Программа для поступающих в вузы (ответы) (стр. 19 из 24)
2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2.
Основные свойства спиртов проявляются в их взаимодействии с сильными кислотами. При этом спирты подобно воде дают соль оксония:
CH3–OH + HBr → [CH3–OH2]+Br– .
1. R–O–Na + R’I → R–O–R’ + NaI
2. ROH + HBr ↔ RBr + H2O
3. CH3CH2OH + HOSO3H ↔ CH3CH2–OSO3H + H2O
4. 2CH3OH + SO3 → (CH3)2SO2+ H2O
5. CH3COOH + HOC2H5 ↔ CH3COOC2H5 + H2O
6. CH2=CH2¬ H3CH2OH ® (CH3CH2)2O
7. Окисление первичных → альдегид, кислота.
8. Окисление вторичных → кетон.
Главное промышленное применение метилового спирта – получение формальдегида. Он используется также для синтеза метилирующих средств (хлористого метила, диметилсульфата), получения уксусной кислоты. Также используется как растворитель. Этиловый спирт является сырьем для получения синтетического каучука. Также он используется как растворитель для экстракции и кристаллизации, для изготовления лаков и красок, для консервирования анатомических препаратов, как дезинфицирующее средство, для изготовления лекарственных веществ, в парфюмерной промышленности для изготовления одеколона и духов. Большие количества спирта расходуются для синтеза эфира, сложных эфиров органических кислот, хлороформа, йодоформа и др. Пропиловые, бутиловые и амиловые спирты используются в качестве растворителей. Высшие жирные спирты применяются в качестве ПАВ: антииспарителей (защита водоемов), пенообразователей и др. Диэфиры на основе высших жирных спиртов – хорошие смазочные масла для авиационных двигателей. В большом количестве высшие жирные спирты используются для получения синтетических моющих средств. На основе высших жирных спиртов получают четвертичные аммониевые соли, микродобавки которых в воду обеззараживают ее. Циклогексанол используется в промышленности для получения синтетических волокон капрон и найлон.
Наиболее важное значение из многоатомных спиртов имеют этиленгликоль (двухатомный) и глицерин (трехатомный). Этиленгликоль – бесцветная жидкость, которая смешивается с водой в любых соотношениях. Гликоли как и одноатомные спирты не изменяют окраски индикатора, но обладают несколько более кислотным характером по сравнению с одноатомными спиртами. Соли образуются при действии не только щелочных металлов, но и гидроксидов тяжелых металлов. Причиной легкого образования гликолятов тяжелых металлов является не только повышенная кислотность этиленгликоля, но и повышенная устойчивость этих гликолятов, имеющих характер внутрикомплексных соединений:
H
|
СН2 – O O – CH2
CH2 – OH | \ / |
2 | + Cu(OH)2 = | Cu | +2H2O
CH2 – OH | / \ |
CH2 – O O – CH2
|
H
Гидроксильные группы в этиленгликоле могут замещаться на галоген. При действии хлористого или бромистого водорода замещается одна гидроксогруппа и получается галогенгидрин. Вторая гидроксогруппа замещается труднее – под действием PCl5 или SOCl2. Этиленгликоль образует простые и сложные эфиры. Водный 50%-ный раствор этиленгликоля используется в качестве незамерзающей жидкости (антифриз) для охлаждения автомобильных двигателей.
Глицерин – вязкая гигроскопическая жидкость сладкого вкуса, смешивающаяся с водой в любых соотношениях. Глицерин входит в состав жиров и других веществ, образующих животные ткани. По своим свойствам глицерин подобен этиленгликолю: легко дает с гидроксидами тяжелых металлов глицераты; гидроксильные группы обмениваются на галоген, дает простые и сложные эфиры. Эфир глицерина и азотной кислоты – тринитрат глицерина по ошибке называют “нитроглицерином”. При обычных условиях это жидкость, чувствительная к удару, является сильно взрывчатым веществом. Разложение нитроглицерина – сильно экзотермическая реакция, при этом выделяется большое количество газов:
4CH2(ONO2)CH(ONO2)CH2(ONO2) = 12CO2 + 6N2 + 10H2O + O2
Для повышения стабильности нитроглицерина и обеспечения безопасности в обращении нитроглицерином пропитывают пористую массу и готовят так называемые динамиты. Они используются в военном и горном деле.
Благодаря гигроскопичности глицерин используется в качестве увлажняющего средства при изготовлении фармацевтических препаратов и косметических средств, а также в кожевенной и текстильной промышленности. В пищевой промышленности его применяют для подслащивания ликеров и др.
Из непредельных спиртов наибольшее промышленное значение имеет аллиловый спирт СН2=СН–СН3 . Получают в промышленности из пропилена высокотемпературным хлорированием и последующим гидролизом. Аллиловый спирт является промежуточным продуктом для синтеза глицерина.
Фенолы - гидроксилсодержащие ароматические соединения, в молекулах которых гидроксил связан непосредственно с углеродным атомом бензольного ядра. Общая формула: Ar–OH. Гидроксогруппа и бензольное ядро оказывают большое влияние друг на друга: неподеленная пара кислорода вступает в сопряжение с π-электронами ядра (1). В результате электронная плотность переходит частично на связь С–О, увеличивая при этом электронную плотность в о- и п-положениях в ядре. Электронная пара связи О–Н сильнее притягивается к атому кислорода, способствуя тем самым созданию положительного заряда на атоме Н гдроксогруппы и отщеплению его в виде протона (2). В результате этого фенолы проявляет более сильный кислотный характер по сравнению со спиртами:
1.
2.
Фенолы – высококипящие жидкости или кристаллические вещества, обладающие сильным характерным запахом. Плотность около 1.
Фенол > Вода > Cпирт
1. C6H5ОН + NaOH → C6H5ОNa + H2O
2. 2C6H5ОН + 2Na → 2C6H5ОNa + H2
3. C6H5ОNa + CO2 + H2O → C6H5ОН + NaHCO3
4. Ar–OH + RX → Ar–O–X + NaX
5. C6H5ОН + Cl–CO–CH3 → C6H5–О–CO–CH3 + HCl
6. C6H5ОН + Zn → C6H6 + ZnO
1. C6H5ОН + 3Br2 → C6H2Br3OH + 3HBr
2. C6H5ОН + Cl2 → о-C6H4ClОН + п-C6H4ClОН
3. C6H5ОН +3HNO3 (к) → C6H2(NO2)3ОН + 3H2O
4. C6H5ОН + HNO3(p) → о-C6H4NO2ОН + п-C6H4NO2ОН
5. C6H5ОН + CH2C(CH3)CH3 → (CH3)3C–C6H4ỢOH
Фенол применяется для производства красителей пикриновой кислоты и особенно для получения пластмасс – фенолоформальдегидных смол. Растворы фенола используются для дезинфекции.
Соединения, в молекулах которых карбонильная группа связана с одним органическим радикалом и с атомом водорода называются альдегидами. Соединения, в которых карбонильная группа связана с двумя органическими радикалами, называются кетонами. В функциональной группе альдегидов и кетонов связь между углеродом и кислородом двойная. Углеродный атом карбонильной группы находится в состоянии sp2-гибридизации и его конфигурация является плоской. В отличие от двойной С=С связи, вследствие большей ЭО кислорода по сравнению с углеродом, связь поляризована за счет смещения электронной плотности π-связи к кислороду:
>Сδ+ = Оδ–
Полярность сказывается на физических и химических свойствах. Многие альдегиды и кетоны хорошо растворимы в воде. Низшие альдегиды обладают резким запахом, многие высшие альдегиды и кетоны обладают приятным запахом и используются в парфюмерии.
Реакции присоединения:
1. R–CHO + 2H → R–CH2–OH R’R”C=O + 2H → R’R”CH–OH
2. –Cδ+– + :CN → –C–CN + H+ → –C–CN
||| |
Oδ– O– OH
3. H2CО+ H2O → H2C–(OH)2
OH HCl OR’
4. R–CHO + R’OH → R–C< + R’OH —→ R–C< + H2O
| OR’ | OR’
H H
5. R–COH + Ag2O → R–COOH + 2Ag
Реакции замещения кислорода карбонильной группы.
Формальдегид: в промышленности формальдегид получают из метилового спирта. Пары спирта вместе с воздухом пропускают над раскаленной медью:
2СН3ОН + 2О2 → 2СН2О + 2H2O К-р: Cu
Другим важным способом является неполное окисление метана:
СН4 + О2 →СН2О + H2O к-р: t=400°
Используется для различных синтезов. Обладает токсичностью для микроорганизмов и применяется как дезинфицирующее средство. Используется в кожевенной промышленности, для хранения медицинских препаратов и т. д.
Ацетальдегид: в промышленности получают из ацетилена по реакции Кучерова и окислением этанола. Современным способом получения является каталитическое окисление этилена: