Многоатомные спирты: характеристика, получение и использование

Многоатомные спирты: характеристика, получение и использование Образование 15 ноября 2012

Спирты являются производными углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода возле насыщенного атома углерода замещен на гидроксигруппу – ОН. Экспериментально доказано, что количество гидроксилов в молекуле спирта не может превышать количество углеводородных атомов.

В зависимости от природы радикала, различают ациклические (алифатического ряда) и циклические спирты; по количеству гидроксильных групп – одно-, двух-, трех- и многоатомные спирты; по насыщенности – насыщенные и ненасыщенные; месту локализации гидроксильной группы в углеводородной цепи – первичные, вторичные и третичные спирты.

Многоатомные спирты — производные алканов, в молекулах которых более трех атомов водорода замещены на гидроксигруппы — ОН.

Для многоатомных спиртов как производных моносахаридов характерна оптическая изомерия и изомерия положения в углеводородной цепи ОН-группы.

Оптическая изомерия связана со способностью некоторых групп органических веществ в растворах проявлять оптическую активность. Оптическая активность веществ определяется с помощью поляриметра.

Качественная реакция на многоатомные спирты

Наиболее распространенной качественной реакцией на многоатомные спирты является их взаимодействие с гидроксидом меди. В процессе реакции гидроксид растворяется, при этом образуется хелатный комплекс фиолетового цвета.

Многоатомные спирты: основные представители

Четырехатомные спирты С4Н6(ОН)4 называются тетритами, пятиатомные С5Н7(ОН)5 – пентитами, шестиатомные спирты С6Н8(ОН)6 – гекситами. В каждой такой группе различают отдельные спирты, которые имеют исторические названия: эритрит, арабит, сорбит, ксилит, дульцит, манит и т.д.

Получение многоатомных спиртов

Эти спирты синтезируют путем восстановления моносахаридов, конденсации альдегидов с формальдегидом в щелочной среде. Очень часто многоатомные спирты получают из природного сырья. Некоторые спирты экстрагируют из плодов рябины.

Многоатомные спирты – оптически активные соединения, хорошо растворимые в воде. В ИК- и УФ-спектрах имеют полосы поглощения, типичные для ОН-групп одноатомных спиртов.

Химические свойства спиртов обусловлены наличием ОН-группы. При взаимодействии этих веществ с щелочноземельными металлами образуются алкоголяты – сахараты.

При окислении гидроксила, который локализуется возле первого атома углерода (С1) образуются моносахариды.

Многоатомные спирты: основные представители

Эритрит НОСН2(СНОН)2СН2ОН – кристаллическое вещество, плавится при 121,5 °С. Указанный спирт содержится в лишайниках и мхах. Эритрит можно получить вследствие восстановления 1,3-бутадиена и эритрозы. Указанный спирт используют при изготовлении взрывчатых соединений, быстросохнущих красок, эмульгаторов.

Ксилит НОСН2(СНОН)3СНОН – сладкие кристаллы, хорошо растворимые в воде, плавятся при температуре 61,5 градусов. Указанный спирт можно синтезировать путем восстановления ксилозы. Ксилит используется в пищевой индустрии при изготовлении продуктов питания для диабетиков, а также при производстве алкидных смол, олиф и поверхностно-активных веществ.

Пентаэритрит С(СН2ОН)4 – твердое вещество, плохо растворимое в воде. Получают при взаимодействии формальдегида с ацетальдегидом в присутствии Са(ОН)2. Используется при производстве полиэфиров, алкидных смол, тетрапентаэритрита, поверхностно-активных веществ, пластификаторов для получения поливинилхлорида, синтетических масел. Проявляет наркотические свойства.

Манит НОСН2(СНОН)4СН2ОН – сладкое на вкус вещество, плавится при температуре 165 градусов. Содержится в мхах, грибах, водорослях, высших растениях. Применяют в качестве диуретика и как компонент косметических изделий (мазей).

Д-Сорбит НОСН2(СНОН)4СН2ОН – плавится при температуре 96 градусов. Этим спиртом богаты плоды рябины. Сорбит получают при восстановлении глюкозы. Указанный спирт является промежуточным продуктом в синтезе витамина С, проявляет мочегонное действие, используется в качестве заменителя сахарозы для диабетиков.

Источник: fb.ruИдёт загрузка…Образование
Стекло. Получение и использование. Температура плавления стекла

Являясь одним из самых древних материалов, стекло используется человечеством на протяжении не одной тысячи лет. Универсальность этого вещества позволила ему найти применение в самых различных отраслях. По физико-химич…

Образование
Трансгенные растения: получение и использование

Вопрос о генетически модифицированных растениях все более актуализируется в последние годы. У трансгенных технологий есть свои противники и защитники, тем не менее с течением времени ситуация не становится яснее. В ст…

Домашний уют
Лак ХВ-784. Технические характеристики и использование

Для защиты поверхностей различного рода от атмосферных и других воздействий, придания им более привлекательного внешнего вида используют специальные защитные средства. Среди них – лак ХВ-784. Технические характе…

Домашний уют
В25 (бетон): характеристики и использование

Бетон относится к древнейшим строительным материалам. Раскопки древних мест проживания человека на Земле показали, что его использование началось свыше 6 тысячелетий назад. И в настоящее время он остается, пожалуй, са…

Закон
Респиратор «Р-2»: технические характеристики, устройство и особенности использования

К сожалению, не каждому человеку везет жить или работать в идеальных, экологически чистых условиях. Естественно, нередко вам приходится защищать свой организм от влияния вредных факторов. Особенно часто страдают легки…

Здоровье
Инструкция по применению. «Ника-Экстра М»: характеристики препарата и рекомендации по использованию

Препарат «Ника-Экстра М профи», инструкция по применению которого приведена в этой статье, является эффективным средством, оказывающим антимикробное воздействие. Оно легко справляется с разнообразными виру…

Здоровье
Препарат 'Пантотенат кальция': характеристика и использование в медицине

Пантотеновая кислота (лекарственная форма – препарат «Пантотенат кальция») входит в группу витаминов В. Это маслянистая, оптически активная жидкость, хорошо растворяется в воде, легко расщепляется под возде…

Здоровье
Калий хлористый: характеристика и использование в сельском хозяйстве и медицине

Ион калия (К+) является основным катионом внутриклеточной среды. В цитоплазме клетки приблизительно сконцентрировано 90% калия от его общего количества. Всасывание калия в основном происходит в тонком отд…

Образование
Природные источники углеводородов: общая характеристика и использование

Следует отметить, что углеводороды в природе широко распространены. Большинство органических веществ получают из природных источников. В процессе синтеза органических соединений в качестве сырья используют природные и…

Образование
Этиловый спирт: общие сведения, способы получения и применение

Спирты — производные углеводородов, в молекуле которых один или несколько водородов замещены на гидроксильную группу (ОН). Низшие спирты растворяются во всех пропорциях в воде. С кислотами спирты образуют…

Источник: http://monateka.com/article/193225/

Тема урока: «многоатомные спирты» цель урока: изучить строение, получение, свойства и применение спиртов. изучить строение, получение, свойства и применение. — презентация

1 ТЕМА УРОКА: «МНОГОАТОМНЫЕ СПИРТЫ» ЦЕЛЬ УРОКА: ИЗУЧИТЬ СТРОЕНИЕ, ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ СПИРТОВ. ИЗУЧИТЬ СТРОЕНИЕ, ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ СПИРТОВ. ФОРМИРОВАТЬ НАВЫКИ ПРОВЕДЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ОПЫТОВ, УМЕНИЯ НАЗЫВАТЬ, ПИСАТЬ СТРУКТУРНЫЕ ФОРМУЛЫ МНОГОАТОМНЫХ СПИРТОВ И СОСТАВЛЯТЬ УРАВНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. ФОРМИРОВАТЬ НАВЫКИ ПРОВЕДЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ОПЫТОВ, УМЕНИЯ НАЗЫВАТЬ, ПИСАТЬ СТРУКТУРНЫЕ ФОРМУЛЫ МНОГОАТОМНЫХ СПИРТОВ И СОСТАВЛЯТЬ УРАВНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ.<\p>

2 СОСТАВ СПИРТОВ двухатомный спирт – этиленгликоль (этандиол) двухатомный спирт – этиленгликоль (этандиол) этиленгликоль СH 2 –CH 2 HO OH трехатомный спирт – глицерин (пропантриол-1,2,3) трехатомный спирт – глицерин (пропантриол-1,2,3)глицерин СH 2 –СН–CH 2 HO OH ОН<\p>

3 НАЗВАТЬ СПИРТЫ 1. СH 2 –СН–CH 3 HO ОН HO ОН 2. СH 2 –СН–CH 2 -СН 2 HO OH ОН HO OH ОН 3. СH 3 –СН–CH- СН 2 -СН-СН 2 OH ОН HO ОН OH ОН HO ОН<\p>

4 1. Пропандиол -1,2 2. Бутантриол -1,2,4 3. Гексантетраол – 1,2,4.5<\p>

5 СОСТАВИТЬ ФОРМУЛЫ СПИРТОВ 1. Пентандиол – 2,4 2. Бутантетраол – 1,2,3,4 3. Гептантриол — 2,3,5<\p>

6 1. СH 3 –СН– CH 2 – СН- СН 3 HO ОН HO ОН 2. СH 2 –СН– CH – СН 2 HO OH ОН ОН HO OH ОН ОН 3. СH 3 –СН–CH — СH 2 –СН–CH 2 -СН 3 НO HO OH НO HO OH<\p>

7 ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ 1. Гликоли получают окислением алкенов щелочным раствором KMnO4: Cl-CH 2 –CH 2 -Cl + 2 NaOH (водн.) HO-CH 2 –CH 2 -OH + 2NaCl 2. Щелочной гидролиз галогено- углеводородов:<\p>

8 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА<\p>

9 РАСТВОРИМОСТЬ В ВОДЕ<\p>

10 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МНОГОАТОМНЫХ СПИРТОВ<\p>

11 ДЕЙСТВИЕ ИНДИКАТОРОВ<\p>

12 ГОРЕНИЕ СПИРТОВ<\p>

13 СH 2 –СН–CH 2 +3,5 О 2 = 3СО 2 +4Н 2 О +3,5 О 2 = 3СО 2 +4Н 2 О HO OH ОН HO OH ОН<\p>

14 ОКИСЛЕНИЕ СПИРТОВ<\p>

15 СH 2 –СН–CH 2 СH 2 – С–CH 3 + О = + О 2 + Н 2 О + О = + О 2 + Н 2 О HO OH ОН O HO OH ОН O<\p>

16 КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ<\p>

17 СН 2 –ОН СН 2 — О Си Си СН — ОН + Си (ОН) 2 = СН — О + 2Н 2 О СН 2 — ОН СН 2 — ОН<\p>

18 ПРИМЕНЕНИЕ СПИРТОВ<\p>

19 Выберите формулу спирта гексантриол – 1,2,4 1. СH3–СН2– CH – СН- СН2 –СН2 1. СH3–СН2– CH – СН- СН2 –СН2 1. СH3–СН2– CH – СН- СН2 –СН2 1. СH3–СН2– CH – СН- СН2 –СН2 HO ОН HO ОН 2. СH2–СН– CH – СН2- СН2 – СН3 2. СH2–СН– CH – СН2- СН2 – СН32. СH2–СН– CH – СН2- СН2 – СН32. СH2–СН– CH – СН2- СН2 – СН3 HO OH ОН HO OH ОН 3. СH2–СН– CH 2– СН2- СН2-СН2 –СН3 3. СH2–СН– CH 2– СН2- СН2-СН2 –СН33. СH2–СН– CH 2– СН2- СН2-СН2 –СН33. СH2–СН– CH 2– СН2- СН2-СН2 –СН3 HO OH ОН HO OH ОН 4. СH3–СН2– CH – СН2-СН – СН2 4. СH3–СН2– CH – СН2-СН – СН24. СH3–СН2– CH – СН2-СН – СН24. СH3–СН2– CH – СН2-СН – СН2 HO ОН HO ОН<\p>

20<\p>

21<\p>

22 Качественная реакция на глицерин 1. Взаимодействие с оксидом меди (I) Взаимодействие с оксидом меди (I) Взаимодействие с оксидом меди (I) 2. Взаимодействие с оксидом меди (II) Взаимодействие с оксидом меди (II) Взаимодействие с оксидом меди (II) 3. Взаимодействие с гидроксидом меди (II) Взаимодействие с гидроксидом меди (II) Взаимодействие с гидроксидом меди (II) 4. Взаимодействие с оксидом серебра Взаимодействие с оксидом серебра Взаимодействие с оксидом серебра<\p>

23<\p>

24<\p>

25 Многоатомные спирты это : 1. Белые кристаллические вещества сладкие на вкус Белые кристаллические вещества сладкие на вкус Белые кристаллические вещества сладкие на вкус 2. Вязкие бесцветные жидкости сладкие на вкус Вязкие бесцветные жидкости сладкие на вкус Вязкие бесцветные жидкости сладкие на вкус 3. Бесцветные жидкие вещества без вкуса Бесцветные жидкие вещества без вкуса Бесцветные жидкие вещества без вкуса 4. Газообразные вещества без вкуса и запаха Газообразные вещества без вкуса и запаха Газообразные вещества без вкуса и запаха<\p>

26<\p>

27<\p>

28 Многоатомные спирты получают: При взаимодействии галогено- углеводородов и водных растворов щелочейПри взаимодействии галогено- углеводородов и водных растворов щелочей При взаимодействии галогено- углеводородов и спиртовых растворов щелочейПри взаимодействии галогено- углеводородов и спиртовых растворов щелочей При взаимодействии алкенов с водой При взаимодействии алкинов с водой<\p>

29<\p>

30<\p>

31 ттт<\p>

Источник: http://www.myshared.ru/slide/296877/

Химические свойства спиртов одноатомных и многоатомных :

Спирты — крупная группа органических химических веществ.

Она включает подклассы одноатомных и многоатомных спиртов, а также все вещества комбинированного строения: альдегидоспирты, производные фенола, биологические молекулы.

Эти вещества вступают в множество типов реакций как по гидроксильной группе, так и по атому углерода, несущему ее. Эти химические свойства спиртов следует изучить детально.

Виды спиртов

В веществах спиртов содержится гидроксильная группа, присоединенная к несущему углеродному атому. В зависимости от количества атомов углерода, с которыми соединен несущий С, спирты делятся на:

первичные (соединенные с концевым углеродом);
вторичные (соединены с одной гидроксильной группой, одним водородом и двумя углеродными атомами);
третичные (соединены с тремя углеродными атомами и одной гидроксильной группой);
смешанные (многоатомные спирты, в которых имеются гидроксильные группы у вторичных, первичных или третичных углеродных атомов).

Также спирты делятся в зависимости от количества гидроксильных радикалов на одноатомные и многоатомные. Первые содержат только одну гидроксильную группу у несущего углеродного атома, к примеру, этанол. Многоатомные спирты содержат две и более гидроксильные группы у разных несущих углеродных атомов.

Химические свойства спиртов: таблица

Наиболее удобно подать интересующий нас материал посредством таблицы, которая отражает общие принципы реакционной способности спиртов.

Реакционная связь, тип реакции	Реагент	Продукт
Связь О-Н, замещение	Активный металл, гидрид активного металла, щелочь или амиды активных металлов	Алкоголяты
Связь С-О и О-Н, межмолекулярная дегидратация	Спирт при нагревании в кислой среде	Простой эфир
Связь С-О и О-Н, внутримолекулярная дегидратация	Спирт при нагревании над концентрированной серной кислотой	Непредельный углеводород
Связь С-О, замещение	Галогеноводород, тионилхлорид, квазифосфониевая соль, галогениды фосфора	Галогеналканы
Связь С-О — окисление	Доноры кислорода (перманганат калия) с первичным спиртом	Альдегид
Связь С-О — окисление	Доноры кислорода (перманганат калия) с вторичным спиртом	Кетон
Молекула спирта	Кислород (горение)	Углекислый газ и вода.

Реакционная способность спиртов

Благодаря наличию в молекуле одноатомного спирта углеводородного радикала — связи С-О и связи О-Н — данный класс соединений вступает в многочисленные химические реакции. Они определяют химические свойства спиртов и зависят от реакционной способности вещества.

Последняя, в свою очередь, зависит от длины углеводородного радикала, присоединенного у несущему углеродному атому. Чем он больше, тем ниже полярность связи О-Н, из-за чего реакции, идущие с отщеплением водорода от спирта, будет протекать медленнее.

Это же снижает константу диссоциации упомянутого вещества.

Химические свойства спиртов также зависят от количества гидроксильных групп. Одна смещает электронную плотность на себя вдоль сигма-связей, что увеличивает реакционную способность по О-Н группе.

Поскольку это поляризует связь С-О, то реакции с ее разрывом идут активнее у спиртов, у которых имеется две и более О-Н групп. Потому многоатомные спирты, химические свойства которых более многочисленные, охотнее вступают в реакции.

Также они содержат несколько спиртовых групп, из-за чего свободно могут вступать в реакции по каждой из них.

Типичные реакции одноатомных и многоатомных спиртов

Типичные химические свойства спиртов проявляются только в реакции с активными металлами, их основаниями и гидридами, кислотами Льюиса.

Также типичными являются взаимодействия с галогенводородами, галогенидами фосфора и прочими компонентами с получением галогеналканов.

Также спирты являются и слабыми основаниями, потому вступают в реакции с кислотами, образуя при этом галогенводороды и сложные эфиры неорганических кислот.

Простые эфиры образуются из спиртов при межмолекулярной дегидратации. Эти же вещества вступают в реакции дегидрирования с образованием альдегидов из первичного спирта и кетонов из вторичного.

Третичные спирты в подобные реакции не вступают. Также химические свойства этилового спирта (и других спиртов) оставляют возможность полного их окисления кислородом.

Это простая реакция горения, сопровождающаяся выделением воды с углекислым газом и некоторого количества тепла.

Реакции по атому водорода связи О-Н

Химические свойства одноатомных спиртов допускают разрыв связи О-Н и отщепление водорода. Эти реакции протекают при взаимодействии с активными металлами и их основаниями (щелочами), с гидридами активных металлов, а также с кислотами Льюиса.

Также спирты активно вступают в реакции со стандартными органическими и неорганическими кислотами. В данном случае продуктов реакции является сложный эфир или галогенуглеводород.

Реакции синтеза галогеналканов (по связи С-О)

Галогеналканы — это типичные соединения, которые могут быть получены из спиртов при протекании нескольких типов химических реакций.

В частности, химические свойства одноатомных спиртов позволяют вступать во взаимодействие с галогенводородами, с галогенидами трех- и пятивалентного фосфора, квазифосфониевыми солями, тионилхлоридом.

Также галогеналканы из спиртов могут быть получены промежуточным путем, то есть синтезом алкилсульфоната, который позже вступит в реакцию замещения.

Пример первой реакции с галогенводородом указан на графическом приложении выше. Здесь бутиловый спирт реагирует с хлоридом водорода с образованием хлорбутана. В общем, класс соединений, содержащих хлор и углеводородный насыщенный радикал, называется алкилхлоридом. Побочным продуктом химического взаимодействия является вода.

Реакции с получением алкилхлорида (йодида, бромида или фторида) достаточно многочисленные. Типичный пример — взаимодействие с трибромидом фосфора, пентахлоридом фосфора и прочими соединениями данного элемента и его галогенидов, перхлоридов и перфторидов. Они протекают по механизму нуклеофильного замещения. С тионилхлоридом спирты реагируют также с образованием хлоралкана и выделением SO2.

Наглядно химические свойства одноатомных предельных спиртов, содержащих насыщенный углеводородный радикал, представлены в виде реакций на иллюстрации ниже.

Спирты легко взаимодействуют с квазифосфониевой солью. Однако данная реакция наиболее выгодна при протекании у одноатомных вторичных и третичных спиртов. Они региоселективны, позволяют «имплантировать» галогеновую группу в строго определенное место.

Продукты таких реакций получаются с высокой массовой долей выхода. А многоатомные спирты, химические свойства которых несколько отличаются от таковых у одноатомных, могут изомеризоваться в ходе реакции. Потому получение целевого продукта затрудняется.

Пример реакции на изображении.

Внутримолекулярная и межмолекулярная дегидратация спиртов

Гидроксильная группа, расположенная у несущего углеродного атома, может отщепляться при помощи сильных акцепторов. Так протекают реакции межмолекулярной дегидратации.

При взаимодействии одной молекулы спирта с другой в растворе концентрированной серной кислоты молекула воды отщепляется от обеих гидроксильных групп, радикалы которых соединяются в молекулу простого эфира.

При межмолекулярной дегидратации этаналя можно получить диоксан — продукт дегидратации по четырем гидроксильным группам.

При внутримолекулярной дегидратации продуктом является алкен.

Источник: https://www.syl.ru/article/194707/new_himicheskie-svoystva-spirtov-odnoatomnyih-i-mnogoatomnyih

Одно и многоатомные спирты

Сохрани ссылку на реферат в одной из сетей:

Одно- и многоатомные спирты.

Алифатические спирты — это соединения, содержащие гидроксильную группу (-ОН), связанную с sp3-гибридизованным атомом углерода. Спирты можно разделить на три большие группы: простые спирты, стерины и углеводы. Рассмотрим простые спирты, с общей формулой CnH2n+1OH.

методы получения спиртов

Гидролиз галогеналканов в водных растворах щелочей

Реакция замещения галогена на ОН-группу протекает по механизму нуклеофильного замещения SN. В зависимости от строения субстрата замещение протекает по SN1 (мономолекулярное замещение):

или SN2 (бимолекулярное):

Атакующий агент – анионы (SH -, OН -, I -, Br -, С l -, F -, RO -, CH3COO -, ONO2-) или молекула (ROH, HOH, NH3, RNH2). По увеличению реакционной способности анионы располагаются в следующий ряд:

HS -, RS — > I — > Br — > RO — > Cl — > CH3COO — > ONO2-

Анионы более сильные нуклеофилы, чем сопряженные кислоты:

OH — > HOH, RS — > RSH, RO — > ROH, Cl — >HCl

Нуклеофил – атом (или частица), который может отдать пару электронов любому элементу, кроме водорода. Механизм бимолекулярного нуклеофильного замещения (SN2) включает образование промежуточного комплекса.

Представленная реакция является реакцией замещения, так как нуклеофил (ОН -) вытесняет уходящую группу (I-).

Механизм мономолекулярного нуклеофильного замещения (SN1) состоит из двух стадий:

Реакции замещения по механизму SN1 в тех случаях, когда образуется стабильный катион. Первичные галогеналканы реагируют по механизму SN2 , а третичные — по механизму SN1.

Присоединение воды к алкену протекает в присутствии кислотных катализаторов (H2SO4, H3PO4, оксид алюминия и другие носители, обработанные кислотами).

Реакция протекает по карбоний-ионному механизму:

Восстановление карбонильных соединений (кетонов и альдегидов)

Альдегиды и кетоны легко восстанавливаются водородом в присутствии катализаторов (например, Ni, Pd, Pt) в соответствующие первичные и вторичные спирты:

CH3-CH2-COH + H2  CH3-CH2-CH2-OH

пропионовый альдегид пропанол-1

циклогексанон циклогексанол

Для восстановления карбонильной группы используются комплексные гидриды металлов — борогидрид натрия NaBH4 (растворитель — вода, этанол) или алюмогидрид лития LiAlH4 (растворитель — абсолютный эфир):

CH3COCH3 + LiAlH4  (CH3)2-CHOH

CH3-CHO + NaBH4  CH3-CH2-OH

Сложные эфиры также восстанавливаются алюмогидридом лития, причем оба фрагмента эфира превращаются в спирты:

Синтезы спиртов с использованием реактивов Гриньяра.

RMgHal + H2C=O (формальдегид)  RCH2O -Mg+Hal + H2O  R-CH2-OH

RMgHal + R’HC=O (альдегид)  R( R’)CHO -Mg+Hal + H2O  R(R’)CH-OH

RMgHal + (R’)2C=O (кетон)  R( R’)2CO -Mg+Hal + H2O  R(R’)2C-OH

По механизму это реакция нуклеофильного присоединения к карбонильной группе.

Промышленные методы получения спиртов.

Окисление алканов (синтез спиртов С10-С20).

3 RCH2-OH + B(OH)3  B(OHC2R)3 + 3 H2O

R-CH=CH2 + H2O  R-CH (OH)-CH3

CH2=CH2 + H2O  CH3CH2OH

из пропилена и н-бутилена — изопропиловый и н-бутиловый спирты:

CH3-CH=CH2 + H2O  CH3-CH (OH)-CH3

CH3-CH2-CH=CH2 + H2O  CH3-CH2-CH (OH)-CH3

а из изобутилена — трет-бутиловый спирт:

(CH3)2C=CH2 + H2O  (CH3)3C-OH

Электрофильный механизм гидратации определяет уже отмеченное выше направление присоединения (правило марковникова), а также изменение реакционной способности алкенов в ряду, определяемом сравнительной стабильностью образующихся карбокатионов:

(CH3)2CH=CH2 >> CH3-CH2-CH=CH2 > CH3-CH=CH2 >> CH2=CH2

Синтез спиртов по методу Фишера-Тропша.

СО + 2Н2  СН3ОН

CH2=CH2 + CO + H2  CH3-CH2-CHO

Химические свойства спиртов

Обусловлены способностью гидроксильной группы образовывать межмолекулярные водородные связи.

Кислотные и основные свойства спиртов.

CH3-OH + HNO3  CH3-ONO2 + H2O

CH3CH2OH + H2SO4  CH3CH2OSO3H + H2O

CH3CH2OH + (CH3CO)2O  CH3COOC2H5 + CH3COOH

Это – реакции замещения водорода на кислотный остаток.

Замещение гидроксильной группы на галоген.

CH3CH2OH + HBr  CH3CH2Br + H2O

Реакция протекает по механизму нуклеофильного замещения.

CH3CH2-OH + SOCl2  CH3CH2-Cl + SO2+ HCl

3CH3CH2-OH + PCl3  3CH3CH2-Cl + H3PO4

Ниже приводится механизм взаимодействия спирта с тионилхлоридом:

Этот механизм обозначается символом Sni (замещение нуклеофильное внутримолекулярное).

Реакции отщепления

CH3CH2OH  CH2=CH2

В качестве катализаторов используют минеральные кислоты (серная, фосфорная), кислые соли (KHSO4), ангидриды кислот (Р2О5), оксид алюминия и т.д.

R-OH + R’-OH  ROR (ROR’, R’OR’) + H2O

Порядок отщепления воды в большинстве случаев определяется

правилом зайцева: при отщеплении воды наиболее легко отщепляет водород от соседнего наименее гидрированного атома углерода.

Реакция отщепления воды от спиртов протекает через стадию образования карбкатиона:

В зависимости от строения спирта образуются первичные, вторичные и третичные карбкатионы:

По увеличению стабильности катионы располагаются в следующий ряд: CH3CH2+ < CH3CH+CH3 < (CH3)3C+

Любое влияние, делокализующее положительный заряд карбкатиона, ведет к его стабилизации. Мы имеем дело в данном ряду с индукционной стабилизацией:

Образующиеся катионы в зависимости от их строения способны к перегруппировкам:

3-Метил-2-бутанол — в 2-метил-2-бутильный катион, склонный к перегруппировке в более стабильный:

Образование последнего 2-метил-2-бутильного катиона связано с гидридным перемещением (Н-) из положения 3 в положение 2.

В перегруппировке может участвовать и алкильная группа:

Основное различие между тремя типами реакционных интермедиатов (карбкатионы, карбанионы и свободные радикалы) состоит в том, что карбкатионы имеют тенденцию изомеризоваться в более устойчивые частицы.

Окисление. Первичные и вторичные спирты могут быть окислены соответственно до альдегидов и кетонов. Третичные спирты устойчивы к окислению в мягких условиях.

Первичные спирты окисляются до альдегидов под действием окислителей, содержащих Cr(VI). Это обычно хромовая кислота H2CrO4:

R-CH2-OH + H2CrO4  R-CHO + H2CrO3 (неустойчива) + H20

Окисление первичного спирта начинается с образования эфира хромовой кислоты RCH2-O-Cr(O)2-OH. На следующей стадии эфир претерпевает реакцию отщепления, в результате которой образуется двойная связь С=О.

Альдегиды можно также получить окислением первичных спиртов реагентом Саретта (комплекс CrO3 с пиридином).

В относительно мягких условиях происходит окисление спирта разбавленным раствором оксида хрома (VI) в разбавленной серной кислоте (окисление по Джонсу).

Вторичные спирты легко окисляются до кетонов под действием K2Cr2O7+H2SO4+H20 , CrO3+CH3COOH+H2O и KMnO4 в кислой среде:

(R )2CH-OH + [O]  R-CO-R + H2O

Механизм окисления вторичных спиртов подобен окислению первичных спиртов в альдегиды, поэтому для получения кетонов пригодны методы, описанные выше.

Дегидрирование спиртов. Этим способом получают многие альдегиды и кетоны:

2R-CH2-OH  R-COH + H2

2(R)2-CH-OH  (R)2-CO + H2

В качестве катализатора используются металлическая медь и серебро. В промышленности этот процесс реализован для получения формальдегида из метанола.

Многоатомные спирты

Обычно названия двухатомных спиртов производятся от названия двухатомного радикала с прибавлением слова гликоль, например этиленгликоль, пропиленгликоль. По Женевской номенклатуре пользуются окончанием -ол, но указывают число гидроксильных групп — диол, -триол, -тетрол и т.д.

В двухатомных спиртах гидроксилы могут быть соединены с первичными, вторичными и третичными атомами углерода, поэтому различают гликоли двупервичные, первично-вторичные и т.д.

Синтез гликолей осуществляется в основном теми же способами, что одноатомных спиртов, кроме того, окислением соответствующих алкенов перманганатом калия в щелочной среде (реакция Вагнера)

R-CH=CH2 + [O] R-CH(OH)CH2-OH

Для окисления используют разбавленные водные растворы перманганата калия.

Практически наиболее важным промышленным методом получения гликолей является гидратация соответствующих -оксидов:

Из этиленоксида получают три важных класса соединений: целлозольвы, карбитолы и карбоваксы.

Целлозольвы (соединения типа ROCH2CH2OH) образуются в результате реакции алкоголята и этиленоксида. Название “целлозольв” относится к 2-этоксиэтанолу. Бутилцеллозольв — хороший растворитель; он используется в гидравлических тормозных жидкостях и добавляется к авиационному топливу в качестве антифриза:

CH3CH2CH2CH2ONa + (CH2)2O + H2O CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2OH

Карбитолы, являющиеся моноалкиловыми эфирами диэтиленгликоля, применяются в качестве растворителей, а также при изготовлении лаков. Их получают реакцией целлозольва с эквивалентным количеством этиленоксида.

Этиленгликоль и пропиленгликоль широко используют в производстве антифризов:

C3H5(OCOR)3 + 3 NaOH  HOCH2-CHOH-CH2OH + 3 RCOONa

Синтетический глицерин получают исходя из пропилена:

CH3-CH=CH2 + Cl2  Cl-CH2-CH=CH2  OH- CH2-CH=CH2 

 OH- CH2-CH(Cl)-CH2OH  OH- CH2-CH(OH)-CH2OH;

CH3-CH=CH2  CH2=CH-COH + H2O2  OH-CH2-CH(OH)-COH 

 OH- CH2-CH(OH)-CH2OH.

Источник: https://works.doklad.ru/view/YN01ZiK6UjM.html

Многоатомные спирты

Тема урока: МНОГОАТОМНЫЕ СПИРТЫ
Учебник: И. И. Новошинский, Н. С. Новошинская
Цели урока: изучить многоатомные спирты на примере этиленгликоля и глицерина.
Задачи урока:

Знать состав, строение, свойства и применение этиленгликоля и глицерина.
Уметь записывать уравнения реакций, отражающие химические свойства многоатомных спиртов.
Уметь сравнивать свойства одноатомных и многоатомных спиртов, знать причины отличия и сходства.
Уметь проводить качественную реакцию с гидроксидом меди (II) на многоатомные спирты.
Сформировать мировоззренческие знания, уметь разъяснять влияние количественных изменений на качественные.

Ход урока:

Подготовка к восприятию нового материала

Самостоятельная работа по вариантам на 15 минут

Вариант 1

Напишите формулы двух изомеров и двух гомологов для 2,2-диметилбутанола-1, назовите их.
Докажите химические свойства спиртов на примере пропанола-1. Запишите уравнения химических реакций.

Вариант 2

Напишите формулы двух изомеров и двух гомологов для бутанола-2, назовите их.
Докажите химические свойства спиртов на примере бутанола-1. Запишите уравнения химических реакций.

Вариант 3

Напишите формулы двух изомеров и двух гомологов для 2-метилбутанола-3, назовите их.
Докажите химические свойства спиртов на примере этанола. Запишите уравнения химических реакций.

Изучение нового материала

Понятие о многоатомных спиртах, их состав, строение (см. учебник, § 18, стр. 87-88).
Номенклатура гликолей

Соединение	Рациональная номенклатура	Номенклатура ИЮПАК	Тривиальная номенклатура
НОСН2-СН2ОН	этиленгликоль	этандиол-1,2	α-гликоль
НОСН2-СН2-СН2ОН	триметиленгликоль	пропандиол-1,3	β-пропиленгликоль
НОСН2-СН2-СН2-СН2ОН	тетраметиленгликоль	бутандиол-1,4	γ- бутиленгликоль

Для получения α-диолов можно использовать большинство способов, применяемых для одноатомных спиртов.

Гидролиз дигалогенопроизводных

Наряду с ними применяют и ряд специальных методов синтеза.

Окисление алкенов водным раствором перманганата калия (В. В. Вагнер)

Окисление алкенов пероксидом водорода

Получение глицерина

Гидролиз жиров

При щелочном гидролизе образуются натриевые соли высших жирных кислот, которые называются мылами.

Физические свойства многоатомных спиртов:

Низшие гликоли являются вязкими жидкостями, обладающие сладким вкусом (в переводе с греч. «глюкус» – сладкий) и не имеющие запаха. Высшие гликоли – кристаллические вещества. С увеличением групп –ОН повышается температура кипения и плотность гликолей выше, чем спиртов. Их растворимость в воде значительна.

Глицерин очень вязкая жидкость со сладким вкусом, температура кипения 290оС, температура плавления 17,9оС. Глицерин кристаллизуется очень трудно, образуя переохлажденную жидкость. При температуре кипения глицерин постепенно разлагается, поэтому его перегоняют в вакууме. Смешивается с водой, безводный глицерин гигроскопичен.

Гликоли могут вступать во все химические реакции, характерные для одноатомных спиртов с участием одной или двух гидроксильных групп.

Глицерину присущи все реакции, характерные для алканолов. При этом можно получить три ряда производных. В водном растворе щелочи легко образуются моноалканоляты (моноглицераты). Глицерин по кислотности превышает этиленгликоль (Ка = 7·10–15).

Реакция с гидроксидом меди (II)

Глицерин легко образует глицераты тяжелых металлов. Образование глицерата меди (II) является качественной реакцией на ион металла в глицерата.

Эта реакция указывает на то, что многоатомные спирты обладают слабокислотными свойствами. Голубой осадок гидроксида меди (II) растворяется и образуется прозрачный раствор глицерата или гликолята меди (II)

Реакция с галогеноводородом

При взаимодействии с галогеноводородами получаются моно- и дигалогенгидрины глицерина.При взаимодействии глицерина с неорганическими и органическими кислотами получаются полные и неполные сложные эфиры.

Применение (см. учебник, § 18, стр. 89)

Большое практическое значение имеет тринитрат глицерина. Он представляет собой маслообразную жидкость (ρ=1,601 г/см3), нерастворимую в воде, но легкорастворимая в спирте. Он способен взрываться с огромной силой от удара или детонации. Из него делают динамит – нитроглицерин, стабилизированный инертными наполнителями (кизельгур, парафин). Динамит взрывается от детонации. Глицерин также применяется в производстве пластических масс, в кожевенной, текстильной, парфюмерной, пищевой промышленности.