Лекция номер 3.
Многовалентни алкохоли, тяхната структура и свойства.
Представители на многовалентните алкохоли са етиленгликолът и глицеринът. Двувалентните алкохоли, съдържащи две хидроксилни групи-ОН, се наричат гликоли или диоли, тривалентните алкохоли, съдържащи три хидроксилни групи, се наричат глицероли или триоли.
Позицията на хидроксилните групи се обозначава с цифри в края на името.
Физични свойства
Многовалентните алкохоли са безцветни сиропови течности със сладникав вкус, силно разтворими във вода, слабо разтворими в органични разтворители; имат високи точки на кипене. Например точката на кипене на етиленгликола е 198°C, плътността () е 1,11 g/cm3; tкип (глицерин) = 290°С, глицерин = 1,26 g/cm3.
Касова бележка
Двувалентните и тривалентните алкохоли се получават по същия начин като едновалентните. Като изходни съединения могат да се използват алкени, халогенни производни и други съединения.
1. Етилен гликолът (етандиол-1,2) се синтезира от етилен по различни начини:
3CH 2 =CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O ® 3HO–CH 2 –CH 2 –OH + 2MnO 2 + 2KOH
2. Глицеринът (пропантриол -1,2,3) се получава от мазнини, както и синтетично от петролни крекинг газове (пропилен), т.е. от нехранителни суровини.
Химични свойства
Многовалентните алкохоли са химически подобни на едновалентните алкохоли. Въпреки това, в химичните свойства на поливалентните алкохоли има особености, дължащи се на наличието на две или повече хидроксилни групи в молекулата.
Киселинността на многовалентните алкохоли е по-висока от тази на едновалентните, което се обяснява с наличието на допълнителни хидроксилни групи в молекулата, които имат отрицателен индуктивен ефект. Следователно многовалентните алкохоли, за разлика от едновалентните, реагират с алкали, образувайки соли. Например етиленгликолът реагира не само с алкални метали, но и с хидроксиди на тежки метали.
По аналогия с алкохолатите, солите на двувалентните алкохоли се наричат гликолати, а тривалентните алкохоли - глицерати.
Когато етиленгликолът взаимодейства с водородни халиди (HCl, HBr), една хидроксилна група се замества с халоген:
Втората хидроксо група е по-трудна за заместване под действието на PCl5.
Когато медният (II) хидроксид реагира с глицерол и други многовалентни алкохоли, хидроксидът се разтваря и се образува ярко синьо комплексно съединение.
Тази реакция се използва за откриване на многовалентни алкохоли, имащи хидроксилни групи при съседни въглеродни атоми -CH(OH)-CH(OH)-:
При липса на алкали поливалентните алкохоли не реагират с | меден (II) хидроксид - тяхната киселинност е недостатъчна за това.
Многовалентните алкохоли взаимодействат с киселини, образувайки естери (виж § 7). Когато глицеролът взаимодейства с азотна киселина в присъствието на концентрирана сярна киселина, се образува нитроглицерин (глицерол тринитрат):
Алкохолите се характеризират с реакции, водещи до образуването на циклични структури:
Приложение
Етиленгликолът се използва главно за производството на лавсан и за приготвянето на антифризи - водни разтвори, които замръзват доста под 0 ° C (използването им за охлаждане на двигателя позволява на автомобилите да работят през зимата).
Глицеринът се използва широко в кожарската и текстилната промишленост за довършителни работи на кожи и тъкани и в други области на националната икономика. Най-важната употреба на глицерин е в производството на глицерол тринитрат (неправилно наричан нитроглицерин) - силен експлозив, който експлодира при удар, както и лекарство (вазодилататор). Сорбитолът (шестовалентен алкохол) се използва като заместител на захарта при диабетици.
Тест номер 4.
Свойства на многовалентните алкохоли
1. С кое от следните вещества ще реагира глицеринът?
1) HBr 2) HNO 3 3) H 2 4) H 2 O 5) Cu(OH) 2 6) Ag 2 O/NH 3
2. Глицеринът не реагира с 1) HNO 3 2) NaOH 3) CH 3 COOH 4) Cu (OH) 2
3. Етиленгликолът не реагира с 1) HNO 3 2) NaOH 3) CH 3 COOH 4) Cu (OH) 2
4. Следното няма да взаимодейства с прясно утаения меден (II) хидроксид: 1) глицерин;
2) бутанон 3) пропанал 4) пропандиол-1,2
5. Прясно приготвена утайка от Cu (OH) 2 ще се разтвори, ако добавите към нея
1) пропандиол-1,2 2) пропанол-1 3) пропен 4) пропанол-2
6. Глицеринът във воден разтвор може да бъде открит с помощта на
1) белина 2) железен (III) хлорид 3) меден (II) хидроксид 4) натриев хидроксид
7. Кой от алкохолите реагира с меден (II) хидроксид?
1) CH 3 OH 2) CH 3 CH 2 OH 3) C 6 H 5 OH 4) NO-CH 2 CH 2 -OH
8. Характерна реакция за многовалентните алкохоли е взаимодействието с
1) H 2 2) Сu 3) Ag 2 O (разтвор на NH 3) 4) Cu (OH) 2
9. Вещество, което реагира с Na и Cu (OH) 2 е:
1) фенол; 2) едновалентен алкохол; 3) поливалентен алкохол 4) алкен
10. Етандиол-1,2 може да реагира с
1) меден (II) хидроксид
2) железен оксид (II)
3) хлороводород
4) водород
6) фосфор
Лекция номер 4.
Феноли, тяхната структура. Свойства на фенола, взаимно влияние на атомите в молекулата на фенол. Орто-, пароориентиращо действие на хидроксилната група. Получаване и използване на фенол
ФЕНОЛИ - клас органични съединения. Те съдържат една или повече С–ОН групи, докато въглеродният атом е част от ароматен (например бензен) пръстен.
Класификация на фенолите. Различават се едно-, дву-, триатомни феноли в зависимост от броя на ОН групите в молекулата (фиг. 1)
Ориз. 1. ЕДНО-, ДВУ- И ТРИ-АТОМНИ ФЕНОЛИ
В съответствие с броя на кондензираните ароматни цикли в молекулата има (фиг. 2) самите феноли (един ароматен пръстен - бензенови производни), нафтоли (2 кондензирани пръстена - нафталенови производни), антраноли (3 кондензирани пръстена - антраценови производни) и фенантроли (фиг. 2).
Ориз. 2. МОНО- И ПОЛИЯДРЕНИ ФЕНОЛИ
Номенклатура на фенолите
За фенолите се използват широко тривиални имена, които са се развили исторически. Имената на заместените моноядрени феноли също използват префиксите орто-, мета- и пара-, използвани в номенклатурата на ароматните съединения. За по-сложни съединения атомите, които изграждат ароматните пръстени, са номерирани и позицията на заместителите е обозначена с цифрови индекси (фиг. 3).
Ориз. 3. НОМЕНКЛАТУРА НА ФЕНОЛИТЕ. Групите заместители и съответните цифрови индекси са подчертани с различни цветове за яснота.
Химични свойства на фенолите
Бензеновото ядро и ОН групата, комбинирани в молекулата на фенола, си влияят взаимно, като значително повишават реактивността си. Фенилната група изтегля несподелената електронна двойка от кислородния атом в ОН групата (фиг. 4). В резултат на това се увеличава частичният положителен заряд на Н атома на тази група (обозначен с d+), увеличава се полярността на връзката О-Н, което се проявява в увеличаване на киселинните свойства на тази група. Така, в сравнение с алкохолите, фенолите са по-силни киселини. Частичният отрицателен заряд (обозначен с d–), преминаващ към фениловата група, е концентриран в орто и пара позиции (по отношение на ОН групата). Тези реакционни места могат да бъдат атакувани от реагенти, които имат тенденция към електроотрицателни центрове, така наречените електрофилни („обичащи електроните“) реагенти.
Ориз. 4. РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ НА ЕЛЕКТРОННАТА ПЛЪТНОСТ ВЪВ ФЕНОЛА
В резултат на това са възможни два вида трансформации за феноли: заместване на водороден атом в ОН групата и заместване на ядрото на Н-атомобензен. Двойка електрони на О атома, привлечени към бензеновия пръстен, увеличават силата на връзката С–О, така че реакциите, протичащи с разрушаването на тази връзка, които са характерни за алкохолите, не са типични за фенолите.
1. Има слаби киселинни свойства, под действието на алкали образува соли - фенолати (например натриев фенолат - C6H6ONa):
C6H5OH + NaOH = C6H5ONa + H2O
Той влиза в реакции на електрофилно заместване на ароматния пръстен. Хидрокси групата, като една от най-силните донорни групи, повишава реактивоспособността на пръстена към тези реакции и насочва заместването към орто и пара позиции. Фенолът лесно се алкилира, ацилира, халогенира, нитрира и сулфонира.
Реакция на Колбе-Шмид.
2. Взаимодействие с метален натрий:
C 6 H 5 OH + Na = C 6 H 5 ONa + H 2
3. Взаимодействие с бромна вода (качествена реакция към фенол):
Образува се C 6 H 5 OH + 3Br 2 (воден) → C 6 H 2 (Br) 3 OH + 3HBr 2,4,6 трибромофенол
4. Взаимодействие с концентрирана азотна киселина:
C 6 H 5 OH + 3HNO 3 conc → C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O 2,4,6 тринитрофенол се образува
5. Взаимодействие с железен (III) хлорид (качествена реакция към фенол):
Образува се C 6 H 5 OH + FeCl 3 → 2 + (Cl) 2- + HCl железен (III) дихлорид фенолат (виолетов цвят )
Методи за получаване на феноли.
Фенолите се изолират от въглищен катран, както и от пиролизни продукти на кафяви въглища и дървесина (катран). Промишленият метод за получаване на самия фенол C6H5OH се основава на окисляването на ароматния въглеводород кумол (изопропилбензен) с атмосферен кислород, последвано от разлагане на получения хидропероксид, разреден с H3SO4 (фиг. 8A). Реакцията протича с висок добив и е привлекателна с това, че позволява да се получат едновременно два технически ценни продукта - фенол и ацетон. Друг метод е каталитичната хидролиза на халогенирани бензени (фиг. 8B).
Ориз. 8. МЕТОДИ ЗА ПОЛУЧАВАНЕ НА ФЕНОЛ
Използването на феноли.
Като дезинфектант се използва разтвор на фенол (карболова киселина). Двувалентните феноли - пирокатехол, резорцин (фиг. 3), както и хидрохинон (пара-дихидроксибензен) се използват като антисептици (антибактериални дезинфектанти), въвеждат се в дъбилни средства за кожа и кожа, като стабилизатори на смазочни масла и каучук, както и за обработка на фотографски материали и като реактиви в аналитичната химия.
Под формата на отделни съединения фенолите се използват ограничено, но техните различни производни се използват широко. Фенолите служат като изходни съединения за производството на различни полимерни продукти, като фенол-алдехидни смоли (фиг. 7), полиамиди и полиепоксиди. На базата на феноли се получават много лекарства, например аспирин, салол, фенолфталеин, освен това багрила, парфюми, пластификатори за полимери и продукти за растителна защита.
Тест #5 Феноли
1. Колко феноли със състав C 7 H 8 O съществуват? 1) Едно 2) Четири 3) Три 4) две
2. Кислородният атом в молекулата на фенола се образува
1) една σ-връзка 2) две σ-връзки 3) една σ- и една π-връзка 4) две π-връзки
3. Фенолите са по-силни киселини от алифатните алкохоли, защото...
1) между молекулите на алкохола се образува силна водородна връзка
2) в молекулата на фенола масовата част на водородните йони е по-голяма
3) във фенолите електронната система е изместена към кислородния атом, което води до по-голяма подвижност на водородните атоми на бензеновия пръстен
4) във фенолите електронната плътност на О-Н връзката намалява поради взаимодействието на несподелената електронна двойка на кислородния атом с бензеновия пръстен
4. Изберете правилното твърдение:
1) фенолите се дисоциират в по-голяма степен от алкохолите;
2) фенолите проявяват основни свойства;
3) фенолите и техните производни нямат токсичен ефект;
4) водородният атом в хидроксилната група на фенола не може да бъде заменен с метален катион под действието на основи.
Имоти
5. Фенол във воден разтвор е
1) силна киселина 2) слаба киселина 3) слаба основа 4) силна основа
1. Вещество, което реагира с Na и NaOH, давайки виолетов цвят с FeCl 3 е:
1) фенол; 2) алкохол 3) прост етер; 4) алкан
6. Ефектът на бензеновия пръстен върху хидроксилната група в молекулата на фенола се доказва чрез реакцията на фенол с
1) натриев хидроксид 2) формалдехид 3) бромна вода 4) азотна киселина
7. Възможно е химично взаимодействие между вещества, чиито формули са:
1) C 6 H 5 OH и NaCl 2) C 6 H 5 OH и HCl 3) C 6 H 5 OH и NaOH 4) C 6 H 5 ONa и NaOH.
8. Фенолът не взаимодейства с
1) метанал 2) метан 3) азотна киселина 4) бромна вода
9. Фенолът взаимодейства с
1) солна киселина 2) етилен 3) натриев хидроксид 4) метан
10. Фенолът не взаимодейства с вещество, чиято формула
1) HBr 2) Br 2 3) HNO 3 4) NaOH
11. Фенолът не реагира с 1) HNO 3 2) KOH 3) Br 2 4) Сu (OH) 2
12. Киселинните свойства са най-силно изразени в 1) фенол 2) метанол 3) етанол 4) глицерин
13. Когато фенолът взаимодейства с натрий,
1) натриев фенолат и вода 2) натриев фенолат и водород
3) бензен и натриев хидроксид 4) натриев бензоат и водород
14. Установете съответствие между изходните вещества и продуктите, които се образуват предимно при тяхното взаимодействие.
ПРОДУКТИ НА ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НА ИЗХОДНИ ВЕЩЕСТВА
A) C 6 H 5 OH + K 1) 2,4,6-трибромофенол + HBr
B) C 6 H 5 OH + KOH 2) 3,5-дибромофенол + HBr
C) C 6 H 5 OH + HNO3 3) калиев фенолат + H 2
D) C 6 H 5 OH + Br 2 (разтвор) 4) 2,4,6-тринитрофенол + H 2 O
5) 3,5-динитрофенол + HNO3
6) калиев фенолат + H2O
15. Установете съответствие между изходните материали и реакционните продукти.
ИЗХОДНИ ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТИ НА РЕАКЦИЯТА
A) C 6 H 5 OH + H 2 1) C 6 H 6 + H 2 O
B) C 6 H 5 OH + K 2) C 6 H 5 OK + H 2 O
C) C 6 H 5 OH + KOH 3) C 6 H 5 OH + KHCO 3
D) C 6 H 5 OK + H 2 O + CO 2 4) C 6 H 11 OH
5) C 6 H 5 OK + H 2
6) C6H5COOH + KOH
16. Фенолът взаимодейства с разтворите
3) [Ag (NH3) 2] OH
17. Фенолът реагира с
1) кислород
2) бензен
3) натриев хидроксид
4) хлороводород
5) натрий
6) силициев оксид (IV)
Касова бележка
18. При заместване на водород в ароматния пръстен с хидроксилна група се образува следното:
1) естер; 2) прост етер; 3) наситен алкохол; 4) фенол.
19. В реакцията може да се получи фенол
1) дехидратация на бензоена киселина 2) хидрогениране на бензалдехид
3) хидратиране на стирен 4) хлоробензен с калиев хидроксид
Връзка, качествени реакции.
20. Метанол. етилен гликол и глицерин са:
1) хомолози; 2) първични, вторични и третични алкохоли;
32) изомери; 4) едновалентни, двувалентни, тривалентни алкохоли
21. Вещество, което не реагира нито с Na, нито с NaOH, получено чрез междумолекулендехидратацията на алкохолите е: 1) фенол 2) алкохол 3) прост етер; 4) алкен
22. Взаимодействайте един с друг
1) етанол и водород 2) оцетна киселина и хлор
3) фенол и меден (II) оксид 4) етилен гликол и натриев хлорид
23. Веществото X може да реагира с фенол, но не реагира с етанол. Това вещество:
1) Na 2) O 2 3) HNO 3 4) бромна вода
24. Яркосин разтвор се образува при взаимодействието на меден (II) хидроксид с
1) етанол 2) глицерин 3) етанал 4) толуен
25. Медният (II) хидроксид може да се използва за откриване
1) Al 3+ йони 2) етанол 3) NO 3 йони - 4) етилен гликол
26. В схемата на трансформациите C 6 H 12 O 6 à X à C 2 H 5 -O- C 2 H 5 веществото "X" е
1) C 2 H 5 OH 2) C 2 H 5 COOH 3) CH 3 COOH 4) C 6 H 11 OH
27. В схемата на трансформациите етанолà хà бутанвеществото X е
1) бутанол-1 2) бромоетан 3) етан 4) етилен
28. В схемата на трансформациите пропанол-1à хà пропанол-2веществото X е
1) 2-хлоропропан 2) пропанова киселина 3) пропин 4) пропен
29. Водните разтвори на етанол и глицерин могат да бъдат разграничени с помощта на:
1) бромна вода 2) амонячен разтвор на сребърен оксид
4) метален натрий 3) прясно приготвена утайка от меден (II) хидроксид;
30. Можете да различите етанол от етилен гликол, като използвате:
31. Можете да различите фенол от метанол, като използвате:
1) натрий; 2) NaOH; 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3
32. Можете да различите фенол от обикновен етер, като използвате:
1) Cl 2 2) NaOH 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3
33. Можете да различите глицерин от пропанол-1, като използвате:
1) натрий 2) NaOH 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3
34. Какво вещество трябва да се използва, за да се разграничат етанолът и етиленгликолът един от друг в лабораторни условия?
1) Натрий 2) Солна киселина 3) Меден (II) хидроксид 4) Натриев хидроксид
Алкохолите са голяма група органични химически вещества. Той включва подкласове моновалентни и многовалентни алкохоли, както и всички вещества с комбинирана структура: алдехидни алкохоли, фенолни производни, биологични молекули. Тези вещества влизат в много видове реакции както при хидроксилната група, така и при въглеродния атом, който я носи. Тези химични свойства на алкохолите трябва да се проучат подробно.
Видове алкохоли
Алкохолите съдържат хидроксилна група, свързана с носещ въглероден атом. В зависимост от броя на въглеродните атоми, към които е свързан носителят С, алкохолите се разделят на:
- първичен (свързан с крайния въглерод);
- вторичен (свързан с една хидроксилна група, един водород и два въглеродни атома);
- третичен (свързан с три въглеродни атома и една хидроксилна група);
- смесени (многовалентни алкохоли, в които има хидроксилни групи при вторични, първични или третични въглеродни атоми).
Алкохолите също се разделят в зависимост от броя на хидроксилните радикали на едновалентни и многовалентни. Първите съдържат само една хидроксилна група при носещия въглероден атом, например етанол. Многовалентните алкохоли съдържат две или повече хидроксилни групи върху различни носещи въглеродни атоми.
Химични свойства на алкохолите: таблица
Най-удобно е да представим интересуващия ни материал чрез таблица, която отразява основни принципиреактивност на алкохолите.
Реактивна връзка, тип реакция | реагент | Продукт |
O-H връзка, заместване | Активен метал, активен метален хидрид, алкални или активни метални амиди | алкохолати |
С-О и О-Н връзка, междумолекулна дехидратация | Алкохол при нагряване в кисела среда | Етер |
С-О и О-Н връзка, вътрешномолекулна дехидратация | Алкохол при нагряване над концентрирана сярна киселина | Ненаситен въглеводород |
C-O връзка, заместване | Халогеноводород, тионил хлорид, квазифосфониева сол, фосфорни халиди | халоалкани |
С-О връзка - окисление | Донори на кислород (калиев перманганат) с първичен алкохол | Алдехид |
С-О връзка - окисление | Донори на кислород (калиев перманганат) с вторичен алкохол | |
алкохолна молекула | Кислород (изгаряне) | въглероден диоксид и вода. |
Реактивност на алкохолите
Поради наличието в молекулата на моновалентен алкохол на въглеводороден радикал - С-О връзки и O-N връзки- този клас съединения влиза в множество химични реакции. Те определят химичните свойства на алкохолите и зависят от реактивоспособността на веществото. Последният, от своя страна, зависи от дължината на въглеводородния радикал, свързан към носещия въглероден атом. Колкото по-голямо е, толкова по-ниска е полярността на O-H връзката, поради което реакциите, протичащи с елиминирането на водород от алкохола, ще протичат по-бавно. Това също намалява константата на дисоциация на споменатото вещество.
Химичните свойства на алкохолите също зависят от броя на хидроксилните групи. Човек измества електронната плътност към себе си по сигма връзките, което увеличава реактивността по O-N групид. Защото поляризира C-O връзка, тогава реакциите с неговото разкъсване са по-активни в алкохоли, които имат две или повече O-H групи. Следователно поливалентните алкохоли, чиито химични свойства са по-многобройни, са по-склонни да реагират. Те също така съдържат няколко алкохолни групи, поради което могат свободно да реагират с всяка от тях.
