Многоатомные спирты реагируют с. Многоатомные спирты. Замещение атома водорода в гидроксильной группе
Одноатомные спирты.
Спиртами называются производные углеводородов, представляющие собой продукты замещения атома (атомов) водорода в углеводородной молекуле гидроксильной группой -ОН. В зависимости от того, какое количество атомов водорода замещено, спирты бывают одноатомными и многоатомными. Т.е. число групп -ОН в молекуле спирта характеризует атомность последнего.
Наибольшее значение имеют предельные одноатомные спирты. Состав членов ряда предельных одноатомных спиртов может быть выражен общей формулой -- СnH2n+1ОН или R-OH.
Несколько первых членов гомологического ряда спиртов и их названия по радикально-функциональной, заместительной и рациональной номенклатурам соответственно приведены ниже:
По радикально-функциональной номенклатуре название спиртов образуется из названия радикалов и слова «спирт», выражающего функциональное название класса.
Химические свойства
- 1. Спирты реагируют со щелочными металлами (Na, K и т.д.) с образованием алкоголятов:
- 2R--OH + 2Na ® 2R--ONa + H2
- 2. Замещение гидроксильной группы спиртов на галоген
R--ОН + Н--X « R--X + H2O
3. Взаимодействие спиртов с кислотами называют реакцией этерификации. В результате ее образуются сложные эфиры:
R--OH + HO--C--R1 « R--O--C--R1 + H2O
4. При высокой температуре кислород воздуха окисляет спирты с образованием СО2 или Н2О (процесс горения). Метанол и этанол горят почти несветящимся пламенем, высшие - более ярким коптящим. Это связано с увеличением относительного увеличением углерода в молекуле.
Растворы KMnO4 и K2Cr2O7 (кислые) окисляют спирты. Раствор KMnO4 обесцвечивается, раствор K2Cr2O7 становится зеленым .
Первичные спирты при этом образуют альдегиды, вторичные - кетоны, дальнейшее окисление альдегидов и кетонов приводит к получению карбоновых кислот.
5. При пропускании паров первичных и вторичных спиртов над поверхностью наколенных мелкораздробленных металлов (Cu, Fe) происходит их дегидрирование:
СН3--СН--Н CH3--C--H
Многоатомные спирты.
Двухатомные спирты называются гликолями, трехатомные - глицеринами. По международной заместительной номенклатуре двухатомные спирты называются алкандиолами, трехатомные - алкантриолами. Спирты с двумя гидроксилами при одном углеродном атоме обычно в свободном виде не существуют; при попытках получить их они разлагаются, выделяя воду и превращаясь в соединение с карбонильной группой - альдегиды или кетоны
Трехатомные спирты с тремя гидроксилами при одном углеродном атоме еще более неустойчивы, чем аналогичные двухатомные, и в свободном виде неизвестны:
Поэтому первым представителем двухатомных спиртов является производное этана состава С2Н4(ОН)2 с гидроксильными группами при различных углеродных атомах - 1,2-этандиол, или иначе - этиленгликоль (гликоль). Пропану соответствует уже два двухатомных спирта - 1,2-пропадиол, или пропиленгликоль, и 1,3-пропандиол, или триметиленгликоль:
Гликоли, в которых две спиртовые гидроксильные группы расположены в цепи рядом - при соседних атомах углерода, называются a-гликолями (например, этиленгликоль, пропиленгликоль). Гликоли со спиртовыми группами, расположенными через один углеродный атом, называются b-гликолями (триметиленгликоль). И так далее.
Среди двухатомных спиртов этиленгликоль представляет наибольший интерес. Он используется в качестве антифриза для охлаждения цилиндров автомобильных, тракторных и авиационных двигателей; при получении лавсана (полиэфир спирта с терефталевой кислотой).
Это бесцветная сиропообразная жидкость, не имеющая запаха, сладкая на вкус, ядовита. Смешивается с водой и спиртом. Ткип.=197 оС, Тпл.= --13 оС, d204=1,114 г/см3. Горючая жидкость.
