'

СПИРТЫ

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ СПИРТЫ Спирты – соединения общей формулы R – ОН Соединения, в которых ОН – группа связана с ароматическим радикалом, называются фенолами: Аr – ОН где R – углеводородный радикал; ОН – гидроксигруппа.


Слайд 1

2. По характеру углерода, с которым соединена ОН – группа: первичные, вторичные и третичные спирты: первичный вторичный третичный R–С–ОН H H R H R–С–ОН R R R–С–ОН СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ КЛАССИФИКАЦИЯ СПИРТОВ 1. По характеру радикала R: насыщенные и ненасыщенные: СН3–СН2–ОН этиловый спирт СН2=СН–СН2ОН пропен-2-ол


Слайд 2

3. По числу гидроксильных групп в молекуле: одноатомные, двухатомные, трехатомные, поли-атомные: пропанол СН3 – СН2 – СН2ОН этиленгликоль СН2 – СН2 OH OH глицерин СН2 – СН – СН2 OH OH OH КЛАССИФИКАЦИЯ СПИРТОВ


Слайд 3

НОМЕНКЛАТУРА СПИРТОВ 1. Рациональная номенклатура: спирты называют по радикалу, связанному с ОН – группой: СН3ОН метиловый спирт СН3 – СН – СН3 СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ изопропиловый спирт OH СН2 = СН – СН?ОН СН3 – СН – ОН С6H5 аллиловый спирт а - фенилэтиловый спирт


Слайд 4

СН3ОН метанол СН3–СН–СН3 СН3–СН2–СН– СН2СН3 пропанол-2 OH CH2OH НОМЕНКЛАТУРА СПИРТОВ СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ 2. Заместительная номенклатура: названия спиртов образуются прибавлением суффикса –ол к названиям соответствующих углеводородов: 2-этилбутанол-1


Слайд 5

СН3 – ОН карбинол СН3 – СН – ОН НОМЕНКЛАТУРА СПИРТОВ СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ 3. Карбинольная номенклатура: в этом случае спирты рассматривают как производные карбинола (метанола): диметилкарбинол СН3


Слайд 6

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ СН3 – СН3 ………….. 30 - 88,5 СН3 – Сl……………. 50,5 - 24,2 СН3 – NH2…………. 31 - 6,7 СН3 – OH………….. 32 + 64,7 мол. масса Т. кип., ?С СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ


Слайд 7

Влияние водородной связи на температуру кипения: «В группах периодической системы уменьшение молекулярной массы в ряду однотипных соединений сопровождается понижением температуры кипения». Общее правило гласит: Исключения из правила: Водородные соединения F, O, N, такие как HF, H2O, NH3 имеют аномальные температуры кипения: ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ


Слайд 8

молекулярная масса 50 100 -50 -100 -150 -200 0 Tкип,0С Для объяснения этих аномалий было предложено понятие водородная связь. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ


Слайд 9

ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ Атом водорода служит мостиком между двумя электроотрицательными атомами, причем с одним из них он связан ковалентной связью, а с другим – электростатическими силами притяжения. Водородные связи обычно изображают пунктирными линиями: ?+ ?- ?+ ?- H – F --- H – F ?- ?+ ?- ?+ ?- H H H H – O --- H – O --- H – O H H ?- ?+ ?- ?+ H – N – H --- O – H ?- H H H – N --- H – N H H ?+ ?+ ?- ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ


Слайд 10

Условия образования водородной связи: для образования водородной связи необходимо, чтобы электроотрицательными атомами были F, O, N. R R R ?+ ?- ?- ?- ?+ ?+ H – O ••• H – O ••• H – O ?- ?- ?- ?- ?+ ?+ ?+ H H H R R О Н О Н Н О О СПИРТЫ – АССОЦИИРОВАННЫЕ ЖИДКОСТИ !! Межмолек. вод. связи повышают температуру кипения спиртов, а также их растворимость в воде