Типични реакции на едновалентни и многовалентни алкохоли
Типичните химични свойства на алкохолите се проявяват само при реакция с активни метали, техните основи и хидриди, киселини на Луис. Също така типични са взаимодействията с халогениди на водорода, халогениди на фосфора и други компоненти за получаване на халоалкани. Освен това алкохолите също са слаби основи, поради което реагират с киселини, образувайки халогеноводороди и естери на неорганични киселини.
Етерите се образуват от алкохоли чрез междумолекулна дехидратация. Същите вещества влизат в реакции на дехидрогениране с образуване на алдехиди от първичния алкохол и кетони от вторичния. Третичните алкохоли не влизат в такива реакции. Освен това химичните свойства на етиловия алкохол (и други алкохоли) оставят възможност за пълното им окисление с кислород. Това е проста реакция на горене, придружена от отделяне на вода с въглероден диоксид и малко топлина.
Реакции на водородния атом на О-Н връзката
Химичните свойства на едновалентните алкохоли позволяват разкъсването на връзката О-Н и елиминирането на водорода. Тези реакции протичат при взаимодействие с активни метали и техните основи (алкали), с активни метални хидриди, както и с киселини на Люис.
Алкохолите също реагират активно със стандартни органични и неорганични киселини. В този случай реакционните продукти са естер или халокарбон.
Реакции за синтез на халоалкани (чрез С-О връзката)
Халогеналканите са типични съединения, които могат да бъдат получени от алкохоли чрез няколко вида реакции. химична реакция. По-специално, химичните свойства на едновалентните алкохоли правят възможно взаимодействието с водородни халиди, три- и петвалентни фосфорни халиди, квазифосфониеви соли и тионилхлорид. Също така, халоалкани от алкохоли могат да бъдат получени по междинен начин, тоест чрез синтеза на алкилсулфонат, който по-късно ще влезе в реакция на заместване.
Пример за първата реакция с халогеноводород е показан в графичното приложение по-горе. Тук бутилов алкохол реагира с хлороводород, за да образува хлорбутан. Като цяло, класът от съединения, съдържащи хлор и въглеводороден наситен радикал, се нарича алкил хлорид. страничен продукт химично взаимодействиее вода.
Реакциите с производството на алкилхлорид (йодид, бромид или флуорид) са многобройни. Типичен пример е взаимодействието с фосфорен трибромид, фосфорен пентахлорид и други съединения на този елемент и неговите халогениди, перхлориди и перфлуориди. Те протичат по механизма на нуклеофилно заместване. Алкохолите също реагират с тионил хлорид, за да образуват хлороалкан и отделят SO 2 .
Визуално химичните свойства на едновалентните наситени алкохоли, съдържащи наситен въглеводороден радикал, са представени под формата на реакции на илюстрацията по-долу.
Алкохолите лесно реагират с квазифосфониевата сол. Тази реакция обаче е най-благоприятна, когато протича с едновалентни вторични и третични алкохоли. Те са региоселективни и позволяват "имплантиране" на халогенна група на строго определено място. Продуктите от такива реакции се получават с висока масова част от добива. И поливалентните алкохоли, чиито химични свойства са малко по-различни от тези на едновалентните, могат да се изомеризират по време на реакцията. Следователно получаването на целевия продукт е трудно. Пример за реакция в изображението.
Вътремолекулна и междумолекулна дехидратация на алкохоли
Хидроксилната група, разположена при поддържащия въглероден атом, може да бъде отцепена с помощта на силни акцептори. Така протичат реакциите на междумолекулна дехидратация. Когато една алкохолна молекула взаимодейства с друга в разтвор на концентрирана сярна киселина, водната молекула се отделя от двете хидроксилни групи, чиито радикали се комбинират, за да образуват етерна молекула. При междумолекулна дехидратация на етанол може да се получи диоксан - продукт на дехидратация на четири хидроксилни групи.
При вътрешномолекулна дехидратация продуктът е алкен.
4. Получаване на етанол чрез алкохолна ферментация на захарни вещества:
C6H12O6 
2CH3-CH2-OH + 2CO2.
(глюкоза)
5. Получаване на метанол от синтезен газ (смес от CO и H 2):
CO + 2H 2 
СН3-ОН.
Многовалентни наситени алкохоли
Многовалентните алкохоли съдържат няколко хидроксилни групи, свързани с различни въглеродни атоми. Прикрепването на няколко хидроксилни групи към един въглероден атом е невъзможно, тъй като в този случай протича процес на дехидратация и се образува съответният алдехид или карбоксилна киселина:
Примери за многовалентни алкохоли:
Многовалентните алкохоли съдържат асиметрични въглеродни атоми и проявяват оптичен изомеризъм.
Като пример за циклични алкохоли можем да цитираме шестатомни циклични алкохоли C 6 H 6 (OH) 6 - инозити, един от изомерите на които (мезоинозитол) е част от фосфолипидите:
Химични свойства на многовалентните алкохоли
1. Киселинни свойства
Многовалентните алкохоли имат по-големи киселинни свойства в сравнение с едновалентните алкохоли, което се обяснява с взаимното влияние на функционалните групи:
натриев гликолат
2. Качествена реакция към многовалентни алкохоли – взаимодействие с прясно утаен меден (II) хидроксид:
3. Образуване на пълни и частични естери с неорганични и органични киселини:
;
(нитроглицерин);
.
