химический каталог




Органическая химия

Автор О.Я.Нейланд

глеродные атомы цепи нумеруют таким образом, чтобы гндроксильная группа обозначалась меньшим локаитом. Гндроксильная группа как старшая характеристическая группа обозначается суффиксом -ол. Если в молекуле имеются более старшие группы ( ,'С = 0, —СООНу или молекула имеет очень сложное строение, гидроксильную группу обозначают префиксом гидрокси- (иногда окси-). По радикально-функциональной номенклатуре алканолы называют спиртами.

сн,сн2

I

Изомерия алканолов определяется местонахождением гидроксильной группы и разветвлением углеродной цепи. Начиная с бута-нола-2 имеет место также стереопзомерия, появляется асимметрический атом углерода и хиральность молекул (номенклатуру см. гл. VII.3):

CHiCHj I

280

281

2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ

Для получения алканолов используют галогеналканы, алкены, карбонильные соединения, элементорганические соединения, оксид углерода (рис. 83). Главные промышленные методы заключаются в присоединении воды к алкенам, гидрировании оксида углерода и карбонильных соединений и в ферментативной переработке углеводов.

Приведенная на рис. 83 схема иллюстрирует взаимосвязь между алканолами, алканами, алкенами, карбонильными соединениями.

RCHCH3 ОН

RCHJCHJ

RCHCH. I

(RCH2CH2),3 —? | RCH;CH2OH .0 н,

X

Ю1

RCHCH, I

OMgX

t

АШ,; вн,

RCH2CHJC:

н2;

RCH,CH,CH;OHSj. + CHjMgX

КС^

алканами, алкенами

Ni

Рис. 83. Генетическая связь между алканолами, и карбонильными соединениями

1. Гидролиз галогеналканов. Галогеналканы при реакции с водой или щелочью легко образуют алканолы (гл. VII.4.3):

R-X4-0H- —> R—ОН + Х2. Присоединение воды к алкенам. Присоединение воды к алкенам (см. гл. II.4.2.а) происходит в присутствии кислых катализаторов (серная кислота, фосфорная кислота, оксид алюминия или

другой носитель, обработанный кислотами).

S4R»CH=f CHs Г-о (**+ -/Уч н+х и н

Кислота дает активный протон, который присоединением к молекуле алкена способствует присоединению молекулы воды:

X н

И и хR-CHЈCH2 + Н+Х-+ На0 =ss=

? R-CH-CHj 4- и X :ОН

В промышленности присоединение воды осуществляется в газовой фазе при пропускании смеси алкена и воды над катализатором.

283

= О

3. Гидрирование карбонильных соединений. Каталитическое гидрирование альдегидов и кетонов может привести к алканолам:

R . н.

?он

н

Катализаторами служат Ni, Pt, Pd.

Мягкими реагентами гидрирования являются комплексные гидриды металлов, например, боргидрид натрия Na+BHj" и алюмогид-рид лития Li+AlHr (см. гл. XXVII.A.3).

R—СНгОН

При гидрировании сложных эфиров карбоновых кислот получаются первичные спирты. Гидрирование осуществляется водородом в присутствии катализатора (Н2; Ni) или водородом в момент выделения, образующимся при растворении металлического натрия в спиртах (Na+C2H5OH)—метод Буво — Блана (1903) или комплексными гидридами металлов (LiAlH4):

_c//° JHl^ ?OR1

(полисахаридов, моносахаридов) — в процессе брожения. Таким путем в больших количествах получают этанол. В продуктах брожения в зависимости от исходного вещества и использованных микроорганизмов обнаруживают также пропанол, бутанол и 2-метил-бутапол-1.

3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СТРОЕНИЕ

Алканолы являются бесцветными жидкостями или кристаллическими веществами с характерным запахом. Первые члены гомологического ряда алканолов имеют приятный запах, для бутанолов п пентанолов запах становится неприятным, раздражающим. Высшие алканолы имеют приятный ароматный запах.

Своеобразными являются весьма высокая температура кипения спиртов (табл. 31). Она выше, чем для соответствующих иодалканоа, несмотря на то, что молекулярная масса у алканолов значительно меньше. Это явление вызвано значительным междголекулярным взаимодействием — ассоциацией молекул.

R.

?ОНМХ„

4. Реакции элементорганических соединений. Легко происходит присоединение металлорганических соединений к альдегидам и ке-топам (гл. Х.Б):

R1

н,о R,

,С = 0 +Е

;С —ОМХ„

I

R2

Вторым методом использования металлорганических соединений для получения алканолов является их окисление. В промышленности применяют окисление алюминийорганических соединений (гл. X. В.1) (К. Циглер):

R3A1 2^ (RO)jAl —°+ 3ROH + Al(OH)3

Используют также окисление борорганических соединений (гл. XI.A.3).

5. Гидрирование оксида углерода и оксосинтез. Оксид углерода и водород в зависимости от применяемого катализатора, температуры реакции и соотношения реагентов СО и Н2 могут давать различные продукты реакции, т. е. метанол, смесь различных спиртов (синтол), метан, смесь углеводородов:

ZnO; ZnCr.O,

:—со-; 2на—

? СН3СН2СН2ОН+СН3СНСНз-|-..

В оксосинтезе (гл. II.4.3) из алкенов получают альдегиды, которые гидрируют до алканолов.

6. Ферментативные реакции. Некоторые простейшие алканолы образуются в результате ферментативного расщепления углеводов

284

Алканолы являются полярными соединениями. Они содержат в

6+ б- б- « +

молекуле две полярные связи: С—О и О—Н. Диполи связей С—О и О—Н направлены в сторону атома кислорода. Суммарный дипольный момент алканолов составляет 5,3—6,0-Ю-30 Кл-м (1,6— 1,8 D). На суммарный дипольный момент влияют также неподелеп-ные электронные пары на атоме кислорода:

/<=5,64.10-'«Кл.М (1.69D,

0,9у

Н,С-»-0:—

i

::_vЧОЧХл-и D 3,01 5,01

(газообразное состояние)

Дипольные моменты связей показывают, что полярность связи О—Н значительно выше, чем связи С—О.

Неподеленные электронные пары придают алканолам слабые электронодонорные свойства. Это можно охарактеризовать энергией ионизации ЭИ (эВ):

Соединение Н20 СН3ОН С2Н5ОН

ЭИ, эВ 12,6 10,8 10,6

R-OH

ЭИ алканолов по сравнению с водой меньше, здесь и проявляется электронодонорный эффект алкилгруппы (+/-эффект). Энергия ионизации характеризует процесс:

R-OH + cПолярпая связь О—Н и неподеленные электронные пары определяют возможность молекулярной ассоциации:

:о^н :о^н ю-^н. ?

Ассоциация осуществляется в основном за счет электростатического притяжения, в меньшей мере вследствие перекрывания орбиталей неподеленной электронной пары кислорода и орбитали водорода. Такое взаимодействие называют водородной связью (В. Ла-тимер, В. Родебуш, 1920).

Энергия водородной связи значительно меньше энергий обычных химических связей:

ООО

У \

Н R

Углеродные атомы находятся в состоянии 5ра-гибрндизации, но трудно однозначно решить вопрос о гибридизации кислородного атома, т. е. о природе его неподеленных электронных пар. Имеются две граничные возможности —? чистая 5/)3-гибридизация (обе электронные пары находятся в одинаковых орбиталях; угол HOR равен 109°28') и состояние без гибридизации (одна электронная пара находится в р-орбитали, другая — в s-орбитали; угол HOR равен 90°):

ел. 0 о

У \

чистая sp1 -гибридизации

Н R

состояние без гибридизация

Нет прямых методов доказательства одного или другого состояния. Есть только косвенные данные, такие, как величина валентных углов, расположение молекул в кристалле. Есть все основания полагать, что природа неподеленн

страница 71
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182

Скачать книгу "Органическая химия" (10.88Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить сковороду вок в москве
набор кастрюль для стеклокерамики
напольные газовые котлы для квартире отопления данко в прохладном на 60 кв.м
фильтр флр 40-20, лиссант

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(30.03.2017)