6. Способы получения спиртов

1. Гидратация алкенов (с учетом правила Марковникова) – в кислой среде:

2. Гидролиз галогенпроизводных углеводородов - в присутствии водного раствора щелочи.

3. Получение спиртов восстановлением альдегидов и кетонов (насыщением - т.е. устранением двойных связей).

Реактивы Гриньяра – имеют общую формулу RMgX и общее название – алкилмагнийгалогенид ((алкил- это алкан без одного атома водорода, Х – галоген).

CH₂MgI – метилмагнийиодит; CH₃CH₂MgBr – этилмагнийбромид

а) Получение спиртов восстановлением альдегидов с помощью реактивов Гриньяра

б) Получение спиртов восстановлением кетонов с помощью реактивов Гриньяра

7. Основно-кислотные свойства.

Кислород в молекуле спирта имеет полярные ковалентные связи О–Н и С–О. Протоны (Н⁺) - определяют кислотные свойства, а гидроксильные группы (ОН^-) - основные свойства.

Кислотные свойства в ряду спиртов (первичный, вторичный, третичный) уменьшаются, а основные возрастают:

HOH → R-CH₂-OH → R₂CH-OH → R₃C-OH

вода первичный вторичный третичный

Кислотные свойства спиртов.

Как слабые кислоты, спирты вступают в реакции с щелочными, щелочноземельными и некоторыми другими металлами с образованием алкоголят.

2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂ - этанолят натрия (ИЮПАК) или этилат натрия.

Алкоголяты подвергаются гидролизу, это доказывает, что у воды более сильные кислотные свойства

C₂H₅ONa + H₂O ↔ C₂H₅OH + NaOH

Осно́вные свойства спиртов

Спирты могут также вести себя как слабые основания, охотно реагируя с сильными галогенводородными кислотами с образованием молекул воды:

8. Химические свойства одноатомных спиртов

1. Реакции замещения (подробно рассмотрены в предыдущем вопросе):

2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂ (алкоголят - этанолят натрия)

2. Окисление:

1. Первичные спирты при (неполном) окислении образуют альдегиды (записать пример для метанола).

2. Вторичные спирты при (неполном) окислении образуются кетоны (записать пример для пропанола). 

3. Горение (полное окисление). Записать пример для метанола.

C_nH_2n+1-OH + O₂ ^t → CO₂ + H₂O + Q

3.Реакции отщепления

 а) Внутримолекулярная дегидратация

В тех случаях, когда возможны 2 направления реакции, дегидратация идет (преимущественно) по правилу Зайцева:

Правило Зайцева: Водород отщепляется от наименее гидрированного атома углерода соседствующего с углеродом, несущим гидроксил (направление I).

б) Межмолекулярная дегидратация

в) Реакция дегидрирование и дегидратация предельных одноатомных спиртов – реакция С.В. Лебедева

  

4. Реакции этерификации

Спирты вступают в реакции с минеральными и органическими кислотами, образуя сложные эфиры.

12. Простые эфиры. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения: из спиртов, реакция Вильямсона. Химические свойства: взаимодействие с сильными минеральными кислотами, хлорирование на свету, получение виниловых эфиров..

Простыми эфирами называются такие производные спиртов, в которых (в общей формуле) водород гидроксильной группы замещен на углеводородный радикал:

Классификация простых эфиров.

- Симметричные и несимметричные (одинаковые или неодинаковые углеводородные радикалы R и R').

- Предельные и непредельные (отсутствие или наличие кратных связей);

- Циклические и ациклические (присутствует или отсутствует замкнутая цепь).

Номенклатура простых эфиров

Для простых эфиров вида R'OR один радикал (R) рассматривается как радикал-основа названия эфира, а второй (R') рассматривается как радикал окси – заменитель (обозначается R-окси).

Правила формирования названия:

Название (R') пишется впереди и образуется из названия соответствующего углеводородного радикала (метил, этил и т.д.) с добавлением окончания -окси.

б) если есть двойная связь, то за основу принимается цепь с двойной связью, нумерации от атома кислорода:

1-пропоксиэтен (можно: пропоксиэтен)

в ) если есть цепь с дополнительным заменителем (например: Cl), то за основу принимается эта цепь. Нумерация от дополнительного заменителя. Название дополнительного заменителя пишется перед R-окси с указанием номера углеводорода, которому он прикреплен:

3) Название циклических эфиров начинается с приставки эпокси- , перед которой указываются номера атомов углерода, связанных с кислородом, а затем название образующего алкана.

Например: Н₂СОСН₂ (1,2-эпоксиэтан)

Рациональная номенклатура:

1) Из названий радикалов и слова эфир.

2) Для симметричных эфиров ROR используется приставка ди перед названием радикала.

3) В названиях несимметричных эфиров ROR' радикалы указываются в алфавитном порядке.

4) В названиях циклических эфиров в конце названия образующего углеводорода добавляется –оксид суффикс.

Например: CH₃OCH₃ – диметиловый эфир; C₂H₅OCH₃ – метилэтиловый эфир; CH₂OCH₂ – этиленоксид.

Физические свойства.

Простые эфиры (диметиловый, метилэтиловый) при обычных условиях - газообразные вещества (2, 3 атомов углерода).