Дает все реакции, характерные для одноатомных спиртов, причем в них может участвовать одна или обе спиртовые группы. Вследствие наличия двух ОН-групп гликоли обладают несколько более кислыми свойствами, чем одноатомные спирты, хотя и не дают кислой реакции на лакмус, не проводят электрического тока. Но в отличие от одноатомных спиртов они растворяют гидроксиды тяжелых металлов. Например, при приливании этиленгликоля к голубому студенистому осадку Cu(OH)2 образуется синий раствор гликолята меди:
При действии PCl5 хлором замещаются обе гидроксидьные группы, при действии HCl - одна и образуются так называемые хлоргидрины гликолей:
При дегидратации из 2-х молекул этиленгликоля образуется диэтиленгликоль:
Последний, может, выделяя внутримолекулярно одну молекулу воды, превращаться в циклическое соединение с двумя группами простого эфира - диоксан:
С другой сторон, диэтиленгликоль может реагировать со следующей молекулой этиленгликоля, образуя соединение тоже с двумя группами простого эфира, но с открытой цепью - триэтиленгликоль. Последовательное взаимодействие по такого рода реакции многих молекул гликоля приводит к образованию полигликолей - высокомелекулярных соединений, содержащих множество группировок простого эфира. Реакции образования полигликолей относятся к реакциям поликонденсации.
Полигликоли используются в производстве синтетических моющих средств, смачивателей, пенообразователей.
Химические свойства
Главной особенностью простых эфиров является их химическая инертность. В отличие от сложных эфиров они не гидролизуются и не разлагаются водой на исходные спирты. Безводные (абсолютные) эфиры в отличие от спиртов при обычных температурах не реагируют с металлическим натрием, т.к. в их молекулах нет активного водорода.
Расщепление простых эфиров происходит под действием некоторых кислот. Например, концентрированная (особенно дымящая) серная кислота поглощает пары простых эфиров, и при этом образуется сложный эфир серной кислоты (этилсерная кислота) и спирт.
Иодистоводородная кислота также разлагает простые эфиры, в результате получаются галогеналкил и спирт.
При нагревании металлический натрий расщепляет простые эфиры с образованием алкоголята и натрийорганического соединения.
Напомним, что многоатомные спирты – это органические соединения, в молекулах которых содержится несколько гидроксильных групп. Общая формула многоатомных спиртов — C n H 2n+1 (OH) k , где n и k – целые числа более 2. Классификация, строение, изомерия и номенклатура спиртов рассмотрены раннее в . В настоящем разделе рассмотрим свойства и получение многоатомных спиртов.
Важнейшие представители многоатомных спиртов содержат от двух до шести гидроксильных групп. Двухатомные спирты (гликоли) или алкандиолы, содержащие две гидроксильные группы в своей молекуле, трехатомные спирты (алкантриолы) – три гидроксильные группы. Четырех-, пяти- и шестиатомные спирты (эритриты, пентиты и гекситы) содержат 4, 5 и 6 ОН-групп соответственно.
Физические свойства многоатомных спиртов
Многоатомные спирты хорошо растворяются в воде и спиртах, хуже в других органических растворителях. Спирты с небольшим числом углеродных атомов представляют собой вязкие сладковатые на вкус жидкости. Высшие члены ряда — твердые вещества. По сравнению с одноатомными спиртами они имеют более высокие плотности и температуры кипения. Тривиальные названия, названия по и физические свойства некоторых спиртов представлены в таблице:
Получение многоатомных спиртов
Получение гликолей
Гликоли могут быть получены практически всеми Выделим основные:
- Гидролиз дигалогенпроизводных алканов :
- Гидролиз хлоргидринов
протекает следующим образом:
- Восстановление сложных эфиров
двухосновных кислот по методу Буво:
- по Вагнеру:
- Неполное восстановление кетонов
под действием магния (в присутствии йода). Таким образом получают пинаконы:
Получение глицерина
- Хлорирование пропилена
по Львову:
- Способ Береша и Якубовича
состоит в окислении пропилена в акролеин, который затем восстанавливают до аллилового спирта с последующим его гидроксилированием:
- Каталитическое гидрирование глюкозы
приводит к восстановлению альдегидной группы и одновременно разрыв С3-С4 связи:
За счет разрыва С2-С3 связи образуется небольшое количество этиленгликоля и треита (стереоизомер эритрита).
Помимо глюкозы каталитическому гидрированию можно подвергнуть и другие полисахариды, содержащие глюкозные звенья, например, целлюлозу.
4.
Гидролиз жиров
щелочью проводят с целью получения мыла (калиевые или натриевые соли сложных карбоновых кислот):
Такой процесс называется омылением
.
Получение четырехатомных спиртов (эритритов)
В природе эритрит (бутантетраол-1,2,3,4) содержится как в свободном виде, так и виде сложных эфиров в водорослях и некоторых плесневых грибах.
Искусственно его получают из бутадиена-1,4 в несколько стадий:
Пентаэритрит (тетраоксинеопентан)
в природе не встречаются. Синтетически можно получить при взаимодействии формальдегида с водным раствором ацетальдегида в щелочной среде:
Химические свойства многоатомных спиртов
Химические свойства многоатомных спиртов сходны со . Однако наличие в молекулах многоатомных спиртов нескольких гидроксильных групп увеличивает их кислотность . Поэтому они могут вступать в реакции с щелочами и с гидроксидами тяжелых металлов, образуя соли.
Замещение второй гидроксогруппы этиленгликоля происходит труднее (под действием РСl5 или SOCl2 – замещение происходит легче).
- Взаимодействие с кислотами ведет к образованию сложных эфиров:
Взаимодействие с азотной кислотой
Данные соединения являются взрывчатыми веществами. Тринитроглицерин, кроме этого, используют в медицине в качестве лечебного препарата.
Взаимодействие с уксусной кислотой
Если в реакции этерификации этиленгликоля участвует двухосновная кислота
, то возможно получение полиэфира (реакция поликонденсации)
:
Обычно в качестве R выступает терефталевая кислота. Продуктом такой реакции является терилен, лавсан :
При дегидратации этиленгликоля получается соединение, имеющее 2 таутомерные формы (кето-енольная таутомерия):
Дегидратация этиленгликоля может происходить с одновременной его димеризацией:
При дегидратации 1,4-бутандиола
можно получить тетрагидрофуран (оксолан):
Дегидратация других гликолей сопровождается процессом пинаколиновой перегруппировки
:
- Окисление многоатомных спиртов приводит к образованию альдегидов или кетонов.
При окислении этиленгликоля
вначале получается гликолевый альдегид, далее глиоксаль, который при дальнейшем окислении переходит в дикарбоновую кислоту:
При окислении глицерина
образуется смесь соответствующего альдегида и кетона:
Лекция № 3.
Многоатомные спирты, их строение и свойства.
Представители многоатомных спиртов - этиленгликоль и глицерин. Двухатомные спирты, содержащие две гидроксильные группы-ОН, называются гликолями, или диолами, трехатомные спирты, содержащие три гидроксильные группы, - глицеринами, или триолами.
Положение гидроксильных групп указывается цифрами в конце названия.
Физические свойства
Многоатомные спирты - бесцветные сиропообразные жидкости сладковатого вкуса, хорошо растворимы в воде, плохо - в органических растворителях; имеют высокие температуры кипения. Например, tкип этиленгликоля 198°С, плотность () 1,11 г/см3; tкип (глицерин) = 290°С, глицерин = 1,26 г/см3.
Получение
Двух- и трехатомные спирты получают теми же способами, что и одноатомные. В качестве исходных соединений могут быть использованы алкены, галогенопроизводные и другие соединения.
1. Этиленгликоль (этандиол-1,2) синтезируют из этилена различными способами:
3CH 2 =CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O ® 3HO–CH 2 –CH 2 –OH + 2MnO 2 + 2KOH
2. Глицерин (пропантриол -1,2,3) получают из жиров, а также синтетическим путем из газов крекинга нефти (пропилена), т.е. из непищевого сырья.
Химические свойства
Многоатомные спирты по химическим свойствам сходны с одноатомными спиртами. Однако в химических свойствах многоатомных спиртов есть особенности, обусловленные присутствием в молекуле двух и более гидроксильных групп.
Кислотность многоатомных спиртов выше, чем одноатомных, что объясняется наличием в молекуле дополнительных гидроксильных групп, обладающих отрицательным индуктивным эффектом. Поэтому многоатомные спирты, в отличие от одноатомных, реагируют со щелочами, образуя соли. Например, этиленгликоль реагирует не только с щелочными металлами, но и с гидроксидами тяжелых металлов.
