Гидроксипроизводные углеводородов

 

Классы алифатических соединений, содержащих кислород. Классификация спиртов по числу гидроксильных групп, по положению гидроксила, по строению углеводородных радикалов. Одноатомные спирты. Гомологический ряд, IUPAC-номенклатура и радикально-функциональная. Тривиальные названия. Изомерия по положению гидроксила, по структуре углеродного скелета, межклассовая изомерия с простыми эфирами, оптическая изомерия.

 

Строение гидроксильной группы. Гибридизация атомов углерода и кислорода, валентные углы, длины связей. Поляризация и дипольные моменты связей С-O и О-Н. Электронный эффект гидроксила в спиртах.

Физические свойства спиртов. Образование водородных связей. Аномалии в температурах кипения спиртов как следствие образования этих связей. Сопоставление с сернистыми аналогами спиртов (тиолами). Растворимость низших спиртов в воде.

 

Амфотерность спиртов по гидроксильной группе. Реакции по связи О-Н. Спирты, как слабые ОН-кислоты. Кислотность первичных, вторичных и третичных спиртов. Образование и гидролиз алкоголятов, взаимодействие спиртов с реактивами Гриньяра (алкилмагнийбромидами). Реакция этерификации с карбоновыми кислотами. Кислотный катализ. Образование сложных эфиров с минеральными кислотами (этилнитрат, изоамилнитрит, диметилсульфат, зарин, хлорофос). Реакции окисления спиртов различной структуры. Окисление первичных спиртов до альдегидов и карбоновых кислот, вторичных спиртов до кетонов. Реагенты окисления на основе хромового ангидрида и двуокиси марганца. Промышленный синтез формальдегида из метанола.

 

Спирты как основания Льюиса (реакции по связи С-О). Замещение гидроксильной группы в спиртах на галоген (под действием галогеноводородов, галогенидов фосфора, хлористого тионила). Внутримолекулярная дегидратация спиртов, катализ процесса кислотами Бренстеда и Льюиса. Межмолекулярная дегидратация как процесс нуклеофильного замещения в спиртах.

Методы синтеза одноатомных спиртов: кислотнокатализируемая гидратация алкенов, восстановление карбонильных соединений и карбоновых кислот, гидролиз галогеналканов и сложных эфиров. Синтез спиртов из карбонильных соединений и реактивов Гриньяра. Промышленный синтез метанола и этанола. Спиртовое брожение сахаров.

 

Применение одноатомных спиртов. Метанол, этанол, 2-пропанол.

Двух- и трехатомные атомные спирты. Этиленгликоль и глицерин. Строение, номенклатура. Сходство их химических свойств со свойствами одноатомных спиртов. Кислотность многоатомных спиртов. Свойства: окисление, образование простых эфиров, ацилирование, дегидратация. Образование акролеина из глицерина при термической деструкции. Образование сложных эфиров с азотной кислотой. Глицеринтринитрат.

 

Особенности строения многоатомных спиртов и вытекающие из них особенности химических свойств. Комплексообразование с солями меди как качественная реакция на многоатомные спирты. Строение хелатного комплекса. Окислительное расщепление 1,2-диолов (реакция Малапраде с йодной кислотой).

 

Промышленные методы синтеза этиленгликоля и глицерина. Окисление этилена до оксирана с последующим гидролизом, синтез глицерина из пропилена через стадию аллильного хлорирования.

Простые эфиры

 

Простые эфиры. Строение их молекул. Номенклатура. Методы получения: реакция Вильямсона, межмолекулярная дегидратация спиртов, присоединение метанола на изобутилен.  

 

Свойства простых эфиров: образование оксониевых солей, расщепление кислотами и натрием.  Образование перекисей.

Этиленоксид, тетрагидрофуран, диоксан. Представление о краун-эфирах. Получение и применение в синтетической практике.