Быстрый поиск

Реферат: Оксисоединения

Под ми понимают органические соединения содержащие в составе своей структурной формулы одну или несколько гидроксильных групп (OH). Таковыми являются все спирты и фенолы.

АЦИКЛИЧЕСКИЕ ОКСИСОЕДИНЕНИЯ

Спирты.

Спиртами называются соединения общей формулой ROH, где R - любая алкильная или замещённая алкильная группа. Эта группа может быть первичной, вторичной или третичной; она может быть как ациклической, так и циклической; она может содержать двойную связь, атом галогена или ароматическое кольцо, например:

CH3

CH3-C-CH3 H2C=CH-CH2OH

Аллиловый спирт

OH циклогексанол

Трет-бутиловый

спирт

CH2OH CH2 -CH2 CH2-CH-CH2

Cl OH OH OH OH

Бензиловый спирт этиленхлоргидрин глцерин

(b-хлорэтиловый спирт)

все спирты содержат гидроксильную группу (-OH), которая является функциональной и определяет свойства, характерные для данного класса соединений. Строение R влияет на скорость, с которой спирт вступает в некоторые реакции, и иногда на характер реакции.

Одноатомные насыщенные спирты.

Классификация.

Спирты классифицируют на первичные, вторичные и третичные в зависимости оттого, с каким атомом углерода (связана гидроксильная группа). Атом углерода считается первичным, вторичным третичным в зависимости от числа связанных с ним других атомов углерода.

H R R

R-C-OH R-C-OH R-C-OH

H H H

Первичный вторичный третичный

Номенклатура.

Для названия спиртов по номенклатуре IUPAC выбирают наиболее длинную цепь, содержащую гидроксильную группу. Нумерацию начинают с того конца цепи к которому ближе находится эта группа. Принадлежность соединения к классу спиртов обозначается окончанием «ол». Между основой названия и окончанием ставят цифру, обозначающую атом углерода у которой стоит OH-группа. Если имеются алкильные заместители, то название спирта начинают с цыфр(ы), указывающих (указывающей) положение заместителя (заместителей) в цепи, далее идёт название заместителей как радикалов.

Простейшие спирты можно называть по карбинольной номенклатуре, беря за основу название первого представителя спиртов, CH3OH “карбинол”. Название начинают с перечисления радикалов, замещающих атомы водорда, стоящие у углеродного атома, в метиловом спирте CH3OH, например:

OH OH

CH3 CH2OH CH3 CH CH3 CH3 C CH2CH3

Метилкарбинол диметилкарбинол

CH3

Диметилэтилкарбинол

Часто простейшие представители класса спиртов называют по рациоальной (радикальной) номенклатуре, по названию углеводородного радикала (см. таблицу).

Изомерия.

Изомерия спиртов аналогична изомерии галогенопроизводных. В случае спиртов кроме изменения строения углеродного скелета может изменяться положение -OH группы.

Для соединения общей формулы C5H11OH=C5H12O существует семь изомеров:

OH OH

CH3CH2CH2CH2CH2OH CH3CHCH2CH2CH3 CH3CH2CHCH2CH3

Пентанол-1 пентанол-2 пентанол-3

CH3 CH3 OH CH3 CH3

CH3CCH2CH3 CH3CHCHCH3 CH3CHCH2CH2OH CH3CH2CHCH2OH

2-метилбутанол-2 3-метилбутанол-2 3-метилбутанол-1 2-метилбутанол-1

Физические свойства.

Спирты сильно отличаются по свойствам от углеводородов вследствие присутствия в их молекуле очень полярной гидроксильной группы. Спирты - бесцветные вещества с плотностью меньше единицы.

Формула

Номенклатура

Т.пл.,°C

Т.кип.,°C

Растворимость

Г/100г

H2O

IUPAC

радикальная

CH3OH

CH3CH2OH

CH3CH2CH2OH

CH3CH(OH)CH3

CH3(CH2)2CH2OH

(CH3)2CHCH2OH

CH3CH(OH)CH2CH3

(CH3)3COH

CH3 (CH2)3CH2OH

CH3 (CH2)4CH2OH

CH3(CH2)5CH2OH

CH3(CH2)6CH2OH

CH3 (CH2)12CH2OH

Метанол

Этанол

Пропанол-1

Пропанол-2

Бутанол-1

2-метилпропанол-1

Бутанол-2

2-метилпропанол-2

Пентанол-1

Гексанол-1

Гептанол-1

Октанол-1

Тетрадеканол-1

Метиловый

Этиловый

н-Пропиловый

Изопропиловый

н-Бутиловый

Изобутиловый

втор-Бутиловый

трет-Бутиловый

н-Амиловый

н-Гексиловый

н-Гептиловый

н-Октиловый

н-Тетрадециловый

-97

-115

-126

-86

-90

-108

-114

-79

-52

-34

-15

118

108

100

138

157

176

195

7,9

10,2

12,5

2,3

0,6

0,2

0,05

Такое отличие в физических свойствах между спиртами и многими другими классами органических соединений объясняется наличием в молекулах спиртов гидроксильной группы. В гидроксильной группе атом кислорода, проявляя электроакцепторные свойства, «стягивает на себя» электронную плотность от связанного с ним атома водорода, и у последнего образуется дефицит электронной плотности. В результате между атомом водорода гидроксильной группы и свободной электронной парой кислорода OH-группы другой молекулы спирта возникает водородная связь, за счёт которой происходит ассоциация молекул спиртов:

R R R R

H-O H-O H-O H-O

Повышение температур кипения спиртов по сравнению с температурой кипения некоторых других классов органических соединений объясняется необходимостью введения дополнительной энергии на разрыв водородных связей перед переводом из жидкого в парообразное состояние. Энергия электростатической водородной связи около 5 ккал/моль (20,93*103 Дж/моль).[Для большинства ковалентных связей эта величина составляет 50-100 ккал/моль (209,34*103 - 418,68*103 Дж/моль)].

Образование водородных связей между молекулами спиртов и воды - причина хорошей растворимости первых представителей ряда спиртов в воде:

R H O H

H-O H-O H O

С увеличением массы углеводородного радикала в молекуле спирта уменьшается растворимость спиртов в воде и увеличиваются их температуры кипения (температуры кипения уменьшаются пи наличии разветвлений). Температуры кипения спиртов значительно выше, чем температуры кипения соответствующих углеводородов (это объясняется ассоциацией молекул спиртов водородными связями).

Методы получения.

Гидролиз моногалогенопроизводных.

В лабораторных условиях, для получения спиртов часто используют реакцию гидролиза галогенопроизводных водными растворами щелочей. Щёлочь используют для ускорения реакции и для связывания выделяющегося при гидролизе галогеноводорода, подавляя обратимость процесса:

RX + H-OH R-OH + HX

Где X:Cl, Br, I; например:

CH3Br + HOH NaOH CH3OH + NaBr + H2O

Бромметан метанол

Реакция может протекать по механизмам SN2 или SN1 в зависимости от строения исходного галогенпроизводного. Реакционная способность различных соответствующих галогенпроизводных в реакциях гидролиза уменьшается в ряду :