рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Одно- и многоатомные спирты

Одно- и многоатомные спирты - раздел Химия, Одно- И Многоатомные Спирты. Алифатические Спирты - Это Соединения, Содержащ...

Одно- и многоатомные спирты. Алифатические спирты - это соединения, содержащие гидроксильную группу (-ОН), связанную с sp3-гибридизованным атомом углерода. Спирты можно разделить на три большие группы: простые спирты, стерины и углеводы.Рассмотрим простые спирты, с общей формулой CnH2n+1OH. методы получения спиртов Гидролиз галогеналканов в водных растворах щелочей Реакция замещения галогена на ОН-группу протекает по механизму нуклеофильного замещения SN. В зависимости от строения субстрата замещение протекает по SN1 (мономолекулярное замещение): ( C H 3 ) 3 C O H + HX ( C H 3 ) 3 C O H H - H 2 O ( C H 3 ) 3 C O H H ( C H 3 ) 3 C O H H X - ( C H 3 ) 3 C X или SN2 (бимолекулярное): C H 3 C H 2 O H + HBr C H H C H 3 O H B r - C C H 3 H H O H B r C H 3 C H 2 B r + H 2 O d - d + Атакующий агент – анионы (SH OН I Br С l F RO CH3COO ONO2-) или молекула (ROH, HOH, NH3, RNH2). По увеличению реакционной способности анионы располагаются в следующий ряд: HS RS - > I - > Br - > RO - > Cl - > CH3COO - > ONO2- Анионы более сильные нуклеофилы, чем сопряженные кислоты: OH - > HOH, RS - > RSH, RO - > ROH, Cl - >HCl Нуклеофил – атом (или частица), который может отдать пару электронов любому элементу, кроме водорода.

Механизм бимолекулярного нуклеофильного замещения (SN2) включает образование промежуточного комплекса.

Представленная реакция является реакцией замещения, так как нуклеофил (ОН -) вытесняет уходящую группу (I-). Механизм мономолекулярного нуклеофильного замещения (SN1) состоит из двух стадий: Реакции замещения по механизму SN1 в тех случаях, когда образуется стабильный катион.

Первичные галогеналканы реагируют по механизму SN2 , а третичные - по механизму SN1. Гидратация алкенов. Присоединение воды к алкену протекает в присутствии кислотных катализаторов (H2SO4, H3PO4, оксид алюминия и другие носители, обработанные кислотами). Реакция протекает по карбоний-ионному механизму: R C H =C H 2 + H X + H 2 O R C H =C H 2 O H H H X d + d - R C H C H 2 R C H C H 3 O H + HX O H X - H H + Восстановление карбонильных соединений (кетонов и альдегидов) Альдегиды и кетоны легко восстанавливаются водородом в присутствии катализаторов (например, Ni, Pd, Pt) в соответствующие первичные и вторичные спирты: CH3-CH2-COH + H2 ® CH3-CH2-CH2-OH пропионовый альдегид пропанол-1 циклогексанон циклогексанол Для восстановления карбонильной группы используются комплексные гидриды металлов - борогидрид натрия NaBH4 (растворитель - вода, этанол) или алюмогидрид лития LiAlH4 (растворитель - абсолютный эфир): H C O H C O A l Н 4 A l Н 4 H 2 O H C O H + A l Н 3 O H CH3COCH3 + LiAlH4 ® (CH3)2-CHOH CH3-CHO + NaBH4 ® CH3-CH2-OH Сложные эфиры также восстанавливаются алюмогидридом лития, причем оба фрагмента эфира превращаются в спирты: C O O C 2 H 5 + LiAlH 4 H 2 O эфир C H 2 O H + C 2 H 5 O H Синтезы спиртов с использованием реактивов Гриньяра.

C M g X C O C C O алкоголят M g X H 2 O C C O H спирт + M g X O H RMgHal + H2C=O (формальдегид) ® RCH2O -Mg+Hal + H2O ® R-CH2-OH RMgHal + R’HC=O (альдегид) ® R( R’)CHO -Mg+Hal + H2O ® R(R’)CH-OH RMgHal + (R’)2C=O (кетон) ® R( R’)2CO -Mg+Hal + H2O ® R(R’)2C-OH По механизму это реакция нуклеофильного присоединения к карбонильной группе.

