Ханасан нэг атомт спирт нь дараахь төрлийн изомеризмтэй байдаг. Спиртийн нэршил ба изомеризм

Бүх устөрөгчийн атомууд тэнцүү байдаг метан ба этаны хувьд нэг устөрөгчийг гидроксилээр солих замаар нэг спирт авах боломжтой: эдгээр нь метил CH 3 OH ба этилийн CH 3 CH 2 OH спиртүүд юм. Пропан нь метилийн бүлгийн нэг устөрөгч, метилен бүлгийн нэг устөрөгчийг гидроксилээр солих гэсэн хоёр боломжтой. Үнэндээ хоёр пропил спирт байдаг: анхдагч, гидроксил нь нүүрстөрөгчийн анхдагч атомтай (пропил спирт эсвэл пропанол-1), хоёрдогч - хоёрдогч нүүрстөрөгчийн атомын гидроксилтэй (изопропилийн спирт эсвэл пропанол-2) холбогддог. ).

Тиймээс спиртийн изомеризм, түүнчлэн орлуулсан нүүрсустөрөгчийн изомеризм нь хоёрдмол шинж чанартай байдаг - алкануудаас бидэнд аль хэдийн танил болсон нүүрсустөрөгчийн араг ясны изомеризм ба энэ араг яс дахь гидроксил функцийн байрлалын изомеризм. Үнэн хэрэгтээ, алкануудын гомологийн дөрөв дэх гишүүн болох бутан - спирт нь хоёр өөр нүүрсустөрөгчийн гинжин хэлхээнээс гаралтай. n-бутан ба изобутан.

Согтууруулах ундааны хувьд бүх төрлийн стереоизомеризм боломжтой.

13.2. Согтууруулах ундааны физик шинж чанар

Ижил бүтэцтэй спиртийн буцалгах цэгийг харьцуулж үзэхэд гомологийн цувралын нэг гишүүнээс нөгөөд шилжих үед буцалгах температур ойролцоогоор 20 ° C байх нь тодорхой байна. Нүүрс устөрөгчийн нэгэн адил гинжин хэлхээ нь хайлах цэгийг ихэсгэдэг (ялангуяа "салбарласан" нүүрстөрөгчийн атом нь функциональ бүлэгтэй зэргэлдээ орших гуравдагч спиртийн хувьд хүчтэй) ба буцлах цэгийг бууруулдаг. Нүүрс устөрөгчтэй харьцуулахад спирт нь илүү өндөр температурт буцалгана.

Буцлах температурын хэвийн бус байдлыг тайлбарлахын тулд уг ойлголтыг ашигласан устөрөгчийн холбоо. Спиртийн хувьд гидроксил бүлгийн устөрөгчийн атом нь хоёр электрон сөрөг хүчилтөрөгчийн атомын хооронд гүүр болж, тэдгээрийн аль нэгтэй нь ковалент холбоогоор, нөгөөтэй нь электростатик таталцлын хүчээр холбогддог гэж үзэж болно. Спирт дэх устөрөгчийн бондын энерги ойролцоогоор 20 кЖ/моль (ихэнх ковалент бондын хувьд 210-420 кЖ/моль байдаг).

Устөрөгчийн бондоор бэхлэгдсэн молекулуудыг холбоотой гэж нэрлэдэг; Тэдний хэвийн бус өндөр буцлах цэг нь устөрөгчийн холбоог таслахад шаардагдах нэмэлт энергитэй холбоотой юм. Устөрөгчийн холболтын талаар дэлгэрэнгүй мэдээллийг "Органик молекулын электрон бүтцийн онолын үндэс" 3-р бүлгээс үзнэ үү.

Спирт ба нүүрсустөрөгчийн хоорондох мэдэгдэхүйц ялгаа нь бага хэмжээний спирт нь устай ямар ч харьцаатай холилддог явдал юм. OH бүлэг байгаа тул архины молекулууд нь усанд байдаг ижил молекул хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчээр хоорондоо холбогддог. Үүний үр дүнд хоёр төрлийн молекул холилдох боломжтой бөгөөд ус эсвэл спиртийн молекулуудыг бие биенээсээ салгахад шаардагдах энергийг ус, спиртийн молекулуудын хооронд ижил төстэй холбоо үүсэхээс авдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь зөвхөн OH бүлэг нь молекулын чухал хэсгийг бүрдүүлдэг бага хэмжээний спиртийн хувьд үнэн юм. Жижиг OH бүлэг бүхий урт алифатик гинж нь алкануудтай ихээхэн төстэй бөгөөд ийм нэгдлүүдийн физик шинж чанарууд нь үүнийг илэрхийлдэг. Нүүрстөрөгчийн атомын тоо нэмэгдэхийн хэрээр усанд уусах чадвар буурах нь аажмаар явагддаг: эхний гурван анхдагч спирт нь устай хязгааргүй холилддог; уусах чадвар n-бутилийн спирт 100 гр усанд 8 г, n- пентил - 2 гр, n-гексил - 1 г, түүнээс дээш спиртүүд үүнээс ч бага.

Диполь моментуудын утгын дагуу (μ=1.6-1.8D) спирт нь хүчилтөрөгчийн атом дээр ганц хос электрон байдаг тул электрон өгөх сул буюу нуклеофилийн шинж чанартай туйлтай бодис юм.

13.2.1. Спиртийн спектроскопи

· Хэт ягаан туяаны спектроскопи . Архи нь хэт ягаан туяанд бараг шингэдэггүй. l max 180-185 нм бүхий одоо байгаа сул зурвас нь тохирч байна n→σ* хүчилтөрөгчийн атомын ганц хос электроны шилжилт.

· IR спектроскопи. Спиртийн IR спектрт ν OH-ийн хүчтэй суналтын чичиргээ нь устөрөгчийн холбоо бүхий өндөр шингэрүүлсэн болон концентрацитай уусмалын хувьд 3635-3615 см -1 ба 3600-3200 см -1-д ажиглагддаг. Мөн архины бүтцээс хамаарч гулзайлтын чичиргээ δ OH 1410-1250 см -1, суналтын чичиргээ ν С-О 1150-1050 см -1-д илэрдэг.

· Масс спектрометр . Бутилаас эхлээд архи нь молекулын ионы оргилын бага эрчимтэй байдаг. Энэ нь согтууруулах ундааны молекулын жин нэмэгдэх, түүнчлэн анхдагчаас хоёрдогч архи руу шилжих үед буурдаг. Гуравдагч спиртийн хувьд молекулын ионы оргил нь бараг байдаггүй. Анхдагч ба хоёрдогч спиртийн хувьд үндсэн хуваагдал нь усны молекулыг устгахаас эхэлдэг. Гуравдагч спиртийн хувьд эхлээд электроны нөлөөгөөр хамгийн урт нүүрстөрөгчийн радикалыг устгаж, гидроксил бүлэг агуулсан фрагмент ион үүсгэдэг.

· PMR спектроскопи . PMR спектрт гидроксил протоны дохио нь уусгагчийн концентраци болон шинж чанараас хамааран 1.0-5.5 ppm хооронд харагдана.

13.3. Үйлдвэрт нэг атомт спирт үйлдвэрлэх

Үйлдвэрлэлийн синтезийн шаардлага нь лабораторийн аргуудаас өөр байдаг. Ялангуяа их хэмжээний урвалж буй бодисыг дахин дахин боловсруулах замаар тасралтгүй томоохон үйлдвэрлэл явуулах нь илүү хэмнэлттэй байдаг. Тиймээс ийм үйлдвэрүүдэд хийн фазын процессыг илүүд үздэг.

Спиртийн үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийн хувьд хоёр үндсэн аргыг хамгийн өргөн ашигладаг: нефтийн хагарлаас гаргаж авсан алкенуудыг усжуулах, нүүрс усны ферментийн гидролиз. Эдгээр хоёр аргаас гадна илүү хязгаарлагдмал хэрэглээтэй бусад аргууд байдаг.

v Алкенуудын усжилт . Таван хүртэл нүүрстөрөгчийн атом агуулсан алкенуудыг газрын тосыг хагарах замаар олж авсан хольцоос тусгаарлаж болно гэдгийг мэддэг. Эдгээр алкенууд нь усыг шууд нэмэх эсвэл хүхрийн хүчил нэмсэний дараа үүссэн алкил сульфатуудын гидролизийн үр дүнд амархан спирт болж хувирдаг. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг Алкенуудын 8-р бүлгээс үзнэ үү.

Ийм байдлаар зөвхөн Марковниковын дүрмийн дагуу үүссэн спиртийг нэгтгэж болно: жишээлбэл, изопропил, гэхдээ пропил биш; мягмар-бутил, гэхдээ тийм биш n- бутил, үрнэ-бутил, гэхдээ изобутил биш. Эдгээр аргууд нь зөвхөн нэг анхдагч спирт үйлдвэрлэх боломжтой - этил. Нэмж дурдахад, энэ арга нь стерео өвөрмөц чанаргүй бөгөөд усжуулах явцад дахин зохион байгуулалт хийх боломжтой байдаг. Оксиранаар дамжуулан спиртийг хоёр үе шаттай нийлэгжүүлснээр эдгээр асуудлуудыг тойрч гарах бөгөөд эцэст нь чийгшүүлэхийн эсрэг(доороос үзнэ үү) .

Аж үйлдвэрийн салбарт этиленээс этанол, пропенээс пропанол-2 үйлдвэрлэх үндэс нь алкенуудын хүчиллэг катализтай гидратжилт юм.

Бусад спиртийг бэлтгэхийн тулд энэ аргыг хэрэглэх нь маш хязгаарлагдмал байдаг, учир нь алкенуудын усжилт нь карбокатуудын дахин зохион байгуулалтаас болж нүүрстөрөгчийн араг ясны изомержилт дагалддаг. Энэ нөхцөл байдал нь хоёрдогч болон гуравдагч спирт үйлдвэрлэх энгийн мэт санагдах аргын нийлэг боломжийг эрс багасгадаг. Лабораторид үүнийг алкенуудын гидроксимеркураци-демеркурацийн урвал дээр үндэслэн өөр аргаар орлуулсан. Энэ талаар бага зэрэг дараа.

v Ферментийн гидролиз нүүрс ус агуулсан түүхий эд (усан үзэм, жимс, улаан буудай, төмс гэх мэт) нь ялангуяа этилийн спирт үйлдвэрлэхэд практик ач холбогдолтой юм.

C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

Үүний дийлэнх хувийг согтууруулах ундаа бэлтгэхэд ашигладаг. Тиймээс "дарс эсвэл хүнсний спирт" гэж нэрлэсэн. Эхлэх материал болгон цардуулыг хэрэглэхдээ этилийн спиртээс гадна fusel oils, эдгээр нь пентилийн спирт, түүнчлэн хортой нөлөө үзүүлдэг пропил, изобутилийн спиртийн холимог юм.

Үйлдвэрлэлийн зориулалтаар мод, целлюлоз, цаасны үйлдвэрийн хаягдлыг гидролиз, исгэх замаар гаргаж авсан этанолыг ашигладаг. гидролизийн спирт).

§ Сонирхолтой нь Вейзманы хариу үйлдэл- бактерийн нөлөөн дор нүүрс усны ферментийн гидролиз Clostridium acetobutylicum, үүний үр дүнд хольц үүсдэг n-бутил спирт (60%), этилийн спирт (10%), ацетон CH 3 COCH 3 (30%).

v Гидролиз алкил галид . хариу үйлдэл нь чухал биш, учир нь Алкануудын галоген деривативыг ихэвчлэн спиртээс гаргаж авдаг. Харин үйлдвэрт хольцыг хлоржуулах n-пентан, изопентан ба галоалкануудын гидролизийн үр дүнд таван изомер спиртийн холимог үүсдэг бөгөөд үүнийг уусгагч болгон ашигладаг. Үүнээс нэрэх замаар олоход хэцүү цэвэр пентанол-1-ийг гаргаж авдаг.

v Оксосинтез . Нүүрстөрөгчийн (II) дан исэл ба устөрөгчийн холимогийг катализатор дээр халаахад найрлага нь урвалын нөхцөл, урвалд орох бодисын харьцаанаас хамаардаг янз бүрийн спирт үүсгэдэг, жишээлбэл:

§ Спиртийн карбонилжилтнүүрстөрөгчийн гинжийг уртасгах боломжийг танд олгоно.

· Алкенуудын гидроформилжилт . Катализаторын оролцоотойгоор нүүрстөрөгчийн (II) дан исэл ба устөрөгчийг алкенуудад нэмснээр альдегид, кетонууд үүсдэг бөгөөд тэдгээрийг спирт болгон бууруулж болно.

Оксосинтез нь АНУ-д нээгдсэн (Т.Рулен, 1938), Германд анх боловсруулагдсан нь одоогоор химийн үйлдвэрт улам бүр чухал болж байна. Жишээлбэл, авах n-пропиленээс бутилийн спирт ба n- этиленээс гаргаж авсан пропилийн спирт.

v Альфол процесс . Өмнөх аргын гол өрсөлдөөн бол Альфол процесс юм – олж авах арга n-Зиглерийн дагуу титан хлорид ба триэтилалюминийд суурилсан катализаторын оролцоотойгоор этиленийг теломержуулах замаар алканолууд (дэлгэрэнгүй мэдээллийг "Алкенууд" 8-р бүлгээс үзнэ үү), дараа нь теломержих бүтээгдэхүүнийг исэлдүүлнэ. Ялангуяа C 12 -C 18 анхдагч спиртийг энэ аргаар нэгтгэдэг.

v Исэлдэлт алканууд. Өндөр алкануудыг молекулын хүчилтөрөгчөөр исэлдүүлэх нь үндсэндээ гадаргуугийн идэвхтэй бодисыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг хоёрдогч спирт C 12 -C 20 үүсгэдэг. Урвал нь кобальт, зэс, төмөр, манган зэрэг шилжилтийн металлын давс эсвэл цогцолбороор катализ болж, гидропероксидын задралаар дамждаг. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг "Алканууд" 7-р бүлгээс үзнэ үү.

13.4. Лабораторид нэг атомт спиртийг нийлэгжүүлэх арга

v Гидролиз алкил галид . Ихэвчлэн спиртийг ус эсвэл шүлтийн усан уусмалаар халаах замаар хлоралканыг гидролиз хийх замаар гаргаж авдаг. Эхний тохиолдолд урвал нь буцаах боломжтой бөгөөд хоёр дахь тохиолдолд галоген устөрөгчийг арилгахад ихэвчлэн дагалддаг, жишээлбэл:

Хажуугийн процессоос зайлсхийхийн тулд эхлээд хлоралканаас эфирийг нийлэгжүүлж, дараа нь спирт болгон саванжуулах нь зүйтэй.

Урвалын хольцыг илүү сайн нэгэн төрлийн болгохын тулд түүнд тодорхой хэмжээний усанд уусдаг уусгагч, жишээлбэл, диоксан нэмнэ.

v Гидроборация-алкений исэлдэлт . Алкенууд диборан (BH 3) 2-тэй урвалд орж эхлээд алкилборануудыг үүсгэдэг бөгөөд исэлдэх үед спирт болж хувирдаг.

Урвалыг тетрагидрофуранд явуулдаг. Дибораныг натрийн боргидрид ба борын фторид гэсэн хоёр төрлийн урвалжийн урвалаар бэлтгэдэг. in situ(алкений оролцоотой урвалын холимогт) эсвэл бор (III) хлоридыг устөрөгчөөр багасгана.

Алкилборанууд нь тусгаарлагдаагүй боловч устөрөгчийн хэт ислийн шүлтлэг уусмалаар ижил урвалын саванд эмчилдэг. Дээрх урвалуудаас харахад тэд Марковниковын сонгодог дүрмийн эсрэг, дахин зохион байгуулалтгүйгээр явж байна.

Энэ нь диборан биш, харин түүний мономер нь уусмалд үүсдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

.

Диборантай хамт тетрагидрофуран дахь борын цогцолборыг органик синтезд ашигладаг.

§ МеханизмГидроборацийн урвалыг электрофил нь борын атом болох давхар холбоонд борын гидридийн ердийн электрофилик нэмэлт байдлаар илэрхийлж болно. Орчин үеийн үүднээс авч үзвэл энэ урвалыг дамжин тохиолддог үйл явц гэж үздэг дөрвөн төвтэйзавсрын цогцолбор.

Алкенуудын гидроборацийн урвал нь борын атомын электрофилийн дайралтаас эхэлдэг бололтой. Үүссэн p-комплексийн үед борын атомын сөрөг цэнэг нэмэгдэж, хоёрдогч карбокат үүсэх хандлагатай байдаг. Гэсэн хэдий ч сөрөг цэнэгийг олж авдаг борын атом нь бүтээгдэхүүн синхрон үүсэх замаар устөрөгчийн атомыг гидридийн ион хэлбэрээр амархан алддаг тул сүүлийнх нь үүсдэггүй. cis- элсэлт.

Алкилборануудын исэлдэлтийн урвал дараах байдлаар явагдана. Эхний шатанд гидропероксидын анион нь электрон дутагдалтай борын атом руу дайрдаг.

Үүссэн завсрын хэсэг нь карбокатуудын дахин зохион байгуулалттай төстэй схемийн дагуу хүчилтөрөгчийн атом руу алкилийн бүлгийн шилжилтийн улмаас өөрчлөгддөг.

Шүлтлэг орчинд гидропероксидтэй харилцан үйлчлэл хурдан явагдаж, дулааныг ялгаруулдаг.

Үүссэн борын хүчлийн эфир нь урвалын нөхцөлд амархан задарч, архи ялгаруулдаг.

Урвалын бүтээгдэхүүнийг альдегид ба хүчилд исэлдүүлэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд процессыг азотын агаар мандалд борын хүчил (А. Башкиров) байлцуулан явуулдаг бөгөөд энэ нь борын хүчлийн B(OR) 3-ийн исэлдэлтэнд тэсвэртэй эфирийг спиртээр үүсгэдэг. . Дараа нь сүүлийнх нь шүлтлэгт амархан гидролиз болдог. Ийм аргаар үйлдвэрлэлд, ялангуяа цетил спиртийг C 16 H 33 OH олж авдаг.