По аналогии с алкоголятами соли двухатомных спиртов называются гликолятами, а трехатомных - глицератами.
При взаимодействии этиленгликоля с галогеноводородами (НСl, HBr) одна гидроксильная группа замещается на галоген:
Вторая гидроксогруппа замещается труднее, под действием РСl5.
При взаимодействии гидроксида меди (II) с глицерином и другими многоатомными спиртами происходит растворение гидроксида и образуется комплексное соединение ярко-синего цвета.
Эта реакция используется для обнаружения многоатомных спиртов, имеющих гидроксильные группы при соседних атомах углерода -СH(ОН)-СН(ОН)-:
В отсутствие щелочи многоатомные спирты не реагируют с |гидроксидом меди (II) - их кислотность для этого недостаточна.
Многоатомные спирты взаимодействуют с кислотами, образуя сложные эфиры (см. §7). При взаимодействии глицерина с азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты образуется нитроглицерин (тринитрат глицерина):
Для спиртов характерны реакции, в результате которых образуются циклические структуры:
Применение
Этиленгликоль используется главным образом для производства лавсана и для приготовления антифризов - водных растворов, замерзающих значительно ниже 0°С (использование их для охлаждения двигателей позволяет автомобилям работать в зимнее время).
Глицерин широко используется в кожевенной, текстильной промышленности при отделке кож и тканей и в других областях народного хозяйства. Наиболее важной областью применения глицерина является производство тринитрата глицерина (неверно называемого нитроглицерином) - это сильное взрывчатое вещество, которое взрывается от удара, а также лекарство (сосудорасширяющее средство). Сорбит (шестиатомный спирт) используется как заменитель сахара для больных диабетом.
Тест № 4.
Свойства многоатомных спиртов
1. С какими из перечисленных ниже веществ будет реагировать глицерин?
1) HBr 2) HNO 3 3) H 2 4) H 2 O 5)Cu(OH) 2 6) Ag 2 O/NH 3
2. Глицерин не реагирует с 1)HNO 3 2)NaOH 3)CH 3 COOH 4)Cu(OH) 2
3. Этиленгликоль не реагирует с 1)HNO 3 2)NaOH 3)CH 3 COOH 4)Cu(OH) 2
4. Со свежеосажденным гидроксидом меди (II) не будет взаимодействовать: 1) глицерин;
2) бутанон 3) пропаналь 4) пропандиол-1,2
5. Свежеприготовленный осадок Сu(ОН) 2 растворится, если к нему добавить
1)пропандиол-1,2 2)пропанол-1 3) пропен4)пропанол-2
6. Глицерин в водном растворе можно обнаружить с помощью
1) хлорной извести 2) хлорида железа (III) 3) гидроксида меди (II) 4) гидроксида натрия
7. Какой из спиртов реагирует с гидроксидом меди (II)?
1)СН 3 ОН 2) СН 3 СН 2 ОН 3) С 6 Н 5 ОН 4)НО-СН 2 СН 2 -ОН
8. Характерной реакцией для многоатомных спиртов является взаимодействие с
1) H 2 2) Сu 3) Ag 2 O (NH 3 р-р) 4) Cu(OH) 2
9. Вещество, реагирующее с Na и Cu(OH) 2 – это:
1) фенол; 2) одноатомный спирт; 3) многоатомный спирт 4) алкен
10. Этандиол-1,2 может реагировать с
1) гидроксидом меди (II)
2) оксидом железа (II)
3) хлороводородом
4)водородом
6) фосфором
Лекция № 4.
Фенолы, их строение. Свойства фенола, взаимное влияние атомов в молекуле фенола. Орто-, паро-ориентирующее действие гидроксильной группы. Получение и применение фенола
ФЕНОЛЫ – класс органических соединений. Содержат одну или несколько группировок С–ОН, при этом атом углерода входит в состав ароматического (например, бензольного) кольца.
Классификация фенолов . Различают одно-, двух-, трехатомные фенолы в зависимости от количества ОН-групп в молекуле (рис.1)
Рис. 1. ОДНО-, ДВУХ- И ТРЕХАТОМНЫЕ ФЕНОЛЫ
В соответствии с количеством конденсированных ароматических циклов в молекуле различают (рис. 2) сами фенолы (одно ароматическое ядро – производные бензола), нафтолы (2 конденсированных ядра – производные нафталина), антранолы (3 конденсированных ядра – производные антрацена) и фенантролы (рис. 2).
Рис. 2. МОНО- И ПОЛИЯДЕРНЫЕ ФЕНОЛЫ
Номенклатура фенолов
Для фенолов широко используют тривиальные названия, сложившиеся исторически. В названиях замещенных моноядерных фенолов используются также приставки орто-, мета- и пара -, употребляемые в номенклатуре ароматических соединений. Для более сложных соединений нумеруют атомы, входящие в состав ароматических циклов и с помощью цифровых индексов указывают положение заместителей (рис. 3).
Рис. 3. НОМЕНКЛАТУРА ФЕНОЛОВ. Замещающие группы и соответствующие цифровые индексы для наглядности выделены различными цветами.
Химические свойства фенолов
Бензольное ядро и ОН-группа, объединенные в молекуле фенола, влияют друг на друга, существенно повышая реакционную способность друг друга. Фенильная группа оттягивает на себя неподеленную электронную пару от атома кислорода в ОН-группе (рис. 4). В результате на атоме Н этой группы увеличивается частичный положительный заряд (обозначен значком d+), полярность связи О–Н возрастает, что проявляется в увеличении кислотных свойств этой группы. Таким образом, в сравнении со спиртами, фенолы представляют собой более сильные кислоты. Частичный отрицательный заряд (обозначен через d–), переходя на фенильную группу, сосредотачивается в положениях орто- и пара- (по отношению к ОН-группе). Эти реакционные точки могут атаковаться реагентами, тяготеющими к электроотрицательным центрам, так называемыми электрофильными («любящими электроны») реагентами.
Рис. 4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛОТНОСТИ В ФЕНОЛЕ
В итоге для фенолов возможны два типа превращений: замещение атома водорода в ОН-группе и замещение Н-атомобензольном ядре. Пара электронов атома О, оттянутая к бензольному кольцу, увеличивает прочность связи С–О, поэтому реакции, протекающие с разрывом этой связи, характерные для спиртов, для фенолов не типичны.
1. Обладает слабыми кислотными свойствами, при действии щелочей образует соли - феноляты (например, фенолят натрия - C6H6ONa):
C 6 H 5 OH + NaOH = C 6 H 5 ONa + H 2 O
Вступает в реакции электрофильного замещения по ароматическому кольцу. Гидрокси-группа, являясь одной из самых сильных донорных групп, увеличивает реакционную способность кольца к этим реакциям, и направляет замещение в орто- и пара-положения. Фенол с лёгкостью алкилируется, ацилируется, галогенируется, нитруется и сульфируется.
Реакция Кольбе-Шмидта.
2. Взаимодействие с металлическим натрием:
C 6 H 5 OH + Na = C 6 H 5 ONa + H 2
3. Взаимодействие с бромной водой (качественная реакция на фенол):
C 6 H 5 OH + 3Br 2 (водн.) → C 6 H 2 (Br) 3 OH + 3HBr образуется 2,4,6 трибромфенол
4. Взаимодействие с концентрированной азотной кислотой:
C 6 H 5 OH + 3HNO 3 конц → C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 О образуется 2,4,6 тринитрофенол
5. Взаимодействие с хлоридом железа (III)(качественная реакция на фенол):
C 6 H 5 OH + FeCl 3 → 2 +(Cl)2- + HCl образуется дихлоридфенолят железа (III)(фиолетовое окрашивание)
Способы получения фенолов.
Фенолы выделяют из каменноугольной смолы, а также из продуктов пиролиза бурых углей и древесины (деготь). Промышленный способ получения самого фенола С6Н5ОН основан на окислении ароматического углеводорода кумола (изопропилбензол) кислородом воздуха с последующим разложением получающейся гидроперекиси, разбавленной H3SO4 (рис. 8А). Реакция проходит с высоким выходом и привлекательна тем, что позволяет получить сразу два технически ценных продукта – фенол и ацетон. Другой способ – каталитический гидролиз галогензамещенных бензолов (рис. 8Б).
Рис. 8. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛА
Применение фенолов.
Раствор фенола используют в качестве дезинфицирующего средства (карболовая кислота). Двухатомные фенолы – пирокатехин, резорцин (рис. 3), а также гидрохинон (пара-дигидроксибензол) применяют как антисептики (антибактериальные обеззараживающие вещества), вводят в состав дубителей для кожи и меха, как стабилизаторы смазочных масел и резины, а также для обработки фотоматериалов и как реагенты в аналитической химии.
В виде отдельных соединений фенолы используются ограниченно, зато их различные производные применяют широко. Фенолы служат исходными соединениями для получения разнообразных полимерных продуктов – феноло-альдегидных смол (рис. 7), полиамидов, полиэпоксидов. На основе фенолов получают многочисленные лекарственные препараты, например, аспирин, салол, фенолфталеин, кроме того, красители, парфюмерные продукты, пластификаторы для полимеров и средства защиты растений.
Тест № 5 Фенолы
1. Сколько существует фенолов состава С 7 Н 8 О? 1)Один 2) Четыре 3) Три 4) два
2. Атом кислорода в молекуле фенола образует
1) одну σ-связь 2) две σ-связи 3) одну σ- и одну π-связи 4) две π-связи
3. Фенолы - более сильные кислоты, чем алифатические спирты потому, что...
1) между молекулами спирта образуется прочная водородная связь
2) в молекуле фенола больше массовая доля ионов водорода
3) в фенолах электронная система смещена в сторону атома кислорода, что приводит к большей подвижности атомов водорода бензольного кольца
4) в фенолах электронная плотность связи О-Н уменьшается из-за взаимодействия неподеленной электронной пары атома кислорода с бензольным кольцом
4. Выберите верное утверждение:
1) фенолы диссоциируют в большей степени, чем спирты;
2) фенолы проявляют основные свойства;
3) фенолы и их производные не обладают токсическим действием;
4) атом водорода в гидроксильной группе фенола не может быть замещен на катион металла под действием оснований.
Свойства
5. Фенол в водном растворе является
1) сильной кислотой 2) слабой кислотой 3) слабым основанием 4) сильным основанием
1. Вещество, реагирующее с Na и NaOH, дающее фиолетовое окрашивание с FeCl 3 – это:
1) фенол; 2) спирт 3) простой эфир; 4) алкан
6. Влияние бензольного кольца на гидроксильную группу в молекуле фенола доказывает реакция фенола с
1) гидроксидом натрия 2) формальдегидом 3) бромной водой 4) азотной кислотой
7. Химическое взаимодействие возможно между веществами, формулы которых:
1) С 6 Н 5 OH и NaCl 2) С 6 Н 5 OH и HCl 3) С 6 Н 5 OH и NaOH 4) С 6 Н 5 ONa и NaOH.
8. Фенол не взаимодействует с
1) метаналем 2) метаном 3) азотной кислотой 4) бромной водой
9. Фенол взаимодействует c
1) соляной кислотой 2) этиленом 3) гидроксидом натрия 4) метаном
10. Фенол не взаимодействует с веществом, формула которого
1)HBr 2)Br 2 3)HNO 3 4)NaOH
11. Фенол не реагирует с 1) НNO 3 2) KОН 3) Вr 2 4) Сu(OH) 2
12. Кислотные свойства наиболее выражены у 1)фенола 2)метанола 3)этанола 4)глицерина
13. При взаимодействии фенола с натрием образуются
1) фенолят натрия и вода 2) фенолят натрия и водород
3) бензол и гидроксид натрия 4) бензоат натрия и водород
14. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами, которые преимущественно образуются при их взаимодействии.
ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
А) С 6 Н 5 ОН + К 1) 2,4,6-трибромфенол + НВr
Б) С 6 Н 5 ОН + КОН 2) 3,5-дибромфенол + НВr
В) С 6 Н 5 ОН + НNО3 3) фенолят калия + Н 2
Г) С 6 Н 5 ОН + Вr 2 (р-р) 4) 2,4,6-тринитрофенол + H 2 O
5) 3,5-динитрофенол + НNO 3
6) фенолят калия + Н 2 О
15. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции.
ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ
А) С 6 Н 5 ОН + Н 2 1) С 6 Н 6 + Н 2 О
Б) С 6 Н 5 ОН + К 2) С 6 Н 5 ОК + Н 2 О
В) С 6 Н 5 ОН + КОН 3) С 6 Н 5 ОН + КНСО 3
Г) С 6 Н 5 ОК + Н 2 О + СО 2 4) С 6 Н 11 ОН
5) С 6 Н 5 ОК + Н 2
6) С 6 Н 5 СООН + КОН
16. Фенол взаимодействует с растворами
3) [Аg(NH 3) 2 ]OH
17. Фенол реагирует с
1) кислородом
2)бензолом
3) гидроксидом натрия
4) хлороводородом
5) натрием
6) оксидом кремния (IV)
Получение
18. При замещении водорода в ароматическом кольце на гидроксильную группу образуется:
1) сложный эфир; 2) простой эфир; 3) предельный спирт; 4) фенол.
19. Фенол может быть получен в реакции
1) дегидратации бензойной кислоты 2) гидрирования бензальдегида
3) гидратации стирола 4) хлорбензола с гидроксидом калия
Взаимосвязь, качественные реакции.
20. Метанол. этиленгликоль и глицерин являются:
1)гомологами; 2)первичным, вторичным и третичным спиртами;
32)изомерами; 4) одноатомным, двухатомным, трехатомным спиртами
21. Вещество, не реагирующее ни с Na, ни с NaOH, получаемое при межмолекулярной дегидратации спиртов - это: 1) фенол 2) спирт 3) простой эфир; 4) алкен
22.Взаимодействуют между собой
1)этанол и водород 2)уксусная кислота и хлор
3)фенол и оксид меди (II) 4)этиленгликоль и хлорид натрия
23.Вещество Х может реагировать с фенолом, но не реагирует с этанолом. Это вещество:
1)Na 2) O 2 3)HNO 3 4)бромная вода
24. Ярко-синий раствор образуется при взаимодействии гидроксида меди (II) с
1)этанолом 2) глицерином 3) этаналем 4) толуолом
25. Гидроксид меди (II) может быть использован для обнаружения
1) ионов Аl 3+ 2)этанола 3) ионов NO 3 - 4) этиленгликоля
26. В схеме превращений C 6 H 12 O 6 à X à C 2 H 5 -O- C 2 H 5 веществом «Х» является
1) C 2 H 5 OH 2) C 2 H 5 COOH 3) CH 3 COOH 4) C 6 H 11 OH
27.В схеме превращений этанол à Х à бутан веществом Х является
1)бутанол-1 2)бромэтан 3)этан 4)этилен
28. В схеме превращений пропанол-1 à Х à пропанол-2 веществом Х является
1) 2-хлорпропан 2) пропановая кислота 3) пропин 4) пропен
29.Водные растворы этанола и глицерина можно различить с помощью:
1)бромной воды 2)аммиачного раствора оксида серебра
4) металлического натрия 3)свежеприготовленного осадка гидроксида меди (II);
30. Отличить этанол от этиленгликоля можно с помощью:
31. Отличить фенол от метанола можно с помощью:
1) натрия; 2) NaOH; 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3
32. Отличить фенол от простого эфира можно с помощью:
1) Cl 2 2) NaOH 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3
33. Отличить глицерин от пропанола-1 можно с помощью:
1) натрия 2)NaOH 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3
34. Какое вещество надо использовать для того, чтобы в лабораторных условиях отличить друг от друга этанол и этиленгликоль?
1) Натрий 2) Соляную кислоту 3) Гидроксид меди (II) 4) Гидроксид натрия
Многоатомные спирты – это органические соединения, в одной молекуле которых имеется несколько гидроксильных групп. Простейшим представителем данной группы химических соединения является двухатомный , или -1,2.
Физические свойства
Данные свойства во многом зависят от строения углеводородного радикала спирта, количества гидроксильных групп, а также их положения. Таким образом, первые представители гомологического ряда – это жидкости, а высшие – это твердые вещества.
Если одноатомные спирты легко смешиваются с водой, то у многоатомных этот процесс происходит медленнее и при увеличении молекулярной массы вещества постепенно сходит на нет. За счет более сильной ассоциации молекул в подобных веществах, а значит и возникновения довольно прочных водородных связей, температура кипения спиртов высока. Диссоциация на ионы протекает в столь малой степени, что спирты дают нейтральную реакцию – окраска или фенолфталеина не изменяется.