4.Дехидратация на многовалентни алкохоли
Получаване на многовалентни алкохоли
1. Хидролиза на дихалоалкани:
Br–CH 2 –CH 2 –Br + 2KOH HO–CH 2 –CH 2 –OH + 2KBr.
2. Окисление на алкени воден разтворкалиев перманганат (реакция на Вагнер):
3CH 2 =CH 2 +2KMnO 4 +4H 2 O®3HO–CH 2 –CH 2 –OH+2MnO 2 ¯+2KOH.
3. Получаване на глицерин:
(хидролиза на мазнини)
ФЕНОЛИ
Феноли- органични съединения от ароматната серия, в молекулите на които хидроксилните групи са свързани с въглеродните атоми на ароматния пръстен. Според броя на ОН групите те разграничават:
Едноатомни феноли (ареноли): фенол (C 6 H 5 OH) и неговите хомолози:
| фенол | орто-крезол | мета-крезол | двойка-крезол | |
| Друг изомер на състава C 7 H 7 OH, бензилов алкохол, не принадлежи към фенолите, тъй като функционалната група не е свързана директно към ароматната система. Хидроксилната група може също да бъде прикрепена към по-сложни ароматни системи, напр. | ||||
 |
||||
| бензилов алкохол | а-нафтол | b-нафтол | ||
- двувалентни феноли (арендиоли):
- тривалентни феноли (арентиоли):
За фенол и неговите хомолози са възможни два вида изомерия: изомерия на позицията на заместителите в бензеновия пръстен и изомерия на страничната верига (структурата на алкилния радикал и броя на радикалите).
физични свойства.
Фенолът е безцветно кристално вещество, което на въздух става розово. Има характерна миризма. Той е силно разтворим във вода, етанол, ацетон и други органични разтворители. Разтвор на фенол във вода е карболова киселина. Други феноли са безцветни кристални вещества или течности, чиито точки на кипене са по-високи от точките на кипене на наситени алкохоли със същите моларни маси. Фенолите са умерено разтворими във вода, лесно разтворими в органични разтворители и токсични.
Химични свойства.
Структурата на фенола се характеризира с взаимодействието на несподелената електронна двойка на кислородния атом и р-електроните на ароматния пръстен. Резултатът от това е изместване на електронната плътност от хидроксилната група към пръстена, докато връзката O–H става по-полярна и следователно по-малко силна (фенолите проявяват свойствата на слаби киселини).
Хидроксилната група по отношение на бензеновия пръстен е заместител от първи вид, ориентиращ реакциите на заместване в орто и пара позиции.
Фенолните реакции могат да бъдат разделени на две групи: реакции, включващи функционална група и реакции, включващи ароматен пръстен.
Реакции при хидроксилната група
1. Киселинни свойства:
2C 6 H 5 OH + 2Na® H 2 + 2C 6 H 5 ONa (натриев фенолат);
C6H5OH + NaOH® C6H5ONa + H2O;
C 6 H 5 ONa + H 2 O + CO 2 ® C 6 H 5 OH + NaHCO 3
(киселинните свойства на фенола са по-слаби от тези на въглената киселина);
Виолетовото оцветяване на разтворите в присъствието на железен (III) хлорид е качествена реакция за феноли.
В случай, че хидроксилната група не е пряко свързана с ароматния пръстен, но е част от заместителя, ефектът на бензеновия пръстен върху функционалната група е отслабен и киселинните свойства не се проявяват (клас ароматни алкохоли). Например бензиловият алкохол реагира с натрий и не реагира с NaOH.
2. Образуването на естери и етери (за разлика от алкохолите, фенолите не реагират с карбоксилни киселини, естерите се получават индиректно - от киселинни хлориди и фенолати): C 6 H 5 OH + CH 3 COOH ¹
C 6 H 5 ONa + R–Br ® C 6 H 5 OR + NaBr
3. Окисляване (фенолите лесно се окисляват дори под въздействието на атмосферния кислород, следователно, когато стоят, те постепенно стават розови):
 |  |
| бензохинон |
Реакции на бензеновия пръстен.
1. Халогениране:
(за разлика от бензена и неговите хомолози, фенолът обезцветява бромната вода).
2. Нитриране:
Тринитрофенол (пикринова киселина) - кристално вещество жълт цвят, близки по сила до неорганичните киселини).
3. Поликондензация (взаимодействие с формалдехид и образуване на фенолформалдехидни смоли):
Получаване на фенол
3. Дестилация на каменовъглен катран.
4. Получаване на фенол от халобензени:
C6H5Cl + 2NaOH C6H5ONa + NaCl + H2O;
C 6 H 5 ONa + HCl ® C 6 H 5 OH + NaCl.
5. Каталитично окисляване на изопропилбензен (кумол) - метод с кумол:
АЛДЕХИДИ И КЕТОНИ
Алдехиди и кетониса карбонилни съединения и съдържат карбонилна група. В алдехидите карбонилната група е свързана с водороден атом (разположен в позиция 1 на въглеродната верига), в кетоните тя е разположена в средата на веригата и е свързана с два въглеродни атома. Общата формула на алдехиди и кетони C 2 H 2 n O (междукласови изомери). За алдехидите има изомерия само на въглеродния скелет, за кетоните има изомерия на въглеродния скелет и изомерия на позицията на функционалната група.
Номенклатура на алдехиди и кетони:
 |
|||
| метанал (формалдехид или мравчен алдехид) | етанал (ацеталдехид или ацеталдехид) | пропанал (пропионалдехид) | |
 |  |  |
|
| бутанал (бутиалдехид) | метил пропанал (изомаслен алдехид) | пропенал (акролеин) | |
 |  |
||
| пропанон (диметил кетон или ацетон) | бутанон (метил етил кетон) | пентанон-1 (метил пропил кетон) | |
 |  | ||
| пентанон-2 (диетил кетон) | метилбутанон (метилизопропил кетон) | метилфенилкетон (ацетофенон) | |
 |
|||
| бензоен алдехид | дифенилкетон (бензофенон) | ||
Физични свойства
Формалдехидът при стайна температура е газ, точката на кипене на ацеталдехида е +20°C. Точките на кипене на алдехидите са по-ниски от точките на кипене на съответните алкохоли (няма водородни връзки между молекулите). Ацетонът и неговите най-близки хомолози са течности, по-леки от водата. Алдехидите и кетоните са силно летливи и имат остра миризма. Разтвор на формалдехид във вода е формалин.
Химични свойства
Въглеродният атом на карбонилната група е в състояние sp 2-хибридизация (плосък фрагмент). Електроните на двойната връзка са силно предубедени към по-електроотрицателния кислороден атом (връзката C=O е полярна). Преразпределението на зарядите в карбонилната група влияе върху полярността на С–Н връзките на въглеродния атом, съседен на карбонилната група (а-позиция):
Алдехидите и кетоните се характеризират с реакции на присъединяване към двойната връзка на карбонилна група и реакции на заместване на водороден атом при a-въглероден атом с халоген. В допълнение, алдехидите са способни да се окисляват при водородния атом в карбонилната група.
Реакции на присъединяване на двойна връзка на C=O групата (нуклеофилно присъединяване S N)
Поради факта, че C=O връзката на алдехидите и кетоните има полярен характер, тя лесно се разкъсва под действието на полярни молекули от типа H–X. Най-общо реакцията може да бъде представена като:
1. Добавяне на водород (редукция на алдехиди и кетони до първични и вторични алкохоли):
2. Присъединяването на вода (хидратация) е обратим процес (хидратите са стабилни само във водни разтвори):
Метаналът във водни разтвори е 100% хидратиран, етаналът е 50% хидратиран, а ацетонът практически не е хидратиран.
3. Добавяне на алкохоли:
(полуацетал); 
(ацетал).
4. Добавяне на натриев хидросулфит (реакцията служи за изолиране на алдехиди и кетони от смеси с други органични вещества):
.
5. Добавяне на амоняк (H–NH 2) и амини (H–NHR):
По специален начин амонякът се добавя към оцетни и мравчени алдехиди:
(хексаметилентетрамин - уротропин, дезинфектант в урологията при възпаление на пикочните пътища)
5. Добавяне на хидразин (H 2 N–NH 2) и фенилхидразин (H 2 N–NH–С 6 H 5).
Многовалентни алкохоли - органични съединения, чиито молекули съдържат няколко хидроксилни групи (-ОН), свързани с въглеводороден радикал
Гликоли (диоли)
- Сироповидна, вискозна безцветна течност, има миризма на алкохол, смесва се добре с вода, значително понижава точката на замръзване на водата (60% разтвор замръзва при -49 ˚С) - използва се в охладителните системи на двигателите - антифризи.
- Етиленгликолът е токсичен - силна отрова! Потиска централната нервна система и засяга бъбреците.
тризнаци
- Безцветна, вискозна сиропообразна течност, сладка на вкус. Не е отровен. Без мирис. Смесва се добре с вода.
- Широко разпространен в дивата природа. Играе важна роля в метаболитните процеси, тъй като е част от мазнините (липидите) на животинските и растителни тъкани.
Номенклатура
В имената на многовалентни алкохоли ( полиоли) позицията и броят на хидроксилните групи са обозначени със съответните числа и наставки -диол(две ОН групи), -триол(три ОН групи) и др. Например:
Получаване на многовалентни алкохоли
аз. Получаване на двувалентни алкохоли
В индустрията
1. Каталитична хидратация на етилен оксид (производство на етилен гликол):
2. Взаимодействие на дихалогенирани алкани с водни разтвори на основи:
3. От синтез газ:
2CO + 3H2 250°, 200 MPa,кат→CH 2 (OH)-CH 2 (OH)
В лабораторията
1. Окисление на алкени:
II. Получаване на тривалентни алкохоли (глицерол)
В индустрията
Осапунване на мазнини (триглицериди):
Химични свойства на многовалентните алкохоли
Киселинни свойства
1. С активни метали:
HO-CH 2 -CH 2 -OH + 2Na → H 2 + NaO-CH 2 -CH 2 -ONa(натриев гликолат)
2. С меден хидроксид ( II ) е качествена реакция!
Опростена схема
Основни свойства
1. С халогеноводородни киселини
HO-CH2-CH2-OH + 2HCl H+↔ Cl-CH 2 -CH 2 -Cl + 2H 2 O
2. СЪС азотен киселина
T ринитроглицерин - основата на динамита
Приложение
- етиленов гликол производство на лавсан , пластмаси, и за готвене антифриз - водни разтвори, които замръзват доста под 0°C (използването им за охлаждане на двигателя позволява на автомобилите да работят през зимата); суровини в органичния синтез.
- Глицеролшироко използвани в кожарска, текстилна промишленост за обработка на кожи и тъкани и в други области на националната икономика. Сорбитол (шестовалентен алкохол) се използва като заместител на захарта при диабетици. Глицеринът се използва широко в козметиката , Хранително-вкусовата промишленост , фармакология , производство експлозиви . Чистият нитроглицерин експлодира дори при лек удар; служи като суровина за бездимен барут и динамит Експлозив, който за разлика от нитроглицерина може да бъде хвърлен безопасно. Динамитът е изобретен от Нобел, който основава световноизвестния Нобелова наградаза изключителни научни постижения в областта на физиката, химията, медицината и икономиката. Нитроглицеринът е токсичен, но в малки количества служи като лекарство , тъй като разширява сърдечните съдове и по този начин подобрява кръвоснабдяването на сърдечния мускул.
Спомнете си, че поливалентните алкохоли са органични съединения, чиито молекули съдържат няколко хидроксилни групи. Общата формула на многовалентните алкохоли е ° Снз2n+1(О)к, където n и k са цели числа, по-големи от 2. Класификацията, структурата, изомерията и номенклатурата на алкохолите бяха обсъдени по-рано в. В този раздел разглеждаме свойствата и получаването на многовалентни алкохоли.
Най-важните представители на поливалентните алкохоли съдържат от две до шест хидроксилни групи. Двувалентни алкохоли(гликоли) или алкандиоли, съдържащи две хидроксилни групи в тяхната молекула, тривалентни алкохоли(алкантриоли) - три хидроксилни групи. Тетра, пента и шествалентни алкохоли(еритрити, пентити и хексити) съдържат съответно 4, 5 и 6 ОН групи.
Физични свойства на многовалентните алкохоли
Многовалентни алкохоли разтворете добревъв вода и алкохоли, по-лошо в други органични разтворители. Алкохолите с малък брой въглеродни атоми са вискозни течности със сладък вкус. По-високите членове на серията са твърди тела. В сравнение с едновалентните алкохоли, те имат по-високи плътности и точки на кипене. Тривиални имена, имена след и физични свойстванякои алкохоли са представени в таблицата:
Получаване на многовалентни алкохоли
Получаване на гликоли
Гликолите могат да бъдат получени от почти всеки. Нека подчертаем основните от тях:
- Хидролиза на дихалогенирани алкани :
- Хидролиза на хлорохидрини
протича по следния начин:
- Възстановяване на естери
двуосновни киселини по метода на Буво:
- според Вагнер:
- Непълно възстановяване на кетоните
под действието на магнезий (в присъствието на йод). Ето как се получават пинаконите:
Получаване на глицерин
- Хлориране на пропилен
в Лвов:
- Методът на Береш и Якубович
се състои в окисление на пропилен до акролеин, който след това се редуцира до алилов алкохол, последвано от неговото хидроксилиране:
- Каталитично хидрогениране на глюкоза
води до намаляване на алдехидната група и в същото време до разцепване на връзката C3-C4:
Поради разцепването на връзката C2-C3 се образува малко количество етиленгликол и треит (стереоизомер на еритритола).
В допълнение към глюкозата, други полизахариди, съдържащи глюкозни единици, като целулоза, също могат да бъдат подложени на каталитично хидрогениране.
4.
Хидролиза на мазнини
алкалите се извършват, за да се получи сапун (калиеви или натриеви соли на комплекс карбоксилни киселини): 
Такъв процес се нарича осапунване.
Получаване на четиривалентни алкохоли (еритритол)
В природата еритритол (бутантетраол-1,2,3,4)намира се както в свободна форма, така и под формата на естери във водорасли и някои плесени.
Получава се изкуствено от бутадиен-1,4 на няколко етапа: 
Пентаеритритол (тетраоксинеопентан)не се срещат в природата. Синтетично може да се получи чрез взаимодействие на формалдехид с воден разтвор на ацеталдехид в алкална среда: 
Химични свойства на многовалентните алкохоли
Химичните свойства на поливалентните алкохоли са подобни на. Въпреки това, наличието на няколко хидроксилни групи в молекулите на поливалентните алкохоли увеличава техния киселинност. Следователно те могат да реагират с алкали и хидроксиди на тежки метали, за да образуват соли.
Заместването на втората хидроксогрупа на етиленгликола е по-трудно (под действието на PCl5 или SOCl2 заместването е по-лесно).
- Взаимодействие с киселини води до образуването на естери:
Взаимодействие с азотна киселина
Тези съединения са експлозиви. Освен това тринитроглицеринът се използва в медицината като терапевтично лекарство.
Взаимодействие с оцетна киселина
Ако реакцията на естерификация на етилен гликол включва двуосновна киселина, тогава е възможно да се получи полиестер (реакция на поликондензация):
Обикновено R е терефталова киселина. Продуктът на тази реакция е терилен, лавсан:
При дехидратация на етилен гликолполучава се съединение, което има 2 тавтомерни форми (кето-енол тавтомеризъм):
Дехидратацията на етиленгликола може да настъпи при едновременната му димеризация:
При дехидратация на 1,4-бутандиолможете да получите тетрахидрофуран (оксолан): 
Дехидратацията на други гликоли е придружена от процес пинаколиново пренареждане:
- Окисляване на многовалентни алкохоли води до образуването на алдехиди или кетони.
При окисляване на етилен гликолпърво се получава гликолалдехид, след това глиоксал, който при по-нататъшно окисляване се превръща в дикарбоксилна киселина: 
При окисление на глицеролобразува се смес от съответния алдехид и кетон: 
