Pridobivanje polihidričnih alkoholov. Pridobivanje enohidričnih alkoholov

Polihidrični alkoholi - organske spojine, katerih molekule vsebujejo več hidroksilnih skupin (-OH), povezanih z ogljikovodikovim radikalom

glikoli (dioli)

• Sirupu podobna, viskozna brezbarvna tekočina, ima vonj po alkoholu, dobro se meša z vodo, močno zniža zmrzišče vode (60% raztopina zmrzne pri -49 ˚С) - uporablja se v hladilnih sistemih motorjev - antifrizi.
• Etilen glikol je strupen – močan strup! Zavira centralni živčni sistem in vpliva na ledvice.

trojčki

• Brezbarvna, viskozna sirupasta tekočina, sladkega okusa. Ni strupeno. Brez vonja. Dobro se meša z vodo.
• Razširjeno v divjih živalih. Ima pomembno vlogo v presnovnih procesih, saj je del maščob (lipidov) živalskih in rastlinskih tkiv.

Nomenklatura

V imenih polihidričnih alkoholov ( polioli) sta položaj in število hidroksilnih skupin označena z ustreznimi številkami in priponami -diol(dve OH skupini), -triol(tri OH skupine) itd. Na primer:

Pridobivanje polihidričnih alkoholov

jaz. Pridobivanje dihidričnih alkoholov

V industriji

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

2. Interakcija dihalogeniranih alkanov z vodnimi raztopinami alkalij:

3. Iz sinteznega plina:

2CO + 3H2 250°, 200 MPa,kat→CH 2 (OH)-CH 2 (OH)

V laboratoriju

1. Oksidacija alkenov:

II. Pridobivanje trihidričnih alkoholov (glicerola)

V industriji

Umiljenje maščob (trigliceridov):

Kemijske lastnosti polihidričnih alkoholov

Kislinske lastnosti

1. Z aktivnimi kovinami:

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

2. Z bakrovim hidroksidom ( II ) je kvalitativna reakcija!

Poenostavljena shema

Osnovne lastnosti

1. S halogenvodikovimi kislinami

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

2. OD dušikov kislina

T rinitroglicerin - osnova dinamita

Aplikacija

• etilen glikol proizvodnja lavsana , plastike, in za kuhanje antifriz - vodne raztopine, ki zmrznejo precej pod 0°C (njihova uporaba za hlajenje motorja omogoča delovanje avtomobilov pozimi); surovine v organski sintezi.
• Glicerolširoko uporablja v usnjarska, tekstilna industrija za dodelavo usnja in blaga in na drugih področjih nacionalnega gospodarstva. sorbitol (heksahidrični alkohol) se uporablja kot nadomestek za sladkor pri sladkornih bolnikih. Glicerin se pogosto uporablja v kozmetiki , Prehrambena industrija , farmakologija , proizvodnja eksplozivi . Čisti nitroglicerin eksplodira že ob rahlem udarcu; služi kot surovina za brezdimni smodnik in dinamit Eksploziv, ki ga je za razliko od nitroglicerina mogoče varno odvreči. Dinamit je izumil Nobel, ki je ustanovil svetovno znano Nobelovo nagrado za izjemne znanstvene dosežke na področju fizike, kemije, medicine in ekonomije. Nitroglicerin je strupen, vendar v majhnih količinah služi kot zdravilo , saj širi srčne žile in s tem izboljša prekrvitev srčne mišice.

TEMA №4: ENOJNI IN POLITOMNI ALKOHOLI. ETRI.

Predavanje 4.1: Eno- in večhidroksilni alkoholi. Etri.

Učna vprašanja:

1. Splošna klasifikacija alkoholov. Mejni enohidroksilni alkoholi, njihove homologne serije, splošna formula, izomerija, nomenklatura.

2. Fizikalno-kemijske in vnetljive lastnosti alkoholov;

3. Osnovne kemijske reakcije: oksidacija (gorenje, nagnjenost k samovžigu, nepopolna oksidacija); substitucija (tvorba alkoholatov, etrov in estrov, halogenskih derivatov); dehidrogenacija in dehidracija alkoholov.

4. Industrijske in laboratorijske metode pridobivanja alkoholov iz ogljikovodikov, naravnih sladkorjev, alkilhalogenidov z redukcijo karbonilnih spojin. Kratek opis alkoholov: metilni, etilni, propilni, butilni, benzilni in ciklohekanol.

5. Polihidroksilni alkoholi: izomerija, nomenklatura, fizikalno-kemijske in požarno nevarne lastnosti (npr. etilen glikol in glicerin). Osnovne kemijske reakcije: oksidacija (gorenje, nagnjenost k samovžigu, nepopolna oksidacija); substitucija (tvorba alkoholatov estra); dehidracija.

6. Industrijske metode pridobivanja polihidričnih alkoholov iz polihalogenih derivatov ogljikovodikov z oksidacijo alkenov.

7. Etri: nomenklatura, izomerija, fizikalno-kemijske in požarne lastnosti. Osnovne kemijske reakcije: oksidacija (gorenje, nagnjenost k samovžigu), avtooksidacija. Metode pridobivanja etrov. Kratek opis etrov: dietil in dipropil.

monohidrični alkoholi.

Alkoholi so derivati ​​ogljikovodikov, ki so produkti substitucije vodikovega atoma (atomov) v molekuli ogljikovodika s hidroksilno skupino -OH.. Glede na to, koliko vodikovih atomov je zamenjanih, so alkoholi eno- in polihidrični. Tisti. število –OH skupin v molekuli alkohola označuje atomičnost slednjega.

Največjega pomena je omejitev enohidroksilnih alkoholov. Sestavo članov številnih nasičenih monohidričnih alkoholov lahko izrazimo s splošno formulo - C n H 2n + 1 OH ali R-OH.

Prvih nekaj članov homologne serije alkoholov in njihova imena po radikalno-funkcionalni, substitucijski oziroma racionalni nomenklaturi so podani spodaj:

Po radikalno-funkcionalni nomenklaturi Ime alkoholov je sestavljeno iz imena radikalov in besede "alkohol", ki izraža funkcionalno ime razreda.

Mednarodna nadomestna nomenklatura: nadomestnemu imenu ogljikovodika, katerega derivat je alkohol, dodamo končnico -ol (alkanoli). Lokant označuje številko ogljikovega atoma, na katerem se nahaja. hidroksil. Glavna ogljikova veriga je izbrana tako, da vključuje ogljik, ki nosi hidroksilno skupino. Začetek oštevilčenja verige določa tudi hidroksil.

Racionalna nomenklatura: vse alkohole obravnavamo kot derivate metanola (CH 3 OH), ki se v tem primeru imenuje karbinol: in v kateri so vodikovi atomi nadomeščeni z enim ali več radikali. Ime alkohola je sestavljeno iz imen teh radikalov in besede - karbinol.

Tabela 1

Izomerija in nomenklatura butilnih alkoholov (C 4 H 9 OH)

Izomerija nasičenih monohidričnih alkoholov je posledica izomerije ogljikovega skeleta in izomerije položaja OH skupine. Metilni in etilni alkoholi nimajo izomerov. Glede na položaj hidroksilne skupine pri primarnem, sekundarnem ali terciarnem ogljikovem atomu so lahko alkoholi primarni, sekundarni, terciarni:

Propilni alkohol dva:

Za butanol je mogoče izpeljati 4 izomere (glej tabelo 1);

Število izomerov v seriji alkoholov hitro narašča: C 5 - osem izomerov, C 6 - sedemnajst, C 10 - petsto sedem.

Fizične lastnosti

V homolognem nizu ni plinov. To so tekočine. Od C 12 H 25 OH do C 20 H 41 OH - oljnat in od C 21 H 43 OH - trdne snovi.

T vre CH 3 OH \u003d 65 ° C, T vre C 2 H 5 OH \u003d 78 ° C, r (C 2 H 5 OH) \u003d 0,8 g / cm 3

Primarni izoalkoholi imajo nižje vrelišča kot običajni primarni alkoholi..

V alkoholih pride do povezovanja molekul med seboj zaradi tvorbe vodikove vezi. [Dolžina vodikove vezi je daljša od običajne vezi –OH, moč pa je precej manjša (10-krat).] Zato je metanol tekočina, metan pa plin. Za prekinitev vodikovih vezi je potrebna energija; to lahko storite s segrevanjem alkohola.

Alkoholi so lažji od vode: njihova gostota je manjša od 1. Metilni, etilni in propilni alkoholi se mešajo z vodo v vseh razmerjih. Ko ogljikovodikovi radikali postanejo bolj kompleksni, topnost alkoholov močno upade. Butilni alkohol se delno raztopi. Višji alkoholi se v vodi ne topijo, t.j. potisnejo iz vode.

Iz zgoraj navedenega lahko sklepamo, da lahko topne alkohole gasimo z redčenjem (do koncentracije manj kot 25%); V vodi netopnih alkoholov ni priporočljivo gasiti z vodo, saj v tem primeru alkoholi priplavajo na površino vode in proces zgorevanja se nadaljuje. Vodne raztopine, ki vsebujejo 25 % alkohola ali več, so vnetljive tekočine. Upoštevati je treba, da razredčene raztopine alkoholov spadajo v kategorijo težko gorljivih snovi, tj. nagnjeni k gorenju v prisotnosti vira vžiga.

