Сборник основных формул по химии для ВУЗов - [23]

—О—CH₃). Следствием полярности связи О—Н и наличия неподеленных пар электронов на атоме кислорода является способность спиртов к образованию водородных связей.

Способы получения спиртов

1. CH₂=CH₂ + Н₂O/Н⁺ → CH₃—CH₂OH (гидратация алкенов)

2. CH₃—CHO + Н₂ →t, Ni→ С₂Н₅OH (восстановление альдегидов и кетонов)

3. C₂H₅Br + NaOH (водн.) → С₂Н₅OH + NaBr (гидролиз галогенопроизводных)

ClCH₂—CH₂Cl + 2NaOH (водн.) → HOCH₂—CH₂OH + 2NaCl

4. CO + 2Н₂ →ZnO, CuO, 250 °C, 7 МПа→ CH₃OH (получение метанола, промышленность)

5. С₆Н₁₂O₆ →дрожжи→ 2С₂Н₅OH + 2CO₂ (брожение моноз)

6. 3CH₂=CH₂ + 2KMnO₄ + 4Н₂O → 3CH₂OH—CH₂OH - этиленгиликоль + 2KOH + 2MnO₂ (окисление в мягких условиях)

7. а) CH₂=CH—CH₃ + O₂ → CH₂=CH—CHO + Н₂O

б) CH₂=CH—CHO + Н₂ → CH₂=CH—CH₂OH

в) CH₂=CH—CH₂OH + Н₂O₂ → HOCH₂—CH(OH)—CH₂OH (получение глицерина)

Химические свойства спиртов

Химические свойства спиртов связаны с наличием в их молекулу группы  —OH. Для спиртов характерны два типа реакций: разрыв связи С—О и связи О—Н.

1. 2С₂Н₅OH + 2Na → Н₂ + 2C₂H₅ONa (образование алкоголятов металлов Na, К, Mg, Al)

2. а) С₂Н₅OH + NaOH ≠ (в водном растворе не идет)

б) CH₂OH—CH₂OH + 2NaOH → NaOCH₂—CH₂ONa + 2Н₂O

в) (качественная реакция на многоатомные спирты – образование ярко-синего раствора с гидроксидом меди)

3. а) (образование сложных эфиров)

б) С₂Н₅OH + H₂SO₄ → С₂Н₅—О—SO₃H + Н₂O (на холоду)

в)

4. а) С₂Н₅OH + HBr → С₂Н₅Br + Н₂O

б) С₂Н₅OH + РCl₅ → С₂Н₅Cl + POCl₃ + HCl

в) С₂Н₅OH + SOCl₂ → С₂Н₅Cl + SO₂ + HCl (замещение гидроксильной группы на галоген)

5. С₂Н₅OH + HOC₂H₅ →H₂SO₄, <140 °C→ C₂H₅—O—C₂H₅ + H₂O (межмолекулярная гидротация)

6. С₂Н₅OH →H₂SO₄, 170 °C→ CH₂=CH₂ + H₂O (внутримолекулярная гидротация)

7. а) (дегидрирование, окисление первичных спиртов)

б) (дегидрирование, окисление вторичных спиртов)

9. Фенолы

Фенолами называются производные аренов, в которых один или несколько атомов водорода ароматического кольца замещены на гидроксильные группы. По числу гидроксильных групп в ароматическом кольце различают одно– и многоатомные (двух– и трехатомные) фенолы. Для большинства фенолов используются тривиальные названия. Структурная изомерия фенолов связана с различным положением гидроксильных групп.

Способы получения фенолов

1. С₆Н₅Cl + NaOH(p, 340°C) → С₆Н₅OH + NaCl (щелочной гидролиз галогеноуглеводородов)

2. (кумольный способ получения)

3. C₆H₅SO₃Na + NaOH (300–350°C) → С₆Н₅OH + Na₂SO₃ (щелочное плавление солей ароматических сульфоновых кислот)

Химические свойства фенолов

Фенолы в большинстве реакций по связи О—Н активнее спиртов, поскольку эта связь более полярна за счет смещения электронной плотности от атома кислорода в сторону бензольного кольца (участие непо-деленной электронной пары атома кислорода в системе л-сопряжения). Кислотность фенолов значительно выше, чем спиртов.

Для фенолов реакции разрыва связи С—О не характерны. Взаимное влияние атомов в молекуле фенола проявляется не только в особенностях поведения гидроксигруппы, но и в большей реакционной способности бензольного ядра.

Гидроксильная группа повышает электронную плотность в бензольном кольце, особенно в орто– и пара-положениях (+М-эффект OH-группы). Для обнаружения фенолов используется качественная реакция с хлоридом железа(III). Одноатомные фенолы дают устойчивое сине-фиолетовое окрашивание, что связано с образованием комплексных соединений железа.

1. 2С₆Н₅OH + 2Na → 2C₆H₅ONa + Н₂ (так же, как и этанол)

2. С₆Н₅OH + NaOH → C₆H₅ONa + H₂O (в отличие от этанола)

C₆H₅ONa + Н₂O + CO₂ → С₆Н₅OH + NaHCO₃ (фенол более слабая кислота, чем угольная)

3.

Фенолы не образуют сложные эфиры в реакциях с кислотами. Для этого используются более реакционноспособные производные кислот (ангидриды, хлорангидриды).

4. С₆Н₅OH + CH₃CH₂OH →NaOH→ С₆Н₅OCH₂CH₃ + NaBr (О-алкилирование)

5.

(взаимодействие с бромной водой, качественная реакция)

6.(нитрование разб. HNO₃, при нитрировании конц. HNO₃ образуется 2,4,6-тринитрофенол)

7. nC₆H₅OH + nCH₂O → nH₂O + (—C₆H₃OH—CH₂—)_n (поликонденсация, получение фенолформальдегидных смол)

10. Альдегиды и кетоны

Альдегидами называются соединения, в которых карбонильная группа

соединена с углеводородным радикалом и атомом водорода, а кетонами – карбонильные соединения с двумя углеводородными радикалами.

Систематические названия альдегидов строят по названию соответствующего углеводорода с добавлением суффикса –аль. Нумерацию цепи начинают с карбонильного атома углерода. Тривиальные названия производят от тривиальных названий тех кислот, в которые альдегиды превращаются при окислении: Н₂С=O – метаналь (муравьиный альдегид, формальдегид); CH₃CH=O – этаналь (уксусный альдегид). Систематические названия кетонов несложного строения производят от названий радикалов с добавлением слова «кетон». В более общем случае название кетона строится по названию соответствующего углеводорода и суффикса –он; нумерацию цепи начинают от конца цепи, ближайшего к карбонильной группе. Примеры: CH₃—CO—CH₃ – диметилкетон (пропанон, ацетон). Для альдегидов и кетонов характерна структурная изомерия. Изомерия альдегидов: а) изомерия углеродного скелета, начиная с С₄; б) межклассовая изомерия. Изомерия кетонов: а) углеродного скелета (с С