Гидроборацийн урвал нь энгийн бөгөөд тохиромжтой, маш өндөр ургац өгдөг бөгөөд бусад аргаар алкенуудаас авахад хэцүү нэгдлүүдийг нэгтгэхэд ашиглаж болно. Ациклик, моно- болон хоёр орлуулсан алкенуудын хувьд гидробораци-исэлдүүлэх нь нийт 80-95% -ийн гарцтай анхдагч спиртийг нийлэгжүүлэх онцгой боломжийг олгодог.

v Нүүрстөрөгчийн (II) дан ислийн алкилбораци. Алкилборануудаас спирт гаргах аргыг Г.Браун, М.Рашке нарын бүтээлүүдэд улам боловсронгуй болгож, нүүрстөрөгчийн (II) ислийг алкилбораны хүлээн авагч болгон санал болгосон. Урвал нь 100-125 ° C температурт явагддаг. Завсрын цогцолборт борын атомаас нүүрстөрөгчийн атом руу алкил бүлгүүдийн дараалсан шилжилт явагдана.

Энэ аргаар урвалын нөхцлөөс хамааран анхдагч, хоёрдогч, гуравдагч спиртийг өндөр гарцаар авах боломжтой.

v Гидроксимеркураци-алкений демеркураци архи үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд дахин зохион байгуулалт дагалддаггүй. Урвалын чиглэл нь Марковниковын дүрэмд нийцдэг; энэ нь зөөлөн нөхцөлд тохиолддог бөгөөд гарц нь онолынхтай ойролцоо байдаг.

Энэ урвалын механизмыг дараах байдлаар илэрхийлж болно. Эхлээд мөнгөн ус (II) ацетат нь салж, CH 3 COOHg + ион үүсгэдэг. Ацетоксимеркуратын катион нь алкены C=C давхар холбоотой протон шиг урвалд ордог. Дараа нь карбокат нь устай урвалд орж, алкилмөнгөн усны давс үүсгэдэг.

Үүссэн мөнгөн устай спиртийг натрийн боргидридээр эмчлэхэд тоон хэмжээгээр нь ялгаруулдаг.

Жишээ нь:

Усыг спирт эсвэл карбоксилын хүчилээр солих нь эфир эсвэл эфир үүсгэдэг. Лабораторид энэ арга нь алкены гидрацийн урвалыг бүрэн орлуулсан.

v Сэргээх эфир ба карбоксилын хүчил анхдагч архинд хүргэдэг.

§ Каталитик устөрөгчжилтэфирийг ихэвчлэн цагаан алт, Рэни никель эсвэл зэс-хромит катализатороор гүйцэтгэдэг.

§ Лабораторийн нөхцөлд энэ нь ихэвчлэн бууруулагч бодис болгон ашиглагддаг. литийн хөнгөн цагаан гидрид.

§ Тэгш тооны нүүрстөрөгчийн атом агуулсан их хэмжээний шулуун гинжин спиртийг өмнө нь этилийн болон бутилийн спирт дэх өөх тосны хүчлүүд эсвэл өөх тосны эфирийг натритай ангижруулах замаар цэвэр хэлбэрээр гаргаж авсан. Буво-Бланын арга.

v Сэргээх оксо нэгдлүүд Спиртийг устөрөгчөөр хийж болно Рэни никель эсвэл цагаан алт, түүнчлэн литийн хөнгөн цагааны гидрид эсвэл натрийн боргидрид зэрэг катализаторын оролцоотойгоор. Энэ тохиолдолд анхдагч спиртийг альдегидээс, хоёрдогч спиртийг кетоноос гаргаж авдаг.

Натрийн боргидрид нь литийн хөнгөн цагаан гидридээс ялгаатай нь карбоксил ба эфирийн бүлгүүдийг бууруулдаггүй бөгөөд энэ нь карбонилийн бүлгийг тэдгээрийн дэргэд бууруулах боломжийг олгодог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Алкил ба арил орлуулсан боргидрид нь бууралтын сонгомол чанараас гадна стереосонголтыг бий болгодог.

v Синтез Григнардын урвалж дээр үндэслэсэн. Grignard урвалжууд нь карбонилийн нэгдлүүдтэй амархан урвалд ордог. Формальдегид нь анхдагч спирт, үлдсэн альдегид нь хоёрдогч спирт, кетон нь гуравдагч спирт үүсгэдэг.

Grignard урвалж нь эфиртэй урвалд ороход хоёрдогч спирт үүсгэдэг шоргоолжны хүчлийн эфирээс бусад гуравдагч спиртийг олж авдаг.

Үүссэн кетон нь эфирээс илүү идэвхтэй байдаг тул эхлээд Гринард урвалжтай урвалд ордог.

v Баримт оксиран дээр суурилсан спиртүүд.

§ Органик a-оксидууд (оксиран эсвэл эпоксид) мөн ордог алкилмагнийн галогенидтэй урвал, анхдагч спирт үүсгэдэг.

§ Ажиллаж байгаа эпоксид литийн хөнгөн цагаан гидридархи болж хувирдаг. Урвал нь хоёрдогч эсвэл гуравдагч спиртийг үүсгэхийн тулд хамгийн бага орлуулсан (бага хамгаалалттай) нүүрстөрөгчийн атомын гидридийн анионыг нуклеофилийн дайралтаас бүрдүүлдэг.

А-оксидыг ихэвчлэн олефиноос гаргаж авдаг тул ийм хоёр үе шаттай процессыг алкены гидратжуулах урвалын өөр хувилбар гэж үзэж болно. Сүүлийн урвалаас ялгаатай нь эпоксидын бууралт нь бүс нутгийн болон стерео өвөрмөц байдлаар явагддаг. s-бондын эргэн тойронд чөлөөт эргэлт хийх боломжгүй системд гидроксил бүлэг ба устөрөгчийн атом байдаг эсрэг-тохиргоо, иймээс энэ процессын нэр - чийгшүүлэхийн эсрэг.

v Харилцаа холбоо азотын хүчилтэй анхдагч аминууд архи үүсэхэд хүргэдэг .

C n H 2n+1 NH 2 + HONO → C n H 2n+1 OH + N 2 + H 2 O

Энэ урвал нь олон тооны дайвар бүтээгдэхүүн дагалддаг тул жинхэнэ синтетик ач холбогдолгүй юм.

v Харилцаа холбоо калийн хэт исэл бүхий галоалканууд - архины синтезийн хамгийн орчин үеийн аргуудын нэг.

Хоёрдогч тэгш бус нүүрстөрөгчийн атомын галоген атомыг гидроксилээр солих нь тохиргоог бүрэн өөрчлөх замаар дагалддаг.

13.5. Нэг атомт спиртийн химийн шинж чанар

Спиртийн урвалыг хоёр төрөлд хувааж болно: С-OH ба CO-H бондын задралын улмаас архи нь хүчил-суурь шинж чанартай байдаг.

13.5.1. C-OH бондын хуваагдал

v Гидроксил бүлгийг галогенээр солих . Галогенийг гидроксил бүлгийг орлуулах олон тооны урвалууд байдаг. Тэдгээрийн хамгийн алдартай нь архины хүчил, түүнчлэн фосфор, хүхрийн галидын харилцан үйлчлэл юм. Эхлэх спиртийн бүтцээс хамааран орлуулах урвал нь S N 1 эсвэл S N 2 механизмын дагуу явагдана.

· Спиртийн галоген устөрөгчийн харилцан үйлчлэл . Урвалын амжилт нь нөхцлөөс гадна спиртийн шинж чанар, галоген устөрөгчийн хүчиллэгээр тодорхойлогддог. Сүүлчийн реактив байдал HI > HBr > HCl >> HF цувралд буурч, спиртийн цувралд гуравдагч спиртээс анхдагч руу шилжих үед OH бүлгийн орлуулах хурд огцом буурдаг. Тиймээс гуравдагч спирт нь устөрөгчийн хайлуур жоншийг эс тооцвол аль хэдийн хүйтэнд устөрөгчийн хүчилтэй урвалд ордог. Анхдагч ба хоёрдогч спиртүүд нь галоалкан болон хүхрийн хүчлийн холимогоор хэдэн цагийн турш халаахад хувирдаг.

Заримдаа гидрогалын хүчлийг натри, калийн давснаас нь төвлөрсөн хүхрийн хүчлийн нөлөөгөөр урвалын хольцоор бэлтгэдэг.

§ Хлоридын ион нь усан орчинд өндөр уусдаг тул маш сул нуклеофиль гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Урвалын хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулдхлоридын ионоор орлуулах үйл явцыг хөнгөвчлөх цайрын хлорид нэмнэ.

Тиймээс, өөрөөр хэлбэл, S N 2 механизмын дагуу метанол болон ихэнх стерикийн саадгүй анхдагч спиртүүд урвалд ордог. Спиртийн протонжуулалт нь гидроксил бүлгийг орхих бүлэг болгон хувиргадаг.

S N 2 урвалын хувьд анхдагч спиртийн R - CH 2 OH-ийн урвалын чанар нь метанолоос бага байдаг. Энэ нь галидын ион протонжуулсан спирт рүү довтлоход стерик саад ихэссэнтэй холбоотой юм.

§ Гуравдагч ба хагас хоёрдогч спирт S N 1 механизмаар урвалд ордог бөгөөд протонжуулсан спирт нь усны молекулыг амархан бөгөөд хурдан ялгаруулж, карбокатион үүсгэдэг. Түүний цаашдын тогтворжилтыг уснаас илүү хүчтэй нуклеофилийн галидын анионы дайралтаар тодорхойлдог.

§ Хоёрдогч спиртээс үүссэн карбокатийн чадвартай гэдгийг анхаарах хэрэгтэй 1,2-гидрид эсвэл алкил шилжилтгуравдагч руу шилжих, жишээ нь:

Сүүлийн шат нь E1 гаж урвалаар төвөгтэй байдаг - протоныг зайлуулж алкен үүсгэдэг.

§ Зарим анхдагч спиртийг саатуулдаг S N 1 механизмаар, жишээлбэл, неопентил спиртээр урвалд орж болно. Үүссэн анхдагч карбокат нь 1,2-метилийн шилжилтийн улмаас гуравдагч карбокат руу хурдан өөрчлөгддөг.

Хоёрдогч спиртүүд нь S N 1 ба S N 2 механизмын аль алиныг нь ашиглан урвалд ордог бөгөөд энэ нь спиртийн концентраци, хүчил, урвалын температур, уусгагчийн шинж чанараар тодорхойлогддог.

· Лукасын дээж . Согтууруулах ундаа нь анхдагч, хоёрдогч эсвэл гуравдагч эсэхийг тодорхойлох боломжтой Лукасын дээжЭнэ нь гурван ангиллын спиртийн галоген устөрөгчтэй харилцан адилгүй урвалд суурилдаг. Гуравдагч спиртүүд Лукасын урвалжтай (өтгөрүүлсэн HCl-ийн усгүй ZnCl 2-тай холимог) шууд урвалд ордог нь урвалын хольцын агшин зуурын булингартай, хоёрдогч спирт - 5 минутын дотор, анхдагч спирт нь өрөөний температурт мэдэгдэхүйц урвалд ордоггүй. Гуравдагч спиртүүд нь карбокатионыг амархан үүсгэдэг, хоёрдогч спиртүүд нь карбокатионуудыг удаан үүсгэдэг, анхдагч спирт нь урвалд ордоггүй. Спирт нь цайрын хлоридын дэргэд төвлөрсөн давсны хүчилд уусдаг боловч тэдгээрээс үүссэн галогенид байдаггүй тул булингаржилт ажиглагддаг. Үл хамаарах зүйл нь анхдагч аллилик ба бензилийн спиртүүд бөгөөд тэдгээр нь тогтвортой карбокатуудыг үүсгэдэг тул эерэг хариу үйлдэл үзүүлдэг.

· Фосфор ба хүхрийн галогентэй спиртийн харилцан үйлчлэл . Галоген устөрөгчтэй харьцуулахад спиртээс галоалкан үйлдвэрлэхэд илүү тохиромжтой урвалжууд нь фосфор, хүхрийн галогенид, түүнчлэн зарим органик бус хүчлүүдийн хүчил галогенид, жишээлбэл, SOCl 2, PCl 3, PCl 5, POCl 3, COCl 2 юм.

R-OH + PCl 5 → R-Cl + POCl 3 + HCl

3 R-OH + PBr 3 → 3 R-Br + H 3 PO 3

6 CH 3 OH + 2 P + 3 I 2 → 6 CH 3 I + H 3 PO 3 (P + 3 I 2 → 2PI 3)

§ -тэй хариу үйлдэл үзүүлэхийн тулд фосфорын тригалидуудДараах урвалын механизм хамгийн их магадлалтай. Эхний үед триалкилфосфит үүсдэг бөгөөд хэрэв процесс нь суурийн дэргэд явагдах юм бол энэ нэгдэл нь урвалын эцсийн бүтээгдэхүүн байж болно.

Хэрэв устөрөгчийн бромидыг саармагжуулахгүй бол триалкилфосфитын завсрын бүтээгдэхүүн амархан протонжиж, алкилийн бүлгүүд галоалкан болж хувирдаг.

§ Спиртийн урвал фосфорын пентагалидуудЭнэ нь ихэвчлэн дахин зохион байгуулалт дагалддаггүй бөгөөд гидроксил бүлэгтэй холбоотой тэгш бус нүүрстөрөгчийн атомын тохиргоог өөрчлөхөд хүргэдэг.

§ Архины урвалд тионил хлоридтойНэгдүгээрт, хлоросульфитын эфир үүсдэг.

Уусгагч нь урвалд оролцдоггүй тохиолдолд хлоросульфитын эфирийн молекулын хлоридын анионы довтолгоо нь урвалын бүтээгдэхүүний тохиргоог өөрчилдөг.

v Гидрокси бүлгүүдийг орлуулахад n-толуэнсульфонил хлоридын хэрэглээ . Архи согтууруулах ундаатай харьцдаг нь мэдэгдэж байна n-толуенсульфонил хлорид (TsCl) пиридин байлцуулан алкил үүсгэдэг- n-толуэнсульфонатууд ( толилатууд).

Учир нь n-толуол сульфатын ион нь маш амархан ялгардаг бүлэг тул нуклеофиль, түүний дотор галидын ионуудтай урвалд ороход дахин зохион байгуулалтгүйгээр амархан орлуулж болно.

v Шингэн алдалт согтууруулах ундаа хүхэр, фосфор, оксалик зэрэг хүчлүүдийн тусламжтайгаар алкен үүсэхэд хүргэдэг.

Өмнө дурьдсанчлан, гуравдагч спирт нь усгүйжүүлэхэд хамгийн хялбар, дараа нь хоёрдогч, эцэст нь анхдагч байдаг. Согтууруулах ундааны шингэн алдалтын үйл явц хамаарна Зайцевын дүрэм, үүний дагуу устөрөгчийн атомыг хамгийн бага устөрөгчжүүлсэн нүүрстөрөгчийн атомаас OH бүлэг хүртэл b байрлалд хуваана, жишээлбэл:

.

Согтууруулах ундааны шингэн алдалт нь хоёр үе шаттайгаар явагддаг. Нэгдүгээрт, OH бүлгийг протонжуулж, дараа нь усны молекулыг анхдагч спиртийн тухай ярьж байгаа бол E2 механизмаар, эсвэл гуравдагч спиртийн тухай ярьж байгаа бол E1 механизмаар устгадаг. Хоёрдогч спирт нь урвалын нөхцлөөс хамааран E2 эсвэл E1 механизмаар шингэн алддаг.

§ Жишээлбэл, E1 механизмааршингэн алдалт үүсдэг үрнэ- бутил спирт.

Гуравдагч спиртүүд маш амархан шингэн алддаг тул энэ нь боломжтой юм сонгомол диолын шингэн алдалтанхдагч ба гуравдагч гидроксил бүлэг агуулсан.

Гуравдагч спиртийг усгүйжүүлэх ажлыг 85-100 ºС-ийн 20-50% хүхрийн хүчилд аль хэдийн хийж болно. Хоёрдогч спирт нь илүү хүнд нөхцөлд шингэн алдалтанд өртдөг: 85% фосфорын хүчил, 160 ºС хүртэл халаана эсвэл 90-100 ºС температурт 60-70% хүхрийн хүчил.

§ Алкен үүсэхзавсрын карбокатийн тогтвортой байдал ба салаалсан алкены термодинамик тогтворжилтоор тодорхойлогддог. Жишээлбэл, изоамил спиртийн хувьд Зайцевын дүрмийн дагуу зөвхөн 3-метилбутин-1 үүсэх ёстой боловч бодит байдал дээр гурван алкен авдаг.

Эхлээд үүссэн анхдагч карбокатууд нь хамгийн бага тогтвортой байдаг тул 1.2-гидридын шилжилтийн үр дүнд илүү тогтвортой хоёрдогч карбокатион болж хувирдаг.

Хариуд нь хоёрдогч карбокат нь хамгийн тогтвортой тул гуравдагч руу амархан хувирдаг.

Урвалын ихэнх бүтээгдэхүүнд хамгийн салаалсан алкен болох 2-метилбутен-2 агуулагдана.

Изоамил спирт нь анхдагч спирт боловч түүний шингэн алдалт нь E1 механизмаар дамждаг бөгөөд энэ нь стерикийн саад тотгорын улмаас E2 механизмыг хэрэгжүүлэх боломжгүй гэж тайлбарладаг.

§ Анхдагч спиртүүд 170-190 ° C температурт төвлөрсөн хүхрийн хүчилд усгүйжүүлнэ.

Тэдний хувьд E2-ийг арилгах механизм хэрэгждэг. Энэ нь архи биш, харин алкил сульфат урвалд ордог бөгөөд нуклеофилийн үүргийг устөрөгчийн сульфатын анион буюу ус гүйцэтгэдэг.

Урвалыг бага температурт явуулах үед процессыг алкил сульфатын үе шатанд зогсоож болно гэдгийг тэмдэглэх нь сонирхолтой юм.

