Спирты и фенолы

2
Спирты и фенолы
Спирты (алкоголи) и фенолы являются производными углеводородов,
содержащими одну или несколько гидроксильных групп (-O-H). В спиртах
OH-группа связана непосредственно с насыщенным атомом углерода, в фенолах OH-группа связана непосредственно с атомом углерода бензольного кольца.
Cтроение функциональной группы
Атом кислорода гидроксильной группы спиртов имеет такое же гибридное состояние, как в воде (sp3-гибридное состояние, в гибридизации кроме
двух связывающих р-электронов участвуют еще две неподеленные электронные
пары). С-О связь менее прочная (313 кДж), чем О-Н (460 кДж). Однако, несмотря на прочность связи О-Н, вследствие высокой подвижности протона,
именно эта связь является более реакционноспособной.
: OH
CH3
CH2 O
H
Сложнее состояние химических связей С-О-Н в фенолах. В них атом
кислорода оттягивает электронную плотность с бензольного кольца (-I-эффект),
но и вступает в рπ-сопряжение с молекулярными орбиталями бензольного
кольца (+М- эффект). Причем, мезомерный эффект больше индуктивного. Благодаря этому связь С-О становится менее реакционноспособной, а О-Н более
реакционноспособной, чем таковые в спиртах.
Классификация, изомерия, номенклатура спиртов и фенолов.
А. Алифатические, алициклические и ароматические спирты.
Система связзей
sp3
sp3
С
С
ОН
СН3–ОН – метиловый спирт, метанол.
СН3СН2–ОН – этиловый спирт, этанол.
CH3
CH3CH2CH2-CH2-OH
н-бутиловый,
бутанол-1
CH3CH2-CH-OH
CH3
втор.-бутиловый,
бутанол-2
CH3-CH-OH
CH3
трет.-бутиловый,
2-метилпропанол-2
3
СН2СН2-ОН
CH3
OH
-фениловый,
OH
циклогексанол
1-метилциклопентанол-1
2-фенилэтанол
Б. Спирты типа аллилового и бензилового
sp2
Система связзей = С
sp3
ОН
С
CH2=CH-CH2-OH
СН2-ОН
аллиловый спирт,
пропен-2-ол-1
бензиловый спирт,
*
СН-ОН
CH3
*
CH3СН=СН-CH-OH
CH3
пентен-3-ол-2
-фенилэтиловый спирт
В. Енолы и фенолы.
sp2
Система связзей
sp2
С ..... С ..... ОН
енолы
неустойчивы, известны
только в виде эфиров
фенолы
CH3
ОН
CH2=CH- OH
виниловый спирт,
этенол
ОН
2-метилфенол,
о-крезол
фенол
Многоатомные спирты и фенолы
Многоатомные спирты содержат две или более ОН-групп, которые могут
находиться только у разных атомов углерода. Гем-диолы, и гем-триолы неустойчивы, они отщепляют воду:
O H
R C OH
R
C
O
H
+ H2O
4
CH2-CH2
OH OH
этиленгликоль,
этандиол-1,2
*
CH3CH2-CH-CH2
-бутиленгликоль,
OH OH
*
CH3-CH-CH2-CH2
OH
OH
CH2-CH2-CH2-CH2
OH
OH
CH3-CH-CH-CH3
OH OH
CH2-CH-CH2
OH OH OH
первично-вторичный
гликоль (I - II)
бутандиол-1,2
-бутиленгликоль,
бутандиол-1,3
I - II
-бутиленгликоль,
I-I
бутандиол-1,4
-бутиленгликоль,
двувторичный
II - II
бутандиол-2,3
глицерин,
пропантриол-1,2,3
Полифенолы
Двухатомные
Трехатомные
OH
OH
OH
OH
OH
OH
1,2-диоксибензол,
пирокатехин
1,4-диоксибензол,
гидрохинон
1,3-диоксибензол,
резорцин
OH
OH
OH
OH
1,2,3-триоксибензол,
пирогаллол
HO
OH
1,3,5-триоксибензол,
флороглюцин
Изомерия гидроксипроизводных определяется строением углеродного
скелета и положением ОН-групп в молекуле. Для многоатомных гидроксипроизводных большое значение имеет взаимное расположение ОН-групп.