Химические свойства
Химические свойства данных спиртов аналогичны таковым одноатомных, то есть они вступают в реакции нуклеофильного замещения, дегидратации и окисления до альдегидов или кетонов. Последнее исключено у трехатомных спиртов, окисление которых сопровождается разрушением углеводородного скелета.
Качественная реакция на многоатомные спирты проводится с гидроксидом меди (II). При добавлении индикатора в спирт, выпадает хелатный комплекс ярко-синего цвета.
Способы получения многоатомных спиртов
Синтез данных веществ возможен путем восстановления моносахаридов, а также конденсации альдегидов с в щелочной среде. Нередко многоатомные спирты получаю и из природного сырья – плодов рябины.
Наиболее употребительный многоатомный спирт – глицерин – получают путем , а с внедрением новых технологии в химическую промышленность – синтетическим способом из пропилена, образующегося в процессе крекинга нефтепродуктов.
Применение многоатомных спиртов
Области применения многоатомных спиртов различны. Эритрит используют для приготовления взрывчатых веществ, быстросохнущих красок. Ксилит широко используется в пищевой промышленности при приготовлении диабетических продуктов, а также в производстве смол, олиф и ПАВ. Из пентаэритрита получают пластификаторы для ПВХ, синтетических масел. Манит входит в состав некоторых косметических изделий. А сорбит нашел применение в медицине в качестве заменителя сахарозы.
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
Физические свойства спиртов.
Многоатомные спирты – это вязкие жидкости, сладкого вкуса, хорошо растворимые в воде и этаноле, плохо – в других органических растворителях. Этиленгликоль сильный яд.
Химические свойства спиртов.
Для многоатомных спиртов характерны реакции одноатомных спиртов и они могут протекать с участием одной или нескольких групп –ОН.
Взаимодействие с активными металлами:
Взаимодействие со щелочами. Введение в молекулу дополнительных групп ОН, являющихся электроноакцепторами, усиливает кислотные свойства спиртов, так как происходит делокализация электронной плотности.
Взаимодействие с гидроксидами тяжелых металлов (гидроксидом меди) – качественная реакция на многоатомные спирты.
Взаимодействие с галогеноводородами:
Взаимодействие с кислотами с образованием сложных эфиров:
а) с минеральными кислотами
нитроглицерин
Нитроглицерин – бесцветная маслянистая жидкость. В виде разбавленных спиртовых растворов (1%) применяется при стенокардии, т.к. оказывает сосудорасширяющее действие.
При взаимодействии глицерина с фосфорной кислотой образуется смесь α- и β-глицерофосфатов:
Глицерофосфаты – структурные элементы фосфолипидов, применяются как общеукрепляющее средство
б) с органическими кислотами. При взаимодействии глицерина с высшими карбоновыми кислотами образуются жиры:
Реакции дегидратации
диоксан (циклический диэфир)
При нагревании глицерин разлагается с образованием слезоточивого вещества – акролеина:
Акролеин
Окисление:
При окислении глицерина образуется ряд продуктов. При мягком окислении – глицериновый альдегид (1) и дигидроксиацетон (2):
При окислении в жестких условиях образуется 1,3-диоксоацетон (3):
Биологически значимыми являются пяти- и шестиатомные спирты.
Накопление –ОН групп ведет к появлению сладкого вкуса. Ксилит и сорбит – заменители сахара для больных диабетом
Инозиты – шестиатомные спирты циклогексанового ряда. В связи с наличием ассиметрических атомов углерода у инозита существует несколько стереоизомеров; наиболее важен мезоинозит (миоинозит)
инозит мезоинозит
Мезоинозит относится к витаминоподобным соединениям (витамины группы В) и является структурным компонентом сложных липидов. В растениях широко распространена фитиновая кислота, представляющая собой гексафосфат мезоинозита. Её кальциевая соль, называемая фитином, стимулирует кроветворение, улучшает нервную деятельность при заболеваниях, связанных с недостатком фосфора в организме.
Фенолы
Фенолы – это производные ароматических углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильные группы.