HO–СH2–СН(ОН)–CH2–OH

В зависимости от того, с каким атомом углерода (первичным,
вторичным или третичным) связана гидроксигруппа, различают спирты:
первичные R–CH₂–OH, вторичные R₂CH–OH, третичные R₃C–OH.

Общая формула гомологического ряда алифатических одноатомных спиртов имеет вид С_nН_2n+1ОН.

Фенолы – гидроксисоединения, в молекулах которых ОН-группы связаны непосредственно с атомами углерода бензольного ядра.

Классификация фенолов. В зависимости от числа ОН-групп различают: одноатомные фенолы (например, вышеприведенные фенол и крезолы) и многоатомные. Среди многоатомных фенолов наиболее распространены двухатомные:

Химические свойства

Спирты, обладающие очень слабо кислыми свойствами, реагируют только с металлами. Спирты – более слабые кислоты, чем вода.

2 С₂Н₅О H + 2 Na → 2 C₂H₅ONa + H₂
этанол этилат натрия

Алкоголяты - соли, образованные очень слабой кислотой и сильным основанием, способны гидролизоваться и водный раствор будет иметь щелочную реакцию (опыт 6).

С НsОNa + H-OH → C₂H₅OH + NaOH

этилат натрия этанол

Фенолы являются более сильными кислотами, чем спирты и вода, т.к. за счет участия неподеленной электронной пары кислорода в сопряжении с л-электронной системой бензольного кольца полярность связи О-Н увеличивается. Фенолы - это кислоты, поэтому могут реагировать как с металлами, так и гидроксидами щелочных и щелочноземельных металлов, образуя соли - феноляты

С₆Н₅ОН + NaOH → C₆H₅ONa + Н₂0
фенол фенолят натрия

C₆H₅ONa + НС1 → С₆Н₅ОН + NaCl

фенолят натрия фенол

Многоатомные спирты, в отличие от одноатомных, взаимодействуют с раствором гидроксида меди (II), образуя комплексные соединения, окрашивающие раствор в ярко-синий цвет (качественная реакция):

В спиртах гидроксильная группа подвижна, дает многие реакции обмена, в частности, реагирует с минеральными кислотами.

Таким образом, спирты проявляют амфотерные свойства.

Поэтому фенол значительно активнее бензола вступает в реакции замещения в ароматическом кольце.

Для спиртов характерна реакция дегидратации, идущая в присутствии концентрированной серной кислоты. В зависимости от температурных условий образуются различные вещества:

а) межмолекулярная дегидратация с образованием алкенов идет в присутствии концентрированной серной кислоты при нагревании ниже 140 °С.

б) внутримолекулярная дегидратация идет в присутствии концентрированной серной кислоты при нагревании выше 140°С, с образованием непредельных углеводородов.

В тех случаях, когда возможны 2 направления реакции, дегидратация идет преимущественно в направлении I, т.е. по правилу Зайцева – с образованием более замещенного алкена (водород отщепляется от менее гидрогенизированного атома углерода).

Первичные спирты при окислении (KMnO₄, K₂Cr₂O₇+H₂SO₄, O₂+катализатор) образуют альдегиды, которые затем легко окисляются до карбоновых кислот.

Вторичных спиртов при окислении образуют кетоны.

Третичные спирты более устойчивы к действию окислителей, чем первичные и вторичные спирты. Их окисление происходит в жестких условиях и приводит к разрыву С-С -связей с образованием кислот и кетонов меньшей молекулярной массы.

Контрольные задания №1

Напишите уравнения реакций образования алкоголята и разложения его водой:

1)	бариевого алкоголята изопропилового спирта	2)	натриевого алкоголята вторичного бутилового спирта
3)	литиевого алкоголята 1-пентанола	4)	кальциевого алкоголята 2-метил-2-пропанола
5)	калиевого алкоголята третичного гексилового спирта	6)	магниевого алкоголята 2-бутанола
7)	калиевого алкоголята 3-гексанола	8)	литиевого алкоголята третичного бутилового спирта
9)	стронциевого алкоголята 3-метил-2-бутанола	10)	алюминиевого алкоголята 1-пропанола
11)	этилата алюминия	12)	пропилата бария
13)	бутилата кальция	14)	метилата алюминия
15)	литиевого алкоголята 2-бутанола	16)	метилата бария
17)	этилата лития	18)	магниевого алкоголята изопропанола
19)	изопроплата натрия	20)	этилата бария
21)	изопропилата алюминия	22)	бутилата магния
23)	калиевого алкоголята 2-пентанола	24)	магниевого алкоголята третичного бутилового спирта
25)	бариевого алкоголята третичного бутилового спирта	26)	изопропилата кальция

