Dobivanje polihidričnih alkohola. Dobivanje monohidratnih alkohola

Polihidrični alkoholi - organski spojevi, čiji molekuli sadrže nekoliko hidroksilnih skupina (-OH), u kombinaciji s ugljikovodičnim radikalom

Glikoli (dioli)

Sirupasta, viskozna bezbojna tečnost, ima alkoholni miris, dobro se meša sa vodom, znatno snižava tačku smrzavanja vode (60% rastvor se smrzava na -49 ° C) - koristi se u sistemima za hlađenje motora - antifriz.
Etilen glikol je otrovan - jak otrov! Deprimira centralni nervni sistem i utiče na bubrege.

Triols

Bezbojna, viskozna sirupasta tečnost, slatkog ukusa. Nije otrovno. Bez mirisa. Dobro se miješa s vodom.
Rasprostranjeno u divljini. Ima važnu ulogu u metaboličkim procesima jer je dio masti (lipida) životinjskog i biljnog tkiva.

Nomenklatura

U nazivima polihidričnih alkohola ( polioli) položaj i broj hidroksilnih grupa označeni su odgovarajućim brojevima i sufiksima -diol(dvije OH grupe), -triol(tri OH grupe) itd. Na primjer:

Dobivanje polihidričnih alkohola

I... Dobivanje dvovodonih alkohola

U industriji

1. Katalitička hidratacija etilen oksida (proizvodnja etilen glikola):

2. Interakcija dihalogeniranih alkana s vodenim otopinama lužina:

3. Od sintetičkog gasa:

2CO + 3H 2 250 °, 200 MPa, kat→ CH 2 (OH) -CH 2 (OH)

U laboratoriji

1. Oksidacija alkena:

II... Dobivanje trihidričnih alkohola (glicerin)

U industriji

Saponifikacija masti (trigliceridi):

Hemijska svojstva polihidričnih alkohola

Kisela svojstva

1. S aktivnim metalima:

HO -CH 2 -CH 2 -OH + 2Na → H 2 + NaO -CH 2 -CH 2 -ONa(natrijum glikolat)

2. Sa bakar hidroksidom ( II ) - kvalitetan odgovor!

Pojednostavljeni dijagram

Osnovna svojstva

1. Sa halogenovodičnim kiselinama

HO -CH 2 -CH 2 -OH + 2HCl H +↔ Cl -CH2 -CH2 -Cl + 2H2O

2. WITH nitrogen kiselina

T rinitroglicerin - baza dinamita

Aplikacija

Etilen glikol proizvodnja lavsana , plastike, i za kuvanje antifriz - vodene otopine koje se smrzavaju znatno ispod 0 ° C (njihovo korištenje za hlađenje motora omogućava automobilima rad zimi); sirovine u organskoj sintezi.
Glicerol naširoko koristi u koža, tekstilna industrija za doradu kože i tkanina i u drugim oblastima nacionalne ekonomije. Sorbitol (heksahidratni alkohol) koristi se kao zamjena za šećer za dijabetičare. Glicerin se široko koristi u kozmetici , Prehrambena industrija , farmakologija , proizvodnja eksplozivi ... Čisti nitroglicerin eksplodira čak i pri slabom udaru; služi kao sirovina za dobivanje bezdimni prah i dinamit - eksploziv koji se, za razliku od nitroglicerina, može sigurno baciti. Dinamit je izumio Nobel, koji je osnovao svjetski poznatu Nobelovu nagradu za izuzetna naučna dostignuća u poljima fizike, hemije, medicine i ekonomije. Nitroglicerin je otrovan, ali u malim količinama služi kao lijek , jer proširuje srčane žile i time poboljšava dotok krvi u srčani mišić.

TEMA №4: JEDAN I VIŠESTATOMSKI ALKOHOLI. ETERI.

Predavanje 4.1: Jedan i polihidrični alkoholi. Eteri.

Studijska pitanja:

1. Opšta klasifikacija alkohola. Ograničite monohidrične alkohole, njihove homologne serije, opću formulu, izomeriju, nomenklaturu.

2. Fizičko -hemijska i požar opasna svojstva alkohola;

3. Osnovne hemijske reakcije: oksidacija (sagorijevanje, sklonost spontanom sagorijevanju, nepotpuna oksidacija); supstitucija (stvaranje alkoholata, etera i estera, halogenih derivata); dehidrogenacija i dehidracija alkohola.

4. Industrijske i laboratorijske metode za proizvodnju alkohola iz ugljikovodika, prirodnih šećernih tvari, alkil halogenida, redukcijom karbonilnih spojeva. Kratak opis alkohola: metil, etil, propil, butil, benzil i ciklohekanol.

5. Polihidrični alkoholi: izomerija, nomenklatura, fizikalno -kemijska svojstva i svojstva opasna od požara (na primjer, etilen glikol i glicerin). Osnovne hemijske reakcije: oksidacija (sagorijevanje, sklonost spontanom sagorijevanju, nepotpuna oksidacija); supstitucija (stvaranje ester alkoholata); dehidracija.

6. Industrijske metode dobivanja polihidričnih alkohola iz polihalogeniranih ugljikovodika oksidacijom alkena.

7. Eteri: nomenklatura, izomerija, fizikalno -kemijska svojstva i svojstva opasna od požara. Osnovne kemijske reakcije: oksidacija (sagorijevanje, sklonost spontanom sagorijevanju), autoksidacija. Metode dobijanja etera. Kratak opis etera: dietil i dipropil.

Monohidrični alkoholi.

Alkoholi su derivati ugljikovodika, koji su produkti supstitucije atoma vodika u molekuli ugljikovodika s hidroksilnom skupinom -OH... Ovisno o tome koliko je atoma vodika zamijenjeno, alkoholi su monohidrični i polihidrični. One. broj –OH grupa u molekulu alkohola karakteriše njegovu atomskost.

Najvažniji su zasićeni monohidrični alkoholi. Sastav članova brojnih zasićenih monohidroksidnih alkohola može se izraziti općom formulom - C n H 2n + 1 OH ili R -OH.

Nekoliko prvih članova homologne serije alkohola i njihova imena prema radikalno-funkcionalnoj, supstitucijskoj i racionalnoj nomenklaturi dano je u nastavku:

Prema radikalnoj funkcionalnoj nomenklaturi naziv alkohola nastaje od imena radikala i riječi "alkohol", koja izražava funkcionalni naziv klase.

Međunarodna zamjenska nomenklatura: nazivu supstituenta ugljikovodika dobivenog iz alkohola dodati završetak -ol (alkanoli). Lokant označava broj atoma ugljika na kojem hidroksil... Ugljikova okosnica odabrana je tako da uključuje ugljik koji nosi hidroksilnu skupinu. Početak numeriranja lanca također definira hidroksil.

Racionalna nomenklatura: svi alkoholi se smatraju derivatima metanola (CH3OH), koji se u ovom slučaju naziva karbinol: i u kojima su atomi vodika zamijenjeni jednim ili više radikala. Naziv alkohola sastoji se od naziva ovih radikala i riječi - karbinol.

Tabela 1

Izomerija i nomenklatura butil alkohola (C 4 H 9 OH)

Izomerija zasićenih monohidričnih alkohola posljedica je izomerije ugljikovog kostura i izomerije položaja OH grupe. Metilni i etilni alkoholi nemaju izomere. Ovisno o položaju hidroksilne skupine na primarnom, sekundarnom ili tercijarnom atomu ugljika, alkoholi mogu biti primarni, sekundarni, tercijarni:

Postoje dva propil alkohola:

Za butanol se mogu dobiti 4 izomera (vidi tablicu 1);

Broj izomera u nizu alkohola brzo raste: C 5 - osam izomera, C 6 - sedamnaest, C 10 - petsto sedam.

Fizička svojstva

U homolognoj seriji nema plinova. To su tečnosti. Od C 12 H 25 OH do C 20 H 41 OH - uljni i od C 21 H 43 OH - čvrste materije.

Tačka ključanja CH 3 OH = 65 ° C, tačka ključanja C 2 H 5 OH = 78 ° C, r (C 2 H 5 OH) = 0,8 g / cm 3

Primarni izostrojni alkoholi imaju niža vrelišta od normalnih primarnih alkohola.

U alkoholima se međusobno povezivanje molekula događa stvaranjem vodikove veze. [Dužina vodikove veze je veća od uobičajene veze -OH, a snaga je mnogo manja (svakih 10).] Stoga je metanol tekućina, a metan je plin. Mora se utrošiti energija za uništavanje vodikovih veza; to se može postići zagrijavanjem alkohola.

Alkoholi su lakši od vode: njihova gustoća je manja od 1. Metilni, etilni i propilni alkoholi se mogu miješati s vodom u svim omjerima. Kako se povećava složenost ugljikovodičnih radikala, topivost alkohola naglo opada. Butil alkohol je djelomično topiv. Viši alkoholi se ne otapaju u vodi, tj. se guraju iz vode.

Iz navedenog možemo zaključiti da se topljivi alkoholi mogu ugasiti razrjeđivanjem (do koncentracije manje od 25%); Ne preporučuje se gašenje vodom nerastvorljivih alkohola u vodi. dok alkoholi isplivaju na površinu vode i proces sagorijevanja se nastavlja. Vodene otopine koje sadrže 25% alkohola ili više su zapaljive tekućine. Valja napomenuti da razrijeđene otopine alkohola spadaju u kategoriju teško zapaljivih tvari, tj. mogu gorjeti u prisutnosti izvora paljenja.

Hemijska svojstva

1. Alkoholi reagiraju s alkalnim metalima (Na, K, itd.) Da nastanu alkoholati:

2R-OH + 2Na ® 2R-ONa + H 2

Reakcija nije tako burna kao pri upotrebi vode. Štoviše, s povećanjem molarne mase alkohola, njegova aktivnost u ovoj reakciji opada. Primarni alkoholi su mnogo aktivniji u reakcijama sa alkalnim metalima od izomernih sekundarnih i, posebno, tercijarnih alkohola.

Alkoholi u ovoj reakciji pokazuju svojstva kiselina, ali su čak i slabije kiseline od vode: K dis H 2 O = 10 -16; K dis CH3OH = 10 -17; K dis C 2 H 5 OH = 10 -18. Ovo posljednje objašnjava se utjecajem radikala na alkilnu grupu (R-donatori).

U praksi, alkoholi su neutralne tvari: ne pokazuju niti kiselu niti alkalnu reakciju na lakmus, ne provode električnu struju.

2. Zamjena hidroksilne grupe alkohola halogenom:

Gdje je H 2 SO 4 dehidracijsko sredstvo.

3. Interakcija alkohola s kiselinama naziva se reakcija esterifikacija... Kao rezultat toga nastaju esteri:

Primarne alkohole je najlakše esterificirati i

sekundarni i najteže esterificirani tercijarni alkoholi.

4. Dehidracija alkohola pod dejstvom sredstava za dehidraciju (H 2 SO 4):

Intramolekularno:

Može se vidjeti da rezultat reakcije ovisi o uvjetima njene provedbe.

Intermolekularno:

U prvom slučaju, alkil sumporna kiselina nastala na početku miješanjem H 2 SO 4 (višak) s alkoholom raspada se zagrijavanjem, ponovo oslobađajući sumpornu kiselinu i etilen ugljikovodik.

U drugom slučaju, inicijalno formirana alkil sumporna kiselina reagira s drugom molekulom alkohola stvarajući molekul etera:

5. Na visokim temperaturama atmosferski kisik oksidira alkohole uz stvaranje CO 2 ili H 2 O ( proces sagorevanja). Metanol i etanol izgaraju gotovo nesvijetlim plamenom, viši - svjetlijim dimnim plamenom. To je posljedica povećanja relativnog povećanja ugljika u molekuli.

Rastvori KMnO 4 i K 2 Cr 2 O 7 (kiseli) oksidirati alkoholi. Rastvor KMnO 4 postaje obezbojen, rastvor K 2 Cr 2 O 7 postaje zelen.

U ovom slučaju primarni alkoholi tvore aldehide, sekundarni alkoholi - ketone, daljnja oksidacija aldehida i ketona dovodi do proizvodnje karboksilnih kiselina:

Tercijarni alkoholi u blagim uvjetima otporni su na djelovanje oksidanata, u teškim uvjetima se uništavaju, tvoreći smjesu ketona i karboksilnih kiselina:

6. Kada pare primarnog i sekundarnog alkohola prođu preko površine gnječenih fino drobljenih metala (Cu, Fe), dehidrogenacije:

Metode dobijanja

Besplatni alkoholi su rijetki u prirodi.

1. Velika količina etilnog alkohola, kao i propil, izobutil i amil alkohola dobivaju se iz prirodnih slatkih tvari kao rezultat fermentacije. Na primjer:

2. Od etilen ugljikovodika hidratacija:

3. Od acetilena hidratacija (prema Kucherovoj reakciji):

4. U hidrolizi haloalkila:

(radi pomicanja ravnoteže, reakcija se izvodi u alkalnom mediju).

4. Kod redukcije aldehida vodonik u vrijeme oslobađanja nastaju primarni alkoholi, ketoni - sekundarni:

Pojedinačni predstavnici.

Metil alkohol. Treba napomenuti jaku toksičnost. CH 3 OH... Istodobno se koristi kao otapalo, iz njega se dobiva formaldehid (neophodan za proizvodnju plastike), s njim se denaturira etilni alkohol i koristi kao gorivo. U industriji se dobiva iz mješavine CO i H 2 pod pritiskom preko zagrijanog katalizatora (ZnO itd.), Tokom suhe destilacije drva (drveni alkohol):

CO + 2H 2 ® CH 3 OH (metanol)

(Pare alkohola sa vazduhom stvaraju eksplozivne smeše. Zapaljive tečnosti, T vp. = 8 o S).

U dodiru s jakim oksidansima (dimom HNO 3), CrO 3 i Na 2 O 2, metanol se spontano zapali.