Промышленные методы получения спиртов.

Окисление алканов (синтез спиртов С10-С20). 3 RCH2-OH + B(OH)3 « B(OHC2R)3 + 3 H2O Гидратация алкенов. R-CH=CH2 + H2O « R-CH (OH)-CH3 CH2=CH2 + H2O ® CH3CH2OH из пропилена и н-бутилена - изопропиловый и н-бутиловый спирты: CH3-CH=CH2 + H2O ® CH3-CH (OH)-CH3 CH3-CH2-CH=CH2 + H2O ® CH3-CH2-CH (OH)-CH3 а из изобутилена - трет-бутиловый спирт: (CH3)2C=CH2 + H2O ® (CH3)3C-OH Электрофильный механизм гидратации определяет уже отмеченное выше направление присоединения (правило марковникова), а также изменение реакционной способности алкенов в ряду, определяемом сравнительной стабильностью образующихся карбокатионов: (CH3)2CH=CH2 >> CH3-CH2-CH=CH2 > CH3-CH=CH2 >> CH2=CH2 Синтез спиртов по методу Фишера-Тропша. СО + 2Н2 « СН3ОН Процесс оксосинтеза.

CH2=CH2 + CO + H2 ® CH3-CH2-CHO Химические свойства спиртов Обусловлены способностью гидроксильной группы образовывать межмолекулярные водородные связи.

Кислотные и основные свойства спиртов.CH3-OH + HNO3 ¬® CH3-ONO2 + H2O CH3CH2OH + H2SO4 ® CH3CH2OSO3H + H2O CH3CH2OH + (CH3CO)2O ® CH3COOC2H5 + CH3COOH Это – реакции замещения водорода на кислотный остаток. Замещение гидроксильной группы на галоген.

CH3CH2OH + HBr « CH3CH2Br + H2O Реакция протекает по механизму нуклеофильного замещения. CH3CH2-OH + SOCl2 ® CH3CH2-Cl + SO2­+ HCl­ 3CH3CH2-OH + PCl3 ® 3CH3CH2-Cl + H3PO4 Ниже приводится механизм взаимодействия спирта с тионилхлоридом: C O C H 3 S C l O H C H 3 C H 2 C H 2 н а г ре в C H C H 3 C H 2 C H 2 C H 3 + S O O C l C l C C H 3 C H 3 C H 2 C H 2 H + SO 2 Этот механизм обозначается символом Sni (замещение нуклеофильное внутримолекулярное). Реакции отщепления CH3CH2OH ® CH2=CH2 В качестве катализаторов используют минеральные кислоты (серная, фосфорная), кислые соли (KHSO4), ангидриды кислот (Р2О5), оксид алюминия и т.д. R-OH + R’-OH ® ROR (ROR’, R’OR’) + H2O Порядок отщепления воды в большинстве случаев определяется правилом зайцева: при отщеплении воды наиболее легко отщепляет водород от соседнего наименее гидрированного атома углерода.

Реакция отщепления воды от спиртов протекает через стадию образования карбкатиона: В зависимости от строения спирта образуются первичные, вторичные и третичные карбкатионы: C H 3 C H 2 O H C H 3 C H C H 2 ( C H 3 ) 3 C O H O H C H 3 C H 2 + п е рв и чн ы й C H 3 C H C H 2 в тори чн ы й ( C H 3 ) 3 C + тре ти чн ы й По увеличению стабильности катионы располагаются в следующий ряд: CH3CH2+ < CH3CH+CH3 < (CH3)3C+ Любое влияние, делокализующее положительный заряд карбкатиона, ведет к его стабилизации.

Мы имеем дело в данном ряду с индукционной стабилизацией: Образующиеся катионы в зависимости от их строения способны к перегруппировкам: 3-Метил-2-бутанол - в 2-метил-2-бутильный катион, склонный к перегруппировке в более стабильный: Образование последнего 2-метил-2-бутильного катиона связано с гидридным перемещением (Н-) из положения 3 в положение 2. В перегруппировке может участвовать и алкильная группа: Основное различие между тремя типами реакционных интермедиатов (карбкатионы, карбанионы и свободные радикалы) состоит в том, что карбкатионы имеют тенденцию изомеризоваться в более устойчивые частицы.

