Фишер формуласы Колли-Толленсу формуласы 1 страница

Спирттер

Спирттер – құрамында бір немесе бірнеше ОН – тобымен байланысқан көміртектердің туындылары. ОН – тобын функционалдық топ деп атайды, себебі ол оның көптеген қасиеттерін сипаттайды.

		СПИРТТЕР


ОН – тобының санына байланысты	ОН – тобы мен көміртектің табиғатына байланысты		Радикалдың табиғатына байланысты: алифаттық, ароматтық

Оларды ОН – тобының санына байланысты бірнеше түрге бөледі:

1) біратомды

СН₃ – ОН метанол (метил спирті)

2) екіатомды

СН₂ – СН₂

| |

ОН ОН этандиол (этиленгликоль)

3) үшатомды

СН₂ – СН – СН₂

| | |

ОН ОН ОН пропантриол (глицерин)

4) көпатомды

Н₂С – СН – СН – СН – СН – СН₂

| | | | | |

ОН ОН ОН ОН ОН ОН (гексит, сорбит)

Көміртектің табиғатына және ОН тобының орналасуына байланысты:

1) біріншілік көміртек атомының қасында орналасса, онда біріншілік спирт болады:

СН₃ – СН₂ – ОН

этанол

2) екіншілік көміртек – екіншілік спирт:

СН₃ – СН – СН₃

| ОН

пропанол – 2 (изопропил спирті)

3) үшіншілік көміртек – үшіншілік спирт:

СН₃

Н₃С – С – СН₃

| ОН

2 – метил пропанол – 2 (третбутилспирті)

4.1.1 Қаныққан біратомды спирттер

Қаныққан біратомды спирттер құрамында қаныққан көмірсутектің радикалымен байланысқан тек бір ОН – тобы бар қосылыстар.

Олардың жалпы формуласы: СnH 2n+1OH

Молекулярлық массасы: Mr (С n H 2n+1 OH)=14n +18

Аталуы

1) негізгі қаныққан көмірсутектегі – ан жұрнағына – ол жұрнағы қосылады:

	халықаралық	рационалды
СН3 – ОН	метанол	метил спирті
С2Н5 – ОН	этанол	этил спирті
С3Н7 – ОН	пропанол	пропил спирті

Сонымен қатар радикалдың атауына байланысты – рационалды атау да қолданылады.

2) тармақталған көмірсутек болса, онда ОН–тобы тұрған жақтан нөмірлейді:

5 4 3 2 1

СН3 – СН – СН2 – СН – СН3

| |

СН3 ОН

4 – метил пентанол – 2

Изомерия

Оларға төрт түрлі изомерия тән.

1. Көміртектің қаңқасына байланысты:

4 3 2 1

СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – ОН бутанол – 1

3 2 1

СН3 – СН – СН2 – ОН 2 – метил пропанол – 1

| СН3

2. ОН функционалдық тобының орналасуына байланысты олардың жіктелуінің бірнеше тобы бар:

4 3 2 1 4 3 2 1

СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – ОН СН3 – СН2 – СН – СН3

бутанол – 1 |

ОН

бутанол – 2

3. Класаралық (спиртер – жай эфирлер):

СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – ОН СН3 – СН2 – О – СН2 – СН3

бутанол – 1 диэтил эфирі

4. Стереоизомерия (оптикалық изомерия), оларды энантиомерлер деп атайды.

Алыну әдістері

Метанолды алу:

1) өндірісте метанолды синтез – газдан алады:

CO + 2H2 → CH3OH

Катализатор: ZnO, CuO Температура: 2500С Қысым: 7 мПа

2) бұрын ағашты құрғақ айдау арқылы алған.

Этанолды алу:

1) этанолды (С2Н5ОН) глюкозадан спирттік ашу реакциясымен алады:

С6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH

2) целлюлозадан (ағаш):

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6

C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH

3) галоген туындыларының сілтілермен сулы ерітіндіде әрекеттесу нәтижесінде алынады:

C2H5 – Cl + KOH → C2H5OH + KCl

4) өндірісте этиленнің гидратация реакциясымен алады, ал этилен –мұнайды

крекингілеу арқылы алынады:

H2C=CH2 + HOH → CH3CH2OH

Катализатор – құрамында мыс, кобальт, кадмий тұздары бар Н3РО4–мен өңделген алюмосиликат.

Температура: 260–3000С Қысым: 7,5–10 мПа

Жалпы спирттерді төмендегі реакциялармен алуға болады:

1. Моногалогентуындыларды сумен немесе сілтінің сулы ерітіндісімен гидролиздеу:

C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl

2. Алкендерді гидраттау, реакция екі сатыда жүреді:

H2C=CH2 + HOSO3H → CH3 – CH2 – OSO3H

этилкүкірт қышқылы

CH3 – CH2 – OSO3H + H – OH → H3C – CH2OH + H2SO4

3. Құрамында карбонил (С=O) тобы бар қосылыстарды тотықсыздандыру реакциялар нәтижесінде:

а) альдегидтерді тотықсыздандырғанда біріншілік спирттер түзіледі:

СН₃ – С + Н₂ → CH₃ – CH₂ – ОН – этил спирті

| Н

ә) кетондарды тотықсыздандырғанда екіншілік спирттер түзіледі:

Катализатор: Pt

СН₃ – С – СН₃ → CH₃ – CH – СН₃

|| |

О ОН

Физикалық қасиеттері

1. СН3ОН – тан С12Н25ОН – қа дейін сұйықтар.

2. С13Н27ОН – тан С20Н41ОН дейін майлы заттар.

3. С21Н43ОН – тан бастап қатты заттар.

4. Молекулярлық массалары өскен сайын судағы ерігіштігі төмендейді.

5. Спирт молекулалары полюсті болғандықтан сутектік байланыс арқылы ассоциаттар түзеді:

δ─О ← Нδ+ – – – δ─О ← Нδ+

│ │

СН₃ СН₃

6. Молекулярлық массасы төмен спирттердің полюстігі жоғары болғандықтан суда жақсы ериді.

7. Төмен молекулярлық спирттердің С1 – С3 рекше (алкогольдық) иісі бар; С4 – С5 тұншықтырғыш иісі болады, С6 – С11 жағымсыз иісі болмайды.

8. Спирттердің қайнау температурасы молекулярлық массасы жоғарылаған сайын жоғарылайды. Тармақталмаған тізбекті спирттердің қайнау температурасы, тармақталғандарға қарағанда жоғары болады.

Химиялық қасиеттері

Спиртер молекуласында екі байланыс та полюсті болғандықтан химиялық реакциялар екі түрлі бағытта жүруі мүмкін:

1) функционалды топтағы сутекті орынбасу реакциясы, әлсіз қышқыл қасиеті:

R – О – Н ↔ R – О– + Н+

немесе

2) гидроксотобының орынбасу реакциясы нуклеофильды орынбасу (S N ), ОН – тобы толық орын басады:

R –– О – Н ↔ R+ + ОН–

Спирттердің диссоциация дәрежесі төмен, сондықтан олардың ерітінділерінің

ортасы – бейтарап.

1. Функционалды топтағы сутекті орынбасу реакциясы, әлсіз қышқыл қасиет көрсетеді:

1) металдармен әрекеттеседі:

2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂

натрий этилаты

2) сілтілермен өте нашар әрекеттеседі, реакция солға қарай ығысады (фенолдан айырмашылығы):

C₂H₅OH + NaOH → 2C₂H₅ONa + H₂O

Яғни, біріншілік спирттердің қышқылдық қасиет төмен. Екіншілік және үшіншілік спирттердің қышқылдық қасиеттері одан да төмен болады. Бірақ, қышқылдық қасиетін құрамына галогендер енгізіп жоғарылатуға болады.

2. Гидроксо тобының орынбасу реакциясы (нуклеофильді орынбасу 𝑆_𝑁).

1) галогендермен гидроксил тобының орынбасу реакциясы. Бұл реакция PCl5, PCl3, SOCl2 немесе HCl, HBr, HI қатысында жүреді:

R – CH₂ – OH + HCl → R – CH₂ – Cl + H₂O

Реакцияны оңға қарай ығыстыру үшін су сіңіретін катализаторлар қолданылады (ZnCl2 кр, CaCl2 кр т.б.).

Галогендердің активтігі мына қатар бойынша өзгереді:

ℐ⁻ > 𝐵𝑟⁻ > 𝐶𝑙⁻ > 𝐹⁻

Спирттердің химиялық реакцияға түсу қабілеті мына қатар бойынша өзгереді:

үшіншілік > екіншілік > біріншілік

2) аминотоптарымен гидроксотобының орынбасу реакциясы, реакция температура 300℃, Al2O3 қатысында жүреді:

СH3 – CH2 – CH2 – OH + NH3 → CH3 – CH2 – CH2 – NH2 + H2O

3) дегидратация реакциясы:

а) молекулаішілік дегидратация реакциясы су сіңіретін қосылыстар қатысында жүреді (H₂SO₄, H₃PO₄, ZnCl₂ т. б) t = 140℃ ∶

CH3 – CH2 – OH → CH2=CH2 + H2O

Реакция Зайцев ережесіне бағынады: 𝑂𝐻⁻ − тобына сутек атомы төмен гидрленген көміртек атомынан алынады:

СН₃ – СН – СН – СН₃ → СН₃ – СН=CH – CH₃

| |

OH H

нәтижесінде алкендер түзіледі.

Ең оңай молекулаішілік дегидратация реакциясына үшіншілік, содан кейін екіншілік, біріншілік спирттер ұшырайды. Үшіншілік спирттермен реакция төмен температурада жүреді.

ә) молекулааралық дегидратация реакциясы екі молекула дегидратталса, онда жай эфир түзіледі.

СН₃ – СН₂ –

СН₃ – СН₂ –

→ С₂Н₅ – О – С₂Н₅ + Н₂О

ОН
О	Н

диэтил эфирі

Катализатор: күкірт қышқылы Температура: 140°С

3. Қышқылдармен (органикалық және бейорганикалық) әрекеттесу реакциясы –

этерификация реакциясы деп аталады:

а) органикалық қышқылдармен:

Реакция нәтижесінде күрделі эфир түзіледі

ә) бейорганикалық қышқылдармен:

ОН + Н

С₂Н₅ –

Температура: 100°С

О – SO₃H → C₂H₅ – O – SO₃H + H₂O

4. Алкоголяттар галогеналкилдермен жай эфирлер түзеді:

С₂Н₅ОNa + Br – CH₃ → C₂H₅ – O – CH₃ + NaBr

метилэтил эфирі

5. Тотығу реакциялары:

1) K2Cr2O7, KMnO4 ерітінділерінің әсерінен қышқылдық ортада а) біріншілік спирттер тотыққанда – альдегидтер түзіледі:

ОН О

│ ║

Н₃С – СН₂ОН + [О] → [СН₂– С] → СН₃ – С + Н₂О

│ │ │

Н ОН Н

сірке альдегиді

ә) екіншілік спирттер тотыққанда – кетондар түзіледі:

Н₃С – СН – СН₃ + [О] → СН – С – СН₃ + Н₂О

│ ║

ОН О

ацетон

б) үшіншілік спирттер тотықтырғыштардың әсеріне тұрақты болады.

2) СuО – катализаторы қатысында да тотықтыруға болады:

С₂Н₅ОН + СuО → СН₃ – С + Н₂О + Сu

| Н

Температура: 3000С

Біріншілік спирттердің сапалық реакциясы – пробиркаға қыздырғылған мыс сымын салса, альдегидтердің иісі шығады.

3) Спирттер жанады:

Метил спирті:

С2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

Қолданылуы

1) формальдегидті (құмырсқа альдегидін) синтездеуде;

2) бояу;

3) фотореагенттер;

4) фармпрепараттар алуда;

Этил спирті:

1) каучукті синтездеуде;

2) пластмассалар алуда;

3) еріткіш;

4) жай эфир, сірке қышқылы;

5) қара оқ;

6) бояулар алуда;

4.1.2 Көпатомды спирттер

Көпатомды спирттер (диолдар, алкандиолдар) – түрлі көміртек атомдарымен байланысқан екі гидроксил тобы бар қосылыстар.

Жалпы формуласы: CnН2n(ОН)2 Молекулярлық массасы: Mr (CnН2n (ОН)2) = 14n + 34

Этиленгликоль – екіатомды спиртке жатады, бірінші өкілі:

СН₂ – СН₂

| |

ОН ОН этандиол – 1,2

Изомериясы

1) көміртек қаңқасына байланысты;

2) гидроксил тобының орналасуына байланысты:

СН₃ – СН – СН – СН₃ HO – CH₂ – CH – CH₂OH

| | |

OH OH СН₃

бутандиол – 2,3 2 – метил пропандиол – 1,3

Аталуы

Халықарарлық атауымен – ан жұрнағына диол- қосылады:

5 4 3 2 1

СН₂ – СН₂ – СН – СН – СН₃

| |

ОН ОН

пентандиол – 2,3

Физикалық қасиеті

Қоймалжын сұйықтық, суда жақсы ериді, улы.

Химиялық қасиеттері

1. Гидроксил тобындағы сутек атомының реакциялары:

а) сілтілік металдармен әрекеттеседі, реакция сатылап жүреді:

СН₂ – ОН СН₂ – ОNa

2 \| СН₂ – ОН СН₂ – ОNa	+ 2 Na →	2	\| СН₂ – ОН СН₂ – ОNa	+ Н₂
2 \| СН₂ – ОН	+ 2 Na →	2	\| СН₂ – ОNa	+ Н₂

ә) сілтілермен әрекеттеседі:

СН₂ – ОН СН₂ – ОNa

| + 2 NaОН → | + 2Н₂О СН₂ – ОН СН₂ – ОNa

2. Қышқылдармен әрекеттесіп күрделі эфирлер түзеді:

СН₂ – ОН СН₂ – О – СО – СН₃

| + НО – С – СН₃ → | + Н₂О СН₂ – ОН || СН₂ – ОН

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 230; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!