Etanol(etanol, vinski alkohol). Bezbojna tečnost karakterističnog mirisa i oštrog ukusa. Sa vodom formira azeotrop (96% C 2 H 5 OH + 4% H 2 O). Hemijski (sušenjem CaO, CuSO 4, Ca) možete dobiti apsolutni alkohol. Koristi se u proizvodnji guma, kao i otapalo, u parfimeriji (parfemi, kolonjske vode), gorivo, dezinfekcijsko sredstvo, alkoholno piće, a na njegovoj osnovi se pripremaju i lijekovi. (Zapaljiva tečnost, T pomoć. = 13 o C). Uz dodatak otrovnih tvari neugodnog mirisa, naziva se denaturirani alkohol. Alkohol se dobiva kao rezultat fermentacije slatkih tvari, iz celuloze (alkohol za hidrolizu), hidratacijom etilena u prisutnosti sumporne kiseline, redukcijom acetaldehida s vodikom, a acetaldehid se, pak, dobiva Kucherovljevom reakcijom s acetilenom ( vidi stranicu 66). Dodavanje metil i etil alkohola u motorno gorivo doprinosi potpunom sagorijevanju goriva i uklanja zagađenje atmosfere.

Fiziološki, etilni alkohol djeluje na tijelo kao lijek o kojem se javlja ovisnost i koji uništava psihu.

Polihidrični alkoholi.

Dihidrični alkoholi se nazivaju glikoli, troatomski - glicerola... Prema međunarodnoj zamjenskoj nomenklaturi nazivaju se dvovodni alkoholi alkandioli, troatomski - alkantrioli. Alkoholi sa dva hidroksila na jednom atomu ugljika obično ne postoje u slobodnom obliku; kada ih pokušavaju dobiti, oni se raspadaju, oslobađaju vodu i pretvaraju se u spoj s karbonilnom skupinom - aldehidi ili ketoni:

Trihidrični alkoholi s tri hidroksila na jednom atomu ugljika čak su i nestabilniji od analognih dvoatomičnih alkohola i nepoznati su u slobodnom obliku:

Stoga je prvi predstavnik dvovodonih alkohola derivat etana sastava C 2 H 4 (OH) 2 sa hidroksilnim grupama sa različitim atomi ugljika - 1,2 -etandiol, ili na drugi način - etilen glikol (glikol). Propan već odgovara dvama dihidričnim alkoholima-1,2-propadiolu ili propilen glikolu i 1,3-propandiolu ili trimetilen glikolu:

Glikoli u kojima se dvije alkoholne hidroksilne grupe nalaze jedna pored druge u lancu - na susjednim atomima ugljika, nazivaju se a -glikoli (na primjer, etilen glikol, propilen glikol). Glikoli s grupama alkohola koje se nalaze kroz jedan atom ugljika nazivaju se b-glikoli (trimetilen glikol). Itd.

Među dihidričnim alkoholima etilen glikol je od najvećeg interesa. Koristi se kao antifriz za cilindre za hlađenje automobilskih, traktorskih i avionskih motora; kada primate lavsan (poliester alkohola sa tereftalnom kiselinom).

To je bezbojna sirupasta tečnost, bez mirisa, slatkog ukusa, otrovna... Može se miješati s vodom i alkoholom. T kip. = 197 o C, T pl. = -13 o C, d 20 4 = 1.114 g / cm 3. Zapaljiva tecnost.

Daje sve reakcije karakteristične za monohidrične alkohole, a u njima može sudjelovati jedna ili obje alkoholne grupe. Zbog prisutnosti dvije OH grupe, glikoli imaju nešto kiselija svojstva od monohidričnih alkohola, iako ne daju kiselu reakciju na lakmus, ne provode električnu struju. Ali za razliku od monohidričnih alkohola, oni rastvoriti hidrokside teških metala... Na primjer, kada se etilen glikol doda u plavi želatinozni talog Cu (OH) 2, nastaje plava otopina bakrenog glikolata:

Pod djelovanjem PCl 5 s klorom zamjenjuju se obje hidroksidne grupe, uz djelovanje HCl jedna i tzv. hlorohidrini glikoli:

At dehidracija od 2 molekula etilen glikola nastaje dietilen glikol:

Potonji se, možda, oslobađajući jednu molekulu vode unutar molekula, pretvara u ciklički spoj s dvije eterske skupine - dioksan:

S druge strane, dietilen glikol može reagirati sa sljedećom molekulom etilen glikola, tvoreći spoj također s dvije jednostavne eterske skupine, ali s otvorenim lancem - trietilen glikol... Uzastopna interakcija mnogih molekula glikola u ovoj vrsti reakcije dovodi do stvaranja poliglikoli- visokomolekularni spojevi koji sadrže mnoge grupe jednostavnog etera. Reakcije stvaranja poliglikola odnose se na reakcije polikondenzacija.

Poliglikoli se koriste u proizvodnji sintetičkih deterdženata, vlažnih sredstava i sredstava za pjenjenje.

Oksidacija

Tijekom oksidacije primarne skupine glikola pretvaraju se u aldehidne, a sekundarne u ketonske skupine.

Metode dobijanja

Etilen glikol se dobiva alkalnom hidrolizom 1,2-dikloroetana, a potonji se dobiva kloriranjem etilena:

Etilen glikol se može dobiti i iz etilena oksidacijom u vodenoj otopini ( reakcija E.E. Wagner, 1886):

U prirodi se gotovo nikada ne nalazi u slobodnom obliku, ali su njegovi esteri s nekim višim organskim kiselinama - takozvane masti i ulja - vrlo rasprostranjeni i imaju veliki biološki i praktični značaj.

Koristi se u parfumeriji, farmaciji, tekstilnoj industriji, prehrambenoj industriji, za proizvodnju nitroglicerina itd. To je bezbojna zapaljiva tečnost, bez mirisa, slatkog ukusa. (Treba reći da se povećanjem broja OH grupa u molekulu povećava slatkoća tvari.) Vrlo je higroskopna, miješa se s vodom i alkoholom. T kip. 290 o C (sa raspadanjem), d 20 4 = 1,26 g / cm 3. (Tačke ključanja su veće od monohidrovanih alkohola - više vodikovih veza. To dovodi do veće higroskopnosti i veće topljivosti.)

Glicerin se ne smije skladištiti s jakim oksidansima: kontakt s tim tvarima dovodi do požara. (Na primjer, interakcija sa KMnO 4, Na 2 O 2, CaOCl 2 dovodi do spontanog sagorijevanja.) Preporučuje se gašenje vodom i pjenom.

Kiselost alkoholnih grupa u glicerinu je još veća. Jedna, dvije ili tri grupe mogu sudjelovati u reakcijama. Glicerin, poput etilen glikola, otapa Cu (OH) 2, stvarajući intenzivnu plavu otopinu bakrenog glicerata. Međutim, kao i monohidrični i dvovodoni alkoholi, neutralan je prema lakmusu. Hidroksilne grupe glicerola zamjenjuju se halogenima.

Djelovanjem dehidracijskih sredstava ili zagrijavanjem, dvije molekule vode se odvajaju od glicerina (dehidracija). U ovom slučaju, na ugljiku s dvostrukom vezom nastaje nestabilan nezasićen alkohol s hidroksilnom kiselinom, koji se izomerizuje u nezasićeni aldehid akrolein(ima iritirajući miris, poput isparenja izgorelih masti):

Kada glicerol stupi u interakciju s dušičnom kiselinom u prisutnosti H 2 SO 4, dolazi do sljedeće reakcije:

Nitroglicerin je teško ulje (d 15 = 1.601 g / cm 3), nerastvorljivo u vodi, ali visoko rastvorljivo u alkoholu i drugim organskim rastvaračima. Prilikom hlađenja kristalizira (T pl. = 13 o C), veoma otrovno.

Nitroglicerin je snažan eksploziv. [Ovo jedinjenje je sintetizovao Alfred Nobel. U proizvodnji ovog spoja stvorio je sebi ogromno bogatstvo. Kamate iz tog kapitala i dalje se koriste kao fond za Nobelovu nagradu]. Prilikom udara i detonacije, trenutno se raspada oslobađanjem ogromne količine plinova:

4S 3 N 5 (ONO 2) 3 ® 12SO 2 + 6N 2 + O 2 + 10N 2 O

Kako bi se osigurala sigurnost tijekom miniranja, koristi se u obliku tzv dinamit- mješavina koja se sastoji od 75% nitroglicerina i 25% infuzorijske zemlje (stijena iz silikatnih ljuski dijatomeja). 1% alkoholna otopina nitroglicerina koristi se kao vazodilatator, nema eksplozivna svojstva.

U tehnologiji se glicerin dobiva hidrolizom (saponifikacijom) prirodnih masti i ulja:

Drugi način dobivanja glicerina je fermentacija glukoze (dobijene saharifikacijom škroba) u prisutnosti, na primjer, natrij bisulfita prema sljedećoj shemi:

U isto vrijeme, C 2 H 5 OH gotovo se ne stvara. Nedavno je glicerin također sintetiziran iz propilena iz plinova koji pucaju ili propilena dobivenog iz prirodnih plinova. Prema jednoj od mogućnosti sinteze, propilen se klorira na visokoj temperaturi (400-500 ° C), a rezultirajući alil klorid se hidrolizom pretvara u alil alkohol. Na potonje djeluje vodikov peroksid, koji se u prisutnosti katalizatora i uz umjereno zagrijavanje pridružuje alkoholu dvostrukom vezom stvarajući glicerol:

