химический каталог




Органическая химия

Автор А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А.Тюкавкина и др.

егиды и кетоны в Результате реакции дегидрирования. При пропускании паров спирта над катализатором (медь, цинк, серебро) при

173

температуре 300 °С происходит отщепление водорода от молекулы спирта и в зависимости от его строения образуются альдегиды или кетоны.

5.2.5. ДВУХ- И ТРЕХАТОМНЫЕ СПИРТЫ

Двух- и трехатомные спирты получают теми же способами, что и одноатомные. В качестве исходных соединений могут быть использованы алкены, галогенопроизводные и другие соединения. Например, двухатомные спирты (гликоли) получают гидролизом соответствующих дигалогеналканов.

С1СН2СН2С1 + 2 КОН -HO СН2СН2ОН + 2 KCI

1,2-Дихлорэтан Этандиол-1,2

Задание 5.15. Напишите схему реакции взаимодействия 1,3-дибромбу-тана с гидроксндом натрия. Опишите механизм реакции и назовите полученное соединение.

Общим методом синтеза гликолей является окисление алкенов перманганатом калия в нейтральной или щелочной среде (см. 2.2.6). Эта реакция известна как гидроксилирование алкенов (реакция Вагнера).

СН,СН=СН2 > СН,—СН—СН2

I ' I ОН ОН

Пропен Пропандиол-1,2

Задание 5.16. Какое соединение получится при гидроксилирова^ии бу тена-2?

Для двух- и трехатомных спиртов характерны все реакции одноатомных спиртов. Однако в их химическом поведении есть особенности, обусловленные одновременны!* 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, в отличие от одноатомных спиртов, гликоли и другие многоатомные спирты частично реагируют с 1 эквивалентом щелочи, образуя соли по одной из гидроксильных групп. По аналогии с алкоголятами

174

соли двухатомных спиртов называют гликолятами, а трехатом-,„ _глицератами. Понятно, что взаимодействием гликолей

НЫЛ

со щелочными металлами можно заместить оба атома водорода на аТОмы металла.

При взаимодействии гидроксида меди(П) с глицерином и другими многоатомными спиртами образуется комплексное соединение синего цвета (происходит растворение гидроксида). Этой реакцией часто пользуются для качественного обнаружения соединений, имеющих в молекуле диольный фрагмент —СН(ОН)СН(ОН)—.

СНоОН

2 СНОН + Cu(OH)2 I

сн2он

2KOH

Глицерин

Н2С \ / СН2

Си |

не / \ сн

НОН2С О "^СНгОН

2К+

Глицерат меди(П)

Задание 5.17. Напишите структуру комплексного соединения, образующегося при взаимодействии этиленгликоля с шдроксидом меди(П) в щелочной среде.

При нагревании этиленгликоля в присутствии кислоты происходит реакция межмолекулярной дегидратации (см. 5.2.4.3) и образуется циклический диэфир — диоксан. Именно этим способом диоксан был впервые получен А. Е. Фаворским (1906).

СН2ОН НОСН2

JL + 1

СН2ОН НОСН2

Этиленглиноль Дионсан

Задание 5.18. В результате внутримолекулярной дешдрагацин петан-Д1|ола-1,5 образуекя соединение, называемое зетрагндропнраном Напп-Шмте схему реакции.

Н2С I

Н2С

СН2 СН2

2Н20

175

Алексей Евграфович Фаворский (I860—1945) — академик, Герой Со циалистического Труда, ученик А. М. Бутлерова, автор фундаментальны исследований в области химии непредельных соединений

Для многоатомных спиртов, как и для одноатомных, характерно образование сложных эфиров. Например, при взаимодействии глицерина с неорганическими и органическими кислотами или их производными образуются неполные и полные сложные эфиры. В частности, при реакции глицерина с азотной кислотой в присутствии серной кислоты (катализатор) образуется глицеринтринитрат, известный под названием нитроглицерин (последнее название неверно с химической точки зрения, поскольку в нитросоединениях группа —N0 непосредственно связана с атомом углерода).

СН2ОН CH2ON02

СНОН + 3HNO. -^?±» CH0N0,+ 3H,0

I I 2 2

СН2ОН CH2ON02

Глице- Глицерин-рин триннтрат

5.2.6. ОТДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ

Метанол (метиловый спирт) СН3ОН — бесцветная жидкость, по запаху напоминающая этанол, легче воды (плотность 0,79), легко воспламеняется. Растворим в воде и полярных органических растворителях. Очень ядовит. В организме окисляется в муравьиный альдегид и муравьиную кислоту.

Задание 5.19. Напиши re схему реакции окисления метанола и назовите продукты окисления по заместительной номенклатуре. I

Попадание в организм даже небольших (5—10 г) количеств метанола вызывает слепоту; большие дозы (30 г) приводят к смертельному исходу. Широко применяется как сырье в промышленном органическом синтезе. Раньше метанол тюлучали «сухой перегонкой» древесины (нагревание древесины без доступа воздуха). Отсюда и возникло его первоначальное название — древесный спирт В настоящее время метанол в основном получают из оксида углерода (II) и водорода под давлением до 250 атм (25 МПа) в присутствии катализаторов.

СО + 2Нг —> СН,ОН

176

4

Этанол (этиловый спирт) C,HsOH — бесцветная жидкость со слабым запахом, легко воспламеняется. Смешивается с водой во всех соотношениях. Прчем внутрь даже небольших количеств этанола понижает восприимчивость органов чувств, вызывает сильное поражение центральной нервной системы. Широко используется в промышленном органическом синтезе. В фармации применяется для приготовления настоек и экстрактов; в медицинской практике — как наружное антисептическое средство для дезинфекции рук и хирургических инструментов. Безводный (абсолютный) спирт кипит при 78 37 "С. Получаемый в промышленности спирт-ректификат представляет собой смесь 95,6% этанола и 4,4% воды, которая кипит при постоянной температуре — 78,15 °С (смеси определенного состава, кипящие при постоянной температуре, называют азеотропными смесями). Основной промышленный способ получения этанола — гидратация этилена под давлением.

Задание 5.20. Напишите схему реакции гидратации этилена в присутствии кислотного катализатора. По какому механизму протекает реакция9

Этандиол-1,2 (этиленгликоль, гликоль) НОСН,СН,ОН — бесцветная маслянистая жидкость, сладковатого вкуса. Сильный яд. В виде 50% водного раствора применяется в качестве антифриза — незамерзающей жидкости для охлаждения двигателей внутреннего сгорания (температура застывания этого раствора -37 °С). Широко используется как исходное сырье для получения синтетических волокон, например лавсана.

Пропантриол-1,2,3 (глицерин) НОСН,СН(ОН)СН,ОН — бесцветная маслянистая жидкость без запаха, имеет сладкий вкус. В природе встречается в виде сложных эфиров органических кислот. Впервые был получен в 1779 г. шведским химиком и фармацевтом К. В. Шееле при нагревании жира с оксидом свинца. Глицерин гигроскопичен и предохраняет смазанные им предметы от высыхания, поэтому используется в косметике, кожевенной и текстильной отраслях промышленности. Широко применяется в пищевой промышленности. Как и этиленгликоль, используется для приготовления антифризов. Большое количество глицерина расходуется на получение нитроглицерина Нитроглицерин — бесцветная маслянистая жидкость со сладковатым жгучим вкусом. В виде разбавленных спиртовых растворов применяется при стенокардии, так как оказывает сосудорасширяющее действие. Нитроглицерин — сильное взрывчатое вещество, способное взрываться при нагревании или ударе. При этом в малом объеме, который занимает жидкое вещество, мгновенно образуется очень большой объем газов, что и вызывает сильную взрывную вол-НУ- Нитроглицерин входит в состав динамита, пороха.

177

CH2ON02 I

4CHON02->6N2T +I2002T + 02t + 10Н2О

CH2ON02 Нитроглицерин

¦ Вопросы и упражнения

1. Какие соединения называются спиртами? Как подразделяются спирты в зависимости от числа гидроксильных групп в молекуле и природы углеводородного радикала?

2. Приведите пример получения первичного спирта нз галогеналкана. По какому механизму протекает эта реакция?

3. Какие свойства спиртов определяют их способность к ассоциации? Как отражается ассоциация спиртов на их физических свойствах (температуре кипения, растворимости)?

4. Опишите механизм реакции пропанола-1 с хлороводородом. Объясните роль протона в этой реакции.

5. На примере бутанола-1 опишите механизм внутри- и межмолекулярной дегидратации. Приведите строение образующихся продуктов.

6. Какой из спиртов — этанол или этандиол-1,2 — является более сильной кислотой? С помощью какой химической реакции их можно различить?

7. Установите строение соединения А (С(НмО), которое не окисляется хромовой смесью, а при взаимодействии с серной кислотой превращается в соединение Б (С(Н|2), способное сущес1вовать в виде цис-транс-юомеров.

8. Предложите одну из возможных структур соединения А (С4Н1(|02), которое прн нагревании с серной кислотой превращается в вещество Б

9. Установите строение соединения A (CvH120), которое прн взаимодействии с тионилхлоридом превращается в соединение Б (С,,НМС1), легко гидролизующееся в исходное соединение А. а при кипячении с водным раствором перманганата калия — в соединение В (CkH(iO„), которое в реакции с нитрующей смесью дает только одно мононизропроизводное. Напишите схемы упомянутых реакций.

10. Можно ли осуществить межмолекулярную дегидратацию спирюв в присутствии концентрированных азотной нли хлороводородной кислот? Ответ мотивируйте.

11. Предложите схему получения пентандиола-2,3 из 1-хлорпентана.

5.3. ФЕНОЛЫ

• Фенолами называются производные ароматических углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода, непосредственно связанных с ароматическим кольцом, заменены на гидроксильные группы.

В зависимости от числа гидроксильных групп фенолы делятся на одно-, двух- и трехатомные.

178

Фенолы

Одноатомиые

Фенол 4-Этилфенол

Двухатомные

ОН

1,2-Дигидронси- 1,3-Дигидронси- 1,4-Дигидрокси-

бензол бензол бензол

(пирокатехин) (резорцин) (гидрохинон)

Трехатомные

1.2,3-Тригидрокси- 1,3,5-Тригидрокси-бензол бензол (пирогаллол) (флороглюцин)

5.3.1. НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ

Названия фенолов составляют с учетом того, что для родоначальной структуры по правилам ИЮПАК сохранено тривиальное название «фенол». Нумерацию атомов углерод

страница 29
< 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

Скачать книгу "Органическая химия" (12.1Mb)


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

 

 

Реклама
споры в строительстве
пуф винтал пф-3
ремонт холодильника в бирюлево западном
линза alcon acrysof цена

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
(09.12.2016)