5
Физические свойства спиртов и фенолов
Спирты до С10 при комнатной температуре – жидкости (плотности менее
1г/мл), С11 и выше - твердые вещества. Спирты С1-С3 смешиваются с водой в
любых соотношениях и имеют характерный запах. С увеличением молекулярной массы растворимость жидких спиртов уменьшается, а их запах становится
неприятным. Твердые спирты – вещества без запаха, не растворяются в воде.
Спирты нормального строения кипят при более высокой температуре,
чем спирты с разветвленной цепью. При переходе первичный → вторичный
→третичный спирт температура кипения уменьшается.
Температуры кипения спиртов значительно выше температур кипения
соответствующих углеводородов и даже галогенопроизводных. Так, этан кипит
при –68 ˚С, хлорэтан – при 12 ˚С, а этанол – при 78 ˚С. Это различие объясняется высокой полярностью ОН группы, которая приводит образованию водородных связей и ассоциации молекул спирта.
R
O
O
R
O
H
H
O
R
H
H
O
R
H
R
Низшие гликоли и глицерин - сиропообразные бесцветние жидкости без
запаха, очень хорошо растворимы в воде, обладают сладким вкусом. Плотность
простейших гликолей и глицерина больше 1г/мл. Высшие гликоли – бесцветные кристаллические вещества. Высшие полиолы (пентиты, гекситы) - также
бесцветные кристаллические вещества, они обладают сладким вкусом.
Спирты обладают сильным физиологическим действием. Метанол – яд.
Низшие одноатомные спирты обладают наркотическим действием.
Фенолы – бесцветные низкоплавкие кристаллические вещества с характерным запахом карболки, в воде растворяются значительно хуже, чем спирты.
С ростом числа гидроксильных групп растворимость в воде повышается. Фенолы неустойчивы при хранении, легко окисляются.
Фенолы ядовиты, сброс фенолов в природные водоемы наносит непоправимый ущерб живой природе.
Способы получения гидроксипроизводных
Спирты
1. Гидролиз моногалогенопроизводных водными растворами щелочей.
Гидролиз моногалогенопроизводных – обратимый процесс.
RHal + H-OH
ROH + HHal
6
Hal = CI, Br, I
Щелочи ускоряют этот процесс и, связывая образующуюся кислоту, делают реRHal + NaOH
ROH + NaHal
акцию необратимой.
2. Действие воды на этиленовые углеводороды.
Реакция протекает при нагревании алкенов с водой обязательно в присутствии
катализаторов: серной кислоты, хлорида цинка и др. При гидратации этилена
образуется этанол –первичный спирт.
CH2=CH2 + HOH
H2 SO4
CH3CH2-OH
Присоединением воды к алкенам можно получать и другие спирты. Реакция
протекает по правилу Марковникова. Так присоединением воды к пропилену
получают пропанол-2 (вторичный спирт):
CH3-CH2=CH2 + HOH
H2 SO4
CH3-CH-CH3
OH
3. Восстановление альдегидов и кетонов в присутствии Ni, Cu, Pt, Pd.
Восстановлением альдегидов получают первичные спирты, а кетонов – вторичные.
CH3
Ni
C
O
+ H2
CH3CH2OH
ýòàí î ë
(ï åðâè÷í û é
ñï èðò)
H
ýòàí àëü
(àëüäåãèä)
CH3
Ni
C
O + H2
CH3
ï ðî ï àí î í
(êåòî í )
CH3-CH-CH3
OH
ï ðî ï àí î ë-2
(âòî ðè÷í û é ñï èðò)
7
4.Синтез спиртов с использованием реактивов Гриньяра.
Имеет большое значение в лабораторной практике для получения спиртов с более сложным строением скелета, чем у исходных альдегидов и кетонов.
O-MgI
CH3
C
O + H3 C
CH3
Mg-I
C
C 2H5
C 2H5
CH3
HOH
NH4CI
OH
CH3
C 2H5 + Mg(OH)I
C
CH3
Благодаря поляризации в карбонильной группе у атома углерода возникает
дробный положительный заряд, а у атома кислорода - дробный отрицательный
заряд. В магнийгалогеналкиле R-MgI остаток R ведет себя как нуклеофильная
частица. Она легко присоединяется к атому углерода карбонильной группы.
Образующийся магниййодалкоголят подвергается гидролизу, образуя спирт.
Варьируя заместители у атома углерода карбонильной группы можно
получать спирты с различным скелетом. Так, из формальдегида получают первичные спирты, из других альдегидов – вторичные, а из кетонов – третичные.
4. Сбраживание растительного сырья, содержащего крахмал.
Общее уравнение превращения сахаров в этанол:
свет
C6H12O6
2C2H5OH + 2CO2
5. Нагревание под давлением СO и Н2 в присутствии катализаторов.
Fe
nCO
CO + 2nH2
CnH2n+1OH + (n-1)H2O
Гликоли. Полиолы
1. Синтез гликолей гидролизом вицинальных дигалогенопроизводных
или хлоргидринов:
CH3
CH
CH2 + 2 KOH
Br
Br
CH3
CH
CH2 + 2 KBr
OH
OH
8
CH3
CH
CH2 + KOH
OH
CI
CH3
CH
CH2 + KCI
OH
OH
Другие двухатомные спирты получают аналогично из дигалогенопроизводных.
2. Окисление алкенов в мягких условиях (по Вагнеру)
CH3
CH
CH2
KMnO4
Na2 CO3
CH3
CH
CH2 + 2 KBr + 2 H2O
OH
OH
3. Гидратация окиси этилена
H2C CH2 + HOH
O
CH2
CH2
OH
OH
ýòèëåí ãëèêî ëü
4. Синтез глицерина щелочным гидролизом жиров.
Гидролиз жиров в щелочной среде можно изобразить следующей общей схемой:
O
CH2 O C R
CH2OH
RCOONa
O
NaOH
HC OH + R1COONa
HC O C R 1
HOH
O R
R2COONa
CH2OH
H2C O C R 2
R, R1, R2 – остатки высших карбоновых кислот
Фенолы
1. Из каменноугольного дегтя (фракция 160 – 230 ºС содержит фенол и
крезолы).
2. Сплавление солей сульфокислот со щелочами (t = 320 - 350ºС)
С6H5SO3Na + 2 NaOH → C6H5ONa +Na2SO4 + H2O
Метод позволяет получать фенолы с выходами до 70%.
3. Гидролиз арилгалогенидов
9
Атомы галогена, связанные с бензольным кольцом являются малоподвижными
в силу pπ-сопряжения, поэтому процесс ведут в присутствии солей меди в автоклаве при 250 ºС.
Cl
OH
NaOH
+ NaCI
Cu, t
4. Кумольный метод (Окисление изопропилбензола с последующим
кислотным разложением гидроперекиси кумола)
OH
H3C
CH(CH3)2
O
O2
CH3
OH
H2 SO4
+
катализатор
(CH3)2CO
Преимущество данного способа получения заключается в том, что он дает возможность получать не только фенол, но и другой ценный продукт – ацетон.
5. Гомологи бензола (наряду с описанными выше общими методами 2, 3)
часто получают алкилированием фенола спиртами в присутствии ZnCI2
OH
OH
C2H5OH
+ HOH
ZnCI2
C2H5
Химические свойства спиртов и фенолов
Основным структурным элементом, определяющим реакционную способность , является OH-группа, но ее свойства в свою очередь зависят от характера связи С–ОН. Несмотря на определенное сходство, спирты и фенолы существенно отличаются друг от друга. Кислотность фенолов значительно выше,
чем у спиртов, а основность (нуклеофильность), на несколько порядков ниже.
Для фенолов совсем не идут, а для спиртов характерны реакции с минеральными кислотами (SN1), дегидратации и дегидрирования. По-разному происходит
10
окисление спиртов и фенолов; резко отличаются по механизму и направлению
реакции их углеводородных радикалов.
Реакции, идущие с участием атома водорода гидроксильной группы
1. Кислотные свойства
Спирты являются очень слабыми кислотами (рКа спиртов равно 18, а
рКа воды = 16). Таким образом, спирты, как кислоты, в 100 раз слабее, чем вода. Это объясняется тем, что алкоксид-ион, образующийся при диссоциации
спирта, содержит на атоме кислорода большую электронную плотность по
сравнению с гидроксид-ионом.
+
H + OH HOH
+
H + RO ROH
Электроноакцепторные заместители способствуют делокализации отрицательного заряда в алкоксид-ионе и повышают кислотность спирта. Электронодонорные заместители оказавают прямо противоположное действие и понижают кислотность спирта.
Установлено, что первичные спирты как кислоты сильнее вторичных, а
вторичные - сильнее третичных. Одной из главных причин этого является пространственные затруднения, создаваемые алкильной группой при сольватации.
В газовой фазе, где роль сольватации несущественна, порядок кислотности является обратным порядку кислотности в растворе.
Спирты, как кислоты, реагируют со щелочными металлами, образуя алкоголяты.
2 ROH + 2 Na → 2 RONa + H2
Алкоголяты – твердые вещества, легко растворимые в спирте. Алкоголяты натрия – нестойкие соединения, осмоляются на воздухе, особенно при
нагревании. Наиболее устойчив метилат натрия. В присутствии следов влаги
алкоголяты натрия легко разлагаются, и вновь образуют спирт.
R - ONa + HOH
R - OH + NaOH
Этилат, метилат натрия, трет-бутилат калия широко используются в органическом синтезе.
Гликоли обладают большей кислотностью, чем одноатомные спирты
(для этиленгликоля pKa=14,8). Особенно легко идет замещение атома водорода
на ионы тяжелых металлов в результате образования хелатных соединений
H
CH2 - O
CH2 - O
O - CH2
Cu
H
O - CH2
11
Хелаты ярко окрашены. Обычно они не могут быть выделены из-за малой устойчивости, однако, эта реакция используется при качественном определении гликолей.
Фенолы имеют более ярко выраженные кислотные свойства, рКа фенола
=10. Это означает, что фенол и HCN имеют одинаковые кислотные свойства.
Более сильная кислотность фенола в сравнению со спиртами (его еще называют
карболовой кислотой) обусловлена устойчивостью сопряженного фенолятаниона.
_
: OH
O
+ H3O+
+ HOH
Введение в орто- и пара- положения электроноакцепторов способствует
делокализации отрицательного заряда в фенолят анионе и повышает кислотные
свойства фенола. Так, например, пикриновая кислота С6Н2(NO2)3OH по силе
приближается к фосфорной кислоте. Введение же электронодонорных заместителей в о- и п-положения понижает кислотность фенола.
Фенолы в отличие от спиртов в обычных условиях реагируют со щелочами, образуя феноляты.
С6H5OH + NaOH → С6H5ONa + H2O
Фенолы выделяются из растворов фенолятов угольной кислотой.
С6H5ONa + СО2 + H2O →С6H5OH + NaНСО3
Две последние реакции используются для отделения фенолов от спиртов и карбоновых кислот.
2. Замещение атома водорода в гидроксиле ацильной группой с образованием сложных эфиров.
При взаимодействии спиртов с органическими кислотами (в присутствии
каталитических количеств сильных кислот) образуются сложные эфиры:
O
R C
+ R'-OH
OH
H+
O
R C
O R'
+
H2 O
Реакция образования сложных эфиров называется реакцией этерификации. Эта
реакция обратима: вода в присутствии кислот или щелочей разлагает сложные
12
эфиры с образованием исходных веществ – кислоты и спирта (реакция гидролиза).
