiem ir raksturīga optiskā izomērija un OH grupas pozīcijas izomērija ogļūdeņražu ķēdē. Optiskā izomērija ir saistīta ar noteiktu organisko vielu grupu spēju šķīdumos uzrādīt optisko aktivitāti. Vielu optisko aktivitāti nosaka, izmantojot polarimetru.

Daudzvērtīgajiem spirtiem

Visbiežāk sastopamā kvalitatīvā reakcija uz daudzvērtīgajiem spirtiem ir to mijiedarbība ar Reakcijas laikā hidroksīds izšķīst, un veidojas violets helātu komplekss.

Tetrahidrālos spirtus C4H6(OH)4 sauc par tetrītiem, piecatomiskos spirtus C5H7(OH)5 sauc par pentītiem, sešvērtīgos spirtus C6H8(OH)6 sauc par heksitiem. Katrā šādā grupā izšķir atsevišķus spirtus, kuriem ir vēsturiski nosaukumi: eritritols, arabitols, sorbīts, ksilīts, dulcitols, mannīts utt.

Daudzvērtīgo spirtu sagatavošana

Šos spirtus sintezē monosaharīdus reducējot, aldehīdus kondensējot ar formaldehīdu sārmainā vidē. Ļoti bieži daudzvērtīgos spirtus iegūst no dabīgām izejvielām. Daži spirti tiek iegūti no pīlādžu augļiem.

Daudzvērtīgie spirti ir optiski aktīvi savienojumi, kas labi šķīst ūdenī. IR un UV spektros tiem ir OH grupām raksturīgas absorbcijas joslas OH grupas klātbūtnes dēļ. Kad šīs vielas mijiedarbojas ar spirtiem, tās veido saharātus. Hidroksilgrupas oksidēšanās laikā, kas atrodas netālu no pirmā oglekļa atoma (C1), veidojas monosaharīdi.

Daudzvērtīgie spirti: galvenie pārstāvji

Eritritols HOCH2(CHOH)2CH2OH ir kristāliska viela, kūst 121,5 °C temperatūrā. Šis alkohols ir atrodams ķērpjos un sūnās. Eritritolu var iegūt, reducējot 1,3-butadiēnu un eritrozi. Šo spirtu izmanto sprādzienbīstamu savienojumu, ātri žūstošu krāsu un emulgatoru ražošanā.

Ksilīts HOCH2(CHOH)3CHOH - saldie kristāli, labi šķīst ūdenī, kūst 61,5 grādu temperatūrā. Šo spirtu var sintezēt, reducējot ksilozi. Ksilīts tiek izmantots pārtikas rūpniecībā cukura diabēta slimniekiem paredzētu pārtikas produktu ražošanā, kā arī alkīda sveķu, žāvēšanas eļļu un virsmaktīvo vielu ražošanā.

Pentaeritritols C(CH2OH)4 ir cieta viela, slikti šķīst ūdenī. Iegūst formaldehīda reakcijā ar acetaldehīdu Ca(OH)2 klātbūtnē. Izmanto poliesteru, alkīda sveķu, tetrapentaeritritola, virsmaktīvo vielu, plastifikatoru polivinilhlorīda ražošanai un sintētisko eļļu ražošanā. Uzrāda narkotiskas īpašības.

Manit HOCH2(CHOH)4CH2OH ir saldas garšas viela, kas kūst 165 grādu temperatūrā. Satur sūnās, sēnēs, aļģēs un augstākajos augos. Lieto kā diurētisku līdzekli un kā kosmētikas līdzekļu (ziežu) sastāvdaļu.

D-Sorbitol NOCH2(CHOH)4CH2OH - kūst 96 grādu temperatūrā. Pīlādžu augļi ir bagāti ar šo alkoholu. Sorbītu iegūst, samazinot glikozi. Šis spirts ir C vitamīna sintēzes starpprodukts, tam ir diurētiska iedarbība, un to lieto kā saharozes aizstājēju diabēta slimniekiem.

Nozīmīgākie daudzvērtīgie spirti ir etilēnglikols un glicerīns:

Etilēnglikola glicerīns

Tie ir viskozi šķidrumi, pēc garšas salda, labi šķīst ūdenī un slikti šķīst organiskajos šķīdinātājos.

Kvīts. />

1. Alkilhalogenīdu hidrolīze (līdzīga vienvērtīgajiem spirtiem):

ClCH 2 - CH 2 Cl + 2 NaOH → HOCH2-CH2OH+2 NaCl.

2. Etilēnglikols veidojas, etilēnu oksidējot ar kālija permanganāta ūdens šķīdumu:

CH2 = CH2 + [O] + H2O → H O CH2-CH2OH.

3. Glicerīnu iegūst tauku hidrolīzē.

Ķīmiskās īpašības./>Divvērtīgajiem un trīsvērtīgajiem spirtiem ir raksturīgas vienvērtīgo spirtu pamata reakcijas. Reakcijās var piedalīties viena vai divas hidroksilgrupas. Hidroksilgrupu savstarpējā ietekme izpaužas faktā, ka daudzvērtīgie spirti ir spēcīgākas skābes nekā vienvērtīgie spirti. Tāpēc daudzvērtīgie spirti, atšķirībā no vienvērtīgajiem spirtiem, reaģē ar sārmiem, veidojot sāļus. Pēc analoģijas ar alkoholātiem divvērtīgo spirtu sāļus sauc par glikolātiem, un trīsvērtīgos spirtus sauc par glicerātiem.

Kvalitatīva reakcija uz daudzvērtīgiem spirtiem, kas satur OH grupas pie blakus esošajiem oglekļa atomiem, ir spilgti zilā krāsā, ja tie tiek pakļauti svaigi nogulsnētam vara hidroksīdam ( II ). Šķīduma krāsa ir saistīta ar kompleksa vara glikolāta veidošanos:

Daudzvērtīgajiem spirtiem ir raksturīga esteru veidošanās. Jo īpaši, ja glicerīns reaģē ar slāpekļskābi katalītiskā sērskābes daudzuma klātbūtnē, veidojas glicerīna trinitrāts, kas pazīstams kā nitroglicerīns (pēdējais nosaukums ir nepareizs no ķīmiskā viedokļa, jo nitrosavienojumos šī grupa ir NĒ 2 tieši saistīti ar oglekļa atomu):

Pieteikums.Etilēnglikolu izmanto polimēru materiālu sintēzei un kā antifrīzu. To izmanto arī lielos daudzumos, lai ražotu dioksānu, svarīgu (kaut arī toksisku) laboratorijas šķīdinātāju. Dioksānu iegūst etilēnglikola starpmolekulārā dehidratācijā:

dioksāns

Glicerīnu plaši izmanto kosmētikā, pārtikas rūpniecībā, farmakoloģijā un sprāgstvielu ražošanā. Tīrs nitroglicerīns eksplodē pat ar nelielu triecienu; tas kalpo kā izejviela bezdūmu šaujampulvera un dinamīta ražošanai -sprāgstviela, kuru, atšķirībā no nitroglicerīna, var droši mest. Dinamītu izgudroja Nobels, kurš nodibināja pasaulslaveno Nobela prēmiju par izciliem zinātnes sasniegumiem fizikas, ķīmijas, medicīnas un ekonomikas jomās. Nitroglicerīns ir toksisks, bet nelielos daudzumos tas kalpo kā zāles, jo tas paplašina sirds asinsvadus un tādējādi uzlabo asins piegādi sirds muskulim.