- •И.С. Колпащикова, а.Ф. Бетнев, е.М. Алов функциональные производные углеводородов
- •Удк 547
- •Удк 547
- •150023, Ярославль, Московский пр., 88
- •150000, Ярославль, ул. Советская, 14а
- •1. Спирты
- •1.1. Физические свойства
- •Сравнение физических свойств спиртов и углеводородов
- •1.2. Химические свойства
- •1.2.1. Реакции с участием связи o−h
- •1.2.2. Реакция с участием связи r–oh
- •1.2.3. Окисление, дегидрирование
- •1.3. Способы получения
- •1.3.1. Гидратация алкенов
- •1.3.2. Гидролиз галогеналканов
- •1.3.3. Синтез с помощью реактива Гриньяра
- •1.3.4. Гидроборирование-окисление алкенов
- •1.3.5. Восстановление карбонильных соединений
- •1.3.6. Брожение сахаров
- •2. Фенолы
- •2.1. Физические свойства
- •Физические свойства фенолов
- •2.2. Химические свойства
- •2.2.1. Кислотность
- •2.2.2. Фенолы и феноксид-ионы – нуклеофильные реагенты
- •2.2.3. Электрофильное замещение в ядре
- •2.2.4. Замещение гидроксигруппы в нитрофенолах
- •2.2.5. Окисление
- •2.2.6. Восстановление
- •3.3. Способы получения
- •4.1. Химические свойства
- •4.2. Способы получения
- •4.2.1. Превращение галогенгидринов под действием оснований
- •4.2.2. Окисление алкенов гидропероксидами (реакция Прилежаева)
- •5. Карбонильные соединения
- •5.1. Строение и физические свойства
- •5.2. Химические свойства
- •5.2.1. Нуклеофильное присоединение синильной кислоты, бисульфита натрия, реактива Гриньяра, ацетиленидов
- •5.2.2. Нуклеофильное присоединение - отщепление g–nh2 и спиртов
- •5.2.3. Нуклеофильное присоединение, нуклеофил – карбанион. Альдольная конденсация
- •Реакции, родственные альдольной конденсации
- •5.2.4. Нуклеофильное присоединение – реакция окисления-восстановления
- •5.2.5. Галогенирование кетонов - реакции с участием карбанионов
- •5.2.6. Взаимодействие альдегидов и кетонов с пентахлоридом фосфора
- •5.2.7. Восстановление
- •5.2.8. Окисление
- •5.3. Способы получения
- •Названия ацилов и ацилатов некоторых карбоновых кислот
- •6.1. Строение и физические свойства
- •6.2. Химические свойства
- •6.2.1. Реакции карбоновых кислот, сопровождающиеся разрывом о–н-связи. Кислотность
- •6.2.2. Реакции, сопровождающиеся разрывом связи с-он. Превращение в функциональные производные
- •6.2.3. Реакции замещения у -углеродного атома.
- •6.2.4. Восстановление кислот
- •7.1.2. Реакции замещения группы х у карбонильного атома углерода
- •7.1.3. Реакции сложного эфира по -углеродному атому
- •7.1.4. Восстановление производных кислот
- •8. Жиры. Воски
- •9. СульфОновые кислоты
- •9.1. Химические свойства
- •9.1.1. Кислотность. Образование солей
- •9.1.2. Превращение в производные кислот
- •Константы кислотности бензолсульфоновой и бензойной кислот и их амидов
- •9.1.3. Реакция замещения сульфогруппы
- •9.1.4. Электрофильное замещение в кольце – seAr
- •9.2. Способы получения
- •10. Дикарбоновые кислоты
- •10.1. Кислотные свойства
- •Физические свойства дикарбоновых кислот
- •10.2. Поведение при нагревании
- •10.3. Способы получения
- •11. Нитросоединения
- •11.1. Строение и физические свойства
- •Некоторые физические свойства нитрометана и ацетона
- •11.2. Химические свойства
- •11.3. Способы получения
- •12.2. Химические свойства
- •12.2.1. Основность
- •12.2.2. Реакции с участием аминогруппы
- •12.2.3. Замещение в кольце ароматических аминов
- •12.2.4. Реакции аминов с азотистой кислотой
- •12.3. Способы получения
- •12.3.1. Восстановление азотсодержащих соединений:
- •12.3.2. Взаимодействие галогенпроизводных с аммиаком или аминами
- •12.3.3. Взаимодействие спиртов с аммиаком или аминами
- •12.3.4. Восстановительное аминирование
- •12.3.5. Расщепление амидов по Гофману
- •13. Диазосоединения. Соли диазония
- •13.1. Свойства солей диазония
- •1. Синтез п-нитроанилинового красного.
- •2. Синтез метилоранжа
- •14. Кетокислоты
- •Физические свойства некоторых кетокислот
- •15. Оксикислоты
- •Физические свойства некоторых оксикислот
- •16. ,-Непредельные карбонильные соединения
- •17. Аминокислоты
- •17.1. Кофигурация аминокислот
- •17.2. Кислотно-основные свойства
- •Аминокислоты
- •17.3. Способы получения
- •О г л а в л е н и е
- •И.С. Колпащикова, а.Ф. Бетнев, е.М. Алов функциональные производные углеводородов
1.1. Физические свойства
При нормальных условиях спирты до С10 - жидкости, начиная с С11 и далее - твердые тела.
При сравнении физических свойств низших спиртов, в которых полярная группа -ОН составляет значительную часть молекулы, со свойствами углеводородов с близкой молекулярной массой обнаруживаются резкие различия: спирты имеют более высокие температуры кипения, плавления и растворимость в воде (табл. 1.).
Таблица 1
Сравнение физических свойств спиртов и углеводородов
Молекулярная масса |
Тпл., оС |
Ткип., оС |
Растворимость в 100 мл воды, мл | |
СН3ОН СН3СН3 |
32 30 |
-98 -172 |
65 -89 |
Неограниченная 4,7 |
СН3СН2ОН СН3СН2СН3 |
46 44 |
-117,3 -189,9 |
78,5 -42,2 |
Неограниченная 6,5 |
СН3СН2СН2ОН СН3СН2СН2CН3 |
60 58 |
-127 -135 |
97,2 -0,6 |
Неограниченная 15 |
Все указанные особенности спиртов объясняются наличием водородных связей. Водородной называется связь, обусловленная электростатическим притяжением между протонированным водородом одной молекулы и электроотрицательным атомом второй молекулы. Для образования водородной связи необходимо, чтобы электроотрицательными атомами были O, N, F. С одной стороны, электроотрицательные элементы концентрируют на своих маленьких атомах отрицательные заряды и, с другой стороны, водород, связанный ковалентной связью с любым из этих атомов, становится достаточно протонированным. Молярная энергия такой электростатической связи около 20·103 Дж/моль.
Спирт является ассоциированной жидкостью. Более высокие температуры кипения спиртов по сравнению с температурами кипения соответствующих углеводородов обусловлены необходимостью разрыва водородных связей при переходе молекул в газовую фазу, для чего необходима дополнительная энергия.
Растворимость низших спиртов в воде обусловлена образованием водородных связей между молекулой спирта и молекулой воды.
С увеличением углеродной цепи вклад гидроксильной группы в молекулярную массу спирта уменьшается, и соответственно уменьшается растворимость в воде. Начиная с С8, спирты практически не растворяются в воде.
Физические свойства высших спиртов оказываются сходными со свойствами углеводородов с близкой молекулярной массой. Спирты нормального строения кипят при более высокой температуре, чем спирты с той же молекулярной массой с разветвленной цепью. При одинаковом количестве атомов углерода первичные спирты кипят при более высокой температуре, чем вторичные и третичные спирты. Температура кипения возрастает с увеличением длины цепочки.
1.2. Химические свойства
1.2.1. Реакции с участием связи o−h
Кислотные свойства. В молекуле спирта содержится атом водорода, связанный с сильно электроотрицательным кислородом, поэтому спирт проявляет заметную кислотность.
Спирты (кроме метанола) более слабые кислоты, чем вода: алкильная группа, проявляя электронодонорный индукционный эффект, подает электроны на кислород R→О, увеличивает на нем отрицательный заряд (по сравнению с зарядом на гидроксид-ионе) и делает алкоксид-ион R→О - сопряженное основание - более сильным, а кислоту - более слабой.
Алкоксиды (алкоголяты) нельзя получить реакцией спирта с гидроксидами металлов, их синтезируют реакцией спирта с активным металлом (Na, K, Mg, Al и др.).
Кислотные свойства спиртов убывают в ряду:
Основность. Спирты представляют собой основания, сравнимые по силе с водой. При действии сильных кислот они превращаются в соли.
Взаимодействие с магнийгалогеналкилами. В этой реакции происходит замещение гидроксильного водорода на магнийгалоген и выделяется углеводород.
В случае использования СН3MgJ выделяется метан. По объему выделившегося метана определяют количественное содержание гидроксильных групп.
Образование сложных эфиров. Благодаря наличию электронной пары на атоме кислорода спирт является нуклеофильным реагентом. В качестве нуклеофила он выступает в реакциях образования сложных эфиров. Спирт может атаковать электронодефицитный атом углерода карбонильной группы хлорангидридов, ангидридов кислот и кислот (реакция ацилирования спирта).