§ Согтууруулах ундааны шингэн алдалтанд аж үйлдвэртХүхрийн хүчлийн оронд хөнгөн цагааны ислийг усгүйжүүлэгч бодис болгон ашиглах нь илүү тохиромжтой. Анхан, хоёрдогч, гуравдагч спиртийн хувьд гетероген каталитик шингэн алдалтыг хийдэг.

Хүхрийн болон фосфорын хүчлүүдээс гадна хөнгөн цагаан исэл, оксалийн хүчил, бензолсульфоны хүчил, цайрын хлорид, торийн исэл ThO 2 нь спиртийг усгүйжүүлэхэд ашиглагддаг. Хоёрдогч спиртийг торийн (IV) ислээр халаахад алкенууд нь терминал(терминал) давхар холбоо.

Алкен үүсэхийн зэрэгцээ урвалын нөхцлөөс (температур ба хүчлийн концентраци) хамааран спиртийг эфир болгон хувиргах боломжтой бөгөөд үүнийг холбогдох бүлэгт авч үзэх болно.

v Сульфон хүчлийн эфирийн нийлэгжилт. Архи нь сульфохлоридтой урвалд орж эфир үүсгэдэг.

Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг хүчил хлоридууд нь толуолсульфоны хүчил, метансульфоны хүчил, трифторметансульфоны хүчил юм.

Сульфоны хүчлийн эфирүүд нь янз бүрийн нуклеофилийн урвалд тохиромжтой нэгдлүүд юм, учир нь сульфонатын бүлэг амархан, ихэвчлэн өрөөний температурт орлуулах боломжтой байдаг, энэ нь ялангуяа "трифлат" R-O-SO 2 CF 3-ийн хувьд үнэн юм.

Урвал нь тохиргоог өөрчлөх замаар стерео өвөрмөц байдлаар явагддаг.

v Спиртээс амины нийлэгжилт . Аммиак эсвэл аминыг спиртээр алкилжуулах нь урвалжийг хүчиллэг орчинд халаах замаар явагддаг.

Урвалжийн харьцаанаас хамааран анхдагч, хоёрдогч, гуравдагч амин, дөрөвдөгч аммонийн давсыг авч болно. Хөнгөн цагааны ислийг 300 ºС-т катализатор болгон ашиглах нь ижил үр дүнд хүргэдэг.

13.5.2. O-H холбоог таслах

v Спиртийн хүчил болох урвал . Мэдэгдэж байгаагаар хүчлийн хүч нь протоныг зайлуулах чадвараараа тодорхойлогддог. Спиртийн хувьд энэ нь хүчилтөрөгч ба устөрөгчийн атомуудын электрон сөрөг байдлын ялгаа, түүнчлэн гидроксил агуулсан нүүрстөрөгчийн атом дахь орлуулагчдын шинж чанар, тоогоор тодорхойлогддог. Эерэг индуктив нөлөөтэй (+I-эффект) алкил орлуулагч байгаа нь спиртийн хүчиллэгийг бууруулдаг. Үнэндээ архины хүчиллэг байдал дараах дарааллаар буурдаг.

CH 3 OH > анхдагч > хоёрдогч > гуравдагч.

Электроныг татдаг орлуулагчдыг нэвтрүүлснээр спиртийн хүчиллэг байдал нэмэгдэж, жишээлбэл, спирт (CF 3) 3 СОН нь хүчиллэг чанараараа карбоксилын хүчилтэй харьцуулагддаг.

§ Спирт нь сул хүчлийн хувьд шүлт, шүлтлэг шороон металл, хөнгөн цагаан, галли, таллитай урвалд орж үүснэ. архичидион эсвэл ковалент холбоо бүхий ба хүчтэй суурь, сайн нуклеофилийн үүрэг гүйцэтгэх чадвартай.

§ Согтууруулах ундаамөн Гринард урвалж ашиглан спиртийг натри, калийн гидрид эсвэл амидаар эмчлэх замаар олж авч болно.

CH 3 CH 2 OH + NaNH 2 → CH 3 CH 2 ONa + NH 3

CH 3 OH + CH 3 MgI → CH 3 OMgI + CH 4

Сүүлчийн урвалыг хөдөлгөөнт устөрөгчийн атомыг хэмжихэд ашигладаг. Үүнийг Чугаев-Церевитинов-Терентьев урвал гэж нэрлэдэг.

Архи нь уснаас хамаагүй бага хүчиллэг байдаг тул төвлөрсөн шүлтийн нөлөөн дор тэнцвэр нь зүүн тийш шилждэг.

Гэсэн хэдий ч энэ урвалыг заримдаа үйлдвэрт хамгийн энгийн спиртийн алкоксидыг олж авахад ашигладаг. Энэ зорилгоор бензолыг урвалын хольцонд нэмж, усыг азеотроп хольц хэлбэрээр зайлуулах боломжийг олгодог.

Архины алкоксидын дотроос изопропилат ( би- Pro) 3 Al ба үрнэ- бутилат ( t‑ BuO) 3 Al хөнгөн цагаан, Оппенауэрийн исэлдэлт ба Мейервейн-Пондорфыг багасгах урвалж болдог.

v Исэлдэлт эсвэл спиртийг каталитик усгүйжүүлэх. Спиртийн исэлдэлт нь карбонилийн нэгдлүүдэд хүргэдэг. Анхдагч спиртийг альдегид болгон хувиргаж, улмаар карбоксилын хүчилд исэлдүүлэх боломжтой. Хоёрдогч спиртүүд нь кетон болж исэлддэг. Гуравдагч спирт нь хэвийн нөхцөлд исэлддэггүй.

Анхдагч ба хоёрдогч спиртийг альдегид эсвэл кетон болгон исэлдүүлэх ажлыг дараахь урвалжуудыг ашиглан гүйцэтгэдэг: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, CrO 3, MnO 2, Ag 2 O, Ag 2 CO 3 гэх мэт. Калийн бихроматтай урвал нь тэгшитгэлийн дагуу явагдана.

Дараах урвалын механизмыг бий болгосон.

Хоёрдогч спиртийн исэлдэлт нь кетон үүсэх үе шатанд зогсдог бол эдгээр нөхцөлд анхдагч спиртүүд альдегид болж хувирдаг бөгөөд гидрат хэлбэрээр карбоксилын хүчилд исэлддэг.

Хэрэв альдегидийн үе шатанд урвалыг зогсоох шаардлагатай бол процессыг усгүй метилен хлоридоор явуулна. Энэ тохиолдолд альдегидийн гидрат үүсэх боломжгүй тул карбоксилын хүчил нийлэгждэггүй.

Спиртийг калийн бихроматаар исэлдүүлэх нь хромын уусмалын шар өнгө (Cr 6+) ногоон (Cr 3+) болж өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь урвалын явцыг хянах үүрэг гүйцэтгэдэг.

Гуравдагч спирт нь хэвийн нөхцөлд исэлддэггүй, харин хүчиллэг орчинд тэд усгүйжүүлж алкенууд болж улмаар нүүрстөрөгчийн гинжийг устгаснаар исэлддэг.

· Каталитик исэлдэлт . Сүүлийн үед анхдагч спиртүүд нь агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр альдегид болж исэлдэж эхэлсэн бөгөөд холимог катализатор дээр сайн гаралттай байна.

· Каталитик усгүйжүүлэх . Анхдагч ба хоёрдогч спиртийг усгүйжүүлэх ажлыг 400-500 хэмд зэс утсаар эсвэл зэс-мөнгөний катализатороор дамжуулдаг.

· Иодоформ урвал. Согтууруулах ундаанд бүтцийн фрагмент CH 3 -CH-OH байгаа эсэхийг шүүж болно иодоформын урвал. Үүнийг хийхийн тулд согтууруулах ундааг иод, натрийн гидроксидоор эмчилдэг. Ууссан үед сүүлийнх нь натрийн гипоиодит NaOI үүсгэдэг; дурдсан бүтцийн фрагмент бүхий спиртүүд нь шар тунадас үүсгэдэг CHI 3 .

13.6. нэг атомт спиртийн бие даасан төлөөлөгчид

§ Метилийн спиртурвалаар олж авсан:

.

Энэ бол метанол үйлдвэрлэх гол зам юм. Метанол нь анилиныг метилжүүлэх, диметил сульфоксид, формалин үйлдвэрлэх технологид өргөн хэрэглэгддэг. Лакны уусгагч болгон ашигладаг. Бага хэмжээний метанол ч гэсэн залгих үед бие махбодид хүчтэй хордлого үүсгэдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хүний үхлийн тун нь 25 мл байна. метанол.

§ Этанолэтиленийг усжуулах эсвэл нүүрсустөрөгчийн ферментийн гидролизийн аргаар олж авсан. Энэ нь 96% -ийн уусмал хэлбэрээр ашиглагддаг. Диэтил эфир, этил ацетат, ацетальдегид үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Метанолоос ялгаатай нь этилийн спирт нь бага хэмжээгээр биед өдөөгч нөлөө үзүүлдэг боловч их хэмжээгээр хордуулдаг. Энэ нь шар айраг, дарс, архи болон бусад согтууруулах ундаанд багтдаг. Усаар этанол нь 96% спирт, 4% уснаас бүрдэх азеотроп үүсгэдэг. Тиймээс энгийн нэрэх замаар 100% ("үнэмлэхүй") спирт авах боломжгүй юм. Цэвэр спирт авахын тулд түүний доторх усыг химийн аргаар нэгтгэдэг, жишээлбэл, нэрэхээс өмнө кальцийн исэл нэмнэ.

§ n-пропилнүүрс усыг согтууруулах ундаагаар исгэх явцад архи үүсдэг.

§ Изопропилархи нь пропиленийг усжуулах замаар нийлэгждэг. Пропилийн спиртийг этилийн спиртийг орлуулж, ацетон үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

§ Бутил спиртийг нөлөөн дор элсэн чихэр исгэх явцад үүссэн хольцоос их хэмжээгээр авдаг. Ацетобутиликум бактери, түүний агууламж 60%, 30% нь ацетон, 10% нь этилийн спирт байдаг. Үүнээс гадна, n-бутил спиртийг үйлдвэрлэлийн аргаар пропиленийг гидроформилжуулах замаар үйлдвэрлэдэг. Энэ нь бутил ацетат, гербицид үйлдвэрлэх, мөн лак, будаг үйлдвэрлэхэд уусгагч болгон ашигладаг.

§ сек-бутилспиртийг бутиленийг усжуулах замаар нийлэгжүүлдэг.

§ изобутилкобальтын давс агуулагдах усны хийнээс архи гаргаж авдаг. Энэ нь жимсний эфир эсвэл эссэнс бэлтгэхэд хэрэглэгддэг.

§ терт-бутилнефтийг хагарах явцад үүссэн изобутиленийг чийгшүүлэх замаар спирт үүсдэг. Алкилжуулах бодис, уусгагч болгон ашигладаг.

§ Урт гинжин спиртүүдургамлын лавнаас олддог, шавьж, зарим амьтдад байдаг. Тэдгээрийг хөнгөн цагаан алкилийг гидроформилжуулах, исэлдүүлэх, түүнчлэн өөх тосыг устөрөгчжүүлэх замаар олж авдаг.

13.7. Ханаагүй спирт ба тэдгээрийн эфир

Энолс

Олефин нь нүүрстөрөгчийн атом дахь гидроксилыг зөөвөрлөх боломжгүй гэдгийг мэддэг sp 2-эрлийз төлөв, тиймээс бүтэц (1) нь тогтворгүй бөгөөд (2) дагуу изомержих болно Элтеков-Эрленмейерийн дүрэм.

Электрон татах бүлгүүдтэй холбоогүй (>C=O, –NO2 гэх мэт) ханаагүй нүүрстөрөгчийн атомын гидроксил агуулсан бүтцийн хувьд Элтеков-Эрленмейер дүрэм бүрэн хүчинтэй байна. Тиймээс винил спирт ба түүний гомологууд байдаггүй бөгөөд тэдгээрийг олж авахыг оролдох үед тэдгээр нь ацетальдегид эсвэл үүний дагуу түүний гомологууд болж өөрчлөгддөг.

Одоогийн байдлаар олон нэгдлүүд мэдэгдэж байгаа боловч ихэвчлэн илүү төвөгтэй эсвэл хэд хэдэн хүчилтөрөгчийн атом агуулсан байдаг бөгөөд тэдгээр нь тогтвортой бөгөөд зөвхөн карбонил хэлбэрээр төдийгүй ханаагүй спирт хэлбэрээр тусгаарлагддаг. энол, Жишээ нь:

Нэг устөрөгчийн атомын хөдөлгөөнөөр үүссэн карбонилийн нэгдэл ба ханаагүй спирт-энолын хоорондох изомеризм нь үзэгдлийг хэлнэ. таутомеризм, эсвэл десмотропи. Изомер хоёулаа тэнцвэртэй байдаг таутомер хэлбэрийн шингэн хольцыг гэнэ. аллелотропхолимог. Таутомеризмын талаарх дэлгэрэнгүй мэдээллийг Изомеризмын 5-р бүлгээс үзнэ үү.

Дахин зохион байгуулалтын шалтгаан нь винил хлоридын нэгэн адил мезомерийн эффектийн илрэл боловч энэ тохиолдолд төгсгөлд хүрдэг.

Мезомерийн нөлөөгөөр гидроксил бүлгийн устөрөгчийн атомыг протонжуулж, δ- цэнэгтэй хоёр дахь ханаагүй нүүрстөрөгчийн атом дээр протоны довтолгоонд тохиромжтой газар үүсдэг.

Архи нь гидроксил бүлэг эсвэл гидроксил гэж нэрлэгддэг нэг буюу хэд хэдэн -OH бүлэг агуулсан нүүрсустөрөгчийн дериватив юм.

Согтууруулах ундааг дараахь байдлаар ангилдаг.

1. Молекулд агуулагдах гидроксил бүлгийн тоогоор спиртийг нэг атомт (нэг гидроксилтэй), хоёр атомт (хоёр гидроксилтэй), гурван атомт (гурван гидроксилтэй) ба олон атомт гэж хуваадаг.

Ханасан нүүрсустөрөгчийн нэгэн адил нэг атомт спирт нь байгалийн гаралтай гомологийн цувралыг үүсгэдэг.

Бусад гомолог цувралуудын нэгэн адил архины цувралын гишүүн бүр нь өмнөх болон дараагийн гишүүдээс гомологийн ялгаа (-CH 2 -) -ээр ялгаатай байдаг.

2. Гидроксил аль нүүрстөрөгчийн атомд байрлаж байгаагаас хамааран анхдагч, хоёрдогч, гуравдагч спиртийг ялгадаг. Анхдагч спиртийн молекулууд нь нэг радикал эсвэл метанол дахь устөрөгчийн атомтай (анхдагч нүүрстөрөгчийн атом дахь гидроксил) холбоотой -CH 2 OH бүлэг агуулдаг. Хоёрдогч спиртүүд нь хоёр радикалтай (хоёрдогч нүүрстөрөгчийн атом дахь гидроксил) холбогдсон >CHOH бүлгээр тодорхойлогддог. Гуравдагч спиртийн молекулуудад гурван радикалтай холбоотой >C-OH бүлэг байдаг (гуравдагч нүүрстөрөгчийн атом дахь гидроксил).

IUPAC-ийн нэршлийн дагуу нэг атомт спиртийн нэрийг бүтээхдээ үндсэн нүүрсустөрөгчийн нэрэнд -ol дагавар залгадаг.

Хэрэв нэгдэл нь илүү өндөр функцийг агуулж байвал гидроксил бүлгийг гидрокси- угтвараар тэмдэглэнэ (Орос хэл дээр окси- угтварыг ихэвчлэн ашигладаг). Гидроксил бүлэгт холбогдсон нүүрстөрөгчийн атомыг багтаасан нүүрстөрөгчийн атомын хамгийн урт салаалаагүй гинжийг үндсэн гинжээр сонгосон; хэрэв нэгдэл ханаагүй бол олон тооны холбоог мөн энэ хэлхээнд оруулна.

Дугаарлалтын эхлэлийг тодорхойлохдоо гидроксил функц нь ихэвчлэн галоген, давхар холбоо, алкилээс давамгайлдаг тул дугаарлалт нь гидроксил бүлэг байрладаг гинжин хэлхээний төгсгөлөөс эхэлдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Хамгийн энгийн спиртүүдийг гидроксил бүлэгтэй холбогдсон радикалуудаар нэрлэсэн: (CH 3) 2 CHOH - изопропилийн спирт, (CH 3) 3 SON - терт-бутил спирт.

Согтууруулах ундааны оновчтой нэршлийг ихэвчлэн ашигладаг. Энэхүү нэршлийн дагуу спиртийг метилийн спирт - карбинолын дериватив гэж үздэг.

Энэ систем нь радикалын нэр нь энгийн бөгөөд бүтээхэд хялбар тохиолдолд тохиромжтой байдаг.

2. Спиртийн физик шинж чанар

Согтууруулах ундаа нь буцалгах өндөр цэгтэй бөгөөд дэгдэмхий чанар нь мэдэгдэхүйц бага, хайлах цэгүүд өндөр, харгалзах нүүрсустөрөгчөөс илүү усанд уусдаг; гэхдээ молекулын жин нэмэгдэх тусам ялгаа багасна.

Бага молекул жинтэй архи нь усанд маш сайн уусдаг тул усны молекулуудтай устөрөгчийн холбоо үүсгэх боломжийг харгалзан үзвэл энэ нь ойлгомжтой юм (ус өөрөө маш их хэмжээгээр холбоотой байдаг). Метилийн спиртэд гидроксил бүлэг нь молекулын массын бараг тал хувийг бүрдүүлдэг; Тиймээс метанол нь бүх талаараа устай холилддог нь гайхах зүйл биш юм. Спирт дэх нүүрсустөрөгчийн гинжин хэлхээний хэмжээ ихсэх тусам архины шинж чанарт гидроксил бүлгийн нөлөө буурч, бодисын усанд уусах чадвар буурч, нүүрсустөрөгчид уусах чадвар нэмэгддэг. Өндөр молекул жинтэй нэг атомт спиртийн физик шинж чанар нь харгалзах нүүрсустөрөгчийн шинж чанартай маш төстэй байдаг.

Спиртийн изомеризм - хэсэг Боловсрол, Модуль i архины ангилал Спирт нь бүтцийн изомеризмээр тодорхойлогддог: · Нүүрстөрөгчийн изомеризм...

Ажлын төгсгөл -

Энэ сэдэв нь дараахь хэсэгт хамаарна.

Модуль 1 архины ангилал

I, бүлгийн тоогоор тэд нэг атомт, хоёр атомт, олон атомт спиртийг ялгадаг.. sn sn he.. этанол этилен гликол глицерин..

Хэрэв танд энэ сэдвээр нэмэлт материал хэрэгтэй бол эсвэл хайж байсан зүйлээ олоогүй бол манай ажлын мэдээллийн санд байгаа хайлтыг ашиглахыг зөвлөж байна.

Хүлээн авсан материалыг бид юу хийх вэ:

Хэрэв энэ материал танд хэрэгтэй байсан бол та үүнийг нийгмийн сүлжээн дэх хуудсандаа хадгалах боломжтой.

Энэ хэсгийн бүх сэдвүүд:

Химийн шинж чанар
I. Хүчил шүлтийн шинж чанар. Архи нь сул амфотерийн нэгдлүүд юм.

1. Натритай харилцан үйлчлэл (хүчиллэг шинж чанар) 2C2H5–OH + 2Na ®
Олон атомт спирт

Олон атомт спиртийг хэд хэдэн устөрөгчийн атомыг OH бүлгээр сольсон нүүрсустөрөгчийн дериватив гэж үзэж болно.
Диол эсвэл гликол гэж нэрлэгддэг хоёр атомт спирт нь гурав юм

Спиртийн химийн шинж чанар
Олон атомт спиртүүд нь нэг атомт спиртийн урвалаар тодорхойлогддог бөгөөд тэдгээр нь нэг буюу хэд хэдэн –OH бүлгийн оролцоотой байж болно.

1. Идэвхтэй металлуудтай харилцах:
Фенолын бүтэц, бензолын цагираг ба гидроксил бүлгийн харилцан нөлөөлөл

Фенолын молекул дахь бензолын цагираг ба OH бүлэг нь харилцан үйлчилдэг. OH бүлгийн хүчилтөрөгчийн атомын дан электрон хос нь бензолын цагирагтай p, π коньюгацид байна. Тиймээс, in
Анхдагч амины хувьд - нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн гинжин хэлхээний изомеризм ба гр-ийн байрлал. – NH2 (1, 2); хоёрдогч ба гуравдагч амины хувьд – радикалын изомеризм - метамеризм 1) CH3 – CH

Амин молекулын бүтэц
N-H, C-N холбоо нь туйлтай боловч N, C, H атомуудын өөр өөр EO-ийн дагуу NH бондын туйлшрал нь CN бондынхоос их байдаг тул анхдагч ба хоёрдогч аминууд спиртүүд нь H-бонд үүсгэдэг.

Химийн шинж чанар
I. Үндсэн шинж чанарууд Аминууд нь NH3-аас хүчтэй суурь юм. Үүнийг радикалуудын + I нөлөөгөөр тайлбарладаг. N атом дээрх электрон нягтрал их байх тусам суурь чанар их байна. IN

Амин спиртүүд
Эдгээр нь молекул дахь гр хоёуланг нь агуулсан нэгдлүүд юм. –NH2 ба –OH. Гомологийн цувралын анхны гишүүн

Дасгал
1. Этилийн спиртийн молекулын бүтцийг зур. Дөрвөн урвалын төвийг жагсаа.

2. Пропанолын хүчиллэг шинж чанарыг нотлох урвал бич.
3. Эфиржих урвалыг бич

Лабораторийн ажил

“Спирт, фенолын шинж чанар” Туршилт 1 Зэс (II) глицерат бэлтгэх Туршилтын хоолойд 2-3 дусал су уусмал хийнэ.

Хотын төсвийн боловсролын байгууллага

"Новошимкусскийн дунд сургууль
Чуваш улсын Ялчик дүүрэг"

« Химийн нээлттэй хичээлийн хураангуй

10-р ангид»

Ханасан нэг атомт спиртийн бүтэц.

Изомеризм ба нэршил

Химийн багш бэлтгэсэн

-тай. Шинэ Шимкус

Уриа: Үл үзэгдэгчийг мэдэх,

Харагдах зүйлийг анхааралтай ажигла.(Эртний мэргэн ухаан) , Зорилтот:

Оюутнуудад ханасан нэг атомт спиртийн бүтэц, изомеризм, нэршилтэй танилцах.

архины амьд организмд үзүүлэх нөлөө.Даалгаварууд: боловсролын:спиртийн найрлага, физик шинж чанар, нэршил, изомеризмыг судлах, химийн туршилт хийх аргад суралцах; этилийн спиртийн хордлогын шалтгааныг олж тогтоох, хичээлийн явцад сэдвийн үндсэн нэр томъёо, ойлголтыг давтахыг баталгаажуулах; хөгжиж буй:оюутнуудын логик сэтгэлгээ, дүн шинжилгээ хийх, харьцуулах, үзэл бодлоо үндэслэлтэй илэрхийлэх, дүгнэлт гаргах чадварыг хөгжүүлэх нөхцлийг бүрдүүлэх;

боловсролын

: эрүүл амьдралын хэв маягийг сурталчлах, эрүүл мэндээ хамгаалах идэвхтэй байр суурийг төлөвшүүлэх, хариуцлагатай болгох.

Тоног төхөөрөмж, урвалжууд:

туслах тэмдэглэл, урвалж (ус, этилийн спирт, өндөгний цагаан уусмал), лабораторийн тоног төхөөрөмж; мультимедиа проектор, дэлгэц, компьютер; CD "Кирил, Мефодий нарын химийн хичээл. 10-11-р анги."

Хичээлийн явц:

3.2. Архины тухай ойлголт: архины найрлага, бүтэц.

3.3. Архины нэршил, архины ангилал.

3.4. Архины изомеризм.

3.5. Бүлгийн ажил.

3.6. "Этанол хүний ​​биед үзүүлэх нөлөө" оюутны илтгэл.

4. Бэхэлгээ.

5. Тусгал.

6.Гэрийн даалгавар пар.20, дасгал. 5-7, хуудас 88

1. Зохион байгуулалтын мөч.

2.Нүүрс устөрөгчийн найрлага, шинж чанарыг давтах.

Оньсого дээр ямар нүүрсустөрөгчийн талаар ярилцдаг вэ?

Бид шинж чанараараа алкенуудтай төстэй

Бид мөн бромын устай харьцдаг.
Молекул дахь P-бонд нь шийтгэл юм.
Бидний -in дагавар танд нэрийг хэлэх болно ... (Алкинс)

Бид устөрөгч, устай холбогдох дуртай.
Гэхдээ бид солигдох дургүй,
Таны амар амгаланг алдагдуулж байна.
Та манайхаас авах боломжтой
Полимер бол хамгийн дээд зэрэглэлийн! (Алкен, диен, алкин)

Одоо жаахан химийн диктант хийцгээе.

Багш уг мэдэгдлийг уншиж, ямар ч суралцагчаас хариултаа тайлбарлахыг сонгож болно. Диктант бичгээр явагддаг бөгөөд оюутнууд хосоороо ажилладаг. Сурагчдын нэг нь самбар дээр даалгавраа хийж, нөгөө нь компьютер дээр ажиллаж, шалгалт өгдөг.

1. Нэрс нь - an дагавартай. (Алканууд)

2. Тэдгээр нь атомын орбиталуудын sp2 эрлийзжилтээр тодорхойлогддог. (Алкен, диен,)

3. Молекулууд нь зөвхөн сигма холбоог агуулдаг. (Алканууд, циклоалканууд)

4. Молекулуудад нэг давхар холбоо байдаг. (Алкенууд)

5. Молекулд циклийн фрагмент байх ёстой. (Циклоалканууд)

6. Эдгээр нь атомын орбиталуудын sp-эрлийзжүүлэлтээр тодорхойлогддог (Алкин)

7. Эдгээр нүүрсустөрөгчийн ерөнхий томьёо нь SpN2n. (Алкен, циклоалкан)

8. Тэдгээр нь голчлон орлуулах урвалаар тодорхойлогддог. (Алканууд, циклоалканууд)

9. Молекулууд нь гурвалсан холбоо байх ёстой. (Алкинс)

10. Нэрс нь –in (Alkynes) дагавартай.

o Бутен-1-ийн гомолог ба изомеруудын бүтцийн томьёог сонгож, нэрлэнэ үү.

3. Хичээлийн танин мэдэхүйн зорилтыг тавих.

Бид энгийн бодис биш
Мөн эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан.
Анагаах ухаанд хэрэглэх боломжтой:
Халдвартай тэмцэх.
Бид өмчийн хувьд тийм ч энгийн биш,
Тэгээд биднийг ... гэж нэрлэдэг (архи)

Тиймээс, бидний өнөөдрийн хичээлийн сэдэв

“Ханасан нэг атомт спиртийн бүтэц. Изомеризм ба нэршил.”

Өнөөдөр бид эдгээр нэгдлүүдийн найрлага, бүтэц, изомеризм, нэршилтэй танилцах болно. Мөн бид ямар төрлийн архи байдаг, архины физик шинж чанарт ямар аюул нуугдаж болохыг олж мэдэх болно.

4. Спиртийн найрлага, бүтэц.

Даалгавар: Энэ бодисыг эрт дээр үеэс хүмүүс мэддэг байсан. Энэ нь үндэсний эдийн засгийн янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Халдваргүйжүүлэх шинж чанартай. Үүний 3.45 г шатахад 6.6 г CO2, 4.05 г жинтэй ус үүссэн нь мэдэгдэж байгаа бол бид ямар бодисыг ярьж байна вэ? Агаар дахь энэ бодисын уурын нягт 1.59 байна. (Хариулт нь этанол C2H5OH юм.)

Бүх нэг атомт спиртийн ерөнхий томъёо нь SpH2n + 1OH эсвэл ROH юм. С2Н5ОН - этилийн спиртийн жишээн дээр спиртийн молекулын бүтцийг авч үзье.

Устөрөгчийн атомуудын нэг нь бусад атомуудаас ялгаатай (Оюутнуудад зориулсан асуулт - Яагаад?) Хүчилтөрөгчөөр дамжуулан нүүрстөрөгчийн атомтай холбогддог. Тиймээс түүнийг өөрөөр аашлах байх гэж таамаглаж болно. Энэ таамаглал юунд үндэслэсэн бэ? Хүчилтөрөгч илүү өндөр цахилгаан сөрөг нөлөөтэй гэдгийг мэддэг тул та энэ асуултанд өөрөө хариулж болно. Энэ нь устөрөгчийн атомаас электронуудыг өөртөө татах болно. O-H холбоо нь туйлшралтай болж хувирдаг. Үүнийг чиглэлтэй сумаар заана:

O  H. Спиртийн OH бүлэг нь тэдний химийн шинж чанар, өөрөөр хэлбэл химийн функцийг тодорхойлно. Ийм бүлгүүдийг нэрлэдэг ажиллагаатай.

Функциональ нь бодисын химийн шинж чанарыг тодорхойлдог атомын бүлэг юм.

Функциональ бүлгийг оюун ухаанаар зайлуулсны дараа архины молекулд үлдэх зүйлийг нүүрсустөрөгчийн радикал гэж нэрлэдэг.

Одоо бид архины тодорхойлолтыг гаргаж авч болно... (Оюутнууд өөрсдөө томъёолж, архины тодорхойлолтын янз бүрийн хувилбаруудыг санал болгож байна)

Архи Молекулууд нь нүүрсустөрөгчийн радикалтай холбогдсон нэг буюу хэд хэдэн функциональ гидроксил бүлэг агуулсан органик бодис юм.

Архи Эдгээр нь нэг буюу хэд хэдэн устөрөгчийн атомыг функциональ (гидроксил) бүлгээр сольдог нүүрсустөрөгчийн деривативууд юм.

Архи - эдгээр нь молекулууд нь нүүрсустөрөгчийн радикалтай холбогдсон нэг буюу хэд хэдэн гидроксил бүлэг агуулсан органик нэгдлүүд юм.

5.Спиртийн нэршил .

CH3OH - метилийн спирт. (C2H5OH, C3H7OH - тэдгээрийг бие даасан гэж нэрлэдэг.)

CH3OH - метанол.

Архины нэршлийн үндсэн зарчим:

Хамгийн урт нүүрстөрөгчийн гинжийг сонгож, гидроксо бүлэгт хамгийн ойрхон гинжний төгсгөлөөс дугаарлана. Нүүрстөрөгчийн үндсэн гинжин хэлхээнд орлуулагчдыг нэрлэж, тэдгээрийн байрлалыг тоогоор зааж өгсөн болно. Гол гинжийг алкан гэж нэрлээд –ол дагаварыг нэмнэ. Тоо нь OH бүлгийн байрлалыг заана.

(Оюутнууд самбар дээр бичсэн согтууруулах ундааны нэр томъёоны даалгаврыг гүйцэтгэнэ)

Самбар дээрх даалгавар: Системчилсэн нэршил ашиглан спиртийг нэрлэнэ үү.

6. Согтууруулах ундааны ангилал . ( Кирилл ба Мефодиусын CD )

(Оюутны ширээн дээр архины ангиллын схем байдаг)

Архи согтууруулах ундааг янз бүрийн аргаар ангилдаг.

Согтууруулах ундааг дараахь байдлаар ялгадаг. монотом хоёр атомт гурвалсан атом

3. Нүүрстөрөгчийн атомын шинж чанараар. Согтууруулах ундааны бүлгийн валентаас хамаарнаархи нь: анхан шатны – CH2OH нэг валент спиртийн бүлэг (жишээлбэл, CH3-CH2OH этилийн спирт) агуулсан; хоёрдогч – хоёр валентын спиртийн бүлэг =CHOH (жишээлбэл, CH3-CHOH-CH3 пропанол-2) агуулсан; дээд зэрэглэлийн – гурвалсан спиртийн бүлэг =C-OH агуулсан (жишээлбэл, 2-метилбутанол-2:

(Өмнө нь танилцуулсан томъёоноос оюутнууд спирт, янз бүрийн ангиллын спиртийн томъёог олдог)

Даалгавар 1 . Дараахь спиртийн аль нь вэ: a) анхдагч; б) хоёрдогч; в) дээд боловсрол?

https://pandia.ru/text/78/431/images/image006_67.gif" alt="http://*****/2003/07/16-3.gif" width="350" height="157">!}

Даалгавар 3.

(Оюутны ширээн дээр спиртийн изомерийн төрлүүдийн диаграмм байгаа бөгөөд "изомер" ба "изомеризм" гэсэн ойлголтууд давтагдана.)

7. Спиртийн изомеризм

Дараах төрлийн изомеризм нь согтууруулах ундааны шинж чанартай байдаг.

Жишээ нь,

Жишээ нь,

Жишээ нь,

Дасгал:

8. Бүлгийн ажил (5 бүлэг ажиллаж байна. 1-р бүлэг - барилгачид этанол ба метанолын бөмбөгний загварыг бүтээдэг. 2-р бүлэг - этилийн спиртийн физик шинж чанарыг судалж буй эмч нар. 3-р бүлэг - онолчид нэмэлт мэдээллийг ашиглан метилийн спиртийн талаар ярьдаг. 4-р бүлэг - онолчид нэмэлт мэдээллийг ашиглан этилийн спиртийн талаар ярьдаг. 5-р бүлэг - этилийн спиртийн уургийн молекулд үзүүлэх нөлөөг судалж буй эмч нар)Бүлэг бүр тавьсан асуултуудад хариулна.

9. Оюутны яриа "Этанолын хүний ​​биед үзүүлэх нөлөө."

4. Нэгтгэл.

5. Тусгал. Өнөөдрийн хичээлээс та ямар шинэ зүйл сурсан бэ? Та олж авсан мэдлэгээ хаана хэрэгжүүлэх вэ? Манай хичээл таалагдсан уу? Яагаад?

6. Гэрийн даалгавар. Пар.20. жишээ нь. 5,6,7. Хуудас 88.

C2H5OH бол эм юм. Этанолын нөлөөн дор хүний ​​анхаарал суларч, хариу үйлдэл нь дарангуйлж, хөдөлгөөний уялдаа холбоо тасалддаг. Удаан хугацаагаар хэрэглэснээр мэдрэлийн системийн ноцтой эмгэг, зүрх судасны систем, хоол боловсруулах замын өвчин, архидалт зэрэг ноцтой өвчин үүсдэг.

Согтууруулах ундааны ангилал.

1.Нүүрс устөрөгчийн радикалын шинж чанараарархи нь: хязгаар – нүүрсустөрөгчийн радикал нь зөвхөн нэг холбоог агуулдаг (жишээлбэл, CH3OH метанол, C4H9OH бутанол); хязгааргүй – ханаагүй нүүрсустөрөгчийн радикал агуулсан (жишээлбэл, CH2=CH-CH2OH аллилийн спирт); үнэрт - үнэрт нүүрсустөрөгчийн радикал агуулсан (жишээлбэл, C6H5-CH2OH бензилийн спирт).

2. Гидроксил бүлгийн тоогоорСогтууруулах ундааг дараахь байдлаар ялгадаг. монотом – нэг OH бүлэг агуулсан (жишээлбэл, CH3-CH2-OH этилийн спирт); хоёр атомт – хоёр OH бүлэг агуулсан (жишээлбэл, HO-CH2-CH2-OH этилен гликол эсвэл этандиол-1,2); гурвалсан атом – молекулд гурван OH бүлгийг агуулдаг (жишээлбэл, HO-CH2-CHOH-CH2-OH глицерин эсвэл пропанетриол-1,2,3).

Жишээ нь,

Жишээ нь,

Жишээ нь,

(Оюутнууд тус тусад нь картууд дээр нэгтгэх даалгаврыг гүйцэтгэнэ.)

Дасгал: Өгөгдсөн томьёо дотроос пентанол-1-ийн изомеруудыг олж, изомерийн төрлийг тодорхойлно. Бүх холболтод нэр өгнө үү:

Даалгавар 3. C4H9OH бодисын бүх боломжит изомеруудыг бич.