Eteri

Eteri nazivaju se derivati alkohola nastali kao rezultat zamjene vodika hidroksilne grupe alkohola ostatkom ugljikovodika... Ovi spojevi se mogu smatrati i derivatima vode u čijoj se molekuli oba atoma vodika zamjenjuju ugljikovodikovim ostacima:

Kao što se može vidjeti iz gornje opće formule, u molekulu etera dva su ugljikovodična ostatka povezana kisikom (eterični kisik). Ti ostaci mogu biti isti ili različiti; nazivaju se eteri u kojima se različiti ostaci ugljikovodika kombiniraju s kisikom mješovito jednostavni etri.

Nomenklatura i izomerija

Radikalno funkcionalna imena najčešće korišteni. Nastaju od naziva radikala povezanih s kisikom i riječi "eter" (funkcionalni naziv klase); imena raznih radikala su navedena prema sve većoj složenosti (IUPAC nomenklatura preporučuje i abecedni popis radikala).

Izomerija

Lako je vidjeti da dietil i metilpropil eteri imaju isti sastav C 4 H 10 O, tj. to su izomeri. U svojim molekulama radikali u kombinaciji s kisikom razlikuju se po sastavu. Izomerizam strukture radikala svojstven je eterima. Dakle, izomer metilpropil etera je metil izopropil eter. Treba napomenuti da su eteri izomerni do monohidrični alkoholi. Na primjer, dimetil eter CH 3 -O -CH 3 i etilni alkohol CH 3 -CH 2 -OH imaju isti sastav C 2 H 6 O. Sastav S 4 N 10 O ne odgovara samo dietil, metilpropil i metil izopropil eterima, već i 4 butil -alkoholu sastava S 4 N 9 ON.

Fizička svojstva

Dimetil eter ključa na -23,7 o C, metiletil eter - na +10,8 o C. Stoga su u normalnim uslovima to gasovi. Dietil eter je već tečan (tačka ključanja = 35,6 o C). Niži eteri ključaju niže od alkohola od kojih su dobijeni, ili od izomernih alkohola. Na primjer, dimetil eter, kao što je već pokazano, je plin, dok je metilni alkohol, od kojeg nastaje ovaj eter, tekućina s ključanjem T. = 64,7 o C, a etil alkohol izomerni do dimetil eter je tečan, sa T bp. = 78,3 o C; to se objašnjava sa molekuli etera koji ne sadrže hidroksile, za razliku od molekula alkohola nije povezan.

Eteri su slabo topljivi u vodi; zauzvrat, voda se u maloj količini otapa u nižim eterima.

Hemijska svojstva

Glavna karakteristika etera je njihova hemijska inertnost... Za razliku od estera, oni nije hidrolizovano i ne razlažu se u početne alkohole vodom. Bezvodni (apsolutni) eteri za razliku od alkohola na normalnim temperaturama ne reaguju sa metalnim natrijumom od u njihovim molekulama nema aktivnog vodika.

Do cijepanja etera dolazi pod djelovanjem određenih kiselina. Na primjer, koncentrirana (posebno u dimu) sumporna kiselina apsorbira pare etera stvarajući ester sumporne kiseline (etil sumpornu kiselinu) i alkohol. Na primjer:

dietil eter etil sumporna kiselina etil alkohol

Hlorovodonična kiselina također razgrađuje etere, rezultirajući haloalkilom i alkoholom:

Kada se zagrije metalni natrij razgrađuje etere stvarajući alkoholat i organosodij spoj:

Metode dobijanja

Intermolekularna dehidracija alkohola(vidi stranicu 95).

Interakcija alkoholata sa haloalkilima... U tom se slučaju oslobađa sol halogenovodične kiseline i stvara se eter. Ova metoda, koju je predložio Williamson (1850), posebno je pogodna za pripremu miješanih etera. Na primjer:

Dietil (etil) eter... Vrlo je važno, obično se naziva jednostavno eter... Dobiva se uglavnom dehidracijom etilnog alkohola pod djelovanjem koncentriranog H 2 SO 4. Ova metoda je prvi put korištena za dobivanje dietil etera 1540. V. Cordus; dugo se dietil eter pogrešno nazivao sumporni eter od pretpostavljalo se da mora sadržavati sumpor. Trenutno se dietil eter dobiva propuštanjem para etilnog alkohola preko aluminij-oksida Al 2 O 3, zagrijanog na 240-260 ° C.

Dietil eter - bezbojna, visoko isparljiva tečnost karakterističnog mirisa. T kip. = 35,6 o C, T kristalu. = -117,6 o C, d 20 4 = 0,714 g / cm 3, tj. eter je lakši od vode. Ako se protrese s vodom, tada, nakon stajanja, eter se "ljušti" i pluta na površini vode, tvoreći gornji sloj. Međutim, u ovom se slučaju određena količina etera otapa u vodi (6,5 sati u 100 sati vode na 20 ° C). Zauzvrat, na istoj temperaturi u 100 sati etera, 1,25 sati vode se rastvara. Eter se vrlo dobro miješa s alkoholom.

Važno je imati na umu da s eterom morate biti vrlo oprezni; vrlo je zapaljiv, a njegove pare sa zrakom tvore eksplozivno - eksplozivne smjese. Osim toga, tijekom dugotrajnog skladištenja, osobito na svjetlu, eter se oksidira atmosferskim kisikom i tzv. jedinjenja peroksida; potonji se zagrijavanjem može eksplozivno razgraditi. Takve eksplozije su moguće prilikom destilacije dugogodišnjeg etera.

Eter je vrlo dobro otapalo za masti, ulja, smole i druge organske tvari, pa se u tu svrhu široko koristi, često pomiješan s alkoholom.

Temeljno pročišćeni eter koristi se u medicini kao sredstvo opće anestezije u kirurškim operacijama.

Dipropil eter C 6 H 14 O. T bala. 90,7 o C. Lako zapaljiva bezbojna tečnost. Rastvorljivost u vodi 0,25% težinski na 25 ° C, Tsp. = -16 o C, T samozapaljenju. = 240 o C; minimum T samozapaljenja = 154 o C; temperaturne granice paljenja: donja -14 o S, gornja 18 o S.

LITERATURA

1. Pisarenko A.P., Khavin Z.Ya. Kurs organske hemije. M., Viša škola, 1975.510 str.

2. Nechaev A.P. Organska hemija. M., Viša škola, 1976.288 str.

3. Artemenko A.I. Organska hemija. M., Viša škola, 2000.536 str.

4. Berezin BD, Berezin D.B. Kurs moderne organske hemije. M., Viša škola, 1999.768 str.

5. Kim A.M. Organska hemija. Novosibirsk, Izdavačka kuća Sibirskog univerziteta, 2002.972 str.

Polihidrični alkoholi (polialkoholi, polioli) su organski spojevi klase alkohola koji sadrže više od jedne hidroksilne grupe -OH.

Glukoza S 6 N 12 O 6 - monosaharid (monoza) - polifunkcionalno jedinjenje koje sadrži aldehidnu ili keto grupu i nekoliko hidroksilnih grupa, odnosno polihidroksialdehide i polihidroksiketone.

Interakcija polihidričnih alkohola sa bakar (II) hidroksidom

Kvalitativne reakcije s bakar (II) hidroksidom do polihidričnih alkohola imaju za cilj utvrđivanje njihovih slabih kiselih svojstava.

Kada se svježe istaložen bakar (II) hidroksid doda u jako alkalnom mediju u vodenu otopinu glicerola (HOCH 2 -CH (OH) -CH2OH), a zatim u otopinu etilen glikola (etandiola) (HO CH 2 -CH2OH), talog hidroksida se otapa u oba slučaja i pojavljuje se svijetloplava boja otopine (zasićeni indigo). To ukazuje na kisela svojstva glicerina i etilen glikola.

SuSO 4 + 2NaOH = Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

Reakcija sa Cu (OH) 2 je kvalitativna reakcija na polihidrične alkohole sa susjednim OH - grupama, koja određuje njihova slaba kisela svojstva. Istu kvalitativnu reakciju daju formalin i bakar hidroksid - aldehidna grupa reagira na kiseli način.

Kvalitativna reakcija glukoze s bakar (II) hidroksidom

Reakcija glukoze s bakar (II) hidroksidom pri zagrijavanju pokazuje redukcijska svojstva glukoze. Kada se zagrije, reakcija glukoze s bakrenim (II) hidroksidom nastavlja se redukcijom bakrenog bakra Cu (II) u bakreni bakar Cu (I). Na početku se stvara žuti talog bakar -oksida CuO. Tijekom daljnjeg zagrijavanja, CuO se reducira u bakar (I) oksid - Cu 2 O, koji se taloži kao crveni talog. Tokom ove reakcije, glukoza se oksidira u glukonsku kiselinu.

2 HOCH 2 - (CHOH) 4) - CH = O + Cu (OH) 2 = 2HOCH 2 - (CHOH) 4) - COOH + Cu 2 O ↓ + 2 H 2 O

Ovo je kvalitativna reakcija glukoze s bakrenim hidroksidom na aldehidnu skupinu.

Podsjetimo da su polihidrični alkoholi organski spojevi, čije molekule sadrže nekoliko hidroksilnih skupina. Opća formula polihidričnih alkohola je CnH2n + 1(OH)k, gdje su n i k cijeli brojevi veći od 2. Klasifikacija, struktura, izomerija i nomenklatura alkohola raspravljani su ranije u. U ovom odjeljku razmotrit ćemo svojstva i pripremu polihidričnih alkohola.

Najvažniji predstavnici polihidričnih alkohola sadrže od dvije do šest hidroksilnih grupa. Dihidrični alkoholi(glikoli) ili alkandioli koji u svojoj molekuli sadrže dvije hidroksilne grupe, trihidrični alkoholi(alkantrioli) - tri hidroksilne grupe. Četiri, pet i šest alkoholnih alkohola(eritriti, pentiti i heksiti) sadrže 4, 5, odnosno 6 OH grupa.

Fizička svojstva polihidričnih alkohola

Polihidrični alkoholi dobro rastvoriti u vodi i alkoholima, gori u drugim organskim otapalima. Nekoliko ugljikovih alkohola je viskozna tekućina slatkog okusa. Najviši članovi serije su čvrste tvari. U poređenju sa monohidratnim alkoholima, oni imaju veću gustinu i tačke ključanja. Trivijalni nazivi, nazivi i fizička svojstva nekih alkohola prikazani su u tablici:

Dobivanje polihidričnih alkohola

Uzimanje glikola

Glikole mogu nabaviti gotovo svi. Istaknimo glavne:

Hidroliza dihalogeniranih derivata alkana :
Hidroliza klorohidrina nastavlja na sledeći način:
Oporavak estera diacidi prema Bouveau metodi:
prema Wagneru:
Nepotpuno oporavak ketona pod uticajem magnezijuma (u prisustvu joda). Tako se dobivaju pinakoni:

Uzimanje glicerina

Kloriranje propilena u Lavovu:
Metoda Beresa i Yakubovicha sastoji se u oksidaciji propilena u akrolein, koji se zatim reducira u alil alkohol, nakon čega slijedi njegova hidroksilacija:
Katalitička hidrogenacija glukoze dovodi do obnavljanja aldehidne grupe i istodobno do prekida veze C3-C4:

Zbog prekida C2-C3 veze nastaje mala količina etilen glikola i treita (eritritol stereoizomer).

Osim glukoze, drugi polisaharidi koji sadrže jedinice glukoze, poput celuloze, mogu se katalitički hidrogenirati.

4. Hidroliza masti lužine se provode kako bi se dobio sapun (kalijeve ili natrijeve soli složenih karboksilnih kiselina):
Ovaj proces se naziva saponifikacija.

Dobijanje tetrahidričnih alkohola (eritrita)

U prirodi eritritol (butantetraol-1,2,3,4) nalaze se i u slobodnom obliku i u obliku estera u algama i nekim plijesni.

Umjetno se dobiva iz butadiena-1,4 u nekoliko faza:

Pentaeritritol (tetraoksineopentan) se ne pojavljuju u prirodi. Može se sintetički dobiti interakcijom formaldehida s vodenom otopinom acetaldehida u alkalnom mediju:

Hemijska svojstva polihidričnih alkohola

Hemijska svojstva polihidričnih alkohola su slična. Međutim, prisutnost nekoliko hidroksilnih skupina u molekulima polihidričnih alkohola povećava njihovu kiselost... Stoga mogu reagirati s lužinama i s hidroksidima teških metala, stvarajući soli.

Zamjena druge hidrokso grupe etilen glikola je teža (pod djelovanjem PCl5 ili SOCl2, zamjena je lakša).

5 interakcije s kiselinama dovodi do stvaranja estera:

Interakcija s dušičnom kiselinom

Ovi spojevi su eksplozivi. Trinitroglicerin se također koristi u medicini kao lijek.

Interakcija s octenom kiselinom

Ako je u pitanju reakcija esterifikacije etilen glikola dvobazna kiselina, tada je moguće nabaviti poliester (reakcija polikondenzacije):

Obično je R tereftalna kiselina. Produkt ove reakcije je terilen, lavsan:

At dehidratacija etilen glikola dobiva se spoj koji ima 2 tautomerna oblika (keto-enolna tautomerija):

Do dehidracije etilen glikola može doći istovremenom dimerizacijom:

At dehidracija 1,4-butandiola možete dobiti tetrahidrofuran (oksolan):

Dehidracija drugih glikola prati proces preuređivanje pinakolina:

Oksidacija polihidričnih alkohola dovodi do stvaranja aldehida ili ketona.

At oksidacija etilen glikola prvo se dobije glikolni aldehid, zatim glioksal, koji se daljnjom oksidacijom pretvara u dikarboksilnu kiselinu:

At oksidacija glicerina nastaje mješavina odgovarajućeg aldehida i ketona:

Kategorije,