به دست آوردن الکل های پلی هیدریک به دست آوردن الکل های مونوهیدریک

الکل های پلی هیدریک - ترکیبات آلی که مولکول های آنها حاوی چندین گروه هیدروکسیل (-OH) متصل به یک رادیکال هیدروکربنی است.

گلیکول ها (دیول ها)

• مایع بی رنگ مانند شربت، چسبناک، بوی الکل دارد، به خوبی با آب مخلوط می شود، نقطه انجماد آب را تا حد زیادی کاهش می دهد (محلول 60٪ در -49 درجه سانتیگراد یخ می زند) - این در سیستم های خنک کننده موتور - ضد یخ ها استفاده می شود.
• اتیلن گلیکول سمی است - یک سم قوی! سیستم عصبی مرکزی را تحت تأثیر قرار می دهد و بر کلیه ها تأثیر می گذارد.

سه قلوها

• مایع شربتی بی رنگ، چسبناک، طعم شیرین. سمی نیست بدون بو. به خوبی با آب مخلوط می شود.
• در حیات وحش گسترده است. نقش مهمی در فرآیندهای متابولیک ایفا می کند، زیرا بخشی از چربی ها (لیپیدها) بافت های حیوانی و گیاهی است.

نامگذاری

به نام الکل های پلی هیدریک ( پلی ال ها) موقعیت و تعداد گروه های هیدروکسیل با اعداد و پسوندهای مربوطه نشان داده می شود -دیول(دو گروه OH)، -تریول(سه گروه OH) و غیره مثلا:

به دست آوردن الکل های پلی هیدریک

من. به دست آوردن الکل های دی هیدریک

در صنعت

1. هیدراتاسیون کاتالیستی اکسید اتیلن (تولید اتیلن گلیکول):

2. برهمکنش آلکان های دی هالوژنه با محلول های آبی قلیایی ها:

3. از گاز سنتز:

2CO + 3H2 250 درجه، 200 MPa، کت→CH 2 (OH)-CH 2 (OH)

در آزمایشگاه

1. اکسیداسیون آلکن:

II. دریافت الکل های تری هیدریک (گلیسرول)

در صنعت

صابون سازی چربی ها (تری گلیسیرید):

خواص شیمیایی الکل های پلی هیدریک

خواص اسیدی

1. با فلزات فعال:

HO-CH 2 -CH 2 -OH + 2Na → H 2 + NaO-CH 2 -CH 2 -ONa(سدیم گلیکولات)

2. با هیدروکسید مس ( II ) یک واکنش کیفی است!

طرح ساده شده

خواص اساسی

1. با اسیدهای هیدروهالیک

HO-CH 2 -CH 2 -OH + 2HCl H+↔ Cl-CH 2 -CH 2 -Cl + 2H 2 O

2. از جانب نیتریک اسید

تی رینیتروگلیسیرین - اساس دینامیت

کاربرد

• اتیلن گلیکول تولید لوسان , پلاستیک ها, و برای پخت و پز ضد یخ - محلول های آبی که در دمای زیر صفر درجه سانتی گراد منجمد می شوند (استفاده از آنها برای خنک کردن موتور به ماشین ها اجازه می دهد در زمستان کار کنند). مواد خام در سنتز آلی
• گلیسرولبه طور گسترده در چرم، صنعت نساجی برای تکمیل چرم و پارچه و در سایر زمینه های اقتصاد ملی. سوربیتول (الکل هگزا هیدریک) به عنوان جایگزین قند برای بیماران دیابتی استفاده می شود. گلیسیرین به طور گسترده استفاده می شود در لوازم آرایشی , صنایع غذایی , فارماکولوژی ، تولید مواد منفجره . نیتروگلیسیرین خالص حتی با یک ضربه خفیف منفجر می شود. به عنوان یک ماده خام برای پودر و دینامیت بدون دود ماده منفجره ای که بر خلاف نیتروگلیسیرین می توان با خیال راحت پرتاب کرد. دینامیت توسط نوبل اختراع شد که جایزه نوبل معروف جهانی را برای دستاوردهای علمی برجسته در زمینه های فیزیک، شیمی، پزشکی و اقتصاد پایه گذاری کرد. نیتروگلیسیرین سمی است، اما در مقادیر کم به عنوان دارو عمل می کند ، زیرا عروق قلب را منبسط می کند و در نتیجه خون رسانی به عضله قلب را بهبود می بخشد.

موضوع شماره 4: الکل های منفرد و چند تومی. اترها.

سخنرانی 4.1: الکل های یک و چند هیدروک. اترها.

سوالات مطالعه:

1. طبقه بندی کلی الکل ها. الکل های تک هیدریک، سری همولوگ آنها، فرمول کلی، ایزومریسم، نامگذاری را محدود کنید.

2. خواص فیزیکی و شیمیایی و قابل اشتعال الکل ها.

3. واکنش های شیمیایی اساسی: اکسیداسیون (احتراق، تمایل به احتراق خود به خود، اکسیداسیون ناقص). جایگزینی (تشکیل الکلات، اترها و استرها، مشتقات هالوژن)؛ هیدروژن زدایی و کم آبی الکل ها.

4. روش های صنعتی و آزمایشگاهی برای به دست آوردن الکل ها از هیدروکربن ها، قندهای طبیعی، آلکیل هالیدها با احیای ترکیبات کربونیل. شرح مختصری از الکل ها: متیل، اتیل، پروپیل، بوتیل، بنزیل و سیکلوهکانول.

5. الکل های پلی هیدریک: ایزومریسم، نامگذاری، فیزیکوشیمیایی و خواص خطرناک آتش سوزی (به عنوان مثال، اتیلن گلیکول و گلیسیرین). واکنش های شیمیایی اساسی: اکسیداسیون (احتراق، تمایل به احتراق خود به خود، اکسیداسیون ناقص). جایگزینی (تشکیل الکلات استر)؛ کم آبی بدن

6. روش های صنعتی برای به دست آوردن الکل های پلی هیدریک از مشتقات پلی هالوژن هیدروکربن ها با اکسیداسیون آلکن ها.

7. اترها: نامگذاری، ایزومریسم، خواص فیزیکی و شیمیایی و آتش. واکنش های شیمیایی اساسی: اکسیداسیون (احتراق، تمایل به احتراق خود به خود)، اکسیداسیون خودکار. روشهای بدست آوردن اترها شرح مختصری از اترها: دی اتیل و دی پروپیل.

الکل های تک هیدریک

الکل ها مشتقاتی از هیدروکربن ها هستند که محصولات جایگزینی یک اتم هیدروژن (اتم ها) در یک مولکول هیدروکربن توسط یک گروه هیدروکسیل -OH هستند.. بسته به اینکه چه تعداد اتم هیدروژن جایگزین می شود، الکل ها تک هیدریک و چند هیدروژن هستند. آن ها تعداد گروه های –OH در یک مولکول الکل مشخصه اتمی بودن مولکول دومی است.

محدود کردن الکل های مونوهیدریک بیشترین اهمیت را دارد. ترکیب اعضای تعدادی از الکل های تک هیدرولیکی اشباع شده را می توان با فرمول کلی - C n H 2n + 1 OH یا R-OH بیان کرد.

چند عضو اول سری همولوگ الکل ها و نام آنها به ترتیب بر اساس نامگذاری رادیکال-عملکردی، جایگزینی و منطقی در زیر آورده شده است:

با توجه به نامگذاری رادیکال-عملکردینام الکل ها از نام رادیکال ها و کلمه "الکل" تشکیل شده است که بیانگر نام کاربردی کلاس است.

نامگذاری جایگزین بین المللی: به نام جایگزین هیدروکربن که مشتق آن الکل است، آخر -ol (آلکانول) را اضافه کنید. لوکانت نشان دهنده تعداد اتم کربنی است که در آن قرار دارد. هیدروکسیل. زنجیره کربن اصلی برای شامل کربن حامل گروه هیدروکسیل انتخاب شده است. شروع شماره گذاری زنجیره ای نیز هیدروکسیل را تعیین می کند.

نامگذاری منطقی: تمام الکل ها از مشتقات متانول (CH 3 OH) در نظر گرفته می شوند که در این مورد به آن می گویند. کاربینول: و در آن اتم های هیدروژن با یک یا چند رادیکال جایگزین می شوند. نام الکل از نام این رادیکال ها و کلمه - carbinol تشکیل شده است.

میز 1

ایزومریسم و ​​نامگذاری بوتیل الکل ها (C4H9OH)

ایزومری الکل های تک هیدریک اشباع به دلیل ایزومری اسکلت کربن و ایزومری موقعیت گروه OH است. متیل و اتیل الکل ها ایزومر ندارند. بسته به موقعیت گروه هیدروکسیل در اتم کربن اولیه، ثانویه یا سوم، الکل ها می توانند اولیه، ثانویه و سوم باشند:

پروپیل الکل دو:

برای بوتانول، 4 ایزومر را می توان مشتق کرد (جدول 1 را ببینید).

تعداد ایزومرها در سری الکل ها به سرعت در حال رشد است: C 5 - هشت ایزومر، C 6 - هفده، C 10 - پانصد و هفت.

مشخصات فیزیکی

هیچ گازی در سری همولوگ وجود ندارد. اینها مایعات هستند. شروع از C 12 H 25 OH تا C 20 H 41 OH - روغنی و از C 21 H 43 OH - جامد.

T جوش CH 3 OH \u003d 65 ° C، T جوش C 2 H 5 OH \u003d 78 ° C، r (C 2 H 5 OH) \u003d 0.8 g / cm 3

ایزوالکل های اولیه دارای نقطه جوش کمتری نسبت به الکل های اولیه معمولی هستند..

در الکل ها ارتباط مولکول ها با یکدیگر به دلیل تشکیل پیوند هیدروژنی صورت می گیرد. [طول پیوند هیدروژنی از پیوند معمولی –OH بیشتر است و استحکام آن بسیار کمتر است (۱۰ برابر).] بنابراین، متانول یک مایع است و متان یک گاز. برای شکستن پیوندهای هیدروژنی انرژی لازم است. این را می توان با گرم کردن الکل انجام داد.

الکل ها سبک تر از آب هستند: چگالی آنها کمتر از 1 است. الکل های متیل، اتیل و پروپیل به هر نسبت با آب قابل اختلاط هستند. با پیچیده تر شدن رادیکال های هیدروکربنی، حلالیت الکل ها به شدت کاهش می یابد. بوتیل الکل تا حدی حل می شود. الکل های بالاتر در آب حل نمی شوند، به عنوان مثال. از آب رانده می شوند.

با توجه به موارد فوق، می توان نتیجه گرفت که الکل های محلول را می توان با رقیق کردن (به غلظت کمتر از 25٪) خاموش کرد. توصیه نمی شود الکل های نامحلول در آب را با آب خاموش کنید، زیرا در این حالت الکل ها به سطح آب شناور می شوند و فرآیند احتراق ادامه می یابد. محلول های آبی حاوی 25 درصد الکل یا بیشتر مایعات قابل اشتعال هستند. لازم به ذکر است که محلول های رقیق الکل ها به دسته مواد به سختی قابل احتراق تعلق دارند. تمایل به سوختن در حضور منبع احتراق دارند.

خواص شیمیایی

1. الکل ها با فلزات قلیایی (Na، K و غیره) واکنش داده و تشکیل می شوند الکل می کند:

2R-OH + 2Na ® 2R-ONa + H2

واکنش به اندازه استفاده از آب خشن نیست. علاوه بر این، با افزایش جرم مولی الکل، فعالیت آن در این واکنش کاهش می یابد. الکل های اولیه در واکنش با فلزات قلیایی بسیار فعال تر از الکل های ایزومر ثانویه و به ویژه سوم هستند.

الکل ها در این واکنش خواص اسیدها را نشان می دهند ، اما آنها حتی اسیدهای ضعیف تری نسبت به آب هستند: Kdis H 2 O \u003d 10 -16. برای دیسک CH3 OH = 10 -17. برای جدا کردن C 2 H 5 OH \u003d 10 -18. مورد دوم با تأثیر رادیکال بر روی گروه آلکیل (اهداکننده R) توضیح داده می شود.

در عمل، الکل ها مواد خنثی هستند: آنها نه واکنش اسیدی و نه قلیایی به تورنسل نشان می دهند، آنها جریان الکتریکی را هدایت نمی کنند..

2. جایگزینی گروه هیدروکسیل الکل ها با هالوژن:

جایی که H 2 SO 4 یک عامل آبگیری است.

3. برهمکنش الکل ها با اسیدها واکنش نامیده می شود استری شدن. در نتیجه، استرها تشکیل می شوند:

الکل های اولیه به آسانی تحت استری شدن قرار می گیرند.

ثانویه و سخت ترین استری الکل های سوم.

4. کم آبی الکل ها تحت اثر عوامل حذف کننده آب (H 2 SO 4 ):

درون مولکولی:

مشاهده می شود که نتیجه واکنش بستگی به شرایط اجرای آن دارد.

بین مولکولی:

در حالت اول، اسید آلکیل سولفوریک که در ابتدا هنگام اختلاط H 2 SO 4 (اضافی) با الکل تشکیل می شود، هنگام گرم شدن تجزیه می شود و دوباره اسید سولفوریک و هیدروکربن اتیلن آزاد می شود.

در حالت دوم، اسید آلکیلوسولفوریک تشکیل شده اولیه با مولکول دوم الکل واکنش داده و یک مولکول اتر تشکیل می دهد:

5. در دماهای بالا، اکسیژن هوا الکل ها را اکسید می کند تا CO 2 یا H 2 O ( فرآیند احتراق). متانول و اتانول با شعله تقریباً غیر درخشان می سوزند و شعله های بالاتر با شعله دودی روشن تر. این به دلیل افزایش نسبی کربن در مولکول است.

محلول های KMnO 4 و K 2 Cr 2 O 7 ( اسیدی ) اکسید کردنالکل ها محلول KMnO 4 بی رنگ می شود، محلول K 2 Cr 2 O 7 سبز می شود.

در این مورد، الکل های اولیه آلدهید، الکل های ثانویه کتون تشکیل می دهند، اکسیداسیون بیشتر آلدهیدها و کتون ها منجر به تولید اسیدهای کربوکسیلیک می شود:

الکل های سوم در شرایط ملایم در برابر عملکرد عوامل اکسید کننده مقاوم هستند، در شرایط سخت از بین می روند و مخلوطی از کتون ها و اسیدهای کربوکسیلیک را تشکیل می دهند:

6. هنگام عبور بخارات الکل های اولیه و ثانویه از روی سطح فلزات ریز تقسیم شده (مس، آهن)، آنها هیدروژن زدایی:

چگونه به دست آوریم

الکل ها به ندرت به صورت آزاد در طبیعت یافت می شوند.

1. مقدار زیادی الکل اتیلیک و همچنین الکل های پروپیل، ایزوبوتیل و آمیل از مواد قندی طبیعی در نتیجه تخمیر به دست می آید. مثلا:

2. از هیدروکربن های اتیلن هیدراتاسیون:

3. از استیلن هیدراتاسیون (طبق واکنش کوچروف):

4. در هیدرولیز آلکیل های هالوژنه:

(برای تغییر تعادل، واکنش در یک محیط قلیایی انجام می شود).

4. در کاهش آلدئیدها هیدروژن در زمان انتشارالکل های اولیه تشکیل می شوند، کتون ها - ثانویه:

نمایندگان انفرادی.

متیل الکل. به سمیت قوی توجه کنید CH 3 OH. در عین حال به عنوان حلال استفاده می شود، فرمالدئید (لازم برای تولید پلاستیک) از آن به دست می آید، الکل اتیلیک با آن دناتوره شده و به عنوان سوخت استفاده می شود. در صنعت، از مخلوط CO و H 2 تحت فشار روی یک کاتالیزور گرم شده (ZnO و غیره)، در طی تقطیر خشک چوب (الکل چوب) به دست می آید:

CO + 2H 2 ® CH 3 OH (متانول)

(بخارهای الکل با هوا مخلوط های انفجاری تشکیل می دهند. مایع قابل اشتعال، T vp. = 8 o C).

متانول از تماس با عوامل اکسید کننده قوی (HNO 3 گازدار)، CrO 3 و Na 2 O 2 به طور خود به خود مشتعل می شود.

اتانول(اتانول، الکل شراب). مایع بی رنگ با بوی مشخص و طعم تند. با آب یک آزئوتروپ تشکیل می دهد (96٪ C 2 H 5 OH + 4٪ H 2 O). با روش های شیمیایی (خشک کردن CaO، CuSO 4، Ca) می توان الکل مطلق را به دست آورد. در تولید لاستیک و همچنین حلال در عطرسازی (عطر، ادکلن)، سوخت، ضد عفونی کننده، نوشیدنی الکلی، داروها بر اساس آن استفاده می شود. (LVZH، T flare = 13 o C). با افزودن مواد سمی بدبو به آن الکل دناتوره شده می گویند. الکل در نتیجه تخمیر مواد قندی از سلولز (الکل هیدرولیز شده)، هیدراتاسیون اتیلن در حضور اسید سولفوریک، کاهش استالدهید با هیدروژن به دست می آید، استالدئید نیز به نوبه خود با واکنش کوچروف با استفاده از استیلن به دست می آید (نگاه کنید به صفحه. 66). افزودن متیل و اتیل الکل به سوخت موتور به کامل شدن احتراق سوخت و از بین بردن آلودگی هوا کمک می کند.

از نظر فیزیولوژیکی، اتیل الکل به عنوان یک ماده مخدر بر روی بدن عمل می کند که اعتیاد به آن ظاهر می شود و روان را از بین می برد.

الکل های پلی هیدریک.

الکل های دی هیدریک نامیده می شوند گلیکول هاسه اتمی - گلیسرول ها. با توجه به نام گذاری جایگزینی بین المللی، الکل های دی هیدریک نامیده می شوند آلکاندیول هاسه اتمی - آلکانتریول ها. الکل ها با دو هیدروکسیل در یک اتم کربن معمولاً به صورت آزاد وجود ندارند; هنگام تلاش برای بدست آوردن آنها، آنها تجزیه می شوند، آب آزاد می کنند و به ترکیبی با یک گروه کربونیل - آلدهیدها یا کتون ها تبدیل می شوند:

الکل‌های سه‌هیدریک با سه هیدروکسیل در یک اتم کربن حتی از الکل‌های دی‌هیدریک مشابه ناپایدارتر هستند و به شکل آزاد شناخته نمی‌شوند:

بنابراین، اولین نماینده الکل های دی هیدریک یک مشتق اتان از ترکیب C 2 H 4 (OH) 2 با گروه های هیدروکسیل است. در مختلفاتم های کربن - 1،2-اتاندیول یا غیره - اتیلن گلیکول (گلیکول). پروپان در حال حاضر به دو الکل دی هیدریک مربوط می شود - 1،2-پروپادیول، یا پروپیلن گلیکول، و 1،3-پروپاندیول، یا تری متیلن گلیکول:

گلیکول هایی که در آنها دو گروه هیدروکسیل الکل در کنار هم در یک زنجیره - در اتم های کربن همسایه قرار دارند، a-گلیکول نامیده می شوند (به عنوان مثال، اتیلن گلیکول، پروپیلن گلیکول). گلیکول های دارای گروه های الکلی که از طریق یک اتم کربن قرار دارند، b-گلیکول (تری متیلن گلیکول) نامیده می شوند. و غیره.

از جمله الکل های دی هیدرو اتیلن گلیکولبیشترین علاقه را دارد. به عنوان استفاده می شود ضد یخبرای خنک کردن سیلندرهای موتورهای اتومبیل، تراکتور و هواپیما. پس از دریافت لوسان (پلی استر الکل با اسید ترفتالیک).

این یک مایع شربتی بی رنگ، بی بو، طعم شیرین است. سمی. قابل اختلاط با آب و الکل. تی بیل \u003d 197 درباره C, T pl. \u003d -13 حدود C، d 20 4 \u003d 1.114 گرم در سانتی متر 3. مایع قابل احتراق

تمام واکنش های مشخصه الکل های مونوهیدریک را نشان می دهد و یک یا هر دو گروه الکل می توانند در آنها شرکت کنند. به دلیل وجود دو گروه OH، گلیکول ها تا حدودی خواص اسیدی بیشتری نسبت به الکل های مونوهیدریک دارند، اگرچه واکنش اسیدی به تورنسل نشان نمی دهند، جریان الکتریکی را هدایت نمی کنند. اما بر خلاف الکل های مونوهیدریک، آنها هیدروکسیدهای فلزات سنگین را حل می کند. به عنوان مثال، هنگامی که اتیلن گلیکول به رسوب ژلاتینی آبی مس (OH) 2 اضافه می شود، محلول آبی از مس گلیکولات تشکیل می شود:

تحت عمل PCl 5 هر دو گروه هیدروکسید با کلر جایگزین می شوند و تحت اثر HCl یکی جایگزین می شود و به اصطلاح کلروهیدرین هاگلیکول ها:

در کم آبی بدناز 2 مولکول اتیلن گلیکول تشکیل می شود دی اتیلن گلیکول:

دومی می تواند با آزاد کردن یک مولکول آب به صورت درون مولکولی، به یک ترکیب حلقوی با دو گروه اتر تبدیل شود - دی اکسان:

از سوی دیگر، دی اتیلن گلیکول می تواند با مولکول اتیلن گلیکول بعدی واکنش دهد و ترکیبی را با دو گروه اتر، اما با یک زنجیره باز تشکیل دهد. تری اتیلن گلیکول. برهمکنش متوالی این نوع واکنش بسیاری از مولکول های گلیکول منجر به تشکیل می شود پلی گلیکول ها- ترکیبات مولکولی بالا حاوی گروه های اتر زیادی. واکنش های تشکیل پلی گلیکول ها متعلق به واکنش ها هستند چند متراکم شدن.

از پلی گلیکول ها در تولید شوینده های مصنوعی، مواد مرطوب کننده، مواد کف کننده استفاده می شود.

اکسیداسیون

در طی اکسیداسیون، گروه های اولیه گلیکول ها به گروه های آلدهیدی، گروه های ثانویه به گروه های کتون تبدیل می شوند.

چگونه به دست آوریم

اتیلن گلیکول از هیدرولیز قلیایی 1،2-دی کلرواتان و دومی با کلرزنی اتیلن به دست می آید:

از اتیلن، اتیلن گلیکول را می توان با اکسیداسیون در محلول آبی نیز به دست آورد. واکنش E.E واگنر، 1886):

در طبیعت تقریباً هرگز به صورت آزاد وجود ندارد، اما استرهای آن با مقداری اسیدهای آلی بالاتر، به اصطلاح چربی و روغن، بسیار رایج هستند و اهمیت بیولوژیکی و عملی زیادی دارند.

در عطرسازی، داروسازی، صنایع نساجی، صنایع غذایی، برای به دست آوردن نیتروگلیسیرین و غیره استفاده می شود. این یک مایع قابل اشتعال بی رنگ، بی بو و طعم شیرین است. (لازم به ذکر است که با افزایش تعداد گروه های OH در مولکول، شیرینی ماده افزایش می یابد.) بسیار مرطوب، قابل اختلاط با آب و الکل. تی بیل 290 در مورد C (با تجزیه)، d 20 4 \u003d 1.26 g / cm 3. (نقاط جوش بالاتر از الکل های تک هیدروژنی است - پیوندهای هیدروژنی بیشتر. این منجر به رطوبت بیشتر و حلالیت بالاتر می شود.)

گلیسیرین نباید با عوامل اکسید کننده قوی ذخیره شود: تماس با این مواد منجر به آتش سوزی می شود. (به عنوان مثال، تعامل با KMnO 4 , Na 2 O 2 , CaOCl 2 منجر به خودسوزی می شود.) توصیه می شود با آب و کف خاموش شود.

اسیدیته گروه های الکلی در گلیسیرین حتی بیشتر است. یک، دو یا سه گروه می توانند در واکنش ها شرکت کنند. گلیسیرین، مانند اتیلن گلیکول، Cu(OH) 2 را حل می کند و یک محلول آبی شدید از گلیسرات مس را تشکیل می دهد. با این حال، و همچنین الکل های مونوهیدریک و دی هیدریک، نسبت به تورنسل خنثی است. گروه های هیدروکسیل گلیسرول با هالوژن ها جایگزین می شوند.

تحت تأثیر عوامل حذف کننده آب یا هنگام گرم شدن، دو مولکول آب از گلیسیرین جدا می شوند (دهیدراتاسیون). در این حالت، یک الکل غیراشباع ناپایدار با یک هیدروکسیل در یک کربن با پیوند دوگانه تشکیل می شود که به یک آلدهید غیر اشباع ایزومر می شود. آکرولین(بوی تحریک کننده ای دارد، مانند دود چربی های سوخته):

هنگامی که گلیسرول با اسید نیتریک در حضور H 2 SO 4 برهمکنش می کند، واکنش زیر رخ می دهد:

نیتروگلیسیرین یک روغن سنگین است (d 15 \u003d 1.601 گرم / سانتی متر 3)، در آب حل نمی شود، اما در الکل و سایر حلال های آلی بسیار محلول است. هنگامی که سرد می شود، متبلور می شود (T pl. \u003d 13 درجه سانتیگراد)، بسیار سمی.

نیتروگلیسیرین یک ماده منفجره قوی است. [این ترکیب توسط آلفرد نوبل سنتز شد. او در تولید این ترکیب، ثروت عظیمی برای خود به وجود آورد. سود حاصل از آن سرمایه هنوز به عنوان صندوق جایزه برای جوایز نوبل استفاده می شود]. پس از ضربه و انفجار، فوراً با آزاد شدن مقدار زیادی گاز تجزیه می شود:

4C 3 H 5 (ONO 2) 3 ® 12CO 2 + 6N 2 + O 2 + 10H 2 O

برای اطمینان از ایمنی در هنگام انفجار، از آن در قالب به اصطلاح استفاده می شود دینامیت- مخلوطی متشکل از 75٪ نیتروگلیسیرین و 25٪ خاک دیاتومه (سنگ از پوسته سیلیسی دیاتومها). محلول الکل 1٪ نیتروگلیسیرین به عنوان گشادکننده عروق استفاده می شود، خاصیت انفجاری ندارد.

در این تکنیک، گلیسیرین با هیدرولیز (صابون سازی) چربی ها و روغن های طبیعی به دست می آید:

روش دیگر برای به دست آوردن گلیسیرین تخمیر گلوکز (به دست آمده از ساکاره کردن نشاسته) در حضور، به عنوان مثال، بی سولفیت سدیم طبق این طرح است:

در همان زمان، C 2 H 5 OH تقریبا تشکیل نمی شود. اخیراً گلیسیرین نیز به صورت مصنوعی از پروپیلن ترک خورده یا پروپیلن حاصل از گازهای طبیعی به دست آمده است. طبق یکی از گزینه های سنتز، پروپیلن در دمای بالا (400-500 درجه سانتیگراد) کلر می شود، آلیل کلرید حاصل با هیدرولیز به آلیل الکل تبدیل می شود. دومی توسط پراکسید هیدروژن عمل می کند که در حضور یک کاتالیزور و با حرارت دادن متوسط، با یک پیوند دوگانه به الکل اضافه می کند تا گلیسرول را تشکیل دهد:

اترها

اترها مشتقات الکل نامیده می شود که در نتیجه جایگزینی هیدروژن گروه هیدروکسیل یک الکل با باقی مانده هیدروکربنی تشکیل شده است.. این ترکیبات را می توان به عنوان مشتقات آب نیز در نظر گرفت که در مولکول آن هر دو اتم هیدروژن با بقایای هیدروکربن جایگزین می شوند:

همانطور که از فرمول کلی بالا مشاهده می شود، در مولکول اتر، دو باقیمانده هیدروکربن از طریق اکسیژن (اکسیژن اتری) به هم متصل می شوند. این باقیمانده ها ممکن است یکسان یا متفاوت باشند. اترهایی که در آنها بقایای هیدروکربن های مختلف با اکسیژن ترکیب می شوند نامیده می شوند مختلطاترهای ساده

نامگذاری و ایزومریسم

نام های کاربردی رادیکالبیشترین استفاده را دارند. آنها از نام رادیکال های مرتبط با اکسیژن و کلمه "اتر" (نام کاربردی کلاس) تشکیل شده اند. نام رادیکال های مختلف به ترتیب افزایش پیچیدگی فهرست شده است. (نامگذاری IUPAC همچنین شمارش الفبایی رادیکال ها را توصیه می کند).

ایزومریسم

به راحتی می توان فهمید که دی اتیل و متیل پروپیل اترها ترکیب یکسانی دارند C 4 H 10 O ، یعنی. اینها ایزومرها هستند. در مولکول های آنها، رادیکال های ترکیب شده با اکسیژن از نظر ترکیب متفاوت هستند. اترها ایزومری ذاتی و معمولی ساختار رادیکال ها هستند. بنابراین ایزومر متیل پروپیل اتر متیل ایزوپروپیل اتر است. لازم به ذکر است که اترها به الکلهای مونوهیدریک ایزومر هستند. به عنوان مثال، دی متیل اتر CH 3 -O-CH 3 و اتیل الکل CH 3 -CH 2 -OH دارای ترکیب یکسان C 2 H 6 O هستند. و ترکیب C 4 H 10 O نه تنها مربوط به دی اتیل، متیل پروپیل و متیل ایزوپروپیل اترها، بلکه 4 الکل بوتیل از ترکیب C 4 H 9 OH است.

مشخصات فیزیکی

دی متیل اتر در -23.7 درجه سانتیگراد، متیل اتیل اتر - در +10.8 درجه سانتیگراد می جوشد. بنابراین، در شرایط عادی، اینها گاز هستند. دی اتیل اتر در حال حاضر مایع است (Tbp = 35.6 o C). اترهای پایین تر از الکل ها کمتر می جوشندکه از آن مشتق شده اند، یا از الکل های ایزومر آنها. به عنوان مثال، دی متیل اتر، همانطور که قبلا نشان داده شد، یک گاز است، در حالی که متیل الکل، که این اتر از آن تشکیل می شود، مایعی با Tbp است. \u003d 64.7 درجه سانتیگراد، و الکل اتیلیک ایزومر به دی متیل اتر - مایع، با Tbp. \u003d 78.3 در مورد C؛ این توسط توضیح داده شده است مولکول های اترکه بر خلاف مولکول های الکل حاوی هیدروکسیل نیستند مرتبط نیست.

اترها کمی در آب محلول هستند. به نوبه خود، آب به مقدار کمی در اترهای پایین حل می شود.

خواص شیمیایی

ویژگی اصلی اترها آنهاست بی اثری شیمیایی. بر خلاف استرها، آنها هیدرولیز نشدهو توسط آب به الکل های اولیه تجزیه نمی شوند. اترهای بی آب (مطلق) بر خلاف الکل ها در دمای معمولی با سدیم فلزی واکنش نشان ندهید، زیرا هیچ هیدروژن فعالی در مولکول های آنها وجود ندارد.

شکافت اترها تحت تأثیر اسیدهای خاص اتفاق می افتد. به عنوان مثال، اسید سولفوریک غلیظ (به ویژه بخار) بخارات اتر را جذب می کند تا یک استر اسید سولفوریک (اسید اتیل سولفوریک) و یک الکل تشکیل دهد. مثلا:

دی اتیل اتر اتیل سولفوریک اسید اتیل الکل

اسید هیدرویدیک همچنین اترها را تجزیه می کند و در نتیجه هالوآلکیل و الکل ایجاد می شود:

وقتی گرم می شودسدیم فلزی اترها را با تشکیل یک الکلات و یک ترکیب ارگانوسدیم تقسیم می کند:

چگونه به دست آوریم

کم آبی بین مولکولی الکل ها(صفحه 95 را ببینید).

برهمکنش الکل ها با هالوآلکیل ها. در این حالت نمک اسید هیدروهالیک آزاد می شود و اتر تشکیل می شود. این روش که توسط ویلیامسون (1850) پیشنهاد شده است، به ویژه برای تهیه اترهای مخلوط مناسب است. مثلا:

دی اتیل (اتیل) اتر. از اهمیت زیادی برخوردار است، معمولاً به آن ساده می گویند اتر. عمدتاً از آبگیری الکل اتیلیک توسط عمل H2SO4 غلیظ به دست می آید. با این روش دی اتیل اتر برای اولین بار در سال 1540 بدست آمد. وی. کردوس; برای مدت طولانی دی اتیل اتر اشتباه نامیده می شد اتر سولفوریک، زیرا قرار بود حاوی گوگرد باشد. در حال حاضر دی اتیل اتر با عبور دادن یک جفت اتیل الکل روی اکسید آلومینیوم Al 2 O 3 به دست می آید که تا دمای 240-260 درجه سانتی گراد حرارت داده می شود.

دی اتیل اتر این یک مایع بی رنگ و فرار با بوی مشخص است. تی بیل \u003d 35.6 در مورد کریستال C، T. \u003d -117.6 o C، d 20 4 \u003d 0.714 g / cm 3، یعنی. اتر از آب سبک تر است اگر با آب تکان داده شود، در هنگام ایستادن، اتر "لایه برداری" می شود و به سطح آب شناور می شود و لایه بالایی را تشکیل می دهد. با این حال، مقدار مشخصی اتر در آب حل می شود (6.5 قسمت در 100 قسمت آب در دمای 20 درجه سانتی گراد). به نوبه خود، در همان دما، 1.25 قسمت آب در 100 قسمت اتر حل می شود. اتر به خوبی با الکل مخلوط می شود.

مهم است که به خاطر داشته باشید که اتر باید با دقت بسیار مورد استفاده قرار گیرد. بسیار قابل احتراق است و بخارات آن با هوا مخلوط های انفجاری - انفجاری تشکیل می دهند. علاوه بر این، در طول نگهداری طولانی مدت، به ویژه در نور، اتر توسط اکسیژن اتمسفر اکسید می شود و به اصطلاح ترکیبات پراکسید; دومی در اثر حرارت می تواند با انفجار تجزیه شود. چنین انفجارهایی در هنگام تقطیر اتری که برای مدت طولانی باقی مانده است امکان پذیر است.

اتر حلال بسیار خوبی برای چربی ها، روغن ها، رزین ها و سایر مواد آلی است و به طور گسترده برای این منظور استفاده می شود و اغلب با الکل مخلوط می شود.

اتر کاملاً خالص شده در پزشکی به عنوان وسیله ای برای بیهوشی عمومی در طی عملیات جراحی استفاده می شود.

دی پروپیل اتر C 6 H 14 O. نقطه جوش 90.7 در مورد C. مایع بی رنگ قابل اشتعال. حلالیت در آب 0.25% وزنی در دمای 25 درجه سانتیگراد، T rev. \u003d -16 در مورد C، T خود اشتعال. = 240 در مورد C; حداقل T خود اشتعال. = 154 در مورد C; محدوده دمایی احتراق: -14 درجه سانتیگراد پایین، درجه حرارت بالای 18 درجه سانتیگراد.

ادبیات

1. Pisarenko A.P., Khavin Z.Ya. درس شیمی آلی. م.، دبیرستان، 1975. 510 ص.

2. Nechaev A.P. شیمی ارگانیک. م.، دبیرستان، 1976. 288 ص.

3. Artemenko A.I. شیمی ارگانیک. م.، مدرسه عالی، 1379. 536 ص.

4. Berezin B.D., Berezin D.B. درس شیمی آلی مدرن. م.، دبیرستان، 1378. 768 ص.

5. کیم ای.ام. شیمی ارگانیک. نووسیبیرسک، انتشارات دانشگاه سیبری، 2002. 972 ص.

الکل های پلی هیدریک (پلی الکل ها، پلی ال ها) ترکیبات آلی از کلاس الکل ها هستند که در ترکیب آنها بیش از یک گروه هیدروکسیل -OH وجود دارد.

گلوکز C 6 H 12 O 6 یک مونوساکارید (مونوز) است - یک ترکیب چند عملکردی حاوی یک گروه آلدهید یا کتو و چندین گروه هیدروکسیل، یعنی پلی هیدروکسی آلدئیدها و پلی هیدروکسی کتون ها.

برهمکنش الکل های پلی هیدروکسید با هیدروکسید مس (II).

واکنش های کیفی با هیدروکسید مس (II) برای الکل های پلی هیدریک با هدف تعیین خواص اسیدی ضعیف آنها انجام می شود.

هنگامی که هیدروکسید مس (II) تازه رسوب داده شده در یک محیط قوی قلیایی به محلول آبی گلیسرول (HOCH 2-CH (OH) -CH 2 OH) و سپس به محلول اتیلن گلیکول (اتاندیول) (HO CH 2) اضافه می شود. -CH 2 OH)، رسوب هیدروکسید مس در هر دو حالت حل می شود و رنگ آبی روشن محلول (رنگ نیلی اشباع شده) ظاهر می شود. این نشان دهنده خواص اسیدی گلیسیرین و اتیلن گلیکول است.

СuSO 4 + 2NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

واکنش با Cu(OH) 2 یک واکنش کیفی به الکل‌های پلی‌هیدریک با گروه‌های OH - همسایه است که باعث خواص اسیدی ضعیف آنها می‌شود. فرمالین و هیدروکسید مس واکنش کیفی یکسانی را نشان می دهند - گروه آلدهید به صورت اسیدی واکنش نشان می دهد.

واکنش کیفی گلوکز با هیدروکسید مس (II).

واکنش گلوکز با هیدروکسید مس (II) هنگامی که حرارت داده می شود، خواص کاهشی گلوکز را نشان می دهد. هنگامی که گرم می شود، واکنش گلوکز با هیدروکسید مس (II) با کاهش مس دو ظرفیتی مس (II) به مس تک ظرفیتی مس (I) ادامه می یابد. در ابتدا، یک رسوب زرد رنگ از اکسید مس CuO رسوب می کند. در فرآیند گرمایش بیشتر، CuO به اکسید مس (I) کاهش می یابد - Cu 2 O، که به شکل یک رسوب قرمز رسوب می کند. در طی این واکنش، گلوکز به اسید گلوکونیک اکسید می شود.

2 HOCH 2 - (CHOH) 4) - CH \u003d O + Cu (OH) 2 \u003d 2HOCH 2 - (CHOH) 4) - COOH + Cu 2 O ↓ + 2 H 2 O

این یک واکنش کیفی گلوکز با هیدروکسید مس برای یک گروه آلدئیدی است.

به یاد بیاورید که الکل های پلی هیدریک ترکیبات آلی هستند که مولکول های آنها حاوی چندین گروه هیدروکسیل است. فرمول کلی الکل های پلی هیدریک است سیnاچ2n+1(OH)ک، که در آن n و k اعداد صحیح بزرگتر از 2 هستند. طبقه بندی، ساختار، ایزومریسم و ​​نامگذاری الکل ها قبلا در مورد بحث قرار گرفت. در این قسمت به بررسی خواص و تهیه الکل های پلی هیدریک می پردازیم.

مهمترین نمایندگان الکل های پلی هیدروکسی حاوی دو تا شش گروه هیدروکسیل هستند. الکل های دی هیدریک(گلیکول ها) یا آلکاندیول های حاوی دو گروه هیدروکسیل در مولکول خود، الکل های تری هیدریک(آلکانتریول ها) - سه گروه هیدروکسیل. الکل های تترا، پنتا و هگزا هیدریک(اریتریت ها، پنتیت ها و هگزیت ها) به ترتیب دارای 4، 5 و 6 گروه OH هستند.

ویژگی های فیزیکی الکل های پلی هیدریک

الکل های پلی هیدریک خوب حل شوددر آب و الکل ها، در سایر حلال های آلی بدتر است. الکل هایی با تعداد کمی اتم کربن مایعات چسبناک و شیرینی هستند. اعضای بالاتر سری جامد هستند. در مقایسه با الکل های مونوهیدریک، چگالی و نقطه جوش بالاتری دارند. نام های بی اهمیت، نام ها و خواص فیزیکی برخی از الکل ها در جدول ارائه شده است:

به دست آوردن الکل های پلی هیدریک

دریافت گلیکول

گلیکول ها را تقریباً همه می توانند بدست آورند. بیایید موارد اصلی را برجسته کنیم:

1. هیدرولیز آلکان دی هالوژنه :
2. هیدرولیز کلروهیدرین ها به شرح زیر پیش می رود:
   
3. بازیابی استرها اسیدهای دی بازیک طبق روش Bouvot:
   
4. به گفته واگنر:
   
5. بازیابی ناقص کتون ها تحت تأثیر منیزیم (در حضور ید). به این ترتیب پیناکون ها به دست می آیند:
   

دریافت گلیسیرین

1. کلرزنی پروپیلن در لویو:
   
2. روش برش و یاکوبویچ شامل اکسیداسیون پروپیلن به آکرولئین است که سپس به آلیل الکل کاهش می یابد و به دنبال آن هیدروکسیلاسیون آن انجام می شود:
   
3. هیدروژناسیون کاتالیستی گلوکز منجر به کاهش گروه آلدئیدی و در عین حال، شکست پیوند C3-C4 می شود:
   

به دلیل شکستن پیوند C2-C3، مقدار کمی اتیلن گلیکول و تریت (یک استریوایزومر اریتریتول) تشکیل می شود.

علاوه بر گلوکز، پلی ساکاریدهای دیگر حاوی واحدهای گلوکز مانند سلولز نیز می توانند تحت هیدروژناسیون کاتالیزوری قرار گیرند.

4. هیدرولیز چربی ها قلیایی به منظور به دست آوردن صابون (نمک های پتاسیم یا سدیم اسیدهای کربوکسیلیک پیچیده) انجام می شود:
چنین فرآیندی نامیده می شود صابونی شدن.

دریافت الکل های تتراهیدریک (اریتریتول)

در طبیعت اریتریتول (butantetraol-1،2،3،4)هم به صورت آزاد و هم به صورت استرها در جلبک ها و برخی قالب ها یافت می شود.

به طور مصنوعی از بوتادین-1،4 در چند مرحله به دست می آید:

پنتا اریتریتول (تترااکسی اپنتان)در طبیعت رخ نمی دهد. به طور مصنوعی، می توان آن را با واکنش فرمالدئید با محلول آبی استالدهید در یک محیط قلیایی به دست آورد:

خواص شیمیایی الکل های پلی هیدریک

خواص شیمیایی الکل های پلی هیدریک مشابه است. اما وجود چندین گروه هیدروکسیل در مولکول های الکل های پلی هیدریک باعث افزایش آنها می شود اسیدیته. بنابراین، آنها می توانند با قلیاها و هیدروکسیدهای فلزات سنگین واکنش داده و نمک تشکیل دهند.

جایگزینی گروه دوم هیدروکسی اتیلن گلیکول دشوارتر است (در اثر PCl5 یا SOCl2، جایگزینی آسان تر است).

1. تعامل با اسیدها منجر به تشکیل استرها می شود:

تعامل با اسید نیتریک

این ترکیبات مواد منفجره هستند. تری نیتروگلیسیرین، علاوه بر این، در پزشکی به عنوان یک داروی درمانی استفاده می شود.

تعامل با اسید استیک

اگر واکنش استریفیکاسیون اتیلن گلیکول شامل شود اسید دی بازیک، سپس امکان بدست آوردن پلی استر وجود دارد (واکنش چند تراکمی):

به طور معمول، R اسید ترفتالیک است. محصول این واکنش است تریلن، لاوسان:

در کم آبی اتیلن گلیکولترکیبی به دست می‌آید که دارای 2 شکل تومریک (کتو-انول توتومریسم) است:

کم آبی اتیلن گلیکول می تواند با دیمر شدن همزمان آن رخ دهد:

در کم آبی 1،4-بوتاندیولمی توانید تتراهیدروفوران (اکسولان) دریافت کنید:

کم آبی سایر گلیکول ها با فرآیندی همراه است تنظیم مجدد پیناکولین:

• اکسیداسیون الکل های پلی هیدریک منجر به تشکیل آلدئیدها یا کتون ها می شود.

در اکسیداسیون اتیلن گلیکولابتدا گلیکول آلدئید و سپس گلیوکسال به دست می آید که پس از اکسیداسیون بیشتر به اسید دی کربوکسیلیک تبدیل می شود:

در اکسیداسیون گلیسرولمخلوطی از آلدهید و کتون مربوطه تشکیل می شود: