Уравнения реакции цепочка превращений спирты

Урок 18. Химические свойства спиртов

Одноатомные спирты не обладают ни щелочными, ни кислотными свойствами. Водные растворы спиртов на индикаторы не действуют.
Рассмотрим химические свойства спиртов на примере этанола. В молекуле этилового спирта
СН₃–СН₂–ОН имеется четыре типа химических связей, различающихся полярностью: 1) Н–О;
2) С–О; 3) С–Н; 4) С–С. В результате химических превращений разрываются наиболее полярные связи Н–О, С–О и С–Н. Неполярная связь С–С в реакциях спиртов не разрывается.
1. Разрыв связи Н–О в реакции с натрием:

2. Одновременный разрыв связей Н–О и С–Н, находящихся при спиртовом атоме углерода, под действием окислителя (CuO) с отщеплением молекулы Н₂О и образованием альдегида (СН₃СНО):

3. Разрыв связи под действием нуклеофильных реагентов (ионов В – или молекул с неравномерным распределением заряда в молекуле ) в кислой среде.
а) Действие кислот НСl или НВr с образованием галогеналканов:

б) Действие кислородсодержащих кислот – неорганических и органических – с образованием сложных эфиров (подробнее см. урок 29):

Модель нуклеофильного и электрофильного процессов

4. Внутримолекулярное отщепление Н и ОН от соседних атомов С в присутствии концентрированной серной кислоты при нагревании с образованием алкена:

5. Межмолекулярное отщепление Н и ОН от двух разных молекул спирта при умеренном нагревании в присутствии дегидратирующих агентов. Продукт реакции – простой эфир:

6. Спирты горят на воздухе с расщеплением всех связей и образованием углекислого газа и воды:

С₂Н₅ОН + 3О₂ 2СО₂ + 3Н₂О.

Задача. Составьте уравнения реакций пропанола-1 СН₃СН₂СН₂ОН со следующими реагентами: а) Na; б) CuO; в) HCl в присутствии H₂SO₄ (конц.) при нагревании; г) H₂SO₄ (конц.) при 160 °С (продукт – алкен); д) H₂SO₄ (конц.) при 140 °С (продукт – простой эфир).

Решение

УПРАЖНЕНИЯ

1. Составьте уравнения реакций пропанола-2 СН₃СН(ОН)СН₃ со следующими реагентами:
а) Na; б) CuO; в) HCl в присутствии H₂SO₄ (конц.) при нагревании; г) H₂SO₄ (конц.) при 160 °С (продукт – алкен); д) H₂SO₄ (конц.) при 140 °С (продукт – простой эфир).

2. Алюминий реагирует со спиртами подобно натрию. При этом происходит замещение гидроксильного водорода на металл и выделение свободного водорода Н₂. Реакция протекает при нагревании около температуры кипения спирта. Составьте уравнения реакций металлического алюминия со спиртами: а) метанолом; б) этанолом.

3. Почему температуры кипения спиртов выше, чем у соответствующих по молекулярной массе углеводородов (С₂Н₅ОН, М_r = 46, t_кип = 78 °С; С₃Н₈, М_r = 44, t_кип = –42 °С)?

4. Напишите схему реакций, с помощью которых пропанол-1 можно превратить в пропанол-2.

Урок 19. Применение спиртов.
Цепочки химических превращений с участием спиртов

Из спиртов ROH получают соединения многих других классов: алкилгалогениды RHal, алкены R’СН=СН₂, простые эфиры RОR’, сложные эфиры R’СООR, альдегиды R’СНО, карбоновые кислоты R’СООН и т.д. Спирты используют в качестве растворителей при синтезе новых соединений, производстве лаков и красок, фармацевтических препаратов, душистых веществ, парфюмерно-косметической продукции. Этанол используют как дезинфицирующее средство, горючее в двигателях. Он идет также на изготовление алкогольных напитков.

Применение этилового спирта

Для прочного усвоения знаний по химии надо овладеть умением составлять и решать цепочки химических превращений. Решить цепочку – это значит записать уравнения реакций, соответствующие каждой стрелке схемы. В результате удается из имеющихся в наличии веществ получать новые необходимые вещества. Для решения цепочек необходимо знать:
а) способы получения веществ и б) химические свойства веществ различных классов.

Пример цепочки химических превращений в производстве этанола

Задача. Составьте уравнения реакций для цепочки превращений:

Решение

Воспользуемся удобным способом, помогающим определять реагенты, требуемые для превращения одного вещества в другое: будем находить отличие в составе двух веществ, стоящих по разные стороны от стрелки, и из химической формулы с большим числом атомов вычитать формулу с меньшим числом атомов. Так, для первой стрелки схемы:

Следовательно, чтобы превратить спирт СН₃СН₂ОН в алкен СН₂=СН₂, надо отщепить молекулу воды от молекулы спирта:

Вторая реакция схемы состоит в присоединении водорода к алкену:

Третья стрелка схемы представляет реакцию замещения водорода в алкане СН₃–СН₃ на хлор. Это достигается действием молекулярного хлора на алкан:

Четвертое превращение – замещение атома хлора в хлорэтане С₂Н₅Сl на гидроксильную группу ОН:

Пятая реакция заключается в отщеплении двух атомов водорода от молекулы спирта. На практике это означает окисление спирта кислородом [O] окислителя, т.е. связывание избыточных атомов Н в форме Н₂О:

УПРАЖНЕНИЯ

1. Запишите уравнения реакций, характеризующих применение спиртов. Назовите органические вещества:

2. Запишите уравнения реакций получения бензилового спирта С₆Н₅СН₂ОН из 2-бромгептана по схеме:

3. Предложите способ получения из этана простого эфира и сложного эфира.

4. Запишите уравнения реакций для цепочки химических превращений и назовите вещества:

Ответы на упражнения к теме 2

Урок 18

1. Реакции пропанола-2:

2.

3. В спиртах существует межмолекулярная водородная связь между атомами кислорода, несущими частичный отрицательный заряд – , и атомами водорода с зарядом + :

Водородная связь в спиртах обусловливает их высокие температуры кипения. В углеводородах нет водородной связи.

4. Схема превращения пропанола-1 в пропанол-2:

Урок 19

1.

2. Реакции к схеме превращения 2-бромгептана в бензиловый спирт:

3. Схема превращения этана в простой эфир:

Схема превращения этана в сложный эфир:

4. Уравнения реакций для цепочки химических превращений:

Задания 33 (2017). Реакции, подтверждающие взаимосвязь органических соединений.

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Пояснение:

1) Получить ацетилен из 1,2-дибромэтана можно, подействовав на него спиртовым раствором щелочи при нагревании. При этом от одной молекулы дибромэтана отщепляются две молекулы бромоводорода, которые нейтрализуются щелочью:

2) Гидратация ацетилена протекает в присутствии солей ртути и приводит к образованию ацетальдегида (реакция М.Г. Кучерова):

3) Дихромат калия в присутствии серной кислоты превращает ацетальдегид в уксусную кислоту:

4) Гидрокарбонаты аналогично карбонатам вступают в реакцию обмена с растворами кислот:

5) Ацетаты щелочноземельных металлов при нагревании вступают в реакцию разложения, в результате которой образуется карбонат металла и кетон:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Пояснение:

1) Под действием катализаторов гидрирования/дегидрирования (платина, никель, палладий) алканы с длиной углеродной цепи более 6-ти атомов при нагревании могут вступать в реакцию дегидроциклизации:

2) Бензол и его гомологи можно алкилировать хлоралканами (кат. — AlCl₃), а также алкенами и спиртами (кат. — неорганическая кислота):

3) При хлорировании этилбензола на свету замещение происходит не в ароматическом ядре, а в боковой цепи. При этом замещение атомов водорода происходит преимущественно у вторичного, а не первичного углеродного атома:

4) Моногалогенпроизводные углеводородов при действии водных растворов щелочей вступают в реакцию замещения. При этом образуются спирты соответствующего строения:

5) 1-фенилэтанол при действии таких окислителей, как перманганат калия или дихромат калия в присутствии серной кислоты может окислиться до кетона, либо до бензойной кислоты и углекислого газа. Любой вариант из двух записанных ниже реакций засчитывался на экзамене:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Пояснение:

1) При действии на гомологи бензола хлора или брома на свету галогенированию подвергается боковая цепь. При этом в случае этилбензола замещение атома водорода будет происходить преимущественно у вторичного атома углерода:

* Напомним, что для того чтобы замещение атома водорода атомом галогена происходило в ароматическом ядре, а не боковой цепи, галогенирование следует проводить в присутствии соответствующего галогенида алюминия или трехвалентного железа.

1) При действии спиртового раствора щелочи на галогенпроизводные углеводородов протекает реакция дегидрогалогенирования:

Если бы раствор щелочи был водным, то вместо указанной реакции произошло бы замещение атома галогена в галогенпроизводном на гидроксильную группу.

3) Действие подкисленного раствора перманганата калия на непредельные соединения относится к жесткому окислению и протекает с полным разрывом углеродного скелета по месту кратной, в нашем случае — двойной связи. При этом первичные атомы углерода при двойной связи переходят в углекислый газ, вторичные — в карбоновую кислоту, а третичные — кетон:

4) Бензойная кислота реагирует с раствором гидрокарбоната (как и карбоната) натрия, поскольку является более сильной, чем образующаяся нестойкая угольная:

5) Бензоаты щелочных металлов при их сплавлении с твердыми щелочами образуют бензол и соответствующий карбонат:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) При гидрировании бутадиена-1,3 и изопрена протекает преимущественно так называемое 1,4-присоединение:

2) Действие на алкены подкисленного раствора перманганата или дихромата относят к так называемому жесткому окислению. При таком окислении углеродный скелет молекулы алкена претерпевает полный разрыв по месту двойной связи. При этом в зависимости от замещенности атома углерода при двойной связи возможно образование трех различных продуктов. Так, первичные атомы углерода при двойной связи переходят в молекулы углекислого газа, вторичные атомы углерода при двойной связи — в карбоновые кислоты, а третичные — в кетоны. В нашем случае оба атома углерода при двойной связи являются вторичными:

3) Хлорирование карбоновых кислот на свету либо в присутствии красного фосфора при нагревании приводит преимущественно к замещению атомов водорода при атоме углерода в α-положении:

4) Действием на галогенпроизводные карбоновых кислот избытка аммиака получают соответствующие аминокислоты:

5) Аминокислоты реагируют с щелочами с образованием солей:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) Сложные эфиры могут вступать в реакции гидролиза. При этом при действии на сложные эфиры растворов щелочей гидролиз протекает необратимо и приводит к образованию соли карбоновой кислоты и спирта:

* Следует отметить, что сложные эфиры могут также состоять из остатков карбоновых кислот и фенолов. При щелочном гидролизе таких эфиров образуются две соли — соль карбоновой кислоты и фенолят активного металла.

2) Соли, состоящие из остатков карбоновых кислот и катионов щелочноземельных металлов, при нагревании вступают в реакцию декарбоксилирования — образуются соответствующие карбонат двухвалентного металла и кетон:

3) Кетоны легко гидрируются в присутствии катализаторов (Pt, Pd, Ni) до соответствующих вторичных спиртов:

4) Спирты при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты могут вступать в реакцию внутримолекулярной дегидратации:

5) Действие нейтрального раствора перманганата калия на алкены на холоду называют мягким окислением алкенов. При таком варианте окисления образуется двухатомный спирт с гидроксильными группами при соседних атомах углерода (вицинальный диол):

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) Альдегиды способны вступать в реакцию гидрирования в присутствии катализаторов (платина, никель, палладий):

2) Спирты реагируют с галогеноводородными кислотами, образуя соответствующие галогенпроизводные:

3) Бензол и его гомологи можно алкилировать хлор- или бромалканами (кат. — соответствующий галогенид алюминия или железа III), а также алкенами и спиртами (кат. — неорганическая кислота):

4) Ароматические углеводороды вступают в реакцию нитрования при действии на них смеси концентрированных серной и азотной кислот (нитрующей смеси). В нашем случае, поскольку алкильные заместители (метил, этил и т.д.) являются заместителями первого рода, последующий заместитель направляется в орто- и пара-положения по отношению к исходному. Т.е. образуется смесь орто— и пара-нитротолуолов. Исходя из цепочки задания, нам следует записать уравнение реакции с образованием пара-изомера:

5) Нитропроизводные углеводородов восстанавливаются металлами до водорода в кислой среде. При этом происходит восстановление нитросоединений до солей аминов:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) При действии на ацетилен активированного угля в качестве катализатора при температуре 400-600 о С протекает реакция тримеризации:

2) Бензол и его гомологи можно алкилировать хлор- или бромалканами (кат. — соответствующий галогенид алюминия или железа III), а также алкенами и спиртами (кат. — неорганическая кислота):

3) При действии на гомологи бензола хлора или брома на свету галогенированию подвергается боковая цепь:

4) При щелочном гидролизе геминальных дигалогенпроизводных образуются альдегиды или кетоны:

5) Альдегиды под действием таких окислителей, как гидроксид меди (II), перекись водорода, а также подкисленные растворы перманганатов и дихроматов превращаются в соответствующие карбоновые кислоты:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) Спирты при нагревании с концентрированной серной кислотой могут вступать в реакцию внутримолекулярной дегидратации, приводящей к образованию алкенов:

2) Действие нейтрального раствора перманганата калия на алкены на холоду называют мягким окислением алкенов. При таком варианте окисления образуется двухатомный спирт с гидроксильными группами при соседних атомах углерода (вицинальный диол):

3) При действии избытка галогеноводородных кислот на двухатомные спирты (диолы) происходит замещение обеих гидроксильных групп на атомы галогена:

4) Действие спиртового раствора щелочи на вицинальные и геминальные дигалогенпроизводные алканов приводит к образованию алкинов:

5) Алкины, в молекулах которых обнаруживается фрагмент H-C≡, в отличии от других алкинов способны вступать в реакцию замещения с аммиачным раствором оксида серебра. В результате такой реакции происходит замещение атома водорода у атома углерода при тройной связи. Поскольку в молекуле ацетилена при тройной C≡C связи имеется сразу два атома водорода, в зависимости от пропорции между реагирующими веществами могут замещаться либо два, либо один атом водорода. В обоих случаях наблюдается выпадение осадка соли серебра:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) Действие на 1,3-дибромпропан цинковой пыли приводит к образованию циклопропана:

2) В циклоалканах с малым размером цикла (3 и 4 углеродных атома) в связи с малыми значениями валентных углов С-С-С имеется сильное напряжение внутри молекулы. Такие соединения легко вступают в реакцию присоединения с водородом, галогенами и галогеноводородами подобно алкенам:

* В отличие от алкенов циклоалканы не реагируют с водой и водным раствором перманганата калия.

3) Действие на моногалогеналканы спиртового раствора щелочи

4) Действие подкисленного раствора перманганата калия на непредельные соединения относится к жесткому окислению и протекает с полным разрывом углеродного скелета по месту кратной, в нашем случае — двойной связи. При этом первичные атомы углерода при двойной связи переходят в углекислый газ, вторичные — в карбоновую кислоту, а третичные — кетон. В нашем случае один из атомов углерода при двойной связи — вторичный, а второй — первичный:

5) Карбоновые кислоты реагируют с карбонатами и гидрокарбонатами, вытесняя из них более слабую угольную кислоту:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) Спирты при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты могут вступать в реакцию внутримолекулярной дегидратации:

2) Действие нейтрального раствора перманганата калия на алкены на холоду называют мягким окислением алкенов. При таком варианте окисления образуется двухатомный спирт с гидроксильными группами при соседних атомах углерода (вицинальный диол):

3) При действии избытка галогеноводородных кислот на двухатомные спирты (диолы) происходит замещение обеих гидроксильных групп на атомы галогена:

4) Действие спиртового раствора щелочи на вицинальные и геминальные дигалогенпроизводные алканов приводит к образованию алкинов:

5) Алкины, в молекулах которых обнаруживается фрагмент H-C≡, в отличии от других алкинов способны вступать в реакцию замещения с аммиачным раствором оксида серебра. В результате такой реакции происходит замещение атома водорода у атома углерода при тройной связи:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) При действии воды на карбид кальция протекает реакция обмена, одним из продуктов которой является ацетилен:

2) Ацетилен в присутствии солей ртути вступает в реакцию гидратации:

3) Альдегиды легко окисляются до карбоновых кислот или их солей. В карбоновые кислоты альдегиды могут быть превращены действием таких реагентов, как Cu(OH)₂, H₂O₂, подкисленные растворы K₂Cr₂O₇ или KMnO₄:

4) Любые кислоты, в том числе органические, реагируют с щелочами, образуя соль и воду:

5) При сплавлении твердых соли карбоновой кислоты и щелочи протекает реакция декарбоксилирования:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) При действии на ацетилен активированного угля в качестве катализатора при температуре 400-600 о С протекает реакция тримеризации:

2) Бензол и его гомологи можно алкилировать хлоралканами (кат. — AlCl₃), а также алкенами и спиртами (кат. — неорганическая кислота):

3) При действии на бензол и его гомологи брома или хлора в присутствии галогенидов алюминия или железа (III) галогенированию подвергается ароматическое ядро. В нашем случае, поскольку алкильные заместители (метил, этил и т.д.) являются заместителями первого рода, последующий заместитель направляется в орто- и пара-положения по отношению к исходному. Т.е. образуется смесь орто— и пара-бромтолуолов. Исходя из цепочки задания, нам следует записать уравнение реакции с образованием пара-изомера:

4) При смешении п-бромтолуола с бромметаном и натрием протекает реакция Вюрца-Фиттига:

5) Гомологи бензола, представляющие собой метилзамещенный бензол, при действии подкисленного раствора перманганата калия окисляются до карбоновой кислоты. При этом

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) Нагревание метана до 1200-1500 o C приводит к образованию ацетилена и водорода:

2) При действии на ацетилен активированного угля в качестве катализатора при температуре 400-600 о С протекает реакция тримеризации:

3) Бензол и его гомологи можно алкилировать хлоралканами (кат. — AlCl₃), а также алкенами и спиртами (кат. — неорганическая кислота):

4) При действии на толуол раствора перманганата калия в кислой среде образуется бензойная кислота, а в нейтральной или щелочной — соль бензойной кислоты:

5) Бензоаты щелочных металлов при их сплавлении с твердыми щелочами образуют бензол и соответствующий карбонат:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) При действии хлора или брома на алканы при ультрафиолетовом облучении протекает реакция замещения с образованием галогеналкана и соответствующего галогеноводорода. В зависимости от от пропорции галоген/алкан замещаться на галоген может один или более атомов водорода:

2) При действии натрия на моногалогеналканы протекает реакция Вюрца:

3) При действии на алканы брома или хлора на свету происходит замещение атомов водорода в молекуле алкана. При этом атом водорода замещается преимущественно у наиболее замещенного атома углерода, в нашем случае — вторичного:

4) При действии на галогенпроизводные углеводородов спиртовых растворов щелочей при нагревании протекает реакция дегидрогалогенирования:

5) Действие подкисленного раствора перманганата калия на непредельные соединения относится к жесткому окислению и протекает с полным разрывом углеродного скелета по месту кратной, в нашем случае — двойной связи. При этом первичные атомы углерода при двойной связи переходят в углекислый газ, вторичные — в карбоновую кислоту, а третичные — кетон:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) Любые кислоты, в том числе органические, реагируют с щелочами, образуя соль и воду:

2) Бензоаты щелочных металлов при их сплавлении с твердыми щелочами образуют бензол и соответствующий карбонат:

3) Бензол и его гомологи можно алкилировать хлоралканами (кат. — AlCl₃), а также алкенами и спиртами (кат. — неорганическая кислота):

4) При действии на изопропилбензол (кумол) хлора или брома в реакцию замещения вступает боковая цепь ароматического углеводорода. При этом, как и в случае алканов, замещению подвергается атом водорода при наиболее замещенном атоме углерода, в нашем случае — третичном:

5) При действии на моногалогенпроизводные углеводоводородов водного раствора щелочей протекает реакция замещения, органическим продуктом которой является одноатомный спирт соответствующего строения:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) При нагревании алканов в присутствии таких катализаторов, как платина, никель, палладий или оксид хрома (III) можно осуществлять реакцию дегидрирования:

2) Алкены при действии на них галогенов вступают в реакцию присоединения, образуя вицинальные дигалогеналканы:

3) При действии спиртового раствора щелочи на галогенпроизводные углеводородов протекает реакция дегидрогалогенирования:

4) При действии на пропин катализаторов при нагревании протекает реакция, аналогичная тримеризации ацетилена. При этом из-за пространственных (стерических) ограничений из пропина образуется исключительно 1,3,5-триметилбензол. Грубо говоря, три метильных радикала «мешают» друг другу, в результате чего расположатся на максимальном удалении друг от друга в образующемся ароматическом углеводороде:

5) При действии на метилзамещенные бензолы перманганата или дихромата калия в кислой среде все метильные радикалы превращаются в карбоксильные группы:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) Гидратация ацетилена протекает в присутствии солей ртути и приводит к образованию ацетальдегида (реакция Кучерова):

* Гомологи ацетилена в этих же условиях вместо альдегида образуют кетон.

2) Дихромат калия в присутствии серной кислоты превращает ацетальдегид в уксусную кислоту:

3) Органические кислоты подобно неорганическим реагируют с основными оксидами, образуя соль и воду:

4) Ацетаты щелочноземельных металлов при нагревании вступают в реакцию декарбоксилирования, в результате которой образуется карбонат металла и кетон:

5) Кетоны способны вступать в реакцию гидрирования в присутствии катализаторов (платина, никель, палладий). Результатом такой реакции является образование вторичного спирта:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) Альдегиды способны вступать в реакцию гидрирования в присутствии катализаторов (платина, никель, палладий). Результатом такой реакции является образование первичного спирта:

2) Спирты при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты могут вступать в реакцию внутримолекулярной дегидратации:

3) Действие нейтрального раствора перманганата калия на алкены на холоду называют мягким окислением алкенов. При таком варианте окисления образуется двухатомный спирт с гидроксильными группами при соседних атомах углерода (вицинальный диол):

4) При действии избытка галогеноводородных кислот на двухатомные спирты (диолы) происходит замещение обеих гидроксильных групп на атомы галогена:

5) При действии спиртового раствора щелочи на галогенпроизводные углеводородов протекает реакция дегидрогалогенирования:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) При действии на альдегиды нейтрального либо щелочного раствора перманганата калия они окисляются, образуя соли карбоновых кислот соответствующего строения:

2) При проведении электролиза растворов солей карбоновых кислот происходит образование углеводорода, углекислого газа, водорода и щелочи:

3) При действии на алканы брома или хлора на свету происходит замещение атомов водорода в молекуле алкана:

4) При действии на галогенпроизводные углеводородов спиртовых растворов щелочей при нагревании протекает реакция дегидрогалогенирования:

5) Алкены при действии на них галогенов вступают в реакцию присоединения, образуя вицинальные дигалогеналканы:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) При действии на моногалогенпроизводные углеводоводородов водного раствора щелочей протекает реакция замещения, органическим продуктом которой является одноатомный спирт соответствующего строения:

2) Первичные спирты действием перманганата или дихромата калия в кислой среде могут быть окислены до альдегидов либо до карбоновых кислот:

3) Хлорирование карбоновых кислот на свету либо в присутствии красного фосфора при нагревании приводит преимущественно к замещению атомов водорода при атоме углерода в α-положении:

4) Карбоновые кислоты реагируют с карбонатами и гидрокарбонатами, вытесняя более слабую угольную кислоту, которая будучи нестойкой разлагается на углекислый газ и воду

5) Действием галогенпроизводных на соли, образованные щелочными металлами и карбоновыми кислотами, могут быть получены сложные эфиры:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) Этилбензол при действии подкисленного раствора дихромата или перманганата калия окисляется с образованием бензойной кислоты и углекислого газа:

2) Карбоновые кислоты реагируют с щелочами с образованием соответствующих солей и воды:

3) При сплавлении соли карбоновой кислоты с твердой щелочью протекает реакция декарбоксилирования, продуктами которой является углеводород и карбонат металла:

4) Ароматические углеводороды вступают в реакцию нитрования при действии на них смеси концентрированных серной и азотной кислот (нитрующей смеси):

5) При действии на нитропроизводные кислот-неокислителей совместно с металлами, расположенными до водорода в ряду активности, происходит восстановление первых до солей аминов:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) При действии на алканы брома или хлора на свету происходит замещение атомов водорода в молекуле алкана:

2) При действии на моногалогеналканы натрия протекает реакция Вюрца:

3) При действии на алканы брома или хлора на свету происходит замещение атомов водорода в молекуле алкана. При этом атом водорода замещается преимущественно у наиболее замещенного атома углерода, в нашем случае — вторичного:

4) При действии на галогенпроизводные углеводородов спиртовых растворов щелочей при нагревании протекает реакция дегидрогалогенирования:

5) Действие подкисленного раствора перманганата калия на непредельные соединения относится к жесткому окислению и протекает с полным разрывом углеродного скелета по месту кратной, в нашем случае — двойной связи. При этом первичные атомы углерода при двойной связи переходят в углекислый газ, вторичные — в карбоновую кислоту, а третичные — кетон. В нашем случае оба атома углерода при двойной связи являются вторичными, поэтому переходят после окисления в состав карбоксильных групп молекул карбоновых кислот:

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1) При действии хлора на бензол при нагревании в присутствии катализаторов (AlCl₃ или FeCl₃) протекает реакция замещения с образованием хлорбензола:

2) При смешении хлорбензола с хлорметаном и натрием протекает реакция Вюрца-Фиттига:

3) В нашем случае, поскольку алкильные заместители (метил, этил и т.д.) являются заместителями первого рода, последующий заместитель направляется в орто— и пара-положения по отношению к исходному. Т.е. образуется смесь орто— и пара-нитротолуолов. Исходя из цепочки задания следует, что нам нужно записать уравнение реакции с образованием пара-изомера:

4) Нитропроизводные углеводородов восстанавливаются металлами до водорода в кислой среде. При этом происходит восстановление первых до солей аминов:

5) Соли, образованные аминами, так же, как и соли аммония, могут реагировать с другими растворимыми солями, если образуется осадок:

Спирты

Спирты — кислородсодержащие органические соединения, функциональной группой которых является гидроксогруппа (OH) у насыщенного атома углерода.

Спирты также называют алкоголи. Первый член гомологического ряда — метанол — CH₃OH. Общая формула их гомологического ряда — C_nH_2n+1OH.

Классификация спиртов

По числу OH групп спирты бывают одноатомными (1 группа OH), двухатомными (2 группы OH — гликоли), трехатомными (3 группы OH — глицерины) и т.д.

Одноатомные спирты также подразделяются в зависимости от положения OH-группы: первичные (OH-группа у первичного атома углерода), вторичные (OH-группа у вторичного атома углерода) и третичные (OH-группа у третичного атома углерода).

Номенклатура и изомерия спиртов

Названия спиртов формируются путем добавления суффикса «ол» к названию алкана с соответствующим числом атомов углерода: метанол, этанол, пропанол, бутанол, пентанол и т.д.

Для спиртов характерна изомерия углеродного скелета (начиная с бутанола), положения функциональной группы и межклассовая изомерия с простыми эфирами, которых мы также коснемся в данной статье.

Получение спиртов

• Гидролиз галогеналканов водным раствором щелочи

Помните, что в реакциях галогеналканов со сПИртовым раствором щелочи получаются Пи-связи (π-связи) — алкены, а в реакциях с водным раствором щелочи образуются спирты.

Присоединения молекулы воды (HOH) протекает по правилу Марковникова. Атом водорода направляется к наиболее гидрированному атому углерода, а гидроксогруппа идет к соседнему, наименее гидрированному, атому углерода.

В результате восстановления альдегидов и кетонов получаются соответственно первичные и вторичные спирты.

Синтез газом в промышленности называют смесь угарного газа и водорода, которая используется для синтеза различных химических соединений, в том числе и метанола.

Получение этанола брожением глюкозы

В ходе брожения глюкозы выделяется углекислый газ и образуется этанол.

В результате такой реакции у атомов углерода, прилежащих к двойной связи, формируются гидроксогруппы — образуется двухатомный спирт (гликоль).

Химические свойства спиртов

Предельные спирты (не содержащие двойных и тройных связей) не вступают в реакции присоединения, это насыщенные кислородсодержащие соединения. У спиртов проявляются новые свойства, которых мы раньше не касались в органической химии — кислотные.

Щелочные металлы (Li, Na, K) способны вытеснять водород из спиртов с образованием солей: метилатов, этилатов, пропилатов и т.д.

Необходимо особо заметить, что реакция с щелочами (NaOH, KOH, LiOH) для предельных одноатомных спиртов невозможна, так как образующиеся алкоголяты (соли спиртов) сразу же подвергаются гидролизу.

Реакция с галогеноводородами

Реакция с галогеноводородами протекают как реакции обмена: атом галогена замещает гидроксогруппу, образуется молекула воды.

В результате реакций спиртов с кислотами образуются различные эфиры.

Дегидратация спиртов (отщепление воды) идет при повышенной температуре в присутствии серной кислоты (водоотнимающего) компонента.

Возможен межмолекулярный механизм дегидратации (при t 140°С) механизм дегидратации становится внутримолекулярный — образуются алкены.

Названия простых эфиров формируются проще простого — по названию радикалов, входящих в состав эфира. Например:

• Диметиловый эфир — CH₃-O-CH₃
• Метилэтиловый эфир — CH₃-O-C₂H₅
• Диэтиловый эфир — C₂H₅-O-C₂H₅

Качественной реакцией на спирты является взаимодействие с оксидом меди II. В ходе такой реакции раствор приобретает характерное фиолетовое окрашивание.

Замечу, что в обычных условиях третичные спирты окислению не подвергаются. Для них необходимы очень жесткие условия, при которых углеродный скелет подвергается деструкции.

Вторичные и третичные спирты определяются другой качественной реакцией с хлоридом цинка II и соляной кислотой. В результате такой реакции выпадает маслянистый осадок.

Первичные спирты окисляются до альдегидов, а вторичные — до кетонов. Альдегиды могут быть окислены далее — до карбоновых кислот, в отличие от кетонов, которые являются «тупиковой ветвью развития» и могут только снова стать вторичными спиртами.

Такой реакцией является взаимодействие многоатомного спирта со свежеприготовленным гидроксидом меди II. В результате реакции раствор окрашивается в характерный синий цвет.

Важным отличием многоатомных спиртов от одноатомных является их способность реагировать со щелочами (что невозможно для одноатомных спиртов). Это говорит об их более выраженных кислотных свойствах.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.