Материал: Лидин Р. А., Молочко В. А. Химия для абитуриентов. От средней школы к вузу
NКислотные свойства многоатомных' спиртов проявляют ся в том, что (в отличие от одноатомных* спиртов) водород группы ОН замещается на металл -под действием не только металлов, но и гидроксидов металлов: ; . ’
а) СН2—СН2 + 2Ш |
СН2—СН2 + Н2Т | ‘ |
|
|
||
ОН |
ОН |
ОИа 0>1а |
|
|
|
этиленгликоль |
гликолят |
|
|
|
|
(этандиол-1 ,2) |
натрия |
|
|
|
|
|
|
|
Н |
' |
* |
СН2--СН2 НОк |
сн2- о . |
I |
|
|
|
^ о - с н 2 |
|
||||
б ) 2 С |
о [н _ _ Н О } |
| |
I |
2 + 2 Н 20 |
|
о н |
СН 2—О |
> ) - С Н 2 |
* |
||
' |
^ |
н |
|
|
( |
|
|
гликолят меди (II) |
|
||
(стрелками в формуле гликолята меди показано образование ковалентных связей медь-кислород по донорно-акцептор- ному механизму).
Аналогично реагируют с гидроксидом меди(П) и другие многоатомные спирты, например трехатомный спирт-гли
церин: |
|
|
|
|
~ |
_ ------------- |
|
|
Н |
|
|
с н 2о н - с н о н - с н 2о ! н |
н сь |
|
с н 2— (X ^ о —с н 2 |
||
Г--. |
"+^Г_уСи— ►I |
^Си |
I + 2Н20 |
||
СН2ОН-СНО|Нт-СН2ОН |
: НОТ |
|
9 Н2—°Ч |
0 - ?н |
|
! |
1 |
|
I |
н |
I |
глицерин |
|
. |
СН120 Н |
СН2ОН |
|
, (пропан триол-1,2,3) |
|
|
|
глицерат меди (II) |
|
Гликолят и глицерат меди(П), имеющие ярко-синюю окраску, позволяют качественно обнаруживать многоатом
ные спирты.
Для фенола характерна значительно( большая кислот ность,^ чем для ациклических спиртов. Вследствие этого фенол в водном растворе легко реагирует с гидроксидом натрия:
СбН5о Г Н |+ _ М ^ О н ] — |
* С 6Н5ОМа + Н20 . |
I_____ ____I |
|
фенол |
фенолят |
|
натрия |
Отсюда тривиальное название фенола -карболовая кислота. Отметим, что группа ОН в феноле никогда не замещается ни йа какие другие группы или атомы, но делает более подвижными атомы водорода бензольного кольца. Так,
215
фенол легко реагирует с бромом и образует 2,4,6^трибромфенол. ;
Спирты получают:
1)взаимодействием галогенопроизводных углеводородов
сводой или водным раствором щелочи при нагревании,
например |
|
> |
а) С2Н 5Вг + КаОН |
—► С2Н5ОН + ИаВг, |
|
бромэтан |
этанол |
|
б) (СН3)3С—Вг |
+ Н—ОН |
(СН3)^С—ОН + НВг; |
2-бром-2-метилпропан |
^ |
2-метилпропанол-2 |
2) гидратацией алкенов в присутствии катализаторов (Н28 0 4, А120 3), причем присоединение воды к несимметрич ным алкенам происходит по правилу Марковникова, на
пример |
- |
СН3—СН=СН2 + Н—ОН —* |
СН3—СНОН—СН3 |
пропен |
. пропанол-2 |
Фенол в промышленности получают нагреванием хлор бензола с раствором гидроксида натрия под давлением при 250 °С:
с ^ - а С6Н5- О Н .
Упражнения
25.1. Укажите, какие из следующих спиртов являются изомера
ми: |
/ |
|
|
|
|
|
СН3 |
с н 2—СН2ОН |
с н 2—с н 2—с н 3 |
н о с н —с н 3 |
I |
с н 3—с о н |
|||
|
с н 2—с н 2о н |
с н 2—с н ; |
с н 3 |
|
|
СН2—с н 3 |
|
|
|
I |
|
с н 2—с н 2—с н 2—с н 3 с н 3—с н 2—с о н |
|
||
н о с н —с н 3 . |
. с н 3 |
|
|
Назовите эти спирты.
25.2. Приведите четыре химических реакции, характеризующие свойства спирта СН2= С Н —СН2ОН.
216
25.3.При нагревании смеси пропилового и бутилового спиртов
ссерной кислотой можно получить три простых эфира и два углеводорода. Приведите уравнения этих реакций.
25.4.Составьте уравнения следующих реакций:
а) фенол 4- гидроксид кальция -> |
' |
. |
б) пропанол-1 + литий -> |
||
в) этиленгликоль.+ калий -► |
|
|
г) бутанол-1 + бромоводород -► |
|
|
д) фенол -Ь азотная кислота -► |
|
|
25.5.Приведите: а) два способа получения этанола из этена; б) способ получения фонола из бейзола; в) химическую реакцию, позволяющую отличить глицерин от пропанола-1.
25.6.Имеется вещество следующего строения:
Составьте уравнения его взаимодействия: а) с натрием; б) с гидро ксидом калия. Назовите исходное вещество и продукты.
25.7. Предложите способ разделения фенола и этанола хими ческим путем.
26. АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Альдегиды и кетоны. Гомологический ряд альдегидов. Номен клатура. Строение альдегидов и кетонов. Омические свойства. Получешю альдегидов и кетонов.
Формальдегид и ацетальдегид как важнейшие представители класса альдегидов. Реакция поликонденсации. Получение фенолформальдегидной смолы.
Карбоновые кислоты. Гомологический ряд предельных одно основных кислот. Номенклатура. Строение карбоновых кислот. Химические свойства кислот. Получение.
Реакция этерификации. Понятие о сложных эфирах. Высшие жирные кислоты. Жиры, их строение.
'
Альдегиды и кетоны -это производные углеводородов, содержащие функциональную карбонильную группу СО {карбонил). В альдегидах карбонильная группа связана с ато мом водорода и одним радикалом, а в кетонах-с двумя радикалами. Общие'формулы альдегидов-и кетонов сле дующие:
К.—С< (альдегиды), |
К—С—К' (кетоны). |
ХН |
II |
|
О |
217
Названия распространенных веществ этого класса:,.
Ф ормула |
' - Систематическое |
Традиционное |
|
^ |
название («аль») |
название |
^ ' |
НСНО |
метаналь • |
муравьиный альдегид, |
|
СН3СНО |
этаналь |
формальдегид |
. - |
уксусный альдегид, |
|||
С2Н5СНО |
пропаналь |
ацетальдегид |
|
пропионовый альдегид |
|||
С3Н7СНО |
бутаналь |
масляный альдегид |
|
С4Н9СНО |
пентаналь |
- валериановый альдегид |
|
(СН3)2СО |
пропайон-2 |
диметилкетон, ацетон |
|
Химические свойства альдегидов и кетонов обусловлены присутствием в них карбонильной группы СО: они легко вступают в реакции присоединения, окисления и конденса ции. В результате присоединения водорода на никелевом катализаторе к альдегидам образуются первичные спирты:
н |
N1 |
|
|
ен3сн2сно ,2’ |
■■>сн3сн2ен2он. |
|
|
пропаналь |
пропанол-1 |
|
|
При восстановлении водородом кетонов образуются вто |
|||
ричные спирты: |
|
|
= |
СН3—СО—СН3 |
СН3—СН(ОН)—сн3 |
. |
■ |
пропанон-2 |
пропанол-2 , |
|
|
(ацетон) |
• % |
|
|
Реакция присоединения гидросульфита натрия исполь зуется для вьщеления и очистки альдегидов, так как продукт реакции малорастворим в’воде: _
|
' |
/О Н |
СН3— |
+ ЫаНЗОз - |
СН3—СН |
Н |
|
^ 8 0 3На |
этаналь |
|
этанолсульфонат натрия . |
(действием разбавленных кислот такие продукты превра щают в альдегиды).
Реакции окисления альдегидной группы с помощью ок сида серебра® или гидроксида меди(П) в присутствии гид рата аммиака являются качественными реакциями на альде гидную группу (реакцию с оксидом серебра называют реак
цией «серебряного зеркала»): |
|
|
|||
> |
° |
+ |
Аё20 -> СН3— |
+ 2Аё1 |
|
СН3—с С |
|
' |
|||
ХН |
|
х ОН |
> . |
||
уксусный |
|
|
уксусная |
|
|
альдегид |
|
|
кислота |
|
|
(ацетальдегид) |
х 4 |
|
|
||
218
Окисление альдегщов^ дро^ддт, лег^а.и под дейсп^ие^ других окислителей, частности*кислорода воздуха. Кетоны
сравнителшо,устойчивы ^окислению. гЭг/ Альдегиды способшл'участвовать в реакциях конденса
ции. Так, коЕЙен^агдта фо^альдегийа с^фенолом протекает в две стадии. Вначале образуется.;промежуточньш продукт, являющийся фенолом:И. спиртом одновременно: :I ^ \
сй ^о и
+ Н- е Г -
фенол формальдегид
Затем промежуточный продукт реагирует с другой моле кулой фенола и в результате ^получается продукт; поликон денсации - фенолформалъдегидная смола:
ОН |
ОН ^ |
ОН |
Общим способом получения альдегидов и кетонов явля ется дегидрирование (окисление) спиртов. При дегидрирова нии первичных спиртов получают альдегиды, а при дегидри ровании вторичных спиртов-кетоны. Обычно дегидрирова ние протекает при нагревании (300 °С) над мелкораздробленной медью:
|
сн3—СН—О |
|
|
|
|
|
Э) |
ГнЬ_ЧнТ “ На |
|
|
|
|
|
|
|
этаналь |
|
|
|
|
б) |
СН3— С I Н I— с н 3 , |
С Н — С — С Н |
3 |
|||
1! ■ |
—— ■ |
3 |
Ц |
|
||
|
о!I Н !1 |
- н 2 |
|
О |
|
|
|
пропанол-2 |
ч |
пропанон-2 |
|
|
|
|
(ацетон) |
- |
|
|||
|
|
|
|
|||
При окислении цервичных спиртов сильными окислите лями (перманганат калия, дихромат калия в кислотной среде) процесс трудно остановить на стадии получения аль дегидов (альдегиды легко окисляются до соответствующих кислот); более подходящим окислителем является оксид
219