Контрольные задания №2

Для следующих фенолов напишите уравнения реакций с раствором гидроксида натрия и разложения полученных фенолятов разбавленной серной кислотой:

1)	2-нафтола	2)	мета-нитрофенола
3)	орто-хлорфенола	4)	2,6-динитрофенола
5)	мета-крезола	6)	гидрохинона
7)	мета-нитрофенола	8)	пара-бромфенола
9)	5-бром-1-нафтола	10)	орто-изопропилфенола
11)	мета- фторфенола	12)	орто-гидроксибензойной кислоты
13)	4-метил-1-нафтола	14)	5-бром-1-нафтола
15)	резорцина	16)	орто-нитрофенола
17)	пара-хлорфенола	18)	орто-метилфенола
19)	мета-пропилфенола	20)	пара-нитрофенола
21)	мета-хлорфенола	22)	пара-этилфенола
23)	2,4,6-тринитрофена	24)	орто-пропилфенола
25)	1-нафтола	26)	2-нафтола

Контрольные задания №3

Напишите уравнения реакций окисления следующих спиртов, укажите условия реакций, назовите продукты:

1)	3,3-диметил-1-бутанола	2)	2-бутанола
3)	4-метил-1-пентанола	4)	3-метил-2-бутанола
5)	2-метил-1-пропанола	6)	3-метил-2-пентанола
7)	3,3-диметил-2-пентанола	8)	4-метил-2-пентанола
9)	2-метил-1-пентанола	10)	2-пентанола
11)	3-метил-2-гексанола	12)	3-гексанола
13)	1-пентанола	14)	2-метил-1-гексанола
15)	1-гептанола	16)	изопропанола
17)	бензилового спирта	18)	2-пропанола
19)	мета-метилбензилового спирта	20)	2,3-диметилпентанола
21)	2,4-диметил-3-пентанола	22)	этандиола
23)	1,3-пропандиола	24)	глицерина
25)	3-метил-2-гексанола	26)	2-гептанола

Альдегиды и кетоны (карбонильные соединения)

Карбонильными соединениями называют органические вещества, в молекулах которых содержится карбонильная группа >С=О. Общая формула карбонильных соединений

Классификация карбонильных соединений. В зависимости от типа заместителя Х эти соединения подразделяют на: альдегиды (Х = Н); кетоны (Х = R, R');

Альдегиды - органические соединения, в молекулах которых атом углерода карбонильной группы связан с атомом водорода. Функциональная группа –СН=О называется альдегидной.

R = Н, алкил, арил

Кетоны - органические вещества, молекулы которых содержат карбонильную группу, соединенную с двумя углеводородными радикалами.

Тривиальные названия альдегидов производят от тривиальных названий тех кислот, в которые альдегиды превращаются при окислении.

Формула	Название
систематическое	тривиальное
	метан аль	муравьиный альдегид (формальдегид)
	этан аль	уксусный альдегид (ацетальдегид)
	2-метил-пропан аль	изомасляный альдегид
	бутен-2- аль	кротоновый альдегид

Важнейшие химические свойства альдегидов и кетонов. Для карбонильных соединений наиболее характерными являются реакции: присоединения по карбонильной группе; полимеризации; конденсации; восстановления и окисления. Большинство реакций присоединения, характерных для альдегидов и кетонов протекают по связи С=О. Реакционная способность в таких реакциях уменьшается от альдегидов к кетонам:

Это объясняется, главным образом, двумя факторами: углеводородные радикалы у группы С=О затрудняют присоединение к карбонильному атому углерода новых атомов или атомных групп; углеводородные радикалы за счет +I-эффекта уменьшают положительный заряд на карбонильном атоме углерода, что затрудняет присоединение нуклеофильного реагента.

Реакции присоединения идут в мягких условиях.

1. Присоединение циановодородной (синильной) кислоты HCN:

Эта реакция используется для удлинения углеродной цепи, а также для
получения –гидроксикислот.

2. Присоединение спиртов с образованием полуацеталей (в
присутствии кислоты или основания как катализатора):

Полуацетали - соединения, в которых атом углерода связан с гидроксильной и алкоксильной (-OR) группами. Взаимодействие полуацеталя с еще одной молекулой спирта (в присутствии кислоты) приводит к замещению полуацетального гидроксила на алкоксильную группу OR' и образованию ацеталя:

Ацетали - соединения, в которых атом углерода связан с двумя алкоксильными (-OR)группами. Образование ацеталей из полуацеталей подобно реакции получения простых эфиров при межмолекулярной дегидратации спиртов. Реакции карбонильных соединений со спиртами играют важную роль в химии углеводов.

3. Реакция присоединения-замещения с гидроксиламином с образованием оксимов:

1. Конденсация с фенолами. Практическое значение имеет реакция формальдегида с фенолом (катализаторы – кислоты или основания):

Реакции восстановления альдегидов и кетонов. Альдегиды при взаимодействии с водородом в присутствии Ni-катализатора (реакция восстановлеия) образуют первичные спирты, кетоны - вторичные:

В лабораторных условиях для восстановления альдегидов и кетонов используется алюмогидрид лития LiAlH₄

Реакции окисления альдегидов и кетонов. Реакции окисления альдегидов идут значительно легче, чем кетонов. Альдегиды очень легко окисляются в соответствующие карбоновые кислоты под действием таких мягких окислителей, как аммиачный раствор оксида серебра [Ag(NH₃)₂]OH. (качественные реакции на альдегидную группу):

а) реакция "серебрянного зеркала" - окисление аммиачным раствором оксида серебра:

R–CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH → RCOOH + 2Ag + 4NH₃ + H₂O

Кетоны окисляются сильными окислителями (K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄; KMnO₄ + H₂SO₄) с разрывом цепи атомов углерода около карбонильной группы, преимущественно по 1 направлению.

В ароматическом ряду карбонильная группа является ориентантом II-рода, и направляет заместители в мета положение по отношению к себе.

Контрольные задания

Напишите уравнения реакций с гидросульфитом натрия и синильной кислотой для следующих веществ:

1)

3-метилбутаналя

2)

2,3-диметилпентаналя

3)

2-бутанона

4)

2-пентанона

5)

2-этилпентаналя

6)

2,4-диметилгексаналя

7)

3-метил-2-гексанона

8)

3-этилгексаналя

9)

2,4-диметилпентаналя

10)

3,3-диметилгексаналя

11)

2,4-диметил-3-пентанона

12)

3-метил-2-бутанона

13)

3,3-диметилбутаналя

14)

2-метилбутаналя

15)

2,2-диметилпентаналя

16)

пропаналя

17)

бутаналя

18)

орто-метилбензойного альдегида

19)

метил-фенилкетона

20)

2-этилбутаналя

21)

мета-этилбензойного альдегида

22)

пара-гидроксибензойного альдегида

23)

2-метил-гексаналя

24)

3,4-диметилпентаналя

25)

2,4-диметил-3-пентанона Индивидуальные задания

Напишите уравнения следующих реакций, назовите продукты:

1)	изомасляной кислоты с гидроксидом натрия	2)	муравьиной кислоты с аммиаком
3)	бензойной кислоты с магнием	4)	масляной кислоты с пятихлористым фосфором
5)	пропионовой кислоты с гидроксидом кальция	6)	валериановой кислоты с гидроксидом калия;
7)	уксусной кислоты с аммиаком при различных температурах	8)	изовалериановой кислоты с гидроксидом лития
9)	масляной кислоты с аммиаком	10)	акриловой кислоты с гидроксидом кальция
11)	пальмитиновой кислоты с гидроксидом калия	12)	бензойной кислоты с пятихлористым фосфором
13)	1,5-пентандиовой кислоты с гидроксидом кальция	14)	янтарной кислоты с 2 молями пятихлористого фосфора
15)	олеиновой кислоты с гидроксидом калия	16)	бензойной кислоты с аммиаком при нагревании
17)	пропановой кислоты с пятихлористым фосфором	18)	масляной кислоты с магнием
19)	2-бутеновой кислоты с магнием	20)	бутандиовой кислоты с гидроксидом натрия
21)	мета-метилбензойной кислоты с гидроксидом калия	22)	изомасляной кислоты с аммиаком при нагревании
23)	пропановой кислоты с аммиаком	24)	стеариновой кислоты с гидроксидом калия
25)	пентандиовой кислоты с пятихлористым фосфором	26)	2-метилбутановой кислоты с аммиаком

26)

3-этилпентаналя

Дата добавления: 2014-11-18