Окисление.

Первичные и вторичные спирты могут быть окислены соответственно до альдегидов и кетонов. Третичные спирты устойчивы к окислению в мягких условиях.Первичные спирты окисляются до альдегидов под действием окислителей, содержащих Cr(VI). Это обычно хромовая кислота H2CrO4: R-CH2-OH + H2CrO4 ® R-CHO + H2CrO3 (неустойчива) + H20 Окисление первичного спирта начинается с образования эфира хромовой кислоты RCH2-O-Cr(O)2-OH. На следующей стадии эфир претерпевает реакцию отщепления, в результате которой образуется двойная связь С=О. Альдегиды можно также получить окислением первичных спиртов реагентом Саретта (комплекс CrO3 с пиридином). В относительно мягких условиях происходит окисление спирта разбавленным раствором оксида хрома (VI) в разбавленной серной кислоте (окисление по Джонсу). Вторичные спирты легко окисляются до кетонов под действием K2Cr2O7+H2SO4+H20 , CrO3+CH3COOH+H2O и KMnO4 в кислой среде: (R )2CH- OH + [O] ® R-CO-R + H2O Механизм окисления вторичных спиртов подобен окислению первичных спиртов в альдегиды, поэтому для получения кетонов пригодны методы, описанные выше. Дегидрирование спиртов.

Этим способом получают многие альдегиды и кетоны: 2R-CH2-OH ® R-COH + H2­ 2(R)2-CH-OH ® (R)2-CO + H2­ В качестве катализатора используются металлическая медь и серебро. В промышленности этот процесс реализован для получения формальдегида из метанола.

Многоатомные спирты Обычно названия двухатомных спиртов производятся от названия двухатомного радикала с прибавлением слова гликоль, например этиленгликоль, пропиленгликоль.

По Женевской номенклатуре пользуются окончанием -ол, но указывают число гидроксильных групп - диол, -триол, -тетрол и т.д. В двухатомных спиртах гидроксилы могут быть соединены с первичными, вторичными и третичными атомами углерода, поэтому различают гликоли двупервичные, первично-вторичные и т.д. Синтез гликолей осуществляется в основном теми же способами, что одноатомных спиртов, кроме того, окислением соответствующих алкенов перманганатом калия в щелочной среде (реакция Вагнера) R-CH=CH2 + [O]® R-CH(OH)CH2-OH Для окисления используют разбавленные водные растворы перманганата калия.

Практически наиболее важным промышленным методом получения гликолей является гидратация соответствующих a-оксидов: Из этиленоксида получают три важных класса соединений: целлозольвы, карбитолы и карбоваксы.

Целлозольвы (соединения типа ROCH2CH2OH) образуются в результате реакции алкоголята и этиленоксида. Название “целлозольв” относится к 2-этоксиэтанолу.Бутилцеллозольв - хороший растворитель; он используется в гидравлических тормозных жидкостях и добавляется к авиационному топливу в качестве антифриза: CH3CH2CH2CH2ONa + (CH2)2O + H2O® CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2OH Карбитолы, являющиеся моноалкиловыми эфирами диэтиленгликоля, применяются в качестве растворителей, а также при изготовлении лаков.

Их получают реакцией целлозольва с эквивалентным количеством этиленоксида.Этиленгликоль и пропиленгликоль широко используют в производстве антифризов: C3H5(OCOR)3 + 3 NaOH ® HOCH2-CHOH-CH2OH + 3 RCOONa Синтетический глицерин получают исходя из пропилена: CH3-CH=CH2 + Cl2 ® Cl-CH2-CH=CH2 ® OH- CH2-CH=CH2 ® ® OH- CH2-CH(Cl)-CH2OH ® OH- CH2-CH(OH)-CH2OH; CH3-CH=CH2 ® CH2=CH-COH + H2O2 ® OH-CH2-CH(OH)-COH ® ® OH- CH2-CH(OH)-CH2OH.

– Конец работы –

Используемые теги: Одно-, многоатомные, Спирты0.059

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Одно- и многоатомные спирты

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Получите бензиловый спирт из бензола. Предложите две реакции, которые помогут отличить бензиловый спирт от фенола
Вариант... Напишите названия соединений...

Способы получения спиртов
Поначалу его получали сухой перегонкой древесины, а в 1923 г. начала работать первая заводская установка, на которой метанол синтезировали из… Ферментацией кроме этилового спирта можно получать спирты С3, C4 и С1.3 Синтез… Присоединение протекает по правилу Марковнико-ва. Условия проведения реакции зависят от природы алкена.Скорость…

Ректификационная установка непрерывного действия для разделения смеси: ацетон - изопропиловый спирт - вода
Для разделения смесей используют ректификационные установки, представляющие собой ряд ступеней контакта, соединенный в противоточный разделительный… Наиболее простое конструкционное оформление противоточного каскада достигается… В нефтяной, химической, нефтехимической и газовой промышленности распространены тарельчатые колонны. Современные…

Получение алкилгалогенидов действием на спирты тионилхлорида
Тионилхлорид превращает первичные и вторичные спирты в алкилхлориды с выходом 70-90%. Образующиеся наряду с продуктом замещения хлороводород и… Следует различать две разновидности этой реакции: в присутствии или в… В присутствии основания выделяющийся на первой стадии хлороводород превращается в соль: Замещение гидроксильной группы…

Спирт
Аналогично выглядит переработка крахмала, картофеля, риса, кукурузы, источником получения топливного спирта является вырабатываемый из тростника…

Спиртовое брожение и его химизм
Превращения микроорганизмами безазотистых органических... Спиртовое брожение и его химизм...

Модуль I Классификация спиртов
I По количеству групп ОН различают одноатомные двухатомные и многоатомные спирты... СН СН ОН... Этанол Этиленгликоль Глицерин...

Реферат Спирты и фенолы
Реферат... Спирты и фенолы Содержание...

Общие сведения о спиртах. Полиолы
По числу гидроксильных групп в молекуле спирты подразделяются на одноатомные, двухатомные, трехатомные и т.д. Например, этанол является одноатомным… Другие 1,2-диолы (гликоли) могут быть получены окислением алкенов… Глицерин получают из аллилхлорида по разным схемам, например: аллилхлорид аллиловый спирт 2-Хлор-1,3-пропандиол…

Влияние вращательного и поступательного движения молекул на теплоёмкость многоатомных газов
Число rкол координат в этой функции есть число колебательных степеней свободы молекулы. Последнее можно определить по числу п атомов в… Если все атомы расположены по одной прямой (в .частности, у двухатомной… Последняя является квадратичной функцией от всех импульсов, число которых равно полному числу 3п степеней свободы…

0.032
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам
  • Ненасыщенные спирты. Фенолы. Хиноны На его основе получают синтетическое волокно (винол) и лекарственные препараты. Аллиловый спирт – устойчивое соединение, которое получают… Фактор, приводящий к стабилизации аллильного катиона, называют резонансным… Аллильный катион также может быть представлен структурой, содержащей частичные связи: Поскольку положительный заряд…
  • Технология производства спирта и водки на СОАО "БАХУС" г. Смоленск Именно с именем этого человека связано начало производства водок на Смоленщине. В начале прошлого века в Смоленске действовало уже свыше десяти частных и… В результате приватизации в 1992 году на базе областного спирт объединения было создано Смоленское открытое…
  • Производство этилового спирта В настоящее время основным способом его получения является пиролиз (высокотемпературный крекинг) углеводородов. Пиролизу подвергают фракции прямой перегонки нефти, состоящие алканов,… Этилен образуется в результате реакций распада тяжелых алканов и дегидрирования низкомолекулярных…
  • Отравление суррогатами этилового спирта В соответствии с У ПК экспертиза назначается, когда при производстве дознания; предварительного расследования или судебного разбирательства… Например, судебно-медицинская экспертиза назначается в том случае, когда… Это первичная судебно-медицинская экспертиза, которая проводится впервые. Дополнительная, когда почему-либо первичная…
  • Спирты Напишим две структурные формулы.Н Н Н Н Н-С-О-С-Н (1) Н-С-С-О-Н Н Н Н Н Сопостовляя формулы ,мы замечаем , что если справидлива первая из них , то в… Поместим в пробирку со спиртом (не содержащий воды) кусочек натрия .… Иначе говоря , из каждой молекулы спирта натрием вытесняется только один атом водорода . Формула (1) не даёт…