Кислородсодержащая органика - презентация

1 Кислородсодержащая органика

2 Спирты. Строение и свойства 1) Н-связь Т кип, Т пл, растворимость 2) Полярность О-Н кислотные свойства 3) Неподеленная пара на О основные и нуклеофильные свойства 4) Полярность С-О + на С S N Правило Эрленмейера: R 2 C(OH) 2 R 2 C=O RC(OH) 3 RCOOH Правило Эльтекова: R 2 C=CR(OH) R 2 CH-CR=O

3 Кислотные свойства спиртов Cl-CH 2 -CH 2 OH > CH 3 OH > CH 3 -CH 2 OH > > (CH 3 ) 2 -CHOH > (CH 3 ) 3 -COH 2ROH + 2Na 2RONa + H 2 ROH + NaOH RONa + H 2 O RONa + H 2 O ROH + NaOH Этерификация (в прис. Н + ) СН 3 ОН + RCOOH RCOOCH 3 + H 2 O СН 2 ОН-СНОН-СН 2 ОН + 3HNO 3 CH 2 ONO 2 -CHONO 2 -CH 2 ONO 2 + 3H 2 O Образование галогенпроизводных ROH + HHal RHal + H 2 O S N у спиртов

4 Окисление спиртов + СuO альдегид (из первичного спирта), кетон (из вторичного) CH 3 -CHOH-CH 3 + CuO CH 3 -CO-CH 3 + Cu + H 2 O + KMnO 4 или K 2 Cr 2 O 7 кислота или соль (из первичного), кетон (из вторичного) С 2 Н 5 ОН + KMnO 4 + H 2 SO 4 CH 3 COOH + MnSO 4 (+ K 2 SO 4 + H 2 O) С 2 Н 5 ОН + KMnO 4 CH 3 COOK + MnO 2 (+ KOH + H 2 O) CH 3 -CHOH-CH 3 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 CH 3 -CO-CH 3 + Cr 2 (SO 4 ) 3 (+ K 2 SO 4 + H 2 O) [O] Oкислители – CuO, KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7

5 Дегидратация спиртов C 2 H 5 OH + (HO) 2 SO 2 (C 2 H 5 O) 2 SO 2 toto toto CH 2 =CH 2 C 2 H 5 -O-C 2 H 5 + H 2 SO 4 H 2 O (изб.спирта) Многоатомные спирты

6 Особенности фенола: влияние Ph на ОН Почему бензол жидкий, гексанол жидкий, а фенол твердый? ОН.. ОН Ph + Почему гексанол не реагирует с NaOH, а фенол – реагирует?PhOH + NaOH PhONa + H 2 O Комплексное соединение фенола (качественная реакция):

7 Особенности фенола: влияние ОН на Ph бромная вода Облегчение S E белый осадок Легкое окисление seilnacht.com

8 Спирты и простые эфиры russkii-izumrud.ru diary.ru in-drive.ru

9 Карбонильные соединения. Строение и свойства 1. Полярность хорошая растворимость в воде Водородные связи - ? 2. На углероде + нуклеофильные реакции 3. Наличие двойной связи присоединение 4. Повышенная электронная плотность двойной связи легкое окисление

10 Циангидринный синтез R-CHO + HCN R-CH(CN)-OH (гидролиз) R-CH(COOH)-OH (оксикарбоновые кислоты) Образование ацеталей и полуацеталей R-CHO + 2ROH R-CH(OH)-OR (полуацеталь) (в изб. ROH) R-CH(OR) 2 (ацеталь – только в Н+!) Ацетальная защита – для сохранения карбонильной группы при гидрировании двойных связей, окислении и т.п. Присоединение гидросульфита R-CHO + NaHSO 3 R-CH(OH)-SO 3 Na Продукт легко гидролизуется, используется для выделения альдегида из смеси Нуклеофильное присоединение A N

11 Активность в A N : X-CO-Y + H 2 O X-C(OH) 2 -Y X = Y = Hвыход гидрата:99,99% Х = СН 3, Y = H58% X = Y = CH 3 мало-мало X = CCl 3, Y = H~100% Нуклеофильное замещение S N Замена =О на Hal 2 : СН 3 СНО + PCl 5 = CH 3 CHCl 2 + POCl 3

12 Окисление Реакция серебряного зеркала для альдегидов R-CHO + 2[Ag(NH 3 ) 2 ]OH R-COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 O (R-CHO + Ag 2 O R-COOH + 2Ag ) НСНО HCOOH NH 4 HCO 3 (CO 2 ) Реакция альдегидов с гидроксидом меди R-CHO + 2Cu(OH) 2 + NaOH RCOONa + 2CuOH + H 2 O Cu 2 O H 2 O (R-CHO + 2Cu(OH) 2 RCOOH + Cu 2 O + 2H 2 O ) Окисление кетонов (жесткие условия) СH 3 -CO-C 2 H 5 + KMnO 4 + H 2 SO 4 CO 2 + C 2 H 5 COOH 2CH 3 COOH желтый красный

13 Восстановление Водород на катализаторе (Ni) спирт R 2 C=O + H 2 R 2 CH-OH [H] Замещение в -положение Галогенирование в присутствии Р кр. СH 3 -CH 2 -CO-CH 3 + Br 2 CH 3 -CHBr-CO-CH 3 + HBr CH 3 -CH 2 -CO-CH 2 Br + HBr

14 Свойства простых углеводов Реакции альдегидов (фруктоза и сахароза не дают!) Реакции многоатомных спиртов Специфическое окисление СН 2 ОН-СНОН-СНОН-СНОН-СНОН-СНО + HNO 3 HOOC-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-COOH сахарная кислота Восстановление RCHO + H 2 RCH 2 OH (кат.) Брожение С 6 Н 12 О 6 2С 2 Н 5 ОН + 2СО 2 2СН 3 -СНОН-СООН молочная кислота С 3 Н 7 СООН + 2СО 2 + Н 2 масляная кислота

15 Полисахариды Крахмал - амилоза – линейный полимер - амилопектин – трехмерный полимер Качественная реакция – синее окрашивание с иодом Целлюлоза – линейный полимер Используются эфиры целлюлозы: [C 6 H 7 O 2 (ONO 2 ) 3 ] n тринитроцеллюлоза [C 6 H 7 O 2 (OCOCH 3 ) 3 ] n триацетилцеллюлоза Главное свойство полисахаридов – гидролиз в прис. Н +

16 Альдегиды и кетоны

17 Карбоновые кислоты. Строение и свойства 1. Кислотные свойства (значительный + на Н) 2. А N не характерно ( + на С гасится группой ОН) 3. S N (образование функциональных производных) 4. Реакции в R

18 Кислотные свойства HCOOH > CH 3 COOH > (CH 3 ) 2 CH-COOH > (CH 3 ) 3 C-COOH 1, , , Как зависят от радикала? Влияние заместителей на СООН: СН 3 СООН < CH 2 Cl-COOH < CHCl 2 COOH < CCl 3 COOH 1, , , , ПропионоваяСН 3 -СН 2 -СООНК = 1, МолочнаяСН 3 -СНОН-СООНК = 1, Есть ли карбоновые кислоты сильнее муравьиной? ЩавелеваяНООС-СООНК 1 = 5,

19 Проявление кислотных свойств + активные металлы 2RCOOH + Mg (RCOO) 2 Mg + H 2 + основные оксиды 2RCOOH + MgO (RCOO) 2 Mg + H 2 O + основания 2RCOOH + Mg(OH) 2 (RCOO) 2 Mg + 2H 2 O + соли более слабых кислот 2RCOOH + Na 2 CO 3 2RCOONa + CO 2 + H 2 O 2RCOOH + K 2 SiO 3 2RCOOK + SiO 2 + H 2 O Но: RCOONa + HCl RCOOH + NaCl prodrazvoz.ru

20 Декарбоксилирование RCOONa тв + NaOH тв RH + Na 2 CO 3 (t o ) (СН 3 СОО) 2 Са СН 3 -СО-СН 3 + СаСО 3 (t o ) Ph-COOH PhH + CO 2 (t o ) 2RCOONa + 2Н 2 О R-R + 2CO 2 + 2NaOH + H 2 (электролиз, реакция Кольбе)

21 Образование функциональных производных (S N ) Галогенангидриды (алканоилгалогениды) RCOOH + PCl 5 = RCOCl + POCl 3 + HCl Сложные эфиры (алкилалканоаты) RCOOH + ROH RCOOR + H 2 O (в прис. Н + ) RCOCl + RONa = RCOOR + NaCl Амиды (алканамиды) RCOCl + 2NH 3 = RCONH 2 + NH 4 Cl RCOONH 4 RCONH 2 + H 2 O (t o ) RCN + H 2 O (в прис. Р 2 О 5, t o ) Ангидриды (алкановые ангидриды) 2RCOOH = (RCO) 2 O + Н 2 О (в прис. Р 2 О 5 )

22 Сложные эфиры Гидролиз RCOOR + H 2 O RCOOH + ROH (в прис. Н + ) RCOOR + NaOH RCOONa + ROH Омыление жиров: СН 2 OCOR-CHOCOR-CH 2 OCOR + 3NaOH CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH + 3RCOONa Аммонолиз RCOOR + NH 3 RCONH 2 + ROH Переэтерификация RCOOR 1 + R 2 OH RCOOR 2 +R 1 OH Гидрогенизация жиров (гидрирование) Реакционная способность RCOHal > (RCO) 2 O > RCOOR > RCOOH > RCONH 2 agrocosm.com.ua

23 Карбоновые кислоты и сложные эфиры lenta.ru uainfo.com sovet.bigmir.net