Слайд 11

ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ 1. Гидратация алкенов (имеет пром. значение): Общая схема: Н+ алкен спирт – С = С– + НОН Н ОН – С – С – Примеры этилен этанол 1. 1. СН2 = СН2 СН3 – СН2 – ОН Н2О, H+ СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ


Слайд 12

Н2О, H+ СН3 – СН – СН3 OH СН3 – СН = СН2 1. 2. (по правилу Марковникова) 2*. Ферментативный гидролиз углеводов: С6Н12О6 2СО2 + 2С2Н5ОН глюкоза этанол Источником глюкозы служит крахмал из зерен злаков, картофеля и др. ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ 1. Гидратация алкенов


Слайд 13

(С6Н10О5)n С6Н12О6 С2Н5ОН гидролиз брожение крахмал глюкоза этанол способ имеет промышленное значение ! 3*. Гидролиз галогенпроизводных: RX + OH– (или H2O) R – OH + X– Пример: СН3СН2СН2Br СН3СН2СН2OH водн. NaOH 1-бромпропан пропанол-1 ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ


Слайд 14

Условия реакции галогенпроизводных с NaOH: 1) водный ра-р NaOH – замещение 2) спиртовый ра-р NaOH – отщепление способность к отщеплению растет первичный – вторичный – третичный RX RX RX способность к замещению растет ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ


Слайд 15

Альдегиды восстанавливаются в первичные спирты, кетоны дают вторичные спирты. [2Н] альдегид R – СН2ОН первичный спирт R – С O H [2Н] вторичный спирт O R? R – С R – СН – R? OH ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ 4. Восстановление карбонильных соединений:


Слайд 16

Синтез спиртов с помощью магнийорганических соединений (реактивов Гриньяра R – MgX ) Реактив Гриньяра RMgX получают по схеме: R – X + Mg R – MgX безводный эфир (X = Cl, Br, I) Спирты синтезируют из альдегидов, кетонов или сложных эфиров по схеме: Н2О R – C – OMgX ?- ?+ С = О R: MgX – ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ + •••


Слайд 17

Н2О R – C – OH + Mg(OH)X Альдегид или кетон + RMgX Спирт Н2О R – C – OMgX ?- ?- ?+ ?+ Н Н С = О + R-MgX 1) первичный спирт + Mg (OH)X R–CH2 –OH Синтез спиртов с помощью магнийорганических соединений (реактивов Гриньяра R – MgX ) ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ •••


Слайд 18

Н2О R Н R?–C–OMgX ?- ?+ ?+ Н О ?- R?– C + R: MgX 2) вторичный спирт + Mg(OH)X R?–CH–OH R СИНТЕЗ СПИРТОВ С ПОМОЩЬЮ РЕАКТИВОВ Гриньяра R – MgX Из других альдегид образуются вторичные спирты: + -


Слайд 19

Н2О R?? R R?–C–OMgX ?- ?+ ?+ R?? О ?- R?– C + R: MgX 2) третичный спирт + Mg(OH)X R?–C–OH R?? СИНТЕЗ СПИРТОВ С ПОМОЩЬЮ РЕАКТИВОВ Гриньяра R – MgX Из кетонов образуются третичные спирты: + - R


Слайд 20

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ Предложите схему возможного в лаборатории синтеза приведенных ниже соединений, исходя из н – бутилового спирта, и, используя любые необходимые неорганические реагенты. а) н-октан б) октин-3 в) цис-октен-3 г) октанол-4 д) октанон-4 е) 5-(н-пропил)нонанол – 5 ж) н-бутиловый эфир масляной кислоты СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ


Слайд 21

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ Химия спиртов определяется их функциональной группой – гидроксильной группой ОН. Для спиртов характерны две группы реакций: 1. Реакции с разрывом связи О – Н. 2. Реакции с разрывом связи С – О. СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ


Слайд 22

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ Атом водорода ОН – группы способен замещаться атомом металла: RO–H + M RO– M+ + 1/2H2 спирт алкоголят (соль) М = Na, K, Mg, Al и др. СПИРТЫ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ 1. Кислотные свойства спиртов Пример: 2С2Н5ОН + 2Na 2С2Н5ОNa + H2 этилат натрия


Слайд 23

Алкоголяты легко разлагаются водой, что указывает на то, что спирты – более слабые кислоты, чем вода! RO–Na+ + H–OH Na+OH– + RO–H более сильная кислота более слабая кислота ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ АЛКОГОЛЯТЫ соль слабой кислоты соль сильной кислоты


Слайд 24

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ КИСЛОТНОСТЬ СПИРТОВ Н2О > ROH > HC ? CH > NH3 > RН Относительная основность сопряж. оснований: –:ОН < –:OR < –:C ? CH < –:NH2 < R– Кислотные свойства спиртов убывают в следу-ющем порядке. Почему?: СН3ОН > RCH2OH > R2CHOH > R3COH СН3ОН > первичный > вторичный > третичный или


Слайд 25

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ: сопряженная сопряженное протон Н+ :А– + A–H Кислотность кислоты АН зависит от того, насколько хорошо сопряженный ей анион :А– может распределить отрицательный заряд, т. е. от его устойчивости. ОЦЕНКА КИСЛОТНЫХ СВОЙСТВ кислота основание Устойчивость иона определяется присутствием электронодонорных или электроноакцепторных заместителей.


Слайд 26

Алкильная группа R – электронодонорная группа, она будет увеличивать отрицательный заряд на атоме кислорода, следовательно делать алкоголят-анион менее устойчивым: C – O:– + H+ R R C – OH R подает электроны, дестабилизует ион, уменьшает к. св. ОЦЕНКА КИСЛОТНЫХ СВОЙСТВ СПИРТОВ Влияние заместителей


Слайд 27

бромид алкилоксония ?? ?? + Br– ?? H R – O – H R – OH + HBr бромид оксония ?? ?? [Н3О] Br Н–O–H + HBr + – Н3О+ – ион оксония Спирты, как вода, проявляют и основные свойства: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ


Слайд 28

2. Образование простых эфиров R–О – R? При взаимодействии алкоголятов (вернее алкоголят-ионов) с алкилгалогенидами получают простые эфиры R – O – R?: RO–Na+ + R–Br R–O–R + NaBr алкоголят алкил-галогенид простой эфир Реакция протекает по SN1 или SN2 – механизму. Нуклеофил RO: – вытесняет галогенид ион :Br–. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ


Слайд 29

ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ Простые эфиры – химически малоактивные соединения. Разбавленные кислоты, щелочи, Na, на холоду на них не действуют. Но многие из них подвергаются самоокислению (аутоокислению) при контакте с воздухом с образованием взрывоопасных пероксидных соединений. Важнейшим представителем простых эфиров является диэтиловый эфир: применяется в медицине, как растворитель органических веществ. СН3–СН2?О–СН2?СН3


Слайд 30

Для спиртов характерна реакция с кислотами с образованием сложных эфиров (реакция этерификации). Схема: Н+ спирт кислота сложный эфир O R – C – OR? + H2O O R – OH + R? – C – OH ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ 3.Образование сложных эфиров


Слайд 31

Примеры: 1) R–O–H +HO –SO2 –OH ROSO3Н + H2O спирт серная к-та алкилсульфат 2) С2Н5 –О– Н + HO – NO2 С2Н5ОNO2 + H2O этанол азотная к-та этилнитрат 3) CH3–CH2–O–H + HO–C–CH3 этанол уксусная к-та O H+ –H2O Этилацетат CH3CH2–O–C–CH3 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ 3.Образование сложных эфиров


Слайд 32

Реакции с разрывом связи С – О: 4. Замещение OH – группы галогеном: R – X + H2O R – OH + HX (X = Cl, Br, I) ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ Замещение ОН – группы на галоген может происходить не только под действием галогеноводородов НX, но и таких реагентов как галогениды фосфора (PCl3, PCl5, PBr3, PBr5) и тионилхлорид (SOCl2).


Слайд 33

Механизм взаимодействия спиртов с галогеноводородами: факты: 1. Реакция катализируется кислотами 2. Порядок изменения реакционной способности спиртов (ROH) по отношению к HX следующий: Третичный > вторичный > первичный > СН3ОН эти данные легко объясняются, если предположить, что замещение ОН – группы на галоген происходит по SN – механизму: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ


Слайд 34

1. По SN1 – механизму: для всех спиртов исключая метанол и первичные спирты. Реакции предшествует предварительная стадия ? стадия протонирования спирта ROH + HX ROH2 + :X– + 1. ROH2 R+ + H2O 1. Диссоциация протонированного спирта: + 2. R+ + :X– RX ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ 2. Нейтрализация карбкатиона галогенид - ионом:


Слайд 35

SN2 – механизм: характерен для метанола и большинства первичных спиртов. Предварительная стадия: H + + :X– R – O – H ?? ?? R – O – H + H:X X: + ROH2 X•••R•••OH2 X–R + H2O ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ механизм реакций замещения + ?- ?+ – SN2 – замещение


Слайд 36

5. Дегидратация спиртов: При действии на спирты водоотнимающих средств (H2SO4, H3PO4 и др.) происходит межмолекулярное или внутримолекулярное отщепление воды: простой эфир R – O – R + H2O H+ R – OH + HO – R спирт 1) алкен – C = C – + H2O кислота t > 140 0C OH H – C – C – 2) ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ спирт t = 140 0C


Слайд 37

Реакционная способность и механизм дегидратации: третичный > вторичный > первичный Механизм дегидратации: трет-бутиловый спирт Н+ -Н2О CH3 CH3–C = СН2 CH3 CH3 CH3–C+ CH3 CH3 + CH3–C–OH2 .. .. CH3 CH3 CH3–C– OH ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ -Н+ изобутилен Внутримолекулярная дегидратация проходит на тех же катализаторах, что и межмолекулярная, но при более высокой температуре. Отщепление Н2О идет по правилу Зайцева!


Слайд 38

6. Окисление спиртов: Спирты легко окисляются при действии обычных лабораторных окислителей: KMnO4, K2Cr2O7. при этом: 1. первичные кислоты альдегиды O O ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ спирты KMnO4 KMnO4 R – CH2– OH O ОH R – C O H R – C


Слайд 39

3. Третичные спирты устойчивы к окислению, но в жестких условиях происходит разрыв углерод-углеродной связи с образованием кетонов и кислот, содержащих меньшее число атомов углерода, чем исходный спирт. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ 6. Окисление спиртов: 2. Вторичные спирты образуют кетоны ОH CH3–CН ? СН3 KMnO4 О CH3–C ? СН3


Слайд 40

Пример: 3СH3 – CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 3CH3 – CHO + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O 4. Дегидрирование спиртов: Cu; 300?C СН3 – СН2 – ОН СН3 – С + Н2 O H ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ 6. Окисление спиртов:


Слайд 41

СПИРТЫ. ЭФИРЫ. СИНТЕЗЫ МНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ Этиленгликоль – представитель двухатомных спиртов –гликолей (диолов) (Т. кип. 197 ?С) OH OH СН2 – СН2 Глицерин (пропантриол – 1, 2, 3) (Т. кип. 290 ?С) OH OH OH СН2 – СН – СН2


Слайд 42

Гликоли (диолы) – спирты с двумя гидроксиль-ными группами при разных углеродных атомах. Общая формула СnH2n(OH)2 Триолы содержат три гидроксильные группы при разных углеродных атомах. Общая формула СnH2n-1(OH)3 МНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ


Слайд 43

Многоатомные спирты хорошо растворимы в воде, но плохо – в органических растворителях; они имеют высокие температуры кипения. Гликоли получают способами, аналогичными получе-нию одноатомных спиртов. этиленгликоль получают из этилена: а) СН2 = СН2 НО–СН2–СН2–ОН б) СН2 = СН2 СН2Cl – СН2Cl Н2О НО–СН2–СН2–ОН МНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ


Слайд 44

Химические свойства гликолей аналогичны свой-ствам одноатомных спиртов. Кислотные свойства гликолей выражены сильнее: они дают гликоляты не только со щелочными металлами, но и с Cu(OH)2: 2 + Cu(OH)2 СН2 – ОН СН2 – ОН гликолят меди H О – СН2 О – СН2 СН2 – О СН2 – О Cu МНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ H


Слайд 45

ГЛИЦЕРИН МНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ Водный 50%-й раствор этиленгликоля используют в качестве антифриза. (Т. замерз. -34 ? С); 60%-й (-49 ? С) Этиленгликоль применяют для синтеза полимерных материалов (волокно лавсан), взрывчатых веществ. ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ Вязкая бесцветная жидкость, хорошо смешивается с водой. Получают глицерин: а) из жиров; б) или из пропилена или ацетилена:


Слайд 46

NaOH Карбоновые к-ты: С16 –С18 глицерин OH O СН2–CH–СН2 + 3R – C жир O СН2 – О – С – R O СН2 – О – С – R O СН2 – О – С – R хлористый аллил аллиловый спирт пропилен глицерин б) МНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ. ПОЛУЧЕНИЕ а) OН OН OН


Слайд 47

Образование глицератов диглицерат меди -2H2O 2 CHOH + Cu(OH)2 CH2OH CH2OH H H CH2OH O – CH2 O – CH Cu CH2 –O CH – O CH2 –OH МНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ. ГЛИЦЕРИН По химическим свойствам глицерин подобен этиленгликолю: образует глицераты, эфиры:


Слайд 48

тринитроглицерин (динамит) HONO2 [H2SO4] ONO2 ONO2 ONO2 СН2 – CH – СН2 + 3H2O OH OH OH СН2– CH–СН2 МНОГОТОМНЫЕ СПИРТЫ. ГЛИЦЕРИН Глицерин применяют в химической, пищевой, текстильной и др. промышленностях; при получении пластмасс, лаков, в медицине, в качестве антифриза и др.


Слайд 49

СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ СПИРТОВ 1700C алкен R–CH=CH2 + H2O R–CH2–CH2–OH 1. H2SO4 2. H2SO4 120-1400C R–CH2–CH2–OH R–CH2–CH2–O–CH2–CH2–R простой эфир 1700C R–CH=CH2 R–CH2–CH2–OH 3. H2SO4 (водн.) HBr R–CH?CH3 Br R–CH?CH3 OH NaOH


Слайд 50

СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ СПИРТОВ 4. Преложить схему превращения CH3CH2OH CH3CH2CH2CH2OH


Слайд 51

H2SO4 O2 -H2O O CH2 H2C [Ag+] CH2=CH2 CH3CH2OH СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ СПИРТОВ Решение задания 4 HBr CH3CH2Br CH3CH2МgBr эфир Mg -H2O CH3CH2CH2CH2ОМgBr H2O ? + CH3CH2CH2CH2ОН + + МgBr(ОН)


Слайд 52

этанол ? изопентанол 5. ПРЕДЛОЖИТЬ СХЕМУ СИНТЕЗА: СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ СПИРТОВ CH3CH2OH CH3 CH3–CH–CH2–CH2OH


Слайд 53

H2SO4 Ca(OH)2 K2Cr2O7 CH3COOH CH3CH2OH соль пропанон (ацетон) t0 CH3–C–CH3 + CaCO3 O (CH3COO)2Ca H2/Ni HBr OH CH3–CH–CH3 O CH3–C–CH3 Решение задания 5 СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ СПИРТОВ


Слайд 54

HBr Mg СH3 эфир CH3–CH–MgBr CH3–CH–CH3 H2O – CH3 CH3–CH–CH2–CH2–OMgBr [H+] CH3 CH3–CH–CH2–CH2OH СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ СПИРТОВ изопентанол Br


Слайд 55

1-бромпропан ? CH3–CH–CH–CH3 CH3 CH3CH2CH2Br изопропилметилкарбинол 6. ПРЕДЛОЖИТЬ СХЕМУ СИНТЕЗА: СИНТЕЗЫ НА ОСНОВЕ СПИРТОВ OH


×

HTML:





Ссылка: