Многоатомные спирты (полиолы)

Одноатомные спирты (R-OH)

А) Этанол СН-СН-ОН. Используется в медицинской практике как обеззараживающее средство и для приготовления спиртовых растворов лекарственных веществ, например, настойка йода и др.

Б) Бензиловый спирт СН-СН-ОН. Используется для получения

лекарственных препаратов, применяемых для лечения кожных, инфекционных и других заболеваний.

А) Глицерин (пропантиол-1,2,3)СН-СН-СН. Широко распространён в

природе. Входит в состав большинства омыляемых липидов. Применяется к ак компонент мазей для смягчения кожи.

Б) Ксилит СН_СН_СН_СН-СН в) сорбит СН-СН-СН-СН-СН-СН

Это кристаллические легкорастворимые вещества в воде, сладкие на вкус, используются как заменители сахара для больных сахарным диабетом.

Г) Инозит С6Н6(ОН)6. Является структурным компонентом липидов мозгового вещества и нервной ткани.

2. По характеру углеводородного радикала на

-ациклические спирты (глицерин, сорбит, этанол)

-циклические спирты (инозит)

3. По характеру связей в углеводородном радикале на

- предельные спирты (этанол, глицерин, инозит)

- непредельные спирты (СН2=СН-СН2-ОН аллиловый спирт – промежу-

точный продукт в промышленном синтезе глицерина).

4. В зависимости от характера звеньев атомов углерода, с которыми соединена

-ОН группа различают:

- первичные спирты (СН3-СН2-СН2-ОН – пропанол-1)

- вторичные спирты (СН3-СН-СН3 – пропанол-2)

- третичные спирты (

СН3-С-СН3 2-метилпропанол-2)

5. В зависимости от содержания других функциональных групп, в частности

-NH2 группы различают аминоспирты NH2-СН2-СН2-ОН – 2-аминоэтанол-1

(коламин).

Фенолы – оксисоединения, в молекулах которых –ОН группы соединены с атомами углерода бензольного кольца. По количеству –ОН групп фенолы делятся на:

1. Одноатомные, содержащие одну –ОН группу (Аr-ОН).

С6Н5ОН – фенол(карболовая кислота) применяется в медицине как антисептическое средство, используется для приготовления лекарственных веществ, красителей и др.

2. Многоатомные фенолы, содержащие две и более –ОН групп.

А) Резорцин С6Н5(ОН)2. Применяется в виде водных и спиртовых

растворов для лечения кожных и инфекционных заболеваний. Смесь насыщенного резорцина и формалина (40% раствор) применяется в стоматологии для пломбирования корневых зубных каналов.

Б) Гидрохинон С6Н5(ОН)2. В организме является участником важного процесса – транспорта электронов от окисляемого субстрата к кислороду, участвует в биологическом окислении.

В) Пирокатехин С6Н5(ОН)2. Структурный компонент многих биологически

Активных соединений, в частнгости, катехоламинов, к которым относится адреналин. Это гормон мозгового вещества надпочечников. Участвует в регуляции сердечной деятельности, обмена углеводов. При физиологических стрессах выделяется в кровь «гормон страха».

Умногоатомных фенолов проявляется структурная изомерия положения –ОН групп.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ

1. Окисление спиртов. Спирты подвергаются окислению in vitro под действием

окислителей, например, К2Сr2O7, in vivo под действием ферментов, которые носят название дегидрогеназы. При этом происходит дегидрирование спирта. Субстрат (спирт) теряет два атома водорода. Это эквивалентно потере двух электронов 2е и двух протонов водорода 2Н+ или Н+ и Н.

А) Окисление первичных спиртов:

НАД+

Этанол ® Этаналь + НАДН + Н+

Б) Окисление вторичных спиртов:

Пропанол-2 + НАД+®Пропанон + НАДН +Н+

Таким образом, при окислении первичных спиртов образуются альдегиды, а вторичных – кетоны.

2. Реакция нуклеофильного замещения (SN).

Субстрат реаг. нуклеофил

-C-Х + Y: -С-Y + X:

В ходе реации нуклеофильного замещения атакующий реагент (нуклеофил) отдаёт субстрату свою пару электронов, за счёт которой образуется связь между атомом углерода субстрата и нуклеофилом, а уходящая группа (нуклеофуг) отщепляется со своей парой электронов.

Рассмотрим реакцию нуклеофильного замещения на примере получения хлорэтана из этанола:

Поскольку –ОН группа в молекуле субстрата (этанол) является плохо уходящей группой, то прямое нуклеофильное ззамещение осуществить не удается. Поэтому производят преобразование плохо уходящей группы в хорощо уходящую группу. Для этого в субстрате уходящую группу –ОН (нуклеофуг) переводят в ониевую в присутсвии ионов Н+, чтобы она отщепилась в виде нейтральной молекулы. При этом образуется промежуточный ион этилоксония, от которого отщепляется молекуда воды – хорошо уходящая группа. Реагент (нуклеофил) присоединяется за счёт своей пары электронов к атому водорода субстрата. Так получается хлорэтан, применяемый в медицине для ингаляционного наркоза.

3. Качественная реакция на многоатомные спирты.

4. Многоатомные спирты, проявляяя более выраженные кислотные свойства по сравнению с одноатомными спиртами вступают в реакцию с гидроксидом меди (2) – осадком голубого цвета в щелочной среде с образованием растворимого хелатного комплекса ярко-синего цвета:

СН₂-СН-СН₂ Анионный хелатный

2 ï ï ï + Сu(OH)₂ + 2 OH^- ® комплекс глицерата меди (ïï)

ОН ОН ОН - 4 H₂O ярко-синий раствор

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕНОЛОВ

1. Реакции окисления фенолов:

-2Н⁺, -2е

Гидрохинон «Хинон

восст. форма + 2Н⁺, +2е окисл. форма

Окислительно-восстановительные чвойства системы хинон-гидрохинон тграют важную роль в организме. Эта система участвует в переносе Н+ и е от окисляемого субстрата (белок, жир, углевод) к кислороду в процессе биологического окисления.

2. Реакции электрофильного замещения: (S_Е)

бензол

C₆Н₆ + Е⁺ ® С₆Н₅Е + Н⁺

Субстрат реагент продукт электрофуг

(электрофил) реакции

Рассмотрим механизм реакции электрофильного замещения на примере реакции нитрования бензола:

Вначале идёт образование электрофила (NO₂⁺) – нитроил-катиона:

HNO₃ + 2 H₂SO₄ «NO₂⁺ + 2 HSO₄^- + H₃O⁺

Затем электрофил NO₂⁺ реагирует с бензолом:

бензол + нитробензол

С₆Н₅ОН + NO₂⁺ ® C₆H₆®NO₂⁺ ® C₆H₆NO₂ ® C₆H₅NO₂

Субстрат реагент p-комплекс s-комплекс продукт

электрофил

Образование p-комплекса электрофила и бензола происходит за счёт пары электронов сопряжённой системы. Преобразование p-комплекса в s-комплекс сопровождается нарушением ароматичности и переходом атома углерода в состояние sp³-гибридизации. При отщеплении протона от s-комп-лекса ароматичность восстанавливается и образуется продукт реакции нитробензол.

К реакциям электрофильного замещения относятся реакции нитрования, сульфирования фенола и другие.

Реакция нитрования фенола:

С₆Н₅ОН + 3 НО^-- NO₂⁺ ® C₆Н₂(NO₂)₃ + 3 Н₂О

Фенол реагент 2,4,6-тринитрофенол

электрофил

Реакция сульфирования фенола:

С₆Н₅ОН + 3 НО^--SO₃Н⁺ ® C₆H₂(SO₃Н)₃ + 3H₂O

Фенол реагент 2,4,6-трисульфофенол

электрофил

ВЫВОД: Оксисоединения: спирты, фенолы играют важную роль в процессах жизнедеятельности, а также используются как антисептические средства и лекарственные вещества.

Дата добавления: 2013-12-12