Kemijske lastnosti

1. Alkoholi reagirajo z alkalijskimi kovinami (Na, K itd.), da nastanejo alkoholati:

2R-OH + 2Na ® 2R-ONa + H 2

Reakcija ni tako burna kot pri uporabi vode. Poleg tega se s povečanjem molske mase alkohola njegova aktivnost v tej reakciji zmanjša. Primarni alkoholi so veliko bolj aktivni v reakcijah z alkalijskimi kovinami kot izomerni sekundarni in zlasti terciarni.

Alkoholi v tej reakciji kažejo lastnosti kislin, vendar so še šibkejše kisline kot voda: K dis H 2 O \u003d 10 -16; To dis CH3OH=10 -17; Za dis C 2 H 5 OH \u003d 10 -18. Slednje pojasnjujejo z vplivom radikala na alkilno skupino (R-donorji).

V praksi so alkoholi nevtralne snovi: ne kažejo niti kislih niti alkalnih reakcij na lakmus, ne prevajajo električnega toka..

2. Zamenjava hidroksilne skupine alkoholov s halogenom:

Pri čemer je H 2 SO 4 sredstvo za odstranjevanje vode.

3. Interakcija alkoholov s kislinami se imenuje reakcija esterifikacija. Kot rezultat nastanejo estri:

Primarni alkoholi se najlažje esterificirajo;

sekundarni in najtežje zaestrilni terciarni alkoholi.

4. Dehidracija alkoholov pod delovanjem sredstev za odstranjevanje vode (H 2 SO 4):

Intramolekularno:

Vidimo, da je rezultat reakcije odvisen od pogojev njene izvedbe.

Medmolekularno:

V prvem primeru se alkilžveplova kislina, ki je prvotno nastala pri mešanju H 2 SO 4 (presežek) z alkoholom, pri segrevanju razgradi, pri čemer se ponovno sprostita žveplova kislina in etilenski ogljikovodik.

V drugem primeru prvotno nastala alkiložveplova kislina reagira z drugo molekulo alkohola in tvori molekulo etra:

5. Pri visokih temperaturah zračni kisik oksidira alkohole v CO 2 ali H 2 O ( zgorevalni proces). Metanol in etanol gorita s skoraj nesvetlečim plamenom, višji s svetlejšim dimnim plamenom. To je posledica povečanja relativnega povečanja ogljika v molekuli.

Raztopine KMnO 4 in K 2 Cr 2 O 7 (kisle) oksidirajo alkoholi. Raztopina KMnO 4 postane brezbarvna, raztopina K 2 Cr 2 O 7 pa postane zelena.

V tem primeru primarni alkoholi tvorijo aldehide, sekundarni alkoholi tvorijo ketone, nadaljnja oksidacija aldehidov in ketonov vodi v proizvodnjo karboksilnih kislin:

Terciarni alkoholi so v blagih pogojih odporni na delovanje oksidantov, v težkih pogojih pa se uničijo in tvorijo mešanico ketonov in karboksilnih kislin:

6. Pri prehodu hlapov primarnih in sekundarnih alkoholov preko površine segretih fino razdeljenih kovin (Cu, Fe) se njihova dehidrogenacija:

Kako dobiti

Alkohole v naravi redko najdemo v prosti obliki.

1. Velika količina etilnega alkohola, pa tudi propilnega, izobutilnega in amilnega alkohola se pridobiva iz naravnih sladkih snovi kot posledica fermentacije. Na primer:

2. Iz etilenskih ogljikovodikov hidracija:

3. Iz acetilena hidracija (po reakciji Kucherova):

4. Pri hidrolizi halogeniranih alkilov:

(za premik ravnovesja se reakcija izvaja v alkalnem mediju).

4. pri redukciji aldehidov vodik ob sproščanju nastanejo primarni alkoholi, ketoni - sekundarni:

Posamezni predstavniki.

Metilni alkohol. Upoštevajte močno toksičnost CH3OH. Hkrati se uporablja kot topilo, iz njega pridobivajo formaldehid (potreben za proizvodnjo plastike), z njim denaturirajo etilni alkohol in ga uporabljajo kot gorivo. V industriji ga pridobivajo iz zmesi CO in H 2 pod pritiskom nad segretim katalizatorjem (ZnO itd.), pri suhi destilaciji lesa (lesni alkohol):

CO + 2H 2 ® CH 3 OH (metanol)

(Hlapi alkohola z zrakom tvorijo eksplozivne zmesi. Vnetljiva tekočina, T vp. = 8 o C).

Ob stiku z močnimi oksidanti (pareča HNO 3), CrO 3 in Na 2 O 2 se metanol spontano vname.

Etanol(etanol, vinski alkohol). Brezbarvna tekočina z značilnim vonjem in ostrim okusom. Z vodo tvori azeotrop (96 % C 2 H 5 OH + 4 % H 2 O). S kemičnimi sredstvi (sušenje CaO, CuSO 4 , Ca) lahko dobimo absolutni alkohol. Uporablja se pri proizvodnji gume, pa tudi kot topilo, v parfumeriji (parfum, kolonjska voda), na njegovi osnovi se pripravljajo goriva, razkužila, alkoholne pijače, zdravila. (LVZH, T flare = 13 o C). Z dodatkom strupenih snovi z neprijetnim vonjem se imenuje denaturiran alkohol. Alkohol dobimo kot rezultat fermentacije sladkih snovi iz celuloze (hidroliziranega alkohola), hidratacije etilena v prisotnosti žveplove kisline, redukcije acetaldehida z vodikom, acetaldehid pa dobimo z reakcijo Kucherova z uporabo acetilena (glej str. 66). Dodatek metilnega in etilnega alkohola motornemu gorivu prispeva k popolnosti zgorevanja goriva in odpravlja onesnaževanje zraka.

Fiziološko etilni alkohol deluje na telo kot droga, na katero se pojavi odvisnost in uničuje psiho.

Polihidrični alkoholi.

Dihidrični alkoholi se imenujejo glikoli, triatomski - gliceroli. Po mednarodni substitucijski nomenklaturi se dihidrični alkoholi imenujejo alkandioli, triatomski - alkanetrioli. Alkoholi z dva hidroksila pri enem ogljikovem atomu običajno ne obstajata v prosti obliki; ko jih poskušajo dobiti, se razgradijo, sproščajo vodo in se spremenijo v spojino s karbonilno skupino - aldehide ali ketone:

Trihidroksilni alkoholi s tremi hidroksili pri enem atomu ogljika so še bolj nestabilni kot podobni dihidrični alkoholi in jih v prosti obliki ne poznamo:

Zato je prvi predstavnik dihidričnih alkoholov etanski derivat sestave C 2 H 4 (OH) 2 s hidroksilnimi skupinami. pri različnih atomi ogljika - 1,2-etandiol ali drugače - etilen glikol (glikol). Propan že ustreza dvema dihidričnima alkoholoma - 1,2-propadiolu ali propilen glikolu in 1,3-propandiolu ali trimetilen glikolu:

Glikole, pri katerih sta dve alkoholni hidroksilni skupini nameščeni ena poleg druge v verigi – pri sosednjih ogljikovih atomih, imenujemo a-glikoli (npr. etilen glikol, propilen glikol). Glikole z alkoholnimi skupinami, ki se nahajajo skozi en ogljikov atom, imenujemo b-glikoli (trimetilen glikol). In tako naprej.

Med dihidričnimi alkoholi etilen glikol je največjega zanimanja. Uporablja se kot antifriz za hlajenje valjev avtomobilskih, traktorskih in letalskih motorjev; ob prejemu lavsana (poliester alkohola s tereftalno kislino).

Je brezbarvna sirupasta tekočina, brez vonja, sladkega okusa, strupeno. Meša se z vodo in alkoholom. T bale \u003d 197 o C, T pl. \u003d -13 o C, d 20 4 \u003d 1,114 g / cm 3. gorljiva tekočina.

Poda vse reakcije, značilne za monohidrične alkohole, v katerih lahko sodeluje ena ali obe alkoholni skupini. Zaradi prisotnosti dveh OH skupin imajo glikoli nekoliko bolj kisle lastnosti kot monohidrični alkoholi, čeprav ne dajejo kisle reakcije na lakmus, ne prevajajo električnega toka. Toda za razliko od enohidričnih alkoholov so raztapljajo hidrokside težkih kovin. Na primer, ko modri želatinasti oborini Cu (OH) 2 dodamo etilen glikol, nastane modra raztopina bakrovega glikolata:

Pod delovanjem PCl 5 pride do zamenjave obeh hidroksidnih skupin s klorom, pod delovanjem HCl pa do zamenjave ene in t.i. klorohidrine glikoli:

pri dehidracija iz 2 molekul nastane etilen glikol dietilen glikol:

Slednja se lahko z intramolekularno sprostitvijo ene molekule vode spremeni v ciklično spojino z dvema etrskima skupinama – dioksan:

Po drugi strani pa lahko dietilen glikol reagira z naslednjo molekulo etilen glikola in tvori spojino prav tako z dvema etrskima skupinama, vendar z odprto verigo - trietilen glikol. Zaporedna interakcija te vrste reakcije številnih molekul glikola vodi do nastanka poliglikoli- visokomolekularne spojine, ki vsebujejo veliko etrskih skupin. Reakcije za nastanek poliglikolov spadajo med reakcije polikondenzacija.

Poliglikoli se uporabljajo v proizvodnji sintetičnih detergentov, omočil, penilnih sredstev.

Oksidacija

Med oksidacijo se primarne skupine glikolov pretvorijo v aldehidne skupine, sekundarne pa v ketonske skupine.

Kako dobiti

Etilenglikol pridobivamo z alkalno hidrolizo 1,2-dikloroetana, slednjega pa s kloriranjem etilena:

Iz etilena lahko etilen glikol pridobimo tudi z oksidacijo v vodni raztopini ( E.E. reakcija Wagner, 1886):

V naravi se skoraj nikoli ne pojavlja v prosti obliki, zelo pogosti pa so njegovi estri z nekaterimi višjimi organskimi kislinami, tako imenovanimi maščobami in olji, ki imajo velik biološki in praktični pomen.

Uporablja se v parfumeriji, farmaciji, tekstilni industriji, prehrambeni industriji, za pridobivanje nitroglicerina itd. Je brezbarvna vnetljiva tekočina, brez vonja, sladkega okusa. (Treba je povedati, da se s povečanjem števila OH skupin v molekuli poveča sladkost snovi.) Zelo higroskopičen, mešan z vodo in alkoholom. T bale 290 o C (z razgradnjo), d 20 4 \u003d 1,26 g / cm 3. (Vrelišče je višje kot pri monohidričnih alkoholih – več vodikovih vezi. To vodi do večje higroksopičnosti in večje topnosti.)

Glicerina ne smete shranjevati z močnimi oksidanti: stik s temi snovmi povzroči požar. (Npr. interakcija s KMnO 4 , Na 2 O 2 , CaOCl 2 povzroči samovžig.) Priporočljivo je gašenje z vodo in peno.

Kislost alkoholnih skupin v glicerinu je še večja. Pri reakcijah lahko sodeluje ena, dve ali tri skupine. Glicerin, tako kot etilen glikol, raztopi Cu(OH) 2, pri čemer nastane intenzivno modra raztopina bakrovega glicerata. Vendar pa je, tako kot monohidrični in dihidrični alkoholi, nevtralen do lakmusa. Hidroksilne skupine glicerola so nadomeščene s halogeni.

Pod delovanjem sredstev za odstranjevanje vode ali pri segrevanju se dve molekuli vode odcepita od glicerina (dehidracija). V tem primeru nastane nestabilen nenasičen alkohol s hidroksilom pri ogljiku z dvojno vezjo, ki se izomerizira v nenasičen aldehid. akrolein(ima dražeč vonj, kot po dimu zažganih maščob):

Ko glicerol medsebojno deluje z dušikovo kislino v prisotnosti H 2 SO 4, pride do naslednje reakcije:

Nitroglicerin je težko olje (d 15 \u003d 1,601 g / cm 3), se ne topi v vodi, vendar je zelo topen v alkoholu in drugih organskih topilih. Ko se ohladi, kristalizira (T pl. \u003d 13 ° C), zelo strupeno.

Nitroglicerin je močan eksploziv. [To spojino je sintetiziral Alfred Nobel. S proizvodnjo te spojine si je ustvaril ogromno bogastvo. Obresti od tega kapitala se še vedno uporabljajo kot bonus sklad za Nobelove nagrade]. Ob udarcu in detonaciji se takoj razgradi s sproščanjem ogromne količine plinov:

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

Za zagotavljanje varnosti pri miniranju se uporablja v obliki t.i dinamit- mešanica, sestavljena iz 75% nitroglicerina in 25% diatomejske zemlje (kamnina iz silikatnih lupin diatomeje). 1% alkoholna raztopina nitroglicerina se uporablja kot vazodilatator, nima eksplozivnih lastnosti.

V tehniki se glicerin pridobiva s hidrolizo (umiljenjem) naravnih maščob in olj:

Drug način za pridobivanje glicerina je fermentacija glukoze (pridobljene s saharizacijo škroba) v prisotnosti na primer natrijevega bisulfita po shemi:

Hkrati se C 2 H 5 OH skoraj ne tvori. V zadnjem času se glicerin pridobiva tudi sintetično iz krekiranega propilena ali propilena, pridobljenega iz zemeljskih plinov. Po eni od možnosti sinteze se propilen klorira pri visoki temperaturi (400-500 o C), nastali alil klorid se s hidrolizo pretvori v alil alkohol. Na slednjega deluje vodikov peroksid, ki ob prisotnosti katalizatorja in z zmernim segrevanjem dodaja alkoholu pri dvojni vezi in nastane glicerol:

Etri

Etri imenovani derivati ​​alkoholov, ki nastanejo kot posledica zamenjave vodika hidroksilne skupine alkohola z ogljikovodikovim ostankom.. Te spojine lahko obravnavamo tudi kot derivate vode, v molekuli katere sta oba atoma vodika nadomeščena z ostanki ogljikovodikov:

Kot je razvidno iz zgornje splošne formule, sta v molekuli etra dva ogljikovodikova ostanka povezana preko kisika (eterični kisik). Ti ostanki so lahko enaki ali različni; imenujemo etre, v katerih so različni ogljikovodikovi ostanki povezani s kisikom mešano enostavni etri.

Nomenklatura in izomerija

Radikalna funkcionalna imena so najbolj uporabljeni. Nastanejo iz imen radikalov, povezanih s kisikom, in besede "eter" (funkcionalno ime razreda); imena različnih radikalov so navedena po naraščajoči zapletenosti. (Nomenklatura IUPAC priporoča tudi abecedno naštevanje radikalov).

izomerija

Lahko vidimo, da imata dietil in metilpropil eter enako sestavo C 4 H 10 O, tj. to so izomeri. V svojih molekulah se radikali, povezani s kisikom, razlikujejo po sestavi. Etri so lastna in običajna izomerija strukture radikalov. Tako je izomer metil propil etra metil izopropil eter. Upoštevati je treba, da so etri izomerni monohidričnim alkoholom. Na primer, dimetil eter CH 3 -O-CH 3 in etilni alkohol CH 3 -CH 2 -OH imata enako sestavo C 2 H 6 O. In sestava C 4 H 10 O ne ustreza samo dietil, metil propil in metil izopropil etru, temveč tudi 4 butil alkoholom sestave C 4 H 9 OH.

Fizične lastnosti

Dimetil eter vre pri -23,7 o C, metil etil eter - pri +10,8 o C. Zato so v normalnih pogojih to plini. Dietileter je že tekočina (T vr. = 35,6 o C). Nižji etri vrejo nižje od alkoholov iz katerega so pridobljeni, ali kot njihovi izomerni alkoholi. Na primer, dimetil eter, kot je bilo že prikazano, je plin, medtem ko je metilni alkohol, iz katerega nastane ta eter, tekočina s T bp. \u003d 64,7 ° C in etilni alkohol, izomeren dimetil etru - tekočina, s T bp. \u003d 78,3 okoli C; to pojasnjuje molekule etra, ki za razliko od molekul alkohola ne vsebujejo hidroksilov ni povezan.

Etri so rahlo topni v vodi; v zameno pa se voda v majhni količini raztopi v nižjih etrih.

Kemijske lastnosti

Glavna značilnost etrov je njihova kemična inertnost. Za razliko od estrov so ni hidroliziran in se z vodo ne razgradijo v začetne alkohole. Brezvodni (absolutni) etri, za razliko od alkoholov pri običajnih temperaturah ne reagirajo s kovinskim natrijem, Ker v njihovih molekulah ni aktivnega vodika.

Cepitev etrov se pojavi pod delovanjem nekaterih kislin. Na primer, koncentrirana (zlasti kadeča se) žveplova kislina absorbira hlape etra, da tvori ester žveplove kisline (etilžveplovo kislino) in alkohol. Na primer:

dietil eter etil žveplova kislina etilni alkohol

Jodovodikova kislina razgrajuje tudi etre, kar povzroči haloalkil in alkohol:

Pri segrevanju kovinski natrij cepi etre s tvorbo alkoholata in organonatrijeve spojine:

Kako dobiti

Medmolekularna dehidracija alkoholov(glejte stran 95).

Interakcija alkoholatov s haloalkili. V tem primeru se sol halogenvodikove kisline sprosti in nastane eter. Ta metoda, ki jo je predlagal Williamson (1850), je posebej primerna za pripravo mešanih etrov. Na primer:

Dietil (etil) eter. Je velikega pomena, običajno se imenuje preprosto eter. Pridobiva se predvsem z dehidracijo etilnega alkohola z delovanjem koncentrirane H 2 SO 4 . S to metodo so leta 1540 prvič pridobili dietileter. V. Korduš; dolgo časa je bil dietileter napačno imenovan žveplov eter, Ker vseboval naj bi žveplo. Trenutno se dietileter pridobiva s prehodom para etilnega alkohola preko aluminijevega oksida Al 2 O 3, segretega na 240-260 o C.

dietil eter Je brezbarvna, hlapna tekočina z značilnim vonjem. T bale \u003d 35,6 o C, T kristal. \u003d -117,6 o C, d 20 4 \u003d 0,714 g / cm 3, tj. eter je lažji od vode. Če ga stresemo z vodo, potem ko stoji, se eter "odlušči" in priplava na površino vode ter tvori zgornjo plast. Vendar pa je določena količina etra raztopljena v vodi (6,5 delov v 100 delih vode pri 20 °C). Po drugi strani pa se pri isti temperaturi 1,25 delov vode raztopi v 100 delih etra. Eter se zelo dobro meša z alkoholom.

Pomembno je upoštevati, da je treba z etrom ravnati zelo previdno; je zelo vnetljiv, njegovi hlapi z zrakom pa tvorijo eksplozivno - eksplozivne mešanice. Poleg tega pri dolgotrajnem skladiščenju, zlasti na svetlobi, eter oksidira s kisikom v ozračju in nastane t.i. peroksidne spojine; slednji zaradi segrevanja lahko razpadejo z eksplozijo. Takšne eksplozije so možne med destilacijo etra, ki je stal dolgo časa.

Eter je zelo dobro topilo za maščobe, olja, smole in druge organske snovi in ​​se pogosto uporablja v ta namen, pogosto mešan z alkoholom.

Temeljito prečiščen eter se v medicini uporablja kot sredstvo za splošno anestezijo med kirurškimi posegi.

dipropil eter C 6 H 14 O. Vrelišče 90,7 o C. Vnetljiva brezbarvna tekočina. Topnost v vodi 0,25 mas. % pri 25 °C, T rev. \u003d -16 o C, T samovžig. =240 o C; najmanj T samovžig. =154 o C; temperaturne meje vžiga: spodnja -14 o C, zgornja 18 o C.

LITERATURA

1. Pisarenko A.P., Khavin Z.Ya. Tečaj organske kemije. M., Višja šola, 1975. 510 str.

2. Nechaev A.P. Organska kemija. M., Višja šola, 1976. 288 str.

3. Artemenko A.I. Organska kemija. M., Višja šola, 2000. 536 str.

4. Berezin B.D., Berezin D.B. Tečaj sodobne organske kemije. M., Višja šola, 1999. 768 str.

5. Kim A.M. Organska kemija. Novosibirsk, Sibirska univerzitetna založba, 2002. 972 str.

Polihidroksilni alkoholi (polialkoholi, polioli) so organske spojine iz razreda alkoholov, ki v svoji sestavi vsebujejo več kot eno hidroksilno skupino -OH.

Glukoza C 6 H 12 O 6 je monosaharid (monoza) - polifunkcionalna spojina, ki vsebuje aldehidno ali keto skupino in več hidroksilnih skupin, to je polihidroksi aldehidov in polihidroksi ketonov.

Interakcija polihidričnih alkoholov z bakrovim (II) hidroksidom

Kvalitativne reakcije z bakrovim (II) hidroksidom za polihidrične alkohole so namenjene določanju njihovih šibkih kislih lastnosti.

Ko dodamo sveže oborjen bakrov (II) hidroksid v močno alkalnem mediju k vodni raztopini glicerola (HOCH 2-CH (OH) -CH 2 OH) in nato k raztopini etilenglikola (etandiola) (HO CH 2 -CH 2 OH), se oborina bakrovega hidroksida v obeh primerih raztopi in pojavi se svetlo modra barva raztopine (nasičena indigo barva). To kaže na kisle lastnosti glicerina in etilenglikola.

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

Reakcija s Cu(OH) 2 je kvalitativna reakcija na polihidrične alkohole s sosednjimi OH - skupinami, kar povzroča njihove šibke kisle lastnosti. Formalin in bakrov hidroksid dajeta enako kakovostno reakcijo - aldehidna skupina reagira na kisli način.

Kvalitativna reakcija glukoze z bakrovim (II) hidroksidom

Reakcija glukoze z bakrovim (II) hidroksidom pri segrevanju dokazuje redukcijske lastnosti glukoze. Pri segrevanju poteka reakcija glukoze z bakrovim (II) hidroksidom z redukcijo dvovalentnega bakra Cu (II) v monovalentni baker Cu (I). Na začetku se izloči rumena oborina bakrovega oksida CuO. V procesu nadaljnjega segrevanja se CuO reducira v bakrov (I) oksid - Cu 2 O, ki se izloči v obliki rdeče oborine. Med to reakcijo se glukoza oksidira v glukonsko kislino.

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

To je kvalitativna reakcija glukoze z bakrovim hidroksidom za aldehidno skupino.

Spomnimo se, da so polihidrični alkoholi organske spojine, katerih molekule vsebujejo več hidroksilnih skupin. Splošna formula polihidričnih alkoholov je CnH2n+1(OH)k, kjer sta n in k celi števili, večji od 2. Razvrstitev, struktura, izomerija in nomenklatura alkoholov so bili obravnavani prej v. V tem razdelku obravnavamo lastnosti in pripravo polihidričnih alkoholov.

Najpomembnejši predstavniki polihidričnih alkoholov vsebujejo od dve do šest hidroksilnih skupin. Dihidrični alkoholi(glikoli) ali alkandioli, ki vsebujejo dve hidroksilni skupini v svoji molekuli, trihidrični alkoholi(alkantrioli) - tri hidroksilne skupine. Tetra, penta in heksahidrični alkoholi(eritriti, pentiti in heksiti) vsebujejo 4, 5 oziroma 6 OH skupin.

Fizikalne lastnosti polihidričnih alkoholov

Polihidrični alkoholi dobro raztopite v vodi in alkoholih, slabše v drugih organskih topilih. Alkoholi z majhnim številom ogljikovih atomov so viskozne tekočine sladkega okusa. Višji člani serije so trdna telesa. V primerjavi z enohidričnimi alkoholi imajo višje gostote in vrelišča. Trivialna imena, imena in fizikalne lastnosti nekaterih alkoholov so predstavljena v tabeli:

Pridobivanje polihidričnih alkoholov

Pridobivanje glikolov

Glikole lahko dobi skoraj vsak.Izpostavimo glavne:

1. Hidroliza dihalogeniranih alkanov :
2. Hidroliza klorohidrinov poteka takole:
   
3. Pridobivanje estrov dibazične kisline po Bouvotovi metodi:
   
4. po Wagnerju:
   
5. Nepopolna regeneracija ketonov pod vplivom magnezija (v prisotnosti joda). Tako se dobijo pinakoni:
   

Pridobivanje glicerina

1. Kloriranje propilena v Lvovu:
   
2. Metoda Beresha in Yakubovicha sestoji iz oksidacije propilena v akrolein, ki se nato reducira v alil alkohol, čemur sledi njegova hidroksilacija:
   
3. Katalitično hidrogeniranje glukoze vodi do redukcije aldehidne skupine in hkrati do cepitve vezi C3-C4:
   

Zaradi cepitve C2-C3 vezi nastane majhna količina etilenglikola in treita (stereoizomer eritritola).

Poleg glukoze so lahko katalitičnemu hidrogeniranju izpostavljeni tudi drugi polisaharidi, ki vsebujejo enote glukoze, kot je celuloza.

4. Hidroliza maščob alkalija se izvaja za pridobivanje mila (kalijeve ali natrijeve soli kompleksnih karboksilnih kislin):
Tak postopek se imenuje saponifikacija.

Pridobivanje tetrahidričnih alkoholov (eritritola)

V naravi eritritol (butantetraol-1,2,3,4) najdemo tako v prosti obliki kot v obliki estrov v algah in nekaterih plesnih.

Umetno se pridobiva iz butadiena-1,4 v več fazah:

Pentaeritritol (tetraoksineopentan) v naravi ne pojavljajo. Sintetično ga lahko pridobimo z reakcijo formaldehida z vodno raztopino acetaldehida v alkalnem mediju:

Kemijske lastnosti polihidričnih alkoholov

Kemijske lastnosti polihidričnih alkoholov so podobne. Vendar pa prisotnost več hidroksilnih skupin v molekulah polihidričnih alkoholov poveča njihovo kislost. Zato lahko reagirajo z alkalijami in hidroksidi težkih kovin ter tvorijo soli.

Substitucija druge hidrokso skupine etilenglikola je težja (pod delovanjem PCl5 ali SOCl2 je substitucija lažja).

1. Interakcija s kislinami vodi do tvorbe estrov:

Medsebojno delovanje z dušikovo kislino

Te spojine so eksplozivi. Poleg tega se trinitroglicerin uporablja v medicini kot terapevtsko zdravilo.

Medsebojno delovanje z ocetno kislino

Če reakcija esterifikacije etilenglikola vključuje dvobazična kislina, potem je mogoče dobiti poliester (reakcija polikondenzacije):

Običajno je R tereftalna kislina. Produkt te reakcije je terilen, lavsan:

pri dehidracija etilenglikola dobimo spojino, ki ima 2 tavtomerni obliki (keto-enolni tavtomerizem):

Dehidracija etilenglikola se lahko pojavi ob njegovi hkratni dimerizaciji:

pri dehidracija 1,4-butandiola lahko dobite tetrahidrofuran (oksolan):

Dehidracijo drugih glikolov spremlja proces pinakolinska preureditev:

• Oksidacija polihidričnih alkoholov vodi do tvorbe aldehidov ali ketonov.

pri oksidacija etilenglikola najprej dobimo glikolaldehid, nato glioksal, ki se ob nadaljnji oksidaciji spremeni v dikarboksilno kislino:

pri oksidacija glicerola nastane zmes ustreznega aldehida in ketona: