Prednáška číslo 3.
Viacsýtne alkoholy, ich štruktúra a vlastnosti.
Predstaviteľmi viacsýtnych alkoholov sú etylénglykol a glycerín. Dvojsýtne alkoholy obsahujúce dve hydroxylové skupiny-OH sa nazývajú glykoly alebo dioly, trojsýtne alkoholy obsahujúce tri hydroxylové skupiny sa nazývajú glyceroly alebo trioly.
Poloha hydroxylových skupín je označená číslami na konci názvu.
Fyzikálne vlastnosti
Viacsýtne alkoholy sú bezfarebné sirupovité kvapaliny sladkastej chuti, vysoko rozpustné vo vode, slabo rozpustné v organických rozpúšťadlách; majú vysoké body varu. Napríklad teplota varu etylénglykolu je 198 °C, hustota () je 1,11 g/cm3; tvar (glycerín) = 290 °С, glycerol = 1,26 g/cm3.
Potvrdenie
Dvojsýtne a trojsýtne alkoholy sa získavajú rovnakým spôsobom ako jednosýtne. Ako východiskové zlúčeniny sa môžu použiť alkény, halogénderiváty a iné zlúčeniny.
1. Etylénglykol (etándiol-1,2) sa syntetizuje z etylénu rôznymi spôsobmi:
3CH 2 = CH 2 + 2 KMnO 4 + 4H 2 O ® 3HO–CH 2 –CH 2 –OH + 2MnO 2 + 2KOH
2. Glycerín (propántriol -1,2,3) sa získava z tukov, ako aj synteticky z plynov z krakovania ropy (propylén), t.j. z nepotravinových surovín.
Chemické vlastnosti
Viacsýtne alkoholy sú chemicky podobné jednosýtnym alkoholom. Avšak v chemických vlastnostiach viacsýtnych alkoholov existujú znaky spôsobené prítomnosťou dvoch alebo viacerých hydroxylových skupín v molekule.
Kyslosť viacsýtnych alkoholov je vyššia ako kyslosť jednosýtnych, čo sa vysvetľuje prítomnosťou ďalších hydroxylových skupín v molekule, ktoré majú negatívny indukčný účinok. Preto viacsýtne alkoholy, na rozdiel od jednosýtnych, reagujú s alkáliami a tvoria soli. Napríklad etylénglykol reaguje nielen s alkalickými kovmi, ale aj s hydroxidmi ťažkých kovov.
Analogicky s alkoholátmi sa soli dvojsýtnych alkoholov nazývajú glykoláty a trojsýtne alkoholy sa nazývajú glyceráty.
Keď etylénglykol interaguje s halogenovodíkmi (HCl, HBr), jedna hydroxylová skupina je nahradená halogénom:
Druhú hydroxoskupinu je ťažšie nahradiť pôsobením PCl5.
Keď hydroxid meďnatý (II) reaguje s glycerolom a inými viacsýtnymi alkoholmi, hydroxid sa rozpustí a vytvorí sa svetlomodrá komplexná zlúčenina.
Táto reakcia sa používa na detekciu viacsýtnych alkoholov s hydroxylovými skupinami na susedných atómoch uhlíka -CH(OH)-CH(OH)-:
V neprítomnosti alkálií viacsýtne alkoholy nereagujú s hydroxidom meďnatým - ich kyslosť je na to nedostatočná.
Viacsýtne alkoholy interagujú s kyselinami za vzniku esterov (pozri § 7). Keď glycerol interaguje s kyselinou dusičnou v prítomnosti koncentrovanej kyseliny sírovej, vytvorí sa nitroglycerín (glyceroltrinitrát):
Alkoholy sú charakterizované reakciami, ktoré vedú k tvorbe cyklických štruktúr:
Aplikácia
Etylénglykol sa používa najmä na výrobu lavsanu a na prípravu nemrznúcich zmesí – vodných roztokov, ktoré zamŕzajú hlboko pod 0 °C (ich použitie na chladenie motora umožňuje autám pracovať v zime).
Glycerín je široko používaný v kožiarskom a textilnom priemysle na konečnú úpravu kože a tkanín a v iných oblastiach národného hospodárstva. Najdôležitejšie využitie glycerínu je pri výrobe glyceroltrinitrátu (nesprávne nazývaného nitroglycerín) – silnej výbušniny, ktorá pri náraze exploduje, ako aj liečiva (vazodilatátor). Sorbitol (hexahydrický alkohol) sa používa ako náhrada cukru pre diabetikov.
Test číslo 4.
Vlastnosti viacsýtnych alkoholov
1. S ktorou z nasledujúcich látok bude glycerín reagovať?
1) HBr 2) HNO 3 3) H 2 4) H 2 O 5) Cu(OH) 2 6) Ag 2 O/NH 3
2. Glycerín nereaguje s 1) HNO 3 2) NaOH 3) CH 3 COOH 4) Cu (OH) 2
3. Etylénglykol nereaguje s 1) HNO 3 2) NaOH 3) CH 3 COOH 4) Cu (OH) 2
4. Nasledujúce látky nebudú interagovať s čerstvo vyzrážaným hydroxidom meďnatým: 1) glycerín;
2) butanón 3) propanal 4) propándiol-1,2
5. Čerstvo pripravená zrazenina Cu (OH) 2 sa rozpustí, ak do nej pridáte
1) propándiol-1,2 2) propanol-1 3) propén 4) propanol-2
6. Glycerín vo vodnom roztoku možno detegovať pomocou
1) bielidlo 2) chlorid železitý 3) hydroxid meďnatý 4) hydroxid sodný
7. Ktorý z alkoholov reaguje s hydroxidom meďnatým?
1) CH 3 OH 2) CH 3 CH 2 OH 3) C 6 H 5 OH 4) NO-CH 2 CH 2 -OH
8. Charakteristickou reakciou pre viacsýtne alkoholy je interakcia s
1) H 2 2) Сu 3) Ag 2 O (roztok NH 3) 4) Cu (OH) 2
9. Látka, ktorá reaguje s Na a Cu (OH) 2 je:
1) fenol; 2) jednosýtny alkohol; 3) viacsýtny alkohol 4) alkén
10. Etándiol-1,2 môže reagovať s
1) hydroxid meďnatý (II).
2) oxid železitý (II)
3) chlorovodík
4) vodík
6) fosfor
Prednáška číslo 4.
Fenoly, ich štruktúra. Vlastnosti fenolu, vzájomné ovplyvňovanie atómov v molekule fenolu. Orto-, para orientujúci účinok hydroxylovej skupiny. Získavanie a používanie fenolu
FENOLY - trieda organických zlúčenín. Obsahujú jednu alebo viac skupín C–OH, pričom atóm uhlíka je súčasťou aromatického (napríklad benzénového) kruhu.
Klasifikácia fenolov. V závislosti od počtu OH skupín v molekule existujú jedno-, dvoj-, trojatómové fenoly (obr. 1)
Ryža. 1. JEDNO-, DVOJ- A TRI-ATÓMOVÉ FENOLY
V súlade s počtom kondenzovaných aromatických cyklov v molekule existujú (obr. 2) samotné fenoly (jeden aromatický kruh - deriváty benzénu), naftoly (2 kondenzované kruhy - deriváty naftalénu), antranoly (3 kondenzované kruhy - deriváty antracénu) a fenantrolov (obr. 2).
Ryža. 2. MONO- A POLYNUKLEÁRNE FENOLY
Názvoslovie fenolov
Pre fenoly sa bežne používajú triviálne názvy, ktoré sa vyvinuli historicky. Názvy substituovaných jednojadrových fenolov používajú aj predpony orto-, meta- a para- používané v názvosloví aromatických zlúčenín. Pri zložitejších zlúčeninách sú atómy, ktoré tvoria aromatické kruhy, očíslované a poloha substituentov je označená pomocou digitálnych indexov (obr. 3).
Ryža. 3. NOMENKLATÚRA FENOLOV. Skupiny substituentov a zodpovedajúce číselné indexy sú kvôli prehľadnosti zvýraznené rôznymi farbami.
Chemické vlastnosti fenolov
Benzénové jadro a OH skupina spojené v molekule fenolu sa navzájom ovplyvňujú, čím sa výrazne zvyšuje vzájomná reaktivita. Fenylová skupina odtiahne osamelý elektrónový pár od atómu kyslíka v skupine OH (obr. 4). V dôsledku toho sa zvyšuje čiastočný kladný náboj na atóme H tejto skupiny (označené d+), zvyšuje sa polarita väzby O–H, čo sa prejavuje zvýšením kyslých vlastností tejto skupiny. V porovnaní s alkoholmi sú teda fenoly silnejšie kyseliny. Čiastočný záporný náboj (označený d–), prechádzajúci na fenylovú skupinu, sa koncentruje v orto a para polohe (vzhľadom na OH skupinu). Tieto reakčné miesta môžu byť napadnuté činidlami, ktoré majú sklon k elektronegatívnym centrám, takzvané elektrofilné ("elektróny milujúce") činidlá.
Ryža. 4. DISTRIBÚCIA ELEKTRÓNOVEJ HUSTOTY VO FENOLE
V dôsledku toho sú pre fenoly možné dva typy transformácií: substitúcia atómu vodíka v skupine OH a substitúcia H-atomobenzénového jadra. Dvojica elektrónov atómu O, pritiahnutá k benzénovému kruhu, zvyšuje silu väzby C–O, takže reakcie, ku ktorým dochádza pri porušení tejto väzby, ktoré sú charakteristické pre alkoholy, nie sú pre fenoly typické.
1. Má slabé kyslé vlastnosti, pôsobením zásad vytvára soli - fenoláty (napríklad fenolát sodný - C6H6ONa):
C6H5OH + NaOH = C6H5ONa + H20
Vstupuje do elektrofilných substitučných reakcií na aromatickom kruhu. Hydroxyskupina, ktorá je jednou z najsilnejších donorových skupín, zvyšuje reaktivitu kruhu na tieto reakcie a riadi substitúciu do orto a para polôh. Fenol je ľahko alkylovaný, acylovaný, halogénovaný, nitrovaný a sulfonovaný.
Kolbe-Schmidtova reakcia.
2. Interakcia s kovovým sodíkom:
C6H5OH + Na = C6H5ONa + H2
3. Interakcia s brómovou vodou (kvalitatívna reakcia na fenol):
C6H5OH + 3Br2 (aq.) → C6H2 (Br)3OH + 3HBr vzniká 2,4,6 tribrómfenol
4. Interakcia s koncentrovanou kyselinou dusičnou:
C 6 H 5 OH + 3HNO 3 conc → C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O 2,4,6 vzniká trinitrofenol
5. Interakcia s chloridom železitým (kvalitatívna reakcia na fenol):
C 6 H 5 OH + FeCl 3 → 2 + (Cl) 2- + HCl vzniká fenolát chloridu železitého (fialová farba )
Spôsoby získavania fenolov.
Fenoly sa izolujú z uhoľného dechtu, ako aj z produktov pyrolýzy hnedého uhlia a dreva (dechtu). Samotný priemyselný spôsob získavania fenolu C6H5OH je založený na oxidácii aromatického uhľovodíka kuménu (izopropylbenzénu) vzdušným kyslíkom, po ktorej nasleduje rozklad výsledného hydroperoxidu zriedeného H3SO4 (obr. 8A). Reakcia prebieha s vysokým výťažkom a je atraktívna tým, že umožňuje získať dva technicky hodnotné produkty naraz - fenol a acetón. Ďalšou metódou je katalytická hydrolýza halogénovaných benzénov (obr. 8B).
Ryža. 8. METÓDY ZÍSKANIA FENOLU
Použitie fenolov.
Ako dezinfekčný prostriedok sa používa roztok fenolu (kyselina karbolová). Dvojsýtne fenoly - pyrokatechol, rezorcinol (obr. 3), ako aj hydrochinón (para-dihydroxybenzén) sa používajú ako antiseptiká (antibakteriálne dezinfekčné prostriedky), zavádzané do činidiel na kožu a kožušinu, ako stabilizátory mazacích olejov a gumy, ako aj na spracovanie fotografických materiálov a ako činidlá v analytickej chémii.
Vo forme jednotlivých zlúčenín sa fenoly používajú v obmedzenej miere, ale ich rôzne deriváty sú široko používané. Fenoly slúžia ako východiskové zlúčeniny na výrobu rôznych polymérnych produktov, ako sú fenolaldehydové živice (obr. 7), polyamidy a polyepoxidy. Na základe fenolov sa získavajú mnohé liečivá, napríklad aspirín, salol, fenolftaleín, ďalej farbivá, parfumy, zmäkčovadlá pre polyméry a prípravky na ochranu rastlín.
Test č. 5 Fenoly
1. Koľko existuje fenolov zloženia C 7 H 8 O? 1) Jeden 2) Štyri 3) Tri 4) dva
2. V molekule fenolu vzniká atóm kyslíka
1) jedna σ-väzba 2) dve σ-väzby 3) jedna σ- a jedna π-väzba 4) dve π-väzby
3. Fenoly sú silnejšie kyseliny ako alifatické alkoholy, pretože...
1) medzi molekulami alkoholu vzniká silná vodíková väzba
2) v molekule fenolu je hmotnostný zlomok vodíkových iónov väčší
3) vo fenoloch je elektronický systém posunutý smerom k atómu kyslíka, čo vedie k väčšej pohyblivosti atómov vodíka benzénového kruhu
4) vo fenoloch sa hustota elektrónov väzby О-Н znižuje v dôsledku interakcie osamelého elektrónového páru atómu kyslíka s benzénovým kruhom
4. Vyberte správne tvrdenie:
1) fenoly disociujú vo väčšej miere ako alkoholy;
2) fenoly vykazujú zásadité vlastnosti;
3) fenoly a ich deriváty nemajú toxický účinok;
4) atóm vodíka v hydroxylovej skupine fenolu nemôže byť nahradený katiónom kovu pôsobením zásad.
Vlastnosti
5. Fenol vo vodnom roztoku je
1) silná kyselina 2) slabá kyselina 3) slabá zásada 4) silná zásada
1. Látka, ktorá reaguje s Na a NaOH a dáva fialovú farbu s FeCl 3 je:
1) fenol; 2) alkohol 3) jednoduchý éter; 4) alkán
6. Vplyv benzénového kruhu na hydroxylovú skupinu v molekule fenolu dokazuje reakcia fenolu s
1) hydroxid sodný 2) formaldehyd 3) brómová voda 4) kyselina dusičná
7. Chemická interakcia je možná medzi látkami, ktorých vzorce sú:
1) C6H5OH a NaCl 2) C6H5OH a HCl 3) C6H5OH a NaOH 4) C6H5ONa a NaOH.
8. Fenol neinteraguje s
1) metán 2) metán 3) kyselina dusičná 4) brómová voda
9. Fenol interaguje s
1) kyselina chlorovodíková 2) etylén 3) hydroxid sodný 4) metán
10. Fenol neinteraguje s látkou, ktorej vzorec
1) HBr 2) Br2 3) HN03 4) NaOH
11. Fenol nereaguje s 1) HNO 3 2) KOH 3) Br 2 4) Сu (OH) 2
12. Kyslé vlastnosti sú najvýraznejšie v 1) fenole 2) metanole 3) etanole 4) glyceríne
13. Keď fenol interaguje so sodíkom,
1) fenolát sodný a voda 2) fenolát sodný a vodík
3) benzén a hydroxid sodný 4) benzoan sodný a vodík
14. Zabezpečte súlad medzi východiskovými látkami a produktmi, ktoré sa tvoria prevažne pri ich interakcii.
VÝCHODISKOVÉ LÁTKY INTERAKCIE PRODUKTY
A) C6H5OH + K 1) 2,4,6-tribrómfenol + HBr
B) C6H5OH + KOH 2) 3,5-dibrómfenol + HBr
C) C 6 H 5 OH + HNO3 3) fenolát draselný + H 2
D) C6H5OH + Br2 (roztok) 4) 2,4,6-trinitrofenol + H20
5) 3,5-dinitrofenol + HNO 3
6) fenolát draselný + H20
15. Vytvorte súlad medzi východiskovými materiálmi a reakčnými produktmi.
VÝCHODISKOVÉ LÁTKY REAKČNÉ PRODUKTY
A) C6H5OH + H2 1) C6H6 + H20
B) C6H5OH + K2) C6H5OK + H20
C) C6H5OH + KOH 3) C6H5OH + KHC03
D) C 6 H 5 OK + H 2 O + CO 2 4) C 6 H 11 OH
5) C6H5OK + H2
6) C6H5COOH + KOH
16. Fenol interaguje s roztokmi
3) [Ag(NH3)2]OH
17. Fenol reaguje s
1) kyslík
2) benzén
3) hydroxid sodný
4) chlorovodík
5) sodík
6) oxid kremičitý (IV)
Potvrdenie
18. Pri nahradení vodíka v aromatickom kruhu hydroxylovou skupinou vzniká:
1) ester; 2) jednoduchý éter; 3) nasýtený alkohol; 4) fenol.
19. Reakciou je možné získať fenol
1) dehydratácia kyseliny benzoovej 2) hydrogenácia benzaldehydu
3) hydratácia styrénu 4) chlórbenzén hydroxidom draselným
Vzťah, kvalitatívne reakcie.
20. Metanol. etylénglykol a glycerín sú:
1) homológy; 2) primárne, sekundárne a terciárne alkoholy;
32) izoméry; 4) jednosýtne, dvojsýtne, trojsýtne alkoholy
21. Látka, ktorá nereaguje ani s Na, ani s NaOH, získaná pomocou intermolekulárne dehydratácia alkoholov je: 1) fenol 2) alkohol 3) jednoduchý éter; 4) alkén
22. Interagujte medzi sebou
1) etanol a vodík 2) kyselina octová a chlór
3) fenol a oxid meďnatý 4) etylénglykol a chlorid sodný
23. Látka X môže reagovať s fenolom, ale nereaguje s etanolom. Táto látka:
1) Na 2) O 2 3) HNO 3 4) brómová voda
24. Svetlomodrý roztok vzniká interakciou hydroxidu meďnatého s
1) etanol 2) glycerín 3) etanol 4) toluén
25. Na detekciu možno použiť hydroxid meďný
1) Al 3+ ióny 2) etanol 3) NO 3 ióny - 4) etylénglykol
26. V schéme premien C 6 H 12 O 6 à X à C 2 H 5 -O- C 2 H 5 je látka "X"
1) C 2 H 5 OH 2) C 2 H 5 COOH 3) CH 3 COOH 4) C 6 H 11 OH
27. V schéme premien etanolà Xà bután látka X je
1) butanol-1 2) brómetán 3) etán 4) etylén
28. V schéme premien propanol-1à Xà propanol-2 látka X je
1) 2-chlórpropán 2) kyselina propánová 3) propín 4) propén
29. Vodné roztoky etanolu a glycerínu možno rozlíšiť pomocou:
1) brómová voda 2) amoniakový roztok oxidu strieborného
4) kovový sodík 3) čerstvo pripravená zrazenina hydroxidu meďnatého;
30. Etanol od etylénglykolu môžete rozlíšiť pomocou:
31. Fenol od metanolu rozlíšite pomocou:
1) sodík; 2) NaOH; 3) Cu(OH)2 4) FeCl3
32. Fenol môžete odlíšiť od jednoduchého éteru pomocou:
1) Cl 2 2) NaOH 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3
33. Glycerín môžete odlíšiť od propanolu-1 pomocou:
1) sodík 2) NaOH 3) Cu(OH) 2 4) FeCl 3
34. Aká látka by sa mala použiť na rozlíšenie etanolu a etylénglykolu od seba v laboratórnych podmienkach?
1) Sodík 2) Kyselina chlorovodíková 3) Hydroxid meďnatý 4) Hydroxid sodný
Alkoholy sú veľkou skupinou organických chemických látok. Zahŕňa podtriedy jednosýtnych a viacsýtnych alkoholov, ako aj všetky látky kombinovanej štruktúry: aldehydové alkoholy, deriváty fenolu, biologické molekuly. Tieto látky vstupujú do mnohých typov reakcií tak na hydroxylovej skupine, ako aj na atóme uhlíka, ktorý ich nesie. Tieto chemické vlastnosti alkoholov by sa mali podrobne preštudovať.
Druhy alkoholov
Alkoholy obsahujú hydroxylovú skupinu pripojenú k uhlíkovému atómu nosiča. V závislosti od počtu atómov uhlíka, ku ktorým je pripojený nosič C, sa alkoholy delia na:
- primárny (pripojený na koncový uhlík);
- sekundárne (spojené s jednou hydroxylovou skupinou, jedným vodíkom a dvoma atómami uhlíka);
- terciárne (spojené s tromi atómami uhlíka a jednou hydroxylovou skupinou);
- zmiešané (viacmocné alkoholy, v ktorých sú hydroxylové skupiny na sekundárnych, primárnych alebo terciárnych atómoch uhlíka).
Alkoholy sa tiež delia v závislosti od počtu hydroxylových radikálov na jednosýtne a viacsýtne. Prvé obsahujú iba jednu hydroxylovú skupinu na uhlíkovom atóme, napríklad etanol. Viacsýtne alkoholy obsahujú dve alebo viac hydroxylových skupín na rôznych nosných atómoch uhlíka.
Chemické vlastnosti alkoholov: tabuľka
Najpohodlnejšie je prezentovať materiál, ktorý nás zaujíma, prostredníctvom tabuľky, ktorá odráža všeobecné zásady reaktivita alkoholov.
Reaktívna väzba, typ reakcie | Činidlo | Produkt |
O-H väzba, substitúcia | Aktívny kov, aktívny hydrid kovu, alkalické alebo aktívne amidy kovov | alkoholáty |
C-O a O-H väzba, intermolekulárna dehydratácia | Alkohol pri zahrievaní v kyslom prostredí | Éter |
C-O a O-H väzba, intramolekulárna dehydratácia | Alkohol pri zahrievaní nad koncentrovanou kyselinou sírovou | Nenasýtený uhľovodík |
C-O väzba, substitúcia | Halogenid vodíka, tionylchlorid, kvázifosfóniová soľ, halogenidy fosforu | halogénalkány |
C-O väzba – oxidácia | Donory kyslíka (manganistan draselný) s primárnym alkoholom | Aldehyd |
C-O väzba – oxidácia | Donory kyslíka (manganistan draselný) so sekundárnym alkoholom | |
molekula alkoholu | Kyslík (spaľovanie) | oxid uhličitý a voda. |
Reaktivita alkoholov
V dôsledku prítomnosti v molekule jednosýtneho alkoholu uhľovodíkového radikálu - C-O väzby a O-N pripojenia- táto trieda zlúčenín vstupuje do mnohých chemických reakcií. Určujú chemické vlastnosti alkoholov a závisia od reaktivity látky. Ten zase závisí od dĺžky uhľovodíkového radikálu pripojeného k uhlíkovému atómu nosiča. Čím je väčšia, tým je polarita väzby O-H nižšia, vďaka čomu budú reakcie prebiehajúce elimináciou vodíka z alkoholu prebiehať pomalšie. Tým sa znižuje aj disociačná konštanta spomínanej látky.
Chemické vlastnosti alkoholov závisia aj od počtu hydroxylových skupín. Jeden posúva elektrónovú hustotu smerom k sebe pozdĺž sigma väzieb, čo zvyšuje reaktivitu pozdĺž O-N skupiny e) Pretože sa polarizuje C-O spojenie, potom sú reakcie s jeho prasknutím aktívnejšie v alkoholoch, ktoré majú dve alebo viac O-H skupín. Preto s väčšou pravdepodobnosťou reagujú viacsýtne alkoholy, ktorých chemické vlastnosti sú početnejšie. Obsahujú tiež niekoľko alkoholových skupín, a preto môžu s každou z nich voľne reagovať.
Typické reakcie jednosýtnych a viacsýtnych alkoholov
Typické chemické vlastnosti alkoholov sa prejavujú až pri reakcii s aktívnymi kovmi, ich zásadami a hydridmi, Lewisovými kyselinami. Typické sú tiež interakcie s halogenovodíkmi, halogenidmi fosforu a inými zložkami za vzniku halogénalkánov. Alkoholy sú tiež slabé zásady, preto reagujú s kyselinami, pričom vytvárajú halogenovodíky a estery anorganických kyselín.
Étery vznikajú z alkoholov medzimolekulovou dehydratáciou. Tie isté látky vstupujú do dehydrogenačných reakcií s tvorbou aldehydov z primárneho alkoholu a ketónov zo sekundárneho. Terciárne alkoholy nevstupujú do takýchto reakcií. Tiež chemické vlastnosti etylalkoholu (a iných alkoholov) ponechávajú možnosť ich úplnej oxidácie kyslíkom. Ide o jednoduchú spaľovaciu reakciu sprevádzanú uvoľňovaním vody s oxidom uhličitým a trochou tepla.
Reakcie na atóme vodíka väzby О-Н
Chemické vlastnosti jednosýtnych alkoholov umožňujú prerušenie väzby O-H a elimináciu vodíka. Tieto reakcie prebiehajú pri interakcii s aktívnymi kovmi a ich zásadami (alkáliami), s aktívnymi hydridmi kovov a tiež s Lewisovými kyselinami.
Alkoholy tiež aktívne reagujú so štandardnými organickými a anorganickými kyselinami. V tomto prípade sú reakčnými produktmi ester alebo halogénovaný uhľovodík.
Reakcie na syntézu halogénalkánov (cez C-O väzbu)
Halogénalkány sú typické zlúčeniny, ktoré možno získať z alkoholov niekoľkými typmi reakcií. chemické reakcie. Najmä chemické vlastnosti jednosýtnych alkoholov umožňujú interakciu s halogenvodíkmi, halogenidmi troj- a päťmocného fosforu, kvázifosfóniovými soľami a tionylchloridom. Halogénalkány z alkoholov možno získať aj medziproduktom, to znamená syntézou alkylsulfonátu, ktorý neskôr vstúpi do substitučnej reakcie.
Príklad prvej reakcie s halogenovodíkom je uvedený v grafickej prílohe vyššie. Tu butylalkohol reaguje s chlorovodíkom za vzniku chlórbutánu. Vo všeobecnosti sa trieda zlúčenín obsahujúcich chlór a uhľovodíkový nasýtený radikál nazýva alkylchlorid. vedľajším produktom chemická interakcia je voda.
Reakcie s tvorbou alkylchloridu (jodidu, bromidu alebo fluoridu) sú pomerne početné. Typickým príkladom je interakcia s bromidom fosforitým, chloridom fosforečným a ďalšími zlúčeninami tohto prvku a jeho halogenidmi, perchloridmi a perfluoridmi. Prebiehajú mechanizmom nukleofilnej substitúcie. Alkoholy tiež reagujú s tionylchloridom za vzniku chlóralkánu a uvoľňujú S02.
Vizuálne sú chemické vlastnosti jednosýtnych nasýtených alkoholov obsahujúcich nasýtený uhľovodíkový radikál prezentované vo forme reakcií na obrázku nižšie.
Alkoholy ľahko reagujú s kvázifosfóniovou soľou. Táto reakcia je však najvýhodnejšia, keď sa postupuje s jednosýtnymi sekundárnymi a terciárnymi alkoholmi. Sú regioselektívne a umožňujú „implantáciu“ halogénovej skupiny na presne vymedzené miesto. Produkty takýchto reakcií sa získajú s vysokým hmotnostným zlomkom výťažku. A viacsýtne alkoholy, ktorých chemické vlastnosti sú trochu odlišné od vlastností jednosýtnych, môžu počas reakcie izomerizovať. Preto je získanie cieľového produktu ťažké. Príklad reakcie na obrázku.
Intramolekulárna a intermolekulárna dehydratácia alkoholov
Hydroxylová skupina nachádzajúca sa na nosnom uhlíkovom atóme sa môže odštiepiť použitím silných akceptorov. Takto prebiehajú medzimolekulárne dehydratačné reakcie. Keď jedna molekula alkoholu interaguje s druhou v roztoku koncentrovanej kyseliny sírovej, molekula vody sa odštiepi od oboch hydroxylových skupín, ktorých radikály sa spoja a vytvoria molekulu éteru. Intermolekulárnou dehydratáciou etanolu možno získať dioxán - dehydratačný produkt štyroch hydroxylových skupín.
Pri intramolekulárnej dehydratácii je produktom alkén.
4. Získavanie etanolu alkoholovou fermentáciou cukrových látok:
C6H1206 
2CH3-CH2-OH + 2C02.
(glukóza)
5. Získavanie metanolu zo syntézneho plynu (zmes CO a H 2):
CO + 2H 2 
CH3-OH.
Viacsýtne nasýtené alkoholy
Viacsýtne alkoholy obsahujú niekoľko hydroxylových skupín pripojených k rôznym atómom uhlíka. Pripojenie niekoľkých hydroxylových skupín k jednému atómu uhlíka je nemožné, pretože v tomto prípade dochádza k procesu dehydratácie a vytvára sa zodpovedajúci aldehyd alebo karboxylová kyselina:
Príklady viacsýtnych alkoholov:
Viacsýtne alkoholy obsahujú asymetrické atómy uhlíka a vykazujú optickú izomériu.
Ako príklad cyklických alkoholov môžeme uviesť šesťatómové cyklické alkoholy C 6 H 6 (OH) 6 - inozity, ktorých jeden z izomérov (mezoinozitol) je súčasťou fosfolipidov:
Chemické vlastnosti viacsýtnych alkoholov
1. Vlastnosti kyselín
Viacsýtne alkoholy majú v porovnaní s jednosýtnymi alkoholmi väčšie kyslé vlastnosti, čo sa vysvetľuje vzájomným vplyvom funkčných skupín:
glykolát sodný
2. Kvalitatívna reakcia na viacsýtne alkoholy – interakcia s čerstvo vyzrážaným hydroxidom meďnatým:
3. Tvorba úplných a čiastočných esterov s anorganickými a organickými kyselinami:
;
(nitroglycerín);
.
4.Dehydratácia viacsýtnych alkoholov
Získanie viacsýtnych alkoholov
1. Hydrolýza dihalogénalkánov:
Br–CH 2 –CH 2 –Br + 2KOH HO–CH 2 –CH 2 –OH + 2KBr.
2. Oxidácia alkénov vodný roztok manganistan draselný (Wagnerova reakcia):
3CH2=CH2+2KMnO4+4H20®3HO–CH2–CH2–OH+2Mn02¯+2KOH.
3. Získanie glycerínu:
(hydrolýza tukov)
FENOLY
Fenoly- organické zlúčeniny aromatického radu, v molekulách ktorých sú hydroxylové skupiny viazané na atómy uhlíka aromatického kruhu. Podľa počtu OH skupín rozlišujú:
Monatomické fenoly (arenoly): fenol (C 6 H 5 OH) a jeho homológy:
| fenol | orto-krezol | meta-krezol | pár-krezol | |
| Ďalší izomér zloženia C7H7OH, benzylalkohol, nepatrí medzi fenoly, keďže funkčná skupina nie je naviazaná priamo na aromatický systém. Hydroxylová skupina môže byť naviazaná aj na zložitejšie aromatické systémy, napr. | ||||
 |
||||
| benzylalkohol | a-naftol | b-naftol | ||
- dvojsýtne fenoly (arendioly):
- trojsýtne fenoly (arentrioly):
Pre fenol a jeho homológy sú možné dva typy izomérie: izoméria polohy substituentov v benzénovom kruhu a izoméria postranného reťazca (štruktúra alkylového radikálu a počet radikálov).
fyzikálne vlastnosti.
Fenol je bezfarebná kryštalická látka, ktorá sa na vzduchu mení na ružovú. Má charakteristický zápach. Je vysoko rozpustný vo vode, etanole, acetóne a iných organických rozpúšťadlách. Roztok fenolu vo vode je kyselina karbolová. Ostatné fenoly sú bezfarebné kryštalické látky alebo kvapaliny, ktorých bod varu je vyšší ako bod varu nasýtených alkoholov s rovnakým molárne hmotnosti. Fenoly sú ťažko rozpustné vo vode, ľahko rozpustné v organických rozpúšťadlách a sú toxické.
Chemické vlastnosti.
Štruktúra fenolu je charakterizovaná interakciou osamelého páru elektrónov atómu kyslíka a p-elektrónov aromatického kruhu. Výsledkom je posun elektrónovej hustoty z hydroxylovej skupiny na kruh, pričom väzba O–H sa stáva polárnejšou, a teda menej silnou (fenoly vykazujú vlastnosti slabých kyselín).
Hydroxylová skupina vo vzťahu k benzénovému kruhu je substituentom prvého druhu, ktorý orientuje substitučné reakcie v orto a para polohách.
Fenolové reakcie možno rozdeliť do dvoch skupín: reakcie zahŕňajúce funkčnú skupinu a reakcie zahŕňajúce aromatický kruh.
Reakcie na hydroxylovej skupine
1. Vlastnosti kyselín:
2C6H5OH + 2Na® H2 + 2C6H5ONa (fenolát sodný);
C6H5OH + NaOH® C6H5ONa + H20;
C 6 H 5 ONa + H 2 O + CO 2 ® C 6 H 5 OH + NaHC03
(kyslé vlastnosti fenolu sú slabšie ako vlastnosti kyseliny uhličitej);
Fialové sfarbenie roztokov v prítomnosti chloridu železitého je pre fenoly kvalitatívnou reakciou.
V prípade, že hydroxylová skupina nie je priamo spojená s aromatickým kruhom, ale je súčasťou substituenta, je účinok benzénového kruhu na funkčnú skupinu oslabený a neprejavia sa kyslé vlastnosti (trieda aromatických alkoholov). Napríklad benzylalkohol reaguje so sodíkom a nereaguje s NaOH.
2. Vznik esterov a éterov (fenoly na rozdiel od alkoholov nereagujú s karboxylovými kyselinami, estery sa získavajú nepriamo – z chloridov a fenolátov kyselín): C 6 H 5 OH + CH 3 COOH ¹
C6H5ONa + R–Br ® C6H5OR + NaBr
3. Oxidácia (fenoly ľahko oxidujú aj vplyvom vzdušného kyslíka, preto pri státí postupne ružovejú):
 |  |
| benzochinón |
Reakcie na benzénovom kruhu.
1. Halogenácia:
(fenol na rozdiel od benzénu a jeho homológov odfarbuje brómovú vodu).
2. Nitrácia:
Trinitrofenol (kyselina pikrová) – kryštalická látka žltá farba, sila blízka anorganickým kyselinám).
3. Polykondenzácia (interakcia s formaldehydom a tvorba fenolformaldehydových živíc):
Získanie fenolu
3. Destilácia uhoľného dechtu.
4. Získavanie fenolu z halogénbenzénov:
C6H5Cl + 2NaOH C6H5ONa + NaCl + H20;
C6H5ONa + HCl® C6H5OH + NaCl.
5. Katalytická oxidácia izopropylbenzénu (kumén) - kuménová metóda:
ALDEHYDY A KETONY
Aldehydy a ketóny sú karbonylové zlúčeniny a obsahujú karbonylovú skupinu. V aldehydoch je karbonylová skupina viazaná na atóm vodíka (nachádza sa v polohe 1 uhlíkového reťazca), v ketónoch je umiestnená v strede reťazca a je viazaná na dva atómy uhlíka. Všeobecný vzorec aldehydov a ketónov C 2 H 2 n O (medzitriedne izoméry). Pre aldehydy existuje iba izoméria uhlíkového skeletu, pre ketóny je to izoméria uhlíkového skeletu a izoméria polohy funkčnej skupiny.
Nomenklatúra aldehydov a ketónov:
 |
|||
| metán (formaldehyd alebo formaldehyd) | etanol (acetaldehyd alebo acetaldehyd) | propanal (propiónaldehyd) | |
 |  |  |
|
| butanal (butyaldehyd) | metylpropanal (izomaslový aldehyd) | propenal (akroleín) | |
 |  |
||
| propanón (dimetylketón alebo acetón) | butanón (metyletylketón) | pentanón-1 (metylpropylketón) | |
 |  | ||
| pentanón-2 (dietylketón) | metylbutanón (metylizopropylketón) | metylfenylketón (acetofenón) | |
 |
|||
| benzoový aldehyd | difenylketón (benzofenón) | ||
Fyzikálne vlastnosti
Formaldehyd pri izbovej teplote je plyn, bod varu acetaldehydu je +20°C. Teploty varu aldehydov sú nižšie ako teploty varu zodpovedajúcich alkoholov (medzi molekulami nie sú žiadne vodíkové väzby). Acetón a jeho najbližšie homológy sú kvapaliny ľahšie ako voda. Aldehydy a ketóny sú vysoko prchavé a majú štipľavý zápach. Roztok formaldehydu vo vode je formalín.
Chemické vlastnosti
Atóm uhlíka karbonylovej skupiny je v stave sp 2-hybridizácia (plochý fragment). Elektróny dvojitej väzby sú silne vychýlené smerom k elektronegatívnejšiemu atómu kyslíka (väzba C=O je polárna). Redistribúcia nábojov v karbonylovej skupine ovplyvňuje polaritu C-H väzieb atómu uhlíka susediaceho s karbonylovou skupinou (poloha a):
Aldehydy a ketóny sú charakterizované adičnými reakciami na dvojitú väzbu karbonylovej skupiny a reakciami substitúcie atómu vodíka na atóme uhlíka a atómom halogénu. Okrem toho sú aldehydy schopné oxidácie na atóme vodíka na karbonylovej skupine.
Adičné reakcie dvojitej väzby skupiny C=O (nukleofilná adícia SN)
Vzhľadom na to, že väzba C=O aldehydov a ketónov má polárny charakter, ľahko sa láme pôsobením polárnych molekúl typu H–X. Vo všeobecnosti možno reakciu znázorniť takto:
1. Pridávanie vodíka (redukcia aldehydov a ketónov na primárne a sekundárne alkoholy):
2. Prístup vody (hydratácia) je reverzibilný proces (hydráty sú stabilné iba vo vodných roztokoch):
Metanal vo vodných roztokoch je 100% hydratovaný, etanal je 50% hydratovaný a acetón prakticky nie je hydratovaný.
3. Pridanie alkoholov:
(hemiacetal); 
(acetál).
4. Pridanie hydrosiričitanu sodného (reakcia slúži na izoláciu aldehydov a ketónov zo zmesí s inými organickými látkami):
.
5. Prídavok amoniaku (H–NH 2) a amínov (H–NHR):
Špeciálnym spôsobom sa amoniak pridáva do octových a mravenčích aldehydov:
(hexametyléntetramín - urotropín, dezinfekčný prostriedok v urológii na zápaly močových ciest)
5. Prídavok hydrazínu (H 2 N–NH 2) a fenylhydrazínu (H 2 N–NH–С 6 H 5).
Viacsýtne alkoholy - organické zlúčeniny, ktorých molekuly obsahujú niekoľko hydroxylových skupín (-OH) spojených s uhľovodíkovým zvyškom
Glykoly (dioly)
- Sirupovitá, viskózna bezfarebná kvapalina, má alkoholovú vôňu, dobre sa mieša s vodou, výrazne znižuje bod tuhnutia vody (60% roztok zamrzne pri -49 ˚С) - používa sa v chladiacich systémoch motora - nemrznúce zmesi.
- Etylénglykol je toxický - silný jed! Potláča centrálny nervový systém a ovplyvňuje obličky.
trojčatá
- Bezfarebná, viskózna sirupovitá kvapalina, sladkej chuti. Nie jedovatý. Bez zápachu. Dobre sa mieša s vodou.
- Rozšírené vo voľnej prírode. Hrá dôležitú úlohu v metabolických procesoch, keďže je súčasťou tukov (lipidov) živočíšnych a rastlinných tkanív.
Nomenklatúra
V názvoch viacmocných alkoholov ( polyoly) poloha a počet hydroxylových skupín sú označené zodpovedajúcimi číslami a príponami -diol(dve OH skupiny), -triol(tri OH skupiny) atď. Napríklad:
Získanie viacsýtnych alkoholov
ja. Získanie dvojsýtnych alkoholov
V priemysle
1. Katalytická hydratácia etylénoxidu (výroba etylénglykolu):
2. Interakcia dihalogénovaných alkánov s vodnými roztokmi alkálií:
3. Zo syntézneho plynu:
2CO + 3H2 250°, 200 MPa,kat→CH2(OH)-CH2(OH)
V laboratóriu
1. Oxidácia alkénu:
II. Získanie trojsýtnych alkoholov (glycerol)
V priemysle
Zmydelnenie tukov (triglyceridov):
Chemické vlastnosti viacsýtnych alkoholov
Vlastnosti kyselín
1. S aktívnymi kovmi:
HO-CH2-CH2-OH + 2Na → H2 + NaO-CH2-CH2-ONa(glykolát sodný)
2. S hydroxidom meďnatým ( II ) je kvalitatívna reakcia!
Zjednodušená schéma
Základné vlastnosti
1. S halogenovodíkovými kyselinami
HO-CH2-CH2-OH + 2HCl H+↔ Cl-CH2-CH2-Cl + 2H20
2. S dusičnan kyselina
T rinitroglycerín - základ dynamitu
Aplikácia
- etylénglykol výroba lavsanu , plasty, a na varenie nemrznúca zmes - vodné roztoky, ktoré zamŕzajú hlboko pod 0°C (ich použitie na chladenie motora umožňuje autám pracovať v zime); suroviny v organickej syntéze.
- Glycerolširoko používané v kožiarsky, textilný priemysel na konečnú úpravu kože a látok a v iných oblastiach národného hospodárstva. Sorbitol (hexahydric alkohol) sa používa ako náhrada cukru pre diabetikov. Glycerín je široko používaný v kozmetike , Potravinársky priemysel , farmakológie , výroba výbušniny . Čistý nitroglycerín exploduje aj pri miernom náraze; slúži ako surovina pre bezdymový prach a dynamit Výbušnina, ktorá sa na rozdiel od nitroglycerínu dá bezpečne hodiť. Dynamit vynašiel Nobel, ktorý založil svetoznámy nobelová cena za vynikajúce vedecké výsledky v oblasti fyziky, chémie, medicíny a ekonómie. Nitroglycerín je toxický, ale v malých množstvách slúži ako liek , pretože rozširuje srdcové cievy a tým zlepšuje prekrvenie srdcového svalu.
Pripomeňme, že viacsýtne alkoholy sú organické zlúčeniny, ktorých molekuly obsahujú niekoľko hydroxylových skupín. Všeobecný vzorec viacsýtnych alkoholov je CnH2n+1(OH)k, kde n a k sú celé čísla väčšie ako 2. Klasifikácia, štruktúra, izoméria a nomenklatúra alkoholov bola diskutovaná skôr v r. V tejto časti uvažujeme o vlastnostiach a príprave viacsýtnych alkoholov.
Najvýznamnejší predstavitelia viacsýtnych alkoholov obsahujú od dvoch do šiestich hydroxylových skupín. Dvojsýtne alkoholy(glykoly) alebo alkándioly obsahujúce vo svojej molekule dve hydroxylové skupiny, trojsýtne alkoholy(alkantrioly) - tri hydroxylové skupiny. Tetra, penta a šesťsýtne alkoholy(erytrity, pentity a hexity) obsahujú 4, 5 a 6 OH skupín.
Fyzikálne vlastnosti viacsýtnych alkoholov
Viacsýtne alkoholy dobre rozpustiť vo vode a alkoholoch, horšie v iných organických rozpúšťadlách. Alkoholy s malým počtom atómov uhlíka sú viskózne tekutiny sladkej chuti. Vyššími členmi série sú pevné látky. V porovnaní s jednosýtnymi alkoholmi majú vyššie hustoty a teploty varu. Triviálne mená, mená po a fyzikálne vlastnosti niektoré alkoholy sú uvedené v tabuľke:
Získanie viacsýtnych alkoholov
Získanie glykolov
Glykoly môže získať takmer každý. Vyzdvihnime tie hlavné:
- Hydrolýza dihalogénovaných alkánov :
- Hydrolýza chlórhydrínov
postupuje nasledovne:
- Regenerácia esterov
dvojsýtne kyseliny podľa Bouvotovej metódy:
- podľa Wagnera:
- Neúplná regenerácia ketónov
pôsobením horčíka (v prítomnosti jódu). Pinacony sa získavajú takto:
Získanie glycerínu
- Chlorácia propylénu
vo Ľvove:
- Bereshova a Jakubovičova metóda
spočíva v oxidácii propylénu na akroleín, ktorý sa potom redukuje na alylalkohol, po ktorej nasleduje jeho hydroxylácia:
- Katalytická hydrogenácia glukózy
vedie k redukcii aldehydovej skupiny a súčasne k štiepeniu väzby C3-C4:
V dôsledku štiepenia väzby C2-C3 vzniká malé množstvo etylénglykolu a treitu (stereoizomér erytritolu).
Okrem glukózy môžu byť katalytickej hydrogenácii podrobené aj iné polysacharidy obsahujúce glukózové jednotky, ako je celulóza.
4.
Hydrolýza tukov
alkálie sa vykonáva s cieľom získať mydlo (draselné alebo sodné soli komplexu karboxylové kyseliny): 
Takýto proces sa nazýva zmydelnenie.
Získanie štvormocných alkoholov (erytritol)
V prírode erytritol (butantetraol-1,2,3,4) nachádza sa vo voľnej forme aj vo forme esterov v riasach a niektorých plesniach.
Umelo sa získava z butadiénu-1,4 v niekoľkých fázach: 
Pentaerytritol (tetraoxyneopentán) sa v prírode nevyskytujú. Synteticky sa dá získať reakciou formaldehydu s vodným roztokom acetaldehydu v alkalickom prostredí: 
Chemické vlastnosti viacsýtnych alkoholov
Chemické vlastnosti viacmocných alkoholov sú podobné ako. Prítomnosť niekoľkých hydroxylových skupín v molekulách viacsýtnych alkoholov však zvyšuje ich kyslosť. Preto môžu reagovať s alkáliami a hydroxidmi ťažkých kovov za vzniku solí.
Substitúcia druhej hydroxoskupiny etylénglykolu je ťažšia (pri pôsobení PCl5 alebo SOCl2 je substitúcia jednoduchšia).
- Interakcia s kyselinami vedie k tvorbe esterov:
Interakcia s kyselinou dusičnou
Tieto zlúčeniny sú výbušniny. Trinitroglycerín sa okrem toho používa v medicíne ako terapeutické liečivo.
Interakcia s kyselinou octovou
Ak esterifikačná reakcia etylénglykolu zahŕňa dvojsýtna kyselina, potom je možné získať polyester (polykondenzačná reakcia):
Typicky R je kyselina tereftalová. Produktom tejto reakcie je terylén, lavsan:
O dehydratácia etylénglykolu získa sa zlúčenina, ktorá má 2 tautomérne formy (keto-enol tautoméria):
Dehydratácia etylénglykolu môže nastať pri jeho súčasnej dimerizácii:
O dehydratácia 1,4-butándiolu môžete získať tetrahydrofurán (oxolán): 
Dehydratácia iných glykolov je sprevádzaná procesom pinakolínové preskupenie:
- Oxidácia viacsýtnych alkoholov vedie k tvorbe aldehydov alebo ketónov.
O oxidácia etylénglykolu najprv sa získa glykolaldehyd, potom glyoxal, ktorý sa ďalšou oxidáciou zmení na dikarboxylovú kyselinu: 
O oxidácia glycerolu vzniká zmes zodpovedajúceho aldehydu a ketónu: 