Начиная с диэтилового эфира, простые эфиры представляют собой бесцветные жидкости, плотность которых меньше единицы. Это легкокипящие и очень легко воспламеняющиеся жидкости, малорастворимые в воде.

Высшие эфиры (C₁₇H₃₅OC₁₇H₃₅ и более) - твердые вещества.

Способы получения

Получение простых эфиров из простых спиртов.

Симметричные простые эфиры R–O–R получают при межмолекулярной дегидратации спиртов в присутствии серной кислоты при 130 -140 °С:

Реакция Вильямсона - получение эфиров путем реакции синтеза (соединения) алкоголят натрия и галогеналканов.

Этот способ удобен для получения несимметричных эфиров.

Например: получение метоксиэтана (метилэтилового спирта) путем синтеза этанолята натрия и бромметана.

С₂Н₅ОNa + CН₃Br → Н₃CОС₂Н₅ + NaBr

Химические свойства:

Получение виниловых эфиров

Вини́л (от лат. vinum— вино) — одновалентный углеводородный радикал, производное этилена (этена), в котором один из атомов водорода удалён (CH₂=CH-).

Виниловые простые эфиры - это ненасыщенные эфиры с общей формулой: R-O-CH=CH₂

Взаимодействие простых эфиров с сильными минеральными кислотами

Они подвергаются ионному расщеплению (разложению).

Ионное (гетеролитическое) расщепление связано с наличием полярных связей между атомами кислорода и углерода (условная запись связей: С-О-С или R-О-R' ), разрыв которых и приводит к расщеплению простых эфиров и участию их в химических реакциях. Например: расщепление метоксиметана (диметилового эфира) под воздействием иодоводородной кислоты.

СН₃-О-СН₃ + НI = СН₃-ОН + СН₃I

Хлорирование простых эфиров на свету

Простые эфиры, кроме реакций ионного расщепления, могут вступать в реакции замещения по радикальному (гомолитическому) механизму.

При радикальном разрыве образуются нейтральные частицы с неспаренными электронами (валентными) на внешней орбите.

Радикальному разрыву подвергаются неполярные или малополярные ковалентные связи: (Сl:Сl - неполярные, С:Н – малополярная) при высокой температуре или под действием света.

Пример: получение хлордиэтилового эфира при действии хлора на эфир на свету.

13. Альдегиды и кетоны. Особенности строения. Номенклатура, физические свойства. Способы получения: неполное окисление спиртов, из алкенов, из алкинов, из солей карбоновых кислот. Реакции окисления и восстановления спиртов.

Альдегиды и кетоны – это органические соединения, состоящие из углеводородного радикала и атома кислорода.

О бщее название: карбонильные соединения.

Особенности строения

Химические свойства альдегидов и кетонов, в основном, определяются структурой карбонильной группы:

- за счет большой электроотрицательности пары электронов, обеспечивающие ковалентную связь, смещаются в сторону кислорода, что в свою очередь, обеспечивает:

• заряды атомов в карбонильной группе ( и );

• ионный механизм разрыва связей:

• полярность ковалентной связи (полярная связь С=О, слабее малополярная С-Н и тем более неполярной ).

Номенклатура альдегидов

Название альдегидов по номенклатуру ИЮПАК образуется обычным образом с добавлением окончания –аль:

Травиальные названия формируются с добавлением слова альдегид.

Номенклатура кетонов

Название альдегидов по номенклатуру ИЮПАК образуется обычным образом с добавлением окончания –он:

Алгоритм составления названий кетонов

Физические свойства

Метаналь (формальдегид) - газ с удушливым запахом, растворим в воде (40 %-ный водный раствор называется формалином).

Этаналь (ацетальдегид) - бесцветная легкокипящая жидкость с фруктовым запахом, растворим в воде.

Пропанон (ацетон) - бесцветная жидкость с резким запахом, растворим в воде. 

Низшие альдегиды и кетоны хорошо растворимы в воде. Начиная с С₅ растворимость в воде резко уменьшается.

Альдегиды и кетоны растворимы в обычных органических растворителях (бензин, денатурат, ацетон, этиловый спирт и др.).

Способы получения

Получение альдегидов и кетонов неполным окислением спиртов

а) Получение формальдегида (метаналь) окислением метилового спирта (первичный) кислородом (катализатор, температура)

б) Получение кетона при окислении вторичного спирта.

Получение альдегидов и кетонов из алкенов и алкинов.

а) Получение альдегидов окислением из алкенов:

б) Получение альдегидов и кетонов гидратацией алкинов:

Реакция Кучерова – присоединение воды к ацетилену (этин) в присутствии солей ртути приводит к образованию уксусного альдегида (метаналь).

Присоединение воды к другим гомологам ряда алкинов приводит к образованию кетонов.

Получение альдегидов и кетонов из солей карбоновых кислот

Если же взять смесь солей, из которых одна — соль муравьиной кислоты, то получается альдегид:

Окисление кетонов (кислородом).

Восстановление альдегидов и кетонов (водородом).

В результате присоединения водорода к альдегидам (восстановление) образуются первичные спирты:

При восстановлении водородом кетонов образуются вторичные спирты: