Одноатомные спиры Учитель химии МОУ лицея 6 Дробот Светлана Сергеевна

Содержание Определение спиртов Классификация спиртов Одноатомные спирты Изомерия Номенклатура Физические свойства Химические свойства I.Реакции с разрывом связи RO–H II. Реакции с разрывом связи R–OH III. Реакции, идущие по нескольким связям одновременно. Получение (в промышленности, в лаборатории)Получение (в промышленностив лаборатории Источники информации

Определение спиртов Спиртами называются соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп (–ОН), связанных с углеводородным радикалом. В общем виде формулу спиртов можно записать как R(OH) n.

Классификация спиртов Спирты классифицируются по: числу гидроксильных групп на: одноатомные – CH 3 OH метиловый, двухатомные двухатомные – CH 2 OH – CH 2 OH этиленгликоль, многоатомные - CH 2 OH – CH(OH) – CH 2 OH глицерин. строению углеводородного радикала на: предельные – C 2 H 5 OH – этанол, непредельные – CH 2 = СH –CH 2 – OH пропенол,непредельные ароматические – C 6 H 5 – CH 2 OH

Внимание! Спирты, содержащие на одном атоме углерода две гидроксильные группы, неустойчивы и раздагаются с отщеплением воды:

Внимание! Спирты, содержащие на одном атоме углерода гидроксильную группу и двойную связь, также неустойчивы и подвергаются кето-енольной таутомерии: R – CH = C – R 1 R – CH 2 – C – R 1 | || OH O

нахождению гидроксильной группы при определенном углеродном атоме : первичные R–CH 2 –OH, вторичные R 1 – CH –R 2 первичные вторичные | R OH | третичные R 1 – C – R 2 |третичные OH

Внимание! Если –OH присоединяется к углероду, который в свою очередь соединен только с одним атомом углерода, то спирт называется первичным: CH 3 – CH 2 - OH

Внимание! Если –OH присоединяется к углероду, соединенному с двумя атомами углерода, – вторичным. CH 3 – CH – CH 3 | OH

Внимание! Если –OH соединён с углеродом, имеющим химические связи с тремя другими атомами углерода, то спирт называется третичным: CH3 | CH3 – C – CH3 | OH

Одноатомные спирты Одноатомные спирты – органические соединения, содержащие гидроксогруппу, соединенную с углеводородным радикалом. Общая формула гомологического ряда предельных одноатомных спиртов C n H 2n+1 OH.

Изомерия углеродного скелета (начиная с C 4 H 9 OH). положения гидроксильной группы, (начиная с С 3 Н 7 ОН). межклассовая (простые эфиры)простые эфиры (СН 3 –СН 2 –ОН и СН 3 –О–СН 3 ).

Внимание Простые эфиры имеют формулу R – O – R и по рациональной номенклатуре называются так: алкил / алкиловый эфир. Названия радикалов перечисляются в алфавитном порядке. CH 3 – CH 2 – CH 2 – O – CH 3 метилпропиловый эфир

Номенклатура По систематической номенклатуре спирты называют так: выбирают главную цепь, к которой присоединена –OH группа; нумеруют цепь с той стороны, к которой ближе –OH; указывают положение и названия радикалов, число атомов углерода в главной цепи с суффиксом – ан, после этого идет суффикс – ол, обеспечивающий гидроксильную группу, и номер атома углерода, у которого эта группа находится. CH 3 – CH – CH – CH 2 – CH 2 OH | | CH 3 CH 3 3,4 – диметилпентанол - 1

Физические свойства Низшие спирты (до С 12 ) – жидкости, температуры, кипения которых значительно выше, чем у соответствующих алканов из-за образования водородных связей за счёт полярной связи. Метанол и этанол смешиваются с водой в любых соотношениях; с увеличением молекулярной массы растворимость спиртов в воде уменьшается. Все спирты легче воды.

Химические свойства Свойства спиртов ROH определяются наличием полярных связей O δ- – H δ+ и C δ+ – O δ-, и неподеленных электронных пар на атоме кислорода. При реакции спиртов возможно разрушение одной из двух связей: C– OH (с отщеплением гидроксильной группы) или O–H (с отщеплением водорода). Это могут быть реакции замещения, в которых происходит замена OH или H, или элиминирование (отщепление), когда образуется двойная связь. На реакционную способность спиртов большое влияние оказывает строение радикалов, связанных с гидроксильной группой.

I. Реакции с разрывом связи RO–H 1. Спирты реагируют с щелочными и щелочноземельными металлами, образуя солеобразные соединения – алкоголяты. Со щелочами спирты не взаимодействуют. 2СH 3 CH 2 CH 2 OH + 2Na 2СH 3 CH 2 CH 2 ONa + H 2 2СH 3 CH 2 OH + Сa (СH 3 CH 2 O) 2 Ca + H 2 В присутствии воды алкоголяты гидролизуются: (СH 3 ) 3 С–OK + H 2 O (СH 3 ) 3 C–OH + KOH Это означает, что спирты – более слабые кислоты,слабые кислоты чем вода.

Внимание! В реакции с активными металлами проявляются слабые кислотные свойства спиртов. В ряду: вода – первичный спирт – вторичный спирт – третичный спирт полярность связи O – H под влиянием углеводородных радикалов ослабевает, и кислотные свойства убывают.

2. Взаимодействие с органическими кислотами (реакция этерификации) приводит к образованию сложных эфиров. H2SO4 к CH 3 –COOH + HO–CH 3 CH 3 –COOCH 3 + H 2 O t уксуснометиловый эфир

II. Реакции с разрывом связи R–OH. 3. С галогеноводородами: R–OH + HBr R–Br + H 2 O (газ) t 4.Вступают в реакцию этерификации с неорганическими кислотами. С концентрированной серной кислотой (при t): C 2 H 5 OH + HO-SO 3 H C 2 H 5 -O-SO 3 H + H 2 O этилсульфат C 2 H 5 OH + HO-SO 2 -OH + HO-C 2 H 5 C 2 H 5 -O-SO 2 -O-H 5 C 2 + 2H 2 O диэтилсульфат

III. Реакции, идущие по нескольким связям одновременно. 5. Дегидратация протекает при нагревании сДегидратация водоотнимающими реагентами (ПравилоПравило ЗайцеваЗайцева). а) Внутримолекулярная дегидратация приводит к образованию алкенов (t°>140°C,H 2 SO 4 ) CH 3 –CH 2 –OH CH 2 =CH 2 + H 2 O б) Межмолекулярная дегидратация даёт простые эфиры (t°

Запомните! Дегидратация – реакция отщепления воды от молекул органических соединений.

Внимание! Правило Зайцева При отщеплении воды от молекул вторичных и третичных спиртов атом водорода отрывается от соседнего наименее гидрогенизированного атома углерода; образующийся алкен содержит наибольшее число заместителей при двойной связи.

6. Реакции окисления. При действии окислителей: а) первичные спирты превращаются в альдегиды R – CH – R 1 + CuO H 2 O + R – C – R 1 | t || OH O Эту реакцию можно использовать как качественную на метанол и этанол, так как их альдегиды имеют характерные запахи: tº CH 3 OH + CuO HCH=O + Cu + H 2 O (запах формалина) C 2 H 5 OH + CuO CH 3 CH=O + Cu + H 2 O (запах зеленого яблока)

б) вторичные спирты окисляются до кетонов K2Cr2O7,H2SO4 CH 3 – CH – CH 2 – CH 3 CH 3 – C – СH 2 – CH 3 +H 2 O | || OH O в) третичные спирты устойчивы к действию окислителей.

7. Горят спирты некоптящим, почти бесцветным пламенем: С 2 H 5 ОH + 3O 2 2СO 2 + 3H 2 O 2С 3 H 7 ОH + 9O 2 6СO 2 + 8H 2 O

Получение В промышленности. 1. Метанол синтезируют из синтез-газа на катализаторе (ZnO, Сu) при 250°C и давлении 5-10 МПа: СО + 2Н 2 СН 3 ОН Ранее метанол получали сухой перегонкой древесины без доступа воздуха.

2. Этанол получают: a) гидратацией этилена (Н 3 РО 4 ; 280°C; 8 МПа) СН 2 =СН 2 + Н 2 О СН 3 –СН 2 –ОН б) брожением крахмала (или целлюлозы): ферменты (C 6 H 10 O 5 ) n С 6 Н 12 О 6 2С 2 Н 5 ОН + 2СО 2 крахмал глюкоза (источник крахмала – зерно, картофель)

В лаборатории. 1. Гидратация алкенов (согласно правилу Марковникова): H+правилу Марковникова СH 3 –СH=CH 2 + H 2 O СH 3 – CH(OH) – СH 3 2. Гидролиз галогенопроизводных углеводородов: СH 3 –СH 2 –Br + H 2 O СH 3 –CH 2 –OH + HBr Чтобы сдвинуть равновесие вправо, добавляют щёлочь, которая связывает образующийся HBr.

Правило Марковникова водород присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи, то есть к атому углерода с наибольшим числом водородных атомов.

3.Восстановление карбонильных соединений: Альдегиды образуют первичные спирты, а кетоны – вторичные. Ni,t CH 3 -CH=O + H 2 CH 3 -CH 2 OH Ni,t CH 3 - CO – CH 3 + H 2 CH 3 – CH(OH) – CH 3

Источники информации 1.Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. Органическая химия. Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений.- М.: Просвещение Оганесян Э.Т. Руководство по химии поступающим в вузы. Справочное пособие. – М.: Высшая школа, Иванова Р.Г., Осокина Г.Н. Изучение химии в 9-10 классах. Книга для учителя. – М.: Просвещение, 1983.

Источники информации 4. Денисов В.Г. Химия. 10 класс. Поурочные планы. – Волгоград: Учитель, Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. Учебник для вузов./ Под ред. Петрова А.А. – М.: Высшая школа, Хомченко Г.П. Пособие по химии для поступающих в вузы. – М.: ООО «Издательство Новая Волна», 2002.

Источники информации 7. Курмашева К.К. Химия в таблицах и схемах. Серия «Школа в клеточку». – М.: «Лист», Потапов В.М., Чертков И.Н. Строение и свойства органических веществ. Пособие для учащихся 10 кл. – М.: Просвещение, Аргишева А.И., Задумина Э.А. Химия: Подготовка к государственному централизованному тестированию. – Саратов: Лицей, 2002.

Источники информации 10. Штремплер Г.И. Тесты, вопросы и ответы по химии: Книга для учащихя 8-11 классов общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, Малыхин З.В. Тестовые задания для проверки знаний учащихся по органической химии. – М.: ТЦ «Сфера», Городничева И.Н. Контрольные и проверочные работы по химии класс. – М.: Аквариум, Гаврусейко Н.П. Проверочные работы по органической химии: Дидактический материал: Пособие для учителя. – М.: Просвещение, 1991.