Механизм реакции этерификации можно представить изображенной ниже схемой. На начальном этапе реакции происходит активация карбоксильной
группы за счет присоединения протона по связи С=О карбоксильной группы. В
результате чего образуется карбокатион, являющийся более сильной электрофильной частицей по сравнению с молекулой исходной карбоновой кислоты.
Молекула спирта атакует катион, образуя оксониевый катион. Далее следую
стадии дегидратации и отщепления протона.
O
+
R C
OH
..
OH
OH
R C+
H+
+
OH
..
-H+
O
R C
O R'
: O R'
H
H
O
R
C
+
H O
-H2O
R C+
O R'
+
O
OH H
R
C
R'
H
OR'
OH
Сложные эфиры фенолов получают действием фенолятов (нуклеофильность которых выше, чем фенолов) на хлорангидриды карбоновых кислот.
ONa
O
R
3.
C
O
O
C
R
+
Cl
+ NaCI
Взаимодействие с минеральными кислотами
Спирты взаимодействуют с минеральными кислотами с образованием соответствующих сложных эфиров:
C2H5OH + HOSO3H
C2H5OSO3H + H2O
этилсульфат,
этилсерная кислота
13
Реакции, идущие с замещением или отщеплением
всей гидроксильной группы
4. Замещение гидроксила спирта на галоген с образованием
галогенпроизводных углеводородов.
При действии на спирты галогенидов фосфора или серы, а также галогенводородов получают моногалогенопроизводные углеводородов.
CH3OH + PBr5
CH3Br + POBr3 + HBr
C3H7Cl + SO2 +HCl
C3H7OH + SOCl2
C2H5OH + HCI
C2H5CI + HOH
Реакция взаимодействия спирта с HCI обратима. Чтобы добиться большего выхода, необходимо удалять воду из реакционной смеси. По относительной
скорости в реакции с ННаI спирты можно расположить в ряд:
аллиловый > третичные > вторичные > первичные > CH3OH >
бензиловый
5. Образование олефинов путем отщепления воды от спиртов.
При нагревании спирта в присутствии концентрированной серной кислоты или хлорида цинка, а также при пропускании паров спирта при 350 – 500 0С
через трубку с оксидом алюминия происходит реакция дегидратации (отщепление воды) и образуются алкены.
CH3 - CH2OH
H2SO4
t=170
CH2
CH2 + H2O
oC
Легче всего дегидратируются третичные, потом вторичные и затем уже
первичные спирты. В спиртах сложного строения преимущественно отщепляется от соседнего атома углерода третичный водородный атом, гораздо в меньшей степени – вторичный, и практически не отщепляется первичный (правило
Зайцева):
CH3
CH3
H2C = C - CH2 - CH3
Х
H3C - C - CH - CH3
OH H
CH3
- H2O
H3C - C = CH - CH3
14
6. Межмолекулярная дегидратация спиртов. Образование простых эфиров
При нагревании избытка спирта с серной кислотой (t = 140 ºС) или при
пропускании паров спирта через порошкообразный безводный сульфат алюминия при 200 0С наряду с этиленовыми углеводородами образуются и простые
эфиры:
2 CH3 - CH2OH
H2SO4
C2H5
O
t=170 oC
C2H5 + H2O
А.Е. Фаворский показал, что при нагревании этиленгликоля с небольшим
количеством серной кислоты образуется циклический простой эфир – диоксан,
обладащий высокой растворяющей способностью.
CH2 - OH
CH2 - OH
+
HO - CH2
H2 SO 4
HO - CH2
H2 C
H2 C
O
O
CH2
CH2
1,4-диоксан
Сложные эфиры, имеющие арильные заместители рядом с атомом кислорода, получают из фенолятов и галогенопроизводных углеводородов.
t
C6H5ONa + CIC2H5
C6H5OC2H5 + NaCI
7. Замена гидроксила на аминогруппу
Гидроксильная группа спиртов в жестких условиях (t = 300 °С, AI2O3) может
замещаться на аминогруппу с образованием первичных аминов:
R - OH + NH3
- HOH
RNH2
8. Реакции окисления
Отщепление водорода (дегидрогенизация, дегидрирование). При пропускании паров спирта при 200-300 °С над мелко раздробленной медью или серебром первичные спирты превращаются в альдегиды, а вторичные – в кетоны.
При этом наблюдается выделение водорода:
O
CH3 - CH2 -OH
этиловый спирт
Cu
CH3 - C -H + H2
уксусный альдегид
Окисление спиртов. Спирты устойчивы к действию окислителей. Поэтому
окисление обычно проводят сильными окислителями, например К2Сr2O7 +
H2SO4 или КMnO4 + H2SO4. При окислении спиртов действие окислителя
15
направляется на тот углеродный атом, который уже связан с гидроксильной
группой. В зависимости от характера получают различные продукты окисления.
Первичные спирты окисляются до альдегидов.
CH3CH2OH
O
CH3
O
C
H
При окислении вторичных спиртов образуются кетоны:
OH O
H3
H3
C
C O + H2O
H5C2
H
H5C
Третичные спирты окисляются только в жестких условиях с разрывом
С–С связей.
Окисление фенолов Легкость окисления фенолов связана с сильным электроO
OH
CrO3
+
H
O
нодонорным действием гидроксильных групп. Даже при действии кислорода
воздуха фенол окисляется и приобретает розовую окраску.Под действием хромовой кислоты фенолы окисляются в хиноны.
9. Реакции фенолов с участием бензольного кольца
Реакции SE по ароматическому кольцу протекают очень легко вследствие +М-эффекта гидроксильной группы.
а)Нитрование (SE).
При нитровании фенола разбавленной HNO3 при комнатной температуре
образуется смесь о- и п-нитрофенолов. При нитровании концентрированной
HNO3 образуется пикриновая кислота.
OH
OH
NO2
+
NO2
OH
: OH
HNO3 разб.
HNO3 конц.
-H2O
-H2O
NO2
O2N
NO2
16
б) Галогенирование (SE).
Галогенирование фенола не требует применения катализаторов. Найдены условия для введения в кольцо одного, двух и трех атомов галогена.
OH
: OH
OH
Br Br
2
Br2
HBr
Br
Br
HOH
Br
OH
Br
Br2 CCI4
OH
Br
+
Br
Избытком бромной воды трибромфенол бромируется дальше, образуя в 2,4,4,6тетрабромциклогекса-2,5-диенон:
OH
O
Br
Br
Br2 Br
Br
HOH
Br
Br
Br
в) Сульфирование (SE)
При сульфировании фенола образуется о- и п-фенолсульфокислоты. При
комнатной температуре образуется, в основном, о-изомер. При сульфировании
при температуре 100 ºС пребладает содержание п-изомера.
OH
SO3H
OH
t комн.
H2SO4 конц.
-H2O
OH
100 оС
SO3H
100 оС
17
10. Цветные реакции фенолов (качественные реакции фенолов)
Фенол при взаимодействии с хлоридом трехвалентного железа дает комплекс
фиолетового цвета.
OC6H5
6 C6H5OH + FeCI3
3 HCI + C6H5OH HOC6H5
Fe
C6H5O
OC6H5
C6H5OH
С FeCI3 многоатомные фенолы дают яркие цветные реакции, так как легко
вступают в комплексообразование. Так, пирокатехин дает изумрудно-зеленый
комплекс, резорцин – темнофиолетовый, пирогаллол – красный, флороглюцин
– фиолетово – голубой. Вслед за образованием комплексов следует ОВР. При
этом, например, гидрохинон окисляется до ярко-желтого п-хинона.
Отдельные представители класса спиртов
(некоторые свойства и применение)
Спирты , главным образом, используют в промышленности органического синтеза. Этанол является важным сырьем пищевой промышленности.
Метиловый спирт. Ранее метиловый спирт получали почти исключительно сухой перегонкой древесины, поэтому его также называют древесным
спиртом.
В настоящее время метанол синтезируют, пропуская смесь водорода и оксида углерода (II) над катализаторами (ZnO и Cr2O3).
СO + 2 H 2
400 oC, 200 атм.
СH 3 OH
Этиловый спирт. Его в громадных количествах синтезируют из этилена,
который извлекают из газов нефтепереработки и попутных газов. Этот метод
наиболее экономичен. Значительное количество этилового спирта получают из
отходов лесной промышленности – гидролизный спирт.
Непредельные спирты
Виниловый спирт СН2=СНОН. Виниловые спирты можно рассматривать
как енольные формы кетонов или альдегидов, однако, равновесие сдвинуто
практически нацело в сторону кетоформы.
В отличие от виниловых спиртов, их эфиры СН2=СН–ОR (где R – алкил
или ацил) – вполне устойчивы.
Если двойная связь удалена от гидроксильной, спирты проявляют свойства бифункционального соединения, при этом двойная связь, и гидроксильная
группа реагируют самостоятельно.
Аллиловый спирт СH2=CH-CH2OH получают гидролизом хлористого
аллила. Важное значение имеют некоторые полимеры на основе виниловых
эфиров:
18
Многоатомные спирты
Двухатомные спирты (гликоли). Этиленгликоль служит исходным сырьем для получения полиэфирных полимеров, например, лавсана, входит в состав антифриза.
Эфиры этиленгликоля и диэтиленгликоля широко применяются как растворители в производстве лаков и назывются метилцеллозольв и моноглим.
Трехатомные и полиатомные спирты. Трехатомные спирты, называемые также глицеринами, содержат три гидроксильные группы. Из них наиболее
важен глицерин.
Важное значение имеют эфиры глицерина с азотной кислотой:
H2C OH
HC OH + 3HONO2
H2C OH
H2C ONO2
HC ONO2
H2C ONO2
Нитроглицерин
Глицерин широко применяется в кондитерском производстве, парфюмерии, для получения нитроглицерина, бездымных порохов.
Спирты с большим числом гидроксильных групп входят в состав природных веществ. Все они имеют нормальный углеродный скелет и образуются из
соответствующих сахаров.
CH2 CH CH CH2
OH OH OH OH
CH2 CH CH CH CH2
OH OH OH OH OH
эритриты
пентиты
CH2 CH CH CH CH CH2
OH OH OH OH OH OH
гекситы
Циклогексанол - простейший одноатомный спирт ряда циклогексана и
получают гидрированием фенола.
В природе встречаются многоатомные спирты: кверцит содержится в желудях, инозиты – в семенах растений и мышцах животных:
OH
HO
OH
HO
OH
OH
H
HO
OH
HO
OH
OH
OH
кверцит
инозит
HO
OH
H
H
OH
H
HO
OH
H
H
эпинозит (один из
стереоизомеров инозита)
Фенолы играют важную роль в химической промышленности, поскольку они применяются для производства пластмасс. Фенол является сильным дезинфицирующим средством. Фенолы используются для пропитки древесины с
целью предохранения ее от гниения. Фенольные производные содержатся в
различных растениях. Природным производным фенола является мескалин,
способный вызывать галлюцинации.
19
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ТЕМЕ
«СПИРТЫ, ФЕНОЛЫ»
Задание 1.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
a)
OH
CH3
O CH
c) CH3
b)
CH3
CH2
CH
CH
OH
OH
CH3
CH3
2. Получите двумя способами пентанол-1.
3. Осуществите превращения:
CH2
CH2
CI2
2 H2O
A
(NaOH)
2 Na
C
B
Задание 2.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
CH3
a) CH3
C
CH3
CH2
OH
c)
CH3 b)
HO
OH
CH3
CH
CH3
O
CH3
CH
2. Получите двумя способами бутанол-1.
3. Осуществите превращения:
CH3
C
CH3
CH3MgCI
H2O
CH3OH
A
C
B
O
Задание 3.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
CH3
OH
a) CH3
C
CH3
ONa
b) CH2
OH
CH
CH2
OH
OH
2. Получите двумя способами 4-метилфенол.
3. Осуществите превращения:
c)
O 2N
NO2
CH3
20
CH3
H2O
CH3
CH
C2H5OH
A
(NaOH)
Cl
B
NH3
C
Задание 4.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
a) CH3
C
O
b)
O
CH2
C5H11
CH2
c)
OH
OH
2. Получите двумя способами метанол.
3. Осуществите превращения:
CH3
CH
Cl
CH3
KOH
H2O
A
спиртов.
H2SO4
B
C
Задание 5.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
CH3 CH3
a) CH2
OH
CH
CH3
b) CH3
CH2
OH
OH
OH
C
CH
CH3
OH
2. Получите двумя способами изопропанол.
3. Осуществите превращения:
ONa
H2O
A
HNO3
B
Br2
C
Задание 6.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
c)
OH
21
OH
b) CH3
a)
O
CH2
c) CICH2
CH3
CH2CI
CH
CH3
OH
2. Получите двумя способами пентанол-2.
3. Осуществите превращения:
CH3
?
CH2OH
CH2CI
?
?
Задание 7.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
a) CH3
O
C
CH3 CH3
OH
CH3
b)
O
CH3
C
c) CH3
CH3
C
CH3
CH3 OH
2. Получите двумя способами 3-метилбутанол-2.
3. Осуществите превращения:
CH3
CH
CH
H2O
CH3
CH3COOH
A
B
HCI
C
Задание 8.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
OH
a) C2H5
O
C3H7
c) CH3
b)
CH
CH
OH
CH3
CH2
CH2
OH
2. Получите двумя способами бутанол-1.
3. Осуществите превращения:
Cl
ONa
OH
?
?
?
O C2H5
22
Задание 9.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
a) CH2
CH2
b)
CH3
CH
CH3
CH
c)
O
OH Br
OH
OH
2. Получите двумя способами 2-метилпропанол-2.
3. Осуществите превращения:
CH3
CH
CH3
CH3MgCI
O
A
B
H2O
C
OH
Задание10.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
OH
OH
a)
b)
OH
HO
c) CH3
CH3
CH2
CH
CH2
CH
CH2
CH3
OH
CH2
ONa
2. Получите двумя способами 2-хлорфенол.
3. Осуществите превращения:
CH3
CH
CH3
HCI
KOH
A
спиртов.
OH
B
H2O
C
Задание11.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
a)
CH3
OH
OH
NO2
b)
CH3
CH
CH
CH3
c) CH3
OH
2. Получите двумя способами гексанол-3.
3. Осуществите превращения:
H2O
CH3
CH CH3
C
A
CH3
C
OH
CH3
CH3OH
B
H2O (H+)
C
23
Задание12.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
CH3
a) CH3
CH
CH3
OH
CH
CH2OH
c) CH3
b)
CH
ONa
OH
CH3
2. Получите двумя способами этандиол.
3. Осуществите превращения:
OH
2 CH3
2 Na
C
A
OH
O
CI
B
2 CH3CI
C
Задание13.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
OH
OH
a)
Cl
b) CH3
OH
CH
CH
CH3
CI
c) CH2
CH2
CH
CH2
OH
OH
2. Получите двумя способами 2-метилфенол.
3. Осуществите превращения:
OH
OH
ONa
?
?
CH3
OH
?
CH3
CH3
CH2
OH
24
Задание14.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
OH
OH
a)
O
c) CH2
b)
Br
CH2
Br
Br
2. Получите двумя способами пропанол-1.
3. Осуществите превращения:
CH
CH2
CH
OH
Cl
O
Cl
OH
?
ONa
O
?
NO2
C
?
NO2
NO2
NO2
Задание15.
1. Назовите соединения по номенклатуре ИЮПАК:
CH3 OH
OH
a)
b) CH3
C
CH
ONa
CH2Br
CH3
OH
2. Получите двумя способами пентандиол-1,5.
3. Осуществите превращения:
CH3
HCI
A
CH3 C OH
CH3
CH3CH2COOH
C
c)
H2O
(NaOH)
B
CH3
CH3