Нуклеофильные реакции у насыщенного атома углерода

Нуклеофильные реакции у насыщенного атома углерода характерны для органических соединений, содержащих такие функциональные группы, как галоген, гидроксильную, тиольную группы и аминогруппу. Дробный положительный заряд на атоме углерода способствует атаке его нуклеофильными реагентами в реакциях замещения. Соединения с сильно полярными связями (спирты) легко подвергаются окислению.

Лабораторная работа № 2

Цель:изучить свойства спиртов и галогенпроизводных в реакциях нуклеофильного замещения и окисления.

Опыт 1. Получение этилхлорида

В пробирке к 0,3-0,5 г хлорида натрия прилейте 0,5 мл этилового спирта и 0,5 мл концентрированной серной кислоты. Перемешайте содержимое пробирки и, укрепив её в штативе, осторожно нагрейте. Подожгите у отверстия пробирки образовавшийся этилхлорид (лучинкой!). Наблюдайте пламя зелёного цвета (образование этилхлорида начинается не сразу).

Вопросы

1. Напишите схему реакции получения этилхлорида.

2. По какому механизму протекает эта реакция?

3. Какую роль в данной реакции играет серная кислота? Будет ли происходить образование этилхлорида в отсутствие серной кислоты?

Опыт 2. Различие в свойствах галогенов в ароматическом ядре

и боковой цепи углеводородов

В 1-ю пробирку поместите 1 каплю бромбензола, во 2-ю – 1 каплю бромистого этила и добавьте в каждую пробирку по 5 капель воды. Нагрейте до кипения и добавьте в каждую пробирку по 1 капле 5 %-ного раствора нитрата серебра. В какой пробирке появляется осадок хлорида серебра?

Вопросы

1. Напишите схему реакции гидролиза бромистого этила.

2. По какому механизму происходит реакция гидролиза бромистого этила?

3. Почему бромистый этил легко вступает в реакцию гидролиза? Какая промежуточная частица образуется в ходе реакции?

4. Чем объясняется устойчивость бромбензола к гидролизу? Опишите распределение электронной плотности в молекуле бромбензола.

Опыт 3. Окисление этанола

А) В пробирку поместите 2 капли этанола, добавьте 1 каплю 10 %-ного раствора серной кислоты и 2 капли 10 %-ного раствора дихромата калия.

Полученный оранжевый раствор нагрейте над пламенем горелки до начала изменения окраски. Через несколько секунд раствор становится синевато-зеленым (цвет образующегося сульфата хрома (III)Cr₂(SO₄)₃). Одновременно ощущается характерный запах уксусного альдегида (запах прелых антоновских яблок).

Внесите 1 каплю полученного раствора в другую пробирку с 3 каплями фуксинсернистой кислоты. Появляется розово-фиолетовое окрашивание (цветная реакция на альдегиды).

Б) Налейте в пробирку 1 мл этилового спирта. Возьмите небольшую спираль из медной проволоки и нагрейте докрасна. Вынув спираль из огня, убедитесь, что она покрылась слоем оксида меди (II) черного цвета. Снова внесите в пламя горелки, раскалите докрасна и опустите в пробирку со спиртом. Отметьте изменения. Одновременно можно определить образование уксусного альдегида по запаху. Для обнаружения уксусного альдегида проведите реакцию с раствором фуксинсернистой кислоты.

Вопросы

1. Напишите схему реакции окисления этанола в ацетальдегид.

2. Какой продукт образуется при последующем окислении уксусного альдегида?