Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Физические свойства спиртов. Водородная связь.
Первые представители гомологического ряда спиртов – жидкости, высшие спирты – твердые вещества. Отсутствие газообразных спиртов объясняется способностью молекул к образованию межмолекулярных водородных связей. Первые представители спиртов (метанол, этанол, пропанол) смешиваются с водой в любых соотношениях за счет образования водородной связи с молекулами воды. С ростом молекулярной массы растворимость спиртов в воде резко падает. Высшие спирты практически нерастворимы в воде. Низшие спирты обладают характерным алкогольным запахом, запах средних гомологов сильный и неприятный. Высшие спирты практически не имеют запаха, а третичные спирты обладают неприятным запахом плесени. Спирты обладают аномально высокими температурами кипения по сравнению с алканами, тиолами простыми эфирами. Эти различия объясняются наличием межмолекулярных связей в молекулах спиртов. Механизм образования межмолекулярных связей. Атом кислорода в молекуле спирта обладает большой электроотрицательностью и оттягивает на себя электронную плотность от атома водорода. при этом на атоме водорода возникает δ+, а на атоме кислорода δ-. Поэтому атом водорода электростатически притягивается к атому кислорода другой молекулы и между ними возникает водородная связь. Молекулы связанные между собой водородными связями, образуют ассоциаты. Образование ассоциатов как бы увеличивает массу спирта и понижает его летучесть. Для разрыва этих связей требуется дополнительная энергия, этим и объясняется высокие температуры кипения. Наибольшую склонность к образованию водородных связей проявляют первичные спирты. Для вторичных и особенно третичных спиртов способность к ассоциации снижается, так как образованию водородных связей препятствуют разветвленные углеводородные радикалы. Строение спиртов. Строение молекулы спирта СН-кислотный Nu центр
СН3 ® СН2 ® О Н Электрофильный Центр Кислотный центр основности центр
Химические свойства спиртов обусловлены их электронным строением. В молекуле спирта кислород как более электроотрицательный атом тянет на себя электронную плотность от углеводородного радикала и от водорода. при этом связь С – О и О – Н поляризуется и на атомах углерода и водорода возникают δ+, а на атоме кислорода δ-. Полярность связи О – Н определяет её склонность к гетеролитическому разрыву. Атом водорода становится более подвижным и способен отщепляться в виде Н+. Следовательно, спирты проявляют свойства ОН-кислот. В то же время у кислорода имеется неподелённая донорная электронная пара и спирты проявляют основные свойства. Поэтому можно сказать, что спирты являются амфотерными соединениями.
За счет поляризации связи С – О возможен гетеролитический разрыв и для спиртов возможны реакции нуклеофильного замещения (SN). Они, как правило, идут в кислой среде, т.к. протонирование атома кислорода увеличивает d+ Химические свойства I. Кислотно-оснóвные свойства. Спирты – слабые амфотерные соединения. 1. Взаимодействие с натрием (кислотные свойства) 2С2H5–ОН + 2Nа ® 2 С2H5–ОNа + Н2 этилат натрия Алкоголяты легко гидролизуются, что показывает – спирты более слабые кислоты, чем вода: С2H5– ОNа + НОН ® С2H5–ОН + NаОН 2. Взаимодействие с сильной кислотой НС1 (основные свойства). Оснóвным центром в спиртах является атом О, обладающий неподелённой парой электронов. При действии на спирты сильными кислотами происходит присоединение Н+ к атому кислорода группы ОН и образуется неустойчивый алкилоксониевый ион: Этилоксоний хлорид II. Реакции SN по гр. –ОН Гр. -ОН является плохоуходящей группой (связь мало полярна), поэтому большинство реакций проводят в кислой среде. Механизм р-ции: СН3-СН2-ОН + Н+ ® СН3-СН2- -Н ® СН3-СН2+ + Н2О 1. Взаимодействие с галогеноводородами: Если реакция идет с галогеноводородами, то присоединяться будет галогенид-ион: СН3-СН2 - ОН + НСl ® СН3-СН2Сl + Н2О 2. Реакция алкилирования (введение алкила R в молекулу). Заместить –ОН гр. на галоген можно при действии РСl3, РСl5 и SОСl2, например: С2Н5ОН + РСl5 → С2Н5Сl + HCl + POCl3 С2Н5ОН + SOСl2 → С2Н5Сl + HCl + SO2 По такому механизму легче реагируют третичные спирты. III. Реакции SЕ. К ним относятся реакции взаимодействия спиртов с органическими и минеральными кислотами с образованием сложных эфиров:
1. Взаимодействие с уксусной кислотой. С2H5 – О Н + Н О – СН3 – О – + Н2О этиловый эфир уксусной кислоты 2.
этилнитрат
IV. Реакции Е (отщепления, или элиминирования) Эти реакции конкурируют с реакциями SN. СН3-СН2-ОН + Н+ СН3-СН2- -Н СН3-СН2+ При избытке Н2SО4 и более высокой температуре, чем в случае реакции образования простых эфиров, идет регенерация катализатора и образуется алкен: СН3-СН2+ + НSО4- ® СН2 = СН2 + Н2SО4
Легче идет реакция SE для третичных спиртов, труднее для вторичных и первичных, т.к. в последних случаях образуется менее стабильные катионы. В данных реакциях выполняется правило А. Зайцева: «При дегидратации спиртов атом Н отщепляется от соседнего атома С с меньшим содержанием атомов Н». СН3-СН = СН -СН3 Бутанол-2 бутен - 2 В организме гр. –ОН превращается в легкоуходящую путем образования эфиров с Н3РО4: СН3-СН2-ОН + НО–РО3Н2 СН3-СН2-ОРО3Н2 V. Реакции окисления 1. Первичные и вторичные спирты окисляются СuО, растворами КМnО4, К2Сr2О7 при нагревании с образованием соответствующих карбонилсодержащих соединений:
Ацетон (кетон) 5CH3OH + 6KMnO4 + 9H2SO4 → 5CO2↑ + 6MnSO4 + K2SO4 + 19H2O 5C2H5OH + 4KMnO4 + 6H2SO4 → 5CH3COOH + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 11H2O Окисление спиртов под действием дихроматов натрия или калия является качественной реакцией. В результате взаимодействия спирт окисляется, а дихромат – ион восстанавливается до Cr+3, в результате чего оранжевое окрашивание переходит в сине-зеленое. Cr2O72- + 14H+ + 6 ẻ → 2Cr3+ + 7H2O оранжевый сине-зеленый
на холоду протекает реакция по уравнению: 3С2Н5ОН + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 → 3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O При нагревании: 3С2Н5ОН + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → 3CH3COH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 6H2O
2. Третичные спирты окисляются с трудом. К реакциям окисления относятся и реакции дегидрирования: СН3 - - ОН СН3 - = О + Н2 3. Спирты горят: С2Н6О + 2О2 → 2СО2 + 3Н2О
VI. По радикалу (R) протекают реакции, характерные для соответствующих углеводородов (УВ). В случае предельных – SR, непредельных – АN, ароматических – SЕ: 1. Реакции по α- углеродному атому с галогенами: СН3-СН2-ОН + 3Вr2 СВr3-СН2-ОН + 3НВr Этанол Нарколан 2. Реакции с галогенами в непредельных спиртах: СН2 = СН-СН2-ОН + Вr2 СН2 Вr–СНВr–СН2ОН Аллиловый спирт 2,3- Дибромпропанол 3. Реакции по ароматическому кольцу:
Бензиловый спирт n-Нитрофенилметанол Многоатомные спирты Многоатомные спирты можно рассматривать как производные углеводородов, в которых несколько атомов водорода замещены на группы ОН. Двухатомные спирты, называются диолами или гликолями, трехатомные – триолы или глицерины. Названия многоатомных спиртов образуются по общим правилам номенклатуры ИЮПАК. Представителями многоатомных спиртов являются: этандиол-1,2 пропантриол-1,2,3 Этиленгликоль глицерин
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 720; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.137.172.68 (0.032 с.) |