СПИРТЫ (Ч. I) Кислородсодержащие органические соединения. - презентация

1 СПИРТЫ (Ч. I) Кислородсодержащие органические соединения

2 Классификация кислородсодержащих органических соединений

3 Классификация спиртов Спирты классифицируют по различным структурным признакам структурным признакам 1. По числу гидроксильных групп спирты подразделяются на одноатомные (одна группа -ОН),CH 3 CH 2 OH этиловый спирт (этанол) многоатомные (две и более групп -ОН). Современное название многоатомных спиртов – полиолы (диолы, триолы двухатомный спирт – этиленгликоль (этандиол) HO–СH 2 –CH 2 –OH HO–СH 2 –СН(ОН)–CH 2 –OH трехатомный спирт – глицерин (пропантриол-1,2,3) Двухатомные спирты R–CH(OH) 2 неустойчивы и, отщепляя воду, превращаются в альдегиды R–CH=O. Спирты R–C(OH) 3 не существуют.

4 ( В зависимости от того, с каким атомом углерода (первичным, вторичным или третичным) связана гидроксигруппа, различают спирты: Классификация спиртов первичные R–CH 2 –OH, вторичные R 2 CH–OH, третичные R 3 C–OH В многоатомных спиртах различают первично-, вторично- и третичноспиртовые группы. Молекула глицерина содержит две первичноспиртовые (HO–СH 2 –) и одну вторичноспиртовую (–СН(ОН)–) группы. Пропан-2-ол 2-метилпропан-2-ол

5 Классификация спиртов По строению радикалов, связанных с атомом кислорода, спирты подразделяются на: предельные, или алканолы R-CH 2 –OH непредельные, или алкенолы R-CH=CH–CH 2 –OH алкинолы R--CH 2 -OH ароматические C 6 H 5 CH 2 –OH Непредельные спирты с ОН-группой при атоме углерода, соединенном с другим атомом двойной связью, очень неустойчивы и сразу же изомеризуются в альдегиды или кетоны: CH 2 =CH–OH CH 3 –CH=O виниловый уксусный спирт альдегид

6 Номенклатура спиртов 1.Систематические названия даются по названию углеводорода с добавлением суффикса - ол и цифры, указывающей положение гидроксигруппы (если это необходимо). Нумерация ведется от ближайшего к ОН-группе конца цепи. 2. Радикально-функциональная номенклатура практически не используется СH 3 -OH метиловый спирт C 2 H 5 -OH этиловый спирт CH 3 CH(OH)CH 3 пронан-1-ол пропан-2-ол 3. Заместители, образующиеся из спиртов, имеют окончания …илокси гептилоксибензол 4. Соли спиртов (алкоголяты) оканчиваются на …олят, либо называют …оксидами или …оксиданидами изопропиловый спирт

7 Изомерия спиртов Для спиртов характерна структурная изомерия: 1. Изомерия положения ОН-группы (начиная с С3): 2. Изомерия углеродного скелета (начиная с С4) Формуле C 4 H 9 OH соответствует 4 структурных изомера

8 Изомерия спиртов 4. Межклассовая изомерия с простыми эфирами (этиловый спирт СН 3 CH 2 –OH и диметиловый эфир CH 3 –O–CH 3 ) 5. Возможна также пространственная изомерия (оптическая) Формуле C 4 H 9 OH соответствует 5 изомерных спиртов (4 структурных изомера и один из них - бутанол-2 - в виде двух оптических изомеров) бутанол-2 В молекуле бутанола-2 есть ассиметрический атом углерода (хиральный центр), следовательно возможно существование 2-х оптических изомеров

9 Физические свойства спиртов Соединение Ткип., 0 С Растворимость в воде, мл/100мл CH 3 CH CH 2 =CH CH 3 CH 2 Cl г/100г CH 3 OCH CH 3 OH 65 неограниченна СH 3 CH 2 OН 78 неограниченна Причина «аномальных» физических свойств спиртов – возможность свойств спиртов – возможность образования межмолекулярных водородных связей

10 Получение спиртов 1. Гидратация алкенов Этанол, изопропанол, втор-бутанол, трет-бутанол 300$ за тонну 600$ за тонну 2. Ферментативный гидролиз углеводов

11 3. Синтез метанола Получение спиртов 4. Оксо-синтез (гидроформилирование)

12 Синтез спиртов Мы уже знаем! 1. Из алифатических галогенидов 2. Из алкенов Гидратация алкенов Гидролиз алкилгалогенидов Гидроборирование-окисление алкенов 3. Из ацетиленов

13 Синтез спиртов 4. Из карбонильных соединений (восстановление) Каталитическое гидрирование Алюмогидрид лития – сильный восстановитель, мгновенно реагирует с водой или спиртом, поэтому его используют в растворах ТГФ или эфире. NaBH 4 борогидрид натрия Восстановление по Меервейну-Понндорфу не восстанавливаются группы С=С, СС, NO 2

14 При использовании р.Гриньяра в синтезе спиртов происходит наращивание углеводородной цепи Синтез спиртов 4. Из карбонильных соединений (при взаимодействии с металлорганическими соединениями) Взаимодействие с реагентами Гриньяра первичный спирт вторичный спирт третичный спирт

15 окись этилена Первичные спирты можно синтезировать, используя окись пропилена

16 4. Из карбонильных соединений (при взаимодействии с металлорганическими соединениями)

17 5. Гидролиз сложных эфиров Синтез спиртов Гидролиз, катализируемый кислотами Минеральные кислоты ускоряют как прямую, так и обратную реакции. Нуклеофилом является Н 2 О, Уходящей группой-спирт Гидролиз, катализируемый щелочами (омыление сложных эфиров) Реакция практически необратима, т.к. карбоксилат-анион, стабилизированнный резонансом, мало склонен к реакции со спиртом.