Doymuş monohidrik alkoller aşağıdaki izomerizm türlerine sahiptir. Alkollerin isimlendirilmesi ve izomerizmi

Tüm hidrojen atomlarının eşdeğer olduğu metan ve etan için, bir hidrojenin hidroksil ile değiştirilmesiyle tek bir alkol elde edilebileceği açıktır: bunlar metil CH3OH ve etil CH3CH20H alkollerdir. Propanın zaten iki olasılığı vardır - metil gruplarının hidrojenlerinden birinin ve metilen grubunun hidrojenlerinden birinin hidroksil ile değiştirilmesi. Ve aslında iki propil alkol vardır: hidroksilin birincil karbon atomuna bağlandığı birincil (propil alkol veya propanol-1) ve ikincil - ikincil karbon atomunda hidroksil bulunan (izopropil alkol veya propanol-2) ).

Bu nedenle, alkollerin izomerizmi ve genel olarak ikame edilmiş hidrokarbonların izomerizmi ikili bir karaktere sahiptir - bize zaten alkanlardan aşina olduğumuz hidrokarbon iskeletinin izomerizmi ve bu iskeletteki hidroksil fonksiyonunun konumunun izomerizmi. Aslında alkanların homolog serisinin dördüncü üyesi olan bütan alkolleri iki farklı hidrokarbon zincirinden gelir: N-bütan ve izobütan.

Alkoller için stereoizomerizmin tüm ana türleri mümkündür.

13.2. Alkollerin fiziksel özellikleri

Benzer yapıdaki alkollerin kaynama noktaları karşılaştırıldığında, homolog serinin bir üyesinden diğerine geçerken kaynama noktasındaki artışın yaklaşık 20 °C olduğu açıktır. Zincir dallanması, hidrokarbonlarda olduğu gibi erime noktasını artırır (özellikle "dallanmış" karbon atomunun fonksiyonel gruba bitişik olduğu üçüncül alkoller için güçlü bir şekilde) ve kaynama noktasını düşürür. Hidrokarbonlarla karşılaştırıldığında alkoller çok daha yüksek sıcaklıkta kaynar.

Kaynama noktalarındaki anormallikleri açıklamak için kavram kullanıldı. hidrojen bağı. Alkollerde hidroksil grubunun hidrojen atomunun iki elektronegatif oksijen atomu arasında bir köprü görevi gördüğü ve bunlardan birine kovalent bir bağla, diğerine elektrostatik çekim kuvvetleriyle bağlandığı düşünülebilir. Alkollerdeki hidrojen bağı enerjisi yaklaşık 20 kJ/mol'dür (çoğu kovalent bağ için bu 210-420 kJ/mol'dür).

Hidrojen bağlarıyla bir arada tutulan moleküllere ilişkili moleküller denir; anormal derecede yüksek kaynama noktaları, hidrojen bağlarını kırmak için gereken ek enerjiden kaynaklanmaktadır. Hidrojen bağları hakkında daha fazla bilgi için Bölüm 3 “Organik moleküllerin elektronik yapısı teorisinin temelleri”ne bakın.

Alkoller ve hidrokarbonlar arasındaki önemli bir fark, düşük alkollerin suyla her oranda karışabilmesidir. OH grubunun varlığı nedeniyle alkol molekülleri, suda bulunan aynı moleküller arası etkileşim kuvvetleri tarafından bir arada tutulur. Bunun sonucunda iki tip molekülün karışması mümkün olur ve su veya alkol moleküllerini birbirinden ayırmak için gereken enerji, su ve alkol molekülleri arasında benzer bağların oluşmasından sağlanır. Ancak bu yalnızca OH grubunun molekülün önemli bir bölümünü oluşturduğu düşük alkoller için geçerlidir. Küçük bir OH grubuna sahip uzun alifatik zincir, büyük ölçüde alkanlara benzer ve bu tür bileşiklerin fiziksel özellikleri bunu yansıtır. Karbon atomu sayısındaki artışla birlikte sudaki çözünürlükteki azalma yavaş yavaş meydana gelir: ilk üç birincil alkol, suyla süresiz olarak karışabilir; çözünürlük N-bütil alkol 100 g su başına 8 g'dır, N-pentil – 2 gr, N-heksil – 1 g ve daha yüksek alkoller daha da azdır.

Dipol momentlerinin değerine göre (μ=1.6-1.8D) alkoller, oksijen atomu üzerinde yalnız bir elektron çiftinin varlığı nedeniyle zayıf elektron veren veya nükleofilik özelliklere sahip olan polar maddelerdir.

13.2.1. Alkollerin spektroskopisi

· UV spektroskopisi . Alkoller pratik olarak UV aralığında emilmezler. lmax 180-185 nm'lik mevcut zayıf bant şuna karşılık gelir: N→σ* oksijen atomunun yalın çift elektronunun geçişi.

· IR spektroskopisi. Alkollerin IR spektrumunda, hidrojen bağlarına sahip oldukça seyreltik ve konsantre çözeltiler için ν OH'nin güçlü gerilme titreşimleri sırasıyla 3635-3615 cm -1 ve 3600-3200 cm -1'de gözlenir. Ayrıca alkollerin yapısına bağlı olarak 1410-1250 cm -1'de deformasyon titreşimleri δ OH ve 1150-1050 cm -1'de esneme titreşimleri ν C-O ortaya çıkar.

· Kütle spektrometrisi . Butil ile başlayan alkoller, moleküler iyon zirvesinin düşük yoğunluğu ile karakterize edilir. Alkollerin moleküler ağırlığının artmasıyla ve ayrıca birincil alkolden ikincil alkole geçiş sırasında azalır. Üçüncül alkoller için moleküler iyon zirvesi pratikte yoktur. Birincil ve ikincil alkollerde ana parçalanma, bir su molekülünün eliminasyonuyla başlar. Üçüncül alkoller söz konusu olduğunda, başlangıçta elektron etkisi altında, en uzun karbon radikali, bir hidroksil grubu içeren bir iyon fragmanı oluşturmak üzere elimine edilir.

· PMR spektroskopisi . PMR spektrumunda hidroksil proton sinyali, solventin konsantrasyonuna ve doğasına bağlı olarak 1,0 ila 5,5 ppm aralığında görünür.

13.3. Endüstride monohidrik alkollerin üretimi

Endüstriyel sentezlerin gereksinimleri laboratuvar yöntemlerinden farklıdır. Özellikle, reaksiyona giren maddelerin büyük kütlelerinin tekrar tekrar geri dönüştürülmesiyle büyük ölçekli üretimin sürekli bir şekilde gerçekleştirilmesi daha ekonomiktir. Bu nedenle bu tür endüstrilerde gaz fazlı prosesler tercih edilmektedir.

Alkollerin endüstriyel üretimi için en yaygın olarak iki ana yöntem kullanılır: petrolün parçalanmasından elde edilen alkenlerin hidrasyonu ve karbonhidratların enzimatik hidrolizi. Bu iki yönteme ek olarak, daha sınırlı uygulama alanı olan başka yöntemler de vardır.

v Alkenlerin hidrasyonu . Petrolün parçalanmasıyla elde edilen karışımdan beşe kadar karbon atomu içeren alkenlerin izole edilebildiği bilinmektedir. Bu alkenler, doğrudan su eklenmesi veya sülfürik asit eklenmesi ve ardından elde edilen alkil sülfatların hidrolizi ile kolayca alkollere dönüştürülür. Daha fazla bilgi için Bölüm 8, Alkenler'e bakın.

Bu şekilde, yalnızca Markovnikov kuralına göre oluşturulan alkoller sentezlenebilir: örneğin izopropil, ancak propil değil; Salı-bütil, ama değil N-bütil, ovalar-bütil, ancak izobütil değil. Bu yöntemler yalnızca bir birincil alkol - etil üretebilir. Ayrıca bu yöntemin stereospesifikliği yoktur ve hidrasyon işlemi sırasında yeniden düzenlemeler mümkündür. Bu problemler, alkollerin oksiran yoluyla iki aşamalı senteziyle aşılabilir ve sonuçta anti-hidrasyon(aşağıya bakınız) .

Endüstride, alkenlerin asit katalizli hidrasyonu, etilenden etanol ve propenden propanol-2 üretiminin temelini oluşturur:

Diğer alkollerin hazırlanmasında bu yöntemin çok sınırlı bir uygulama alanı vardır, çünkü alkenlerin hidrasyonuna genellikle karbokatyonların yeniden düzenlenmesi nedeniyle karbon iskeletinin izomerizasyonu eşlik eder. Bu durum, ikincil ve üçüncül alkollerin üretimine yönelik görünüşte basit bir yöntemin sentetik olanaklarını büyük ölçüde daraltmaktadır. Laboratuvarda bunun yerini alkenlerin hidroksi-cıva-demerkürasyon reaksiyonuna dayanan başka bir yöntem almıştır. Biraz sonra bunun hakkında daha fazla bilgi vereceğiz.

v enzimatik hidroliz karbonhidrat içeren hammaddeler (üzüm, meyveler, buğday, patates vb.) özellikle etil alkol üretimi için büyük pratik öneme sahiptir:

C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2C02

Büyük kısmı alkollü içeceklerin hazırlanmasında kullanılıyor. Bu nedenle “şarap veya yiyecek alkolü” adı verilmiştir. Nişastayı başlangıç ​​malzemesi olarak kullanırken, etil alkole ek olarak, füzel yağları toksik etkiye sahip olan pentil alkollerin yanı sıra propil ve izobütil alkollerin bir karışımı olan.

Endüstriyel amaçlar için odun, kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi atıklarının hidrolizi ve fermantasyonu ile elde edilen etanol kullanılır ( hidrolitik alkol).

§ İlginçtir Weizmann reaksiyonu– Bakterilerin etkisi altında karbonhidratların enzimatik hidrolizi Clostridium asetobutylicum bunun sonucunda bir karışım oluşur N-bütil alkol (%60), etil alkol (%10) ve aseton CH3COCH3 (%30).

v Hidroliz Alkil halojenürler . Tepki önemli değil çünkü Alkanların halojen türevleri sıklıkla alkollerden elde edilir. Ancak endüstride karışımın klorlanması N-pentan ve izopentan ve ardından haloalkanların hidrolizi, solvent olarak kullanılan beş izomerik alkolden oluşan bir karışım üretir. Ondan damıtma yoluyla bulunması zor saf pentanol-1 elde edilir.

v Oksosentez . Karbon(II) monoksit ve hidrojenden oluşan bir karışımın katalizörler üzerinde ısıtılması, bileşimi hem reaksiyon koşullarına hem de reaktanların oranına bağlı olan çeşitli alkoller üretir, örneğin:

§ Alkollerin karbonilasyonu karbon zincirini uzatmanıza olanak tanır.

· Alkenlerin hidroformilasyonu . Bir katalizör varlığında alkenlere karbon(II) monoksit ve hidrojenin eklenmesi, alkollere indirgenebilen aldehitler ve ketonlar üretir.

ABD'de keşfedilen (T. Reulen, 1938) ve ilk olarak Almanya'da geliştirilen oksosentez, günümüzde kimya endüstrisinde giderek önem kazanmaktadır. Örneğin, almak için N-propilenden elde edilen bütil alkol ve N- etilenden propil alkol.

v Alfol süreci . Önceki yöntemin ana rekabeti Alfol sürecidir – elde etme yöntemi N Ziegler'e göre titanyum klorür ve trietilalüminyum bazlı bir katalizör varlığında etilenin telomerizasyonu yoluyla alkanoller (daha fazla ayrıntı için bkz. Bölüm 8 "Alkenler"), ardından telomerizasyon ürünlerinin oksidasyonu. Özellikle birincil alkoller C12-C18 bu yöntemle sentezlenir.

v Oksidasyon alkanlar. Yüksek alkanların moleküler oksijenle oksidasyonu esas olarak yüzey aktif maddeler üretmek için kullanılan ikincil alkoller C12-C20'yi üretir. Reaksiyon, geçiş metallerinin tuzları veya kompleksleri (kobalt, bakır, demir, manganez) tarafından katalize edilir ve hidroperoksitlerin ayrışması yoluyla ilerler. Daha fazla ayrıntı için Bölüm 7 “Alkanlar”a bakınız.

13.4. Laboratuvarda monohidrik alkollerin sentezi için yöntemler

v Hidroliz Alkil halojenürler . Tipik olarak alkoller, kloroalkanların su veya sulu bir alkali çözeltisi ile ısıtılarak hidrolizi ile elde edilir. İlk durumda reaksiyon tersine çevrilebilir ve ikincisinde buna genellikle hidrojen halojenürlerin ortadan kaldırılması eşlik eder, örneğin:

Yan işlemlerden kaçınmak için, başlangıçta kloroalkanlardan esterlerin sentezlenmesi ve bunların daha sonra alkollere sabunlaştırılması tercih edilir.

Reaksiyon karışımını daha iyi homojenleştirmek için, buna belirli miktarda suyla karışabilen bir çözücü, örneğin dioksan eklenir.

v Alkenlerin hidroborasyon-oksidasyonu . Alkenler diboran (BH3)2 ile reaksiyona girerek başlangıçta alkilboranlar oluşturur ve bunlar oksidasyon sonrasında alkollere dönüştürülür.

Reaksiyon tetrahidrofuran içerisinde gerçekleştirilir. Diboran, iki ticari reaktif arasındaki reaksiyonla hazırlanır: sodyum borohidrit ve bor florür, genellikle yerinde(bir alken varlığında bir reaksiyon karışımında) veya bor(III) klorürü hidrojen ile indirgeyin.

Alkilboranlar izole edilmez ancak aynı reaksiyon kabında alkalin hidrojen peroksit çözeltisi ile işlenir. Yukarıdaki reaksiyonlardan da anlaşılacağı üzere klasik Markovnikov kuralına aykırı ve yeniden düzenleme yapılmadan ilerlemektedirler.

Reaksiyona katılanın diboran olmadığı, ancak çözeltide oluşan monomerinin olduğu unutulmamalıdır:

.

Organik sentezde diboran ile birlikte tetrahidrofuran içindeki bir boran kompleksi kullanılır.

§ Mekanizma Hidroborasyon reaksiyonları, elektrofilin bir bor atomu olduğu bir çift bağda bor hidrürün tipik bir elektrofilik eklenmesi olarak temsil edilebilir. Modern bakış açısına göre bu reaksiyon, şu yollarla gerçekleşen bir süreç olarak kabul edilir: dört merkezli ara kompleks.

Görünüşe göre alkenlerin hidroborasyon reaksiyonu bor atomunun elektrofilik saldırısıyla başlıyor. Ortaya çıkan p-kompleksinde bor atomundaki negatif yük, ikincil bir karbokasyon oluşturma eğilimi ile artar. Ancak ikincisi oluşmaz çünkü negatif yük alan bor atomu, ürünün eşzamanlı oluşumuyla hidrit iyonu formundaki bir hidrojen atomunu kolayca kaybeder. cis- katılımlar.

Alkilboranların oksidasyon reaksiyonu aşağıdaki şekilde ilerler. İlk aşamada hidroperoksit anyonu elektron eksikliği olan bor atomuna saldırır.

Ortaya çıkan ara ürün, karbokatyonların yeniden düzenlenmesine benzer bir şemaya göre alkil grubunun elektronlarıyla birlikte oksijen atomuna göçü nedeniyle yeniden düzenlenir.

Alkali bir ortamda hidroperoksit ile etkileşim hızlı bir şekilde ilerler ve ısı açığa çıkar.

Elde edilen borik asit esteri, reaksiyon koşulları altında kolaylıkla ayrışarak alkolü açığa çıkarır.

Reaksiyon ürünlerinin aldehitlere ve asitlere daha fazla oksidasyonunu önlemek için işlem, borik asit B(OR) 3'ün alkollerle oksidasyona dirençli esterlerini oluşturan borik asit (A. Bashkirov) varlığında nitrojen atmosferinde gerçekleştirilir. . İkincisi daha sonra alkaliler tarafından kolayca hidrolize edilir. Bu sayede endüstride özellikle setil alkol C 16 H 33 OH elde edilir.

Hidroborasyon reaksiyonu basit ve kullanışlıdır, çok yüksek verim sağlar ve alkenlerden başka yollarla elde edilmesi zor olan bileşiklerin sentezlenmesi için kullanılabilir. Asiklik, mono ve disübstitüe alkenler için hidroborasyon-oksidasyon, toplam %80-95 verimle primer alkollerin sentezi için eşsiz bir fırsat sağlar.

v Karbon(II) monoksitin alkilborasyonu. Alkilboranlardan alkol üretme yöntemleri, alkilboran alıcısı olarak karbon(II) oksidi öneren G. Braun ve M. Raschke'nin çalışmalarında daha da geliştirildi. Reaksiyon 100-125 °C sıcaklıklarda meydana gelir. Ara komplekste alkil gruplarının bor atomundan karbon atomuna sıralı göçü meydana gelir.

Bu yöntemle reaksiyon şartlarına bağlı olarak yüksek verimde primer, sekonder ve tersiyer alkoller elde edilebilmektedir.

v Alkenlerin hidroksimerkürasyonu-demerkürasyonu alkol oluşumuna yol açar ve yeniden düzenleme eşlik etmez. Reaksiyonun yönü Markovnikov kuralına karşılık gelir; ılıman koşullarda ilerler ve verimler teorik değerlere yakındır.

Bu reaksiyonun mekanizması aşağıdaki gibi sunulabilir. Başlangıçta cıva(II) asetat CH3COOHg + iyonunu oluşturmak üzere ayrışır. Asetoksimerkürat katyonu, alkenin C=C çift bağıyla bir proton gibi reaksiyona girer. Karbokatyon daha sonra suyla reaksiyona girerek bir alkilcıva tuzu oluşturur.

Ortaya çıkan cıvalı alkollerin demerkürasyonu, bunlar sodyum borohidrit ile işlendiğinde niceliksel olarak meydana gelir.

Örneğin:

Suyun alkol veya karboksilik asitle değiştirilmesi eter veya ester üretir. Laboratuvarda bu yöntem tamamen alkenlerin hidrasyon reaksiyonunun yerini aldı.

v İyileşmek esterler ve karboksilik asitler birincil alkollere yol açar.

§ Katalitik hidrojenasyon esterler genellikle platin, Raney nikeli veya bakır-kromit katalizörleri üzerinde gerçekleştirilir.

§ Laboratuvar koşullarında indirgeyici ajan olarak çok daha sık kullanılır. lityum alüminyum hidrit.

§ Çift sayıda karbon atomu içeren büyük miktarlarda düz zincirli alkoller, daha önce saf formda, yağ asitleri veya katı yağların esterlerinin, etil veya bütil alkolde sodyum ile indirgenmesiyle elde ediliyordu. Bouvo-Blanc yöntemi.

v İyileşmek okso bileşikleri alkollere hidrojen ile gerçekleştirilebilir Raney nikeli veya platin gibi katalizörlerin yanı sıra lityum alüminyum hidrit veya sodyum borohidrit varlığında. Bu durumda birincil alkoller aldehitlerden, ikincil alkoller ise ketonlardan elde edilir.

Lityum alüminyum hidrürün aksine sodyum borohidrürün karboksil ve ester gruplarını azaltmadığı, bunun da karbonil grubunun onların varlığında indirgenmesine izin verdiği belirtilmelidir.

Alkil ve aril ikameli borohidrürler, indirgeme seçiciliğinin yanı sıra stereoseçicilik de sağlar.

v sentezler Grignard reaktifine dayalı. Grignard reaktifleri karbonil bileşikleriyle kolaylıkla reaksiyona girer. Formaldehit birincil alkolü, geri kalan aldehitler ikincil alkolleri ve ketonlar üçüncül alkolleri oluşturur.

Grignard reaktifi esterlerle reaksiyona girdiğinde, ikincil alkoller üreten formik asit esterleri hariç üçüncül alkoller elde edilir.

Ortaya çıkan keton esterden daha reaktiftir ve bu nedenle ilk olarak Grignard reaktifi ile reaksiyona girer.

v Fiş oksiran bazlı alkoller.

§ Organik a-oksitler (oksiranlar veya epoksitler) de alkilmagnezyum halojenürlerle reaksiyonlar, birincil alkoller oluşturur.

§ Epoksitler iş başında lityum alüminyum hidrit alkollere dönüşür. Reaksiyon, ikincil veya üçüncül bir alkol oluşturmak için en az ikame edilmiş (daha az korumalı) karbon atomundaki hidrit anyonunun nükleofilik saldırısından oluşur.

A-oksitlerin genellikle olefinlerden elde edilmesi nedeniyle bu tür iki aşamalı bir işlem, alkenlerin hidrasyon reaksiyonuna alternatif olarak düşünülebilir. Son reaksiyonun aksine, epoksitlerin indirgenmesi bölgesel ve stereospesifik olarak ilerler. S-bağları etrafında serbest dönüşün mümkün olmadığı sistemlerde hidroksil grubu ve hidrojen atomu anti-yapılandırma, dolayısıyla bu sürecin adı - anti-hidrasyon.

v Etkileşim nitröz asitli birincil aminler alkol oluşumuna yol açar .

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

Çok sayıda yan ürünün oluşumu eşlik ettiğinden reaksiyonun gerçek bir sentetik önemi yoktur.

v Etkileşim potasyum süperoksitli haloalkanlar – alkollerin sentezi için en modern yöntemlerden biri.

İkincil asimetrik karbon atomlarındaki halojen atomunun hidroksil ile değiştirilmesine konfigürasyonun tamamen tersine çevrilmesi eşlik eder.

13.5. Monohidrik alkollerin kimyasal özellikleri

Alkol reaksiyonları iki tipe ayrılabilir: Alkollerin asit-baz özelliği göstermesi nedeniyle C-OH ve CO-H bağlarının kırılmasıyla meydana gelen reaksiyonlar.

13.5.1. C-OH bağı bölünmesi

v Hidroksil grubunun halojenle değiştirilmesi . Bir hidroksil grubunun bir halojenle ikame edilmesinin çok sayıda reaksiyonu vardır. Bunlardan en ünlüsü alkollerin hidrohalik asitlerle, ayrıca fosfor ve kükürt halojenürlerle etkileşimidir. Başlangıç ​​alkolünün yapısına bağlı olarak ikame reaksiyonu SN1 veya SN2 mekanizmasına göre ilerleyebilir.

· Alkollerin hidrojen halojenürlerle etkileşimi . Reaksiyonun başarısı, koşullara ek olarak alkolün doğası ve hidrojen halojenürün asitliği tarafından belirlenir. İkincisinin reaktivitesi HI > HBr > HCl >> HF serisinde azalır ve alkol serisinde, üçüncül alkolden birincil alkole geçerken OH grubunun ikame oranı keskin bir şekilde azalır. Böylece, üçüncül alkol, zaten soğukta, hidrojen florür hariç, hidrohalik asitlerle reaksiyona girer. Birincil ve ikincil alkoller, hidrohalik ve sülfürik asit karışımı ile birkaç saat ısıtıldığında haloalkanlara dönüştürülür.

Bazen hidrohalik asitler, konsantre sülfürik asitin etkisiyle sodyum ve potasyum tuzlarından bir reaksiyon karışımı halinde hazırlanır.

§ Klorür iyonunun sulu ortamda yüksek çözünürlüğünden dolayı çok zayıf bir nükleofil olduğuna dikkat edilmelidir. Reaksiyon hızını arttırmak için Klorür iyonu ile ikameyi kolaylaştıran çinko klorür ekleyin.

Yani SN2 mekanizmasına göre metanol ve sterik olarak engellenmeyen birincil alkollerin çoğu reaksiyona girer. Alkollerin protonlanması, hidroksil grubunu bir ayrılan gruba dönüştürür.

SN2 reaksiyonlarında, birincil alkoller R – CH20H'nin reaktivitesi metanolün kendisinden daha düşüktür. Bunun nedeni halojenür iyonunun protonlanmış alkole saldırması için artan sterik engeldir.

§ Üçüncül ve kısmen ikincil alkoller Protonlanmış bir alkolün kolayca ve hızlı bir şekilde bir su molekülünü serbest bırakarak bir karbokatyon oluşturduğu SN1 mekanizması yoluyla reaksiyona girer. Daha fazla stabilizasyonu, sudan daha güçlü bir nükleofilin (bir halojenür anyonu) saldırısıyla belirlenir.

§ İkincil alkollerden oluşan karbokatasyonun, 1,2-hidrit veya alkil kaymasıüçüncül hale dönüşür, örneğin:

Son aşama, bir alken oluşturmak için bir protonun çıkarılması olan E1 yan reaksiyonuyla karmaşıklaşır.

§ Bazı engellenmiş birincil alkoller neopentil alkol gibi SN1 mekanizması yoluyla reaksiyona girebilir. Ortaya çıkan birincil karbokasyon, 1,2-metil kayması nedeniyle hızla üçüncül bir karbokatyona yeniden düzenlenir:

İkincil alkoller hem SN1 hem de SN2 mekanizmalarını kullanarak reaksiyona girebilir. Bu, alkol konsantrasyonu, asit, reaksiyon sıcaklığı ve solventin doğası ile belirlenir.

· Lucas'ın örneği . Alkolün birincil, ikincil veya üçüncül olup olmadığı şu şekilde belirlenebilir: Lucas örnekleri Bu, üç alkol sınıfının hidrojen halojenürlere karşı farklı reaktivitesine dayanmaktadır. Üçüncül alkoller, reaksiyon karışımının anlık bulanıklığının gösterdiği gibi, Lucas'ın reaktifiyle (konsantre HCl ile susuz ZnCl2'nin bir karışımı) hemen reaksiyona girer, ikincil alkoller - 5 dakika içinde ve birincil alkoller - oda sıcaklığında gözle görülür şekilde reaksiyona girmez. Üçüncül alkoller kolayca karbokasyon oluşturur, ikincil alkoller daha yavaş karbokasyon oluşturur ve birincil alkoller reaksiyona girmez. Alkoller, çinko klorür varlığında konsantre hidroklorik asitte çözünür, ancak bunlardan oluşan halojenürler çözülmediğinden bulanıklık gözlenir. Bunun istisnası, stabil karbokatyonlar oluşturan ve dolayısıyla pozitif reaksiyon veren birincil alilik ve benzil alkollerdir.

· Alkollerin fosfor ve kükürt halojenürlerle etkileşimi . Hidrojen halojenürlerle karşılaştırıldığında, alkollerden haloalkan üretmek için daha uygun reaktifler fosfor ve kükürt halojenürlerin yanı sıra bazı inorganik asitlerin asit halojenürleridir, örneğin SOCl2, PCl3, PCl5, POCl3, COCl2.

R-OH + PCl5 → R-Cl + POCl3 + HCl

3 R-OH + PBr3 → 3 R-Br + H3PO3

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

§ ile reaksiyonlar için fosfor trihalojenürler En olası reaksiyon mekanizması aşağıdaki gibidir. Başlangıçta tryalkil fosfit oluşur ve işlem bazların varlığında gerçekleştirilirse bu bileşik reaksiyonun son ürünü olabilir.

Hidrojen bromür nötralize edilmezse, tryalkil fosfit ara ürünü kolaylıkla protonlanır ve alkil grupları haloalkanlara dönüştürülür.

§ Alkollerin reaksiyonları fosfor pentahalojenürler genellikle yeniden düzenlemelere eşlik etmez ve hidroksil grubuyla ilişkili asimetrik karbon atomunun konfigürasyonunda bir değişikliğe yol açar.

§ Alkollerin reaksiyonlarında tiyonil klorür ileİlk önce bir klorosülfit esteri oluşur.

Çözücünün reaksiyonda yer almaması durumunda, klorosülfit ester molekülünün klorür anyonunun saldırısı arkadan meydana gelir ve reaksiyon ürününün konfigürasyonu tersine çevrilir.

v Hidroksi gruplarının ikamesinde n-toluensülfonil klorürlerin kullanımı . Alkollerin etkileşime girdiği bilinmektedir. P-toluensülfonil klorür (TsCl) piridin varlığında alkil oluşturur- P-toluensülfonatlar ( tosilatlar).

Çünkü P-Toluen sülfat iyonu çok kolay ayrılan bir grup olduğundan, halojenür iyonları da dahil olmak üzere nükleofillerle reaksiyonlarda yeniden düzenlenmeler olmadan kolayca ikame edilebilir.

v Dehidrasyon alkoller sülfürik, fosforik ve oksalik gibi asitlerin yardımıyla alkenlerin oluşumuna yol açar.

Daha önce de belirtildiği gibi, üçüncül alkoller dehidre edilmesi en kolay olanlardır, sonra ikincil ve son olarak birincildir. Alkollerin dehidrasyon işlemi tabidir Zaitsev'in kuralı buna göre bir hidrojen atomu, b-pozisyonundaki en az hidrojenlenmiş karbon atomundan OH grubuna ayrılır, örneğin:

.

Alkollerin dehidrasyonu iki aşamada gerçekleşir. Önce OH grubu protonlanır, daha sonra su molekülü birincil alkollerden bahsediyorsak E2 mekanizmasıyla, tersiyer alkollerden bahsediyorsak E1 mekanizmasıyla elimine edilir. Sekonder alkoller reaksiyon koşullarına bağlı olarak E2 veya E1 mekanizması yoluyla dehidre olabilir.

§ Örneğin, E1 mekanizması ile dehidrasyon meydana gelir ovalar-bütil alkol.

Tersiyer alkoller o kadar kolay kurur ki, bu mümkündür. seçici diol dehidrasyonu Birincil ve üçüncül hidroksil gruplarını içerir.

Üçüncül alkollerin dehidrasyonu zaten 85-100 ºС'de% 20-50 sülfürik asitte gerçekleştirilebilir. İkincil alkoller daha ağır koşullar altında dehidrasyona tabi tutulur: 160 ºС'ye ısıtılan% 85 fosforik asit veya 90-100 ºС sıcaklıkta% 60-70 sülfürik asit.

§ Alken oluşumu ara karbokasyonun stabilitesi ve dallanmış alkenin termodinamik stabilitesi ile belirlenir. Örneğin izoamil alkol için Zaitsev kuralına göre yalnızca 3-metilbüten-1 oluşmalıdır, ancak gerçekte üç alken elde edilir.

İlk oluşan birincil karbokatyon en az kararlı olanıdır, dolayısıyla 1,2-hidrit kayması sonucunda daha kararlı bir ikincil karbokatyona dönüşür.

Buna karşılık, ikincil karbokatyon, en kararlı olduğu için kolayca üçüncül karbokasyona dönüştürülür.

Reaksiyon ürünlerinin çoğu, en dallı alken olarak 2-metilbuten-2 ​​içerir.

İzoamil alkolün birincil bir alkol olduğu unutulmamalıdır; ancak dehidrasyonu, sterik engellerden dolayı E2 mekanizmasının uygulanmasının imkansızlığı ile açıklanan E1 mekanizması yoluyla gerçekleşir.

§ Birincil alkoller 170-190 °C sıcaklık aralığında konsantre sülfürik asitte dehidrate edilir.

Onlar için E2 eleme mekanizması gerçekleştirildi. Reaksiyona giren alkolün kendisi değil, alkil sülfattır ve nükleofilin rolü, hidrojen sülfat anyonu veya su tarafından oynanır.

Reaksiyon düşük sıcaklıkta gerçekleştirildiğinde işlemin alkil sülfat aşamasında durdurulabileceğini belirtmek ilginçtir.

§ Alkollerin dehidrasyonu için endüstride Sülfürik asit yerine, dehidrasyon maddesi olarak alüminyum oksidin kullanılması daha uygundur. Birincil, ikincil ve üçüncül alkoller için heterojen katalitik dehidrasyon gerçekleştirilir.

Alkollerin dehidrasyonu için sülfürik ve fosforik asitlerin yanı sıra alüminyum oksit, oksalik asit, benzensülfonik asit, çinko klorür ve toryum oksit ThO2 de kullanılır. İkincil alkoller toryum(IV) oksit ile ısıtıldığında alkenlerin terminal(terminal) çift bağ.

Alkenlerin oluşumuyla birlikte, reaksiyon koşullarına (sıcaklık ve asit konsantrasyonu) bağlı olarak alkoller, ilgili bölümde tartışılacak olan eterlere dönüştürülebilir.

v Sülfonik asit esterlerinin sentezi. Alkoller sülfoklorürlerle reaksiyona girerek esterler oluşturur:

En yaygın kullanılan asit klorürler tolüensülfonik asit, metansülfonik asit ve triflorometansülfonik asittir:

Sülfonik asitlerin esterleri çeşitli nükleofilik reaksiyonlar için uygun bileşiklerdir, çünkü sülfonat grubu kolayca, genellikle oda sıcaklığında, ikameye tabidir; bu özellikle "triflatlar" R-O-SO 2 CF 3 için geçerlidir.

Reaksiyonlar stereospesifik olarak konfigürasyonun tersine çevrilmesiyle ilerler.

v Alkollerden aminlerin sentezi . Amonyak veya aminlerin alkollerle alkilasyonu, reaktiflerin asidik bir ortamda ısıtılmasıyla gerçekleştirilir.

Reaktiflerin oranına bağlı olarak birincil, ikincil ve üçüncül aminlerin yanı sıra kuaterner amonyum tuzları da elde edilebilir. Alüminyum oksidin katalizör olarak 300 ºС'de kullanılması aynı sonuçlara yol açar.

13.5.2. O-H bağının kırılması

v Alkollerin asit olarak reaksiyonları . Bilindiği gibi bir asidin gücü, bir protonu uzaklaştırabilme yeteneği ile karakterize edilir. Alkoller için bu, oksijen ve hidrojen atomlarının elektronegatifliğindeki farkın yanı sıra hidroksil içeren karbon atomundaki ikame edicilerin doğası ve sayısı ile belirlenir. Pozitif indüktif etkiye (+I-etkisi) sahip olan alkil ikame edicilerinin varlığı, alkollerin asitliğini azaltır. Aslında alkollerin asitliği aşağıdaki sırayla azalır:

CH3OH > birincil > ikincil > üçüncül.

Elektron çekici ikame edicilerin eklenmesiyle alkollerin asitliği artar ve örneğin alkol (CF 3) 3 СОН, asitlik açısından karboksilik asitlerle karşılaştırılabilir.

§ Alkoller, zayıf asitler olarak alkali, alkalin toprak metalleri, alüminyum, galyum, talyum ile reaksiyona girerek alkolatlar iyonik veya kovalent bağlara sahiptirler ve güçlü bazlar ve iyi nükleofiller olarak hareket etme kapasitesine sahiptirler.

§ Alkolatlar alkollerin Grignard reaktifi kullanılarak sodyum ve potasyum hidrürler veya amidlerle işlenmesiyle de elde edilebilir.

CH3CH2OH + NaNH2 → CH3CH2ONa + NH3

CH3OH + CH3MgI → CH3OMgI + CH4

İkinci reaksiyon, hareketli hidrojen atomlarını ölçmek için kullanılır. Chugaev-Tserevitinov-Terentyev reaksiyonu olarak bilinir.

Alkoller sudan önemli ölçüde daha az asidiktir, bu nedenle konsantre alkalilerin etkisi altında bile denge sola kayar.

Ancak bu reaksiyon bazen endüstride en basit alkollerin alkoksitlerini elde etmek için kullanılır. Bu amaçla reaksiyon karışımına benzen ilave edilerek suyun azeotropik bir karışım halinde uzaklaştırılması sağlanır.

Alkol alkoksitler arasında izopropilat ( Ben- PrO) 3 Al ve ovalar-bütilat ( T- BuO) 3 Al alüminyum, Oppenauer oksidasyonu ve Meyerwein-Ponndorf indirgemesi için reaktif görevi görür.

v Oksidasyon veya alkollerin katalitik dehidrojenasyonu. Alkollerin oksidasyonu karbonil bileşiklerinin oluşmasına neden olur. Birincil alkoller aldehitlere dönüştürülür ve bunlar daha sonra karboksilik asitlere oksitlenebilir. İkincil alkoller ketonlara oksitlenir. Tersiyer alkoller normal koşullar altında oksitlenmezler.

Birincil ve ikincil alkollerin aldehitlere veya ketonlara oksidasyonu, aşağıdaki reaktifler kullanılarak gerçekleştirilir: KMnO4, K2Cr207, CrO3, Mn02, Ag20, Ag2C03, vb. Potasyum bikromat ile reaksiyon aşağıdaki denkleme göre ilerler:

Aşağıdaki reaksiyon mekanizması kurulmuştur:

İkincil alkollerin oksidasyonu keton üretme aşamasında dururken, bu koşullar altında birincil alkoller, hidrat formunda karboksilik asitlere oksitlenen aldehitlere dönüştürülür:

Reaksiyonun aldehit aşamasında durdurulması gerekiyorsa işlem susuz metilen klorürde gerçekleştirilir. Bu durumda aldehit hidratın oluşması mümkün değildir ve dolayısıyla karboksilik asit sentezlenemez.

Alkollerin potasyum bikromat ile oksidasyonuna, krom çözeltisinin sarı renginin (Cr 6+) yeşile (Cr 3+) değişmesi eşlik eder ve reaksiyonun ilerlemesi için bir kontrol görevi görebilir.

Üçüncül alkoller normal koşullar altında oksitlenmezler, ancak asidik bir ortamda alkenlere dehidrasyona uğrayabilirler ve bunlar daha sonra karbon zincirinin tahrip edilmesiyle oksitlenir.

· Katalitik oksidasyon . Son zamanlarda, birincil alkoller, karışık bir katalizör üzerinde iyi bir verimle atmosferik oksijenle aldehitlere oksitlenmeye başlandı:

· Katalitik dehidrojenasyon . Birincil ve ikincil alkollerin dehidrojenasyonu, 400-500 ° C'de bakır tel veya bakır-gümüş katalizör üzerinden geçirilerek gerçekleştirilir.

· İyodoform reaksiyon. Alkolde yapısal bir CH3-CH-OH parçasının varlığı şu şekilde değerlendirilebilir: iyodoform reaksiyonu. Bunu yapmak için alkol iyot ve sodyum hidroksit ile işlenir. Kaynaştırıldığında ikincisi sodyum hipoiyodit NaOI'yi oluşturur; bahsedilen yapısal parçaya sahip alkoller sarı renkli bir CHI3 çökeltisi verir.

13.6. monohidrik alkollerin bireysel temsilcileri

§ Metil alkol reaksiyonla elde edilen:

.

Bu, metanol üretmenin ana yoludur. Metanol, anilin metilasyonu, dimetil sülfoksit ve formalin üretimi için teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Vernik solventi olarak kullanılır. Az miktarda metanolün yutulduğunda bile vücutta ciddi zehirlenmelere neden olduğu unutulmamalıdır. İnsanlar için öldürücü doz 25 ml'dir. metanol.

§ Etanol Etilenin hidrasyonu veya karbonhidratların enzimatik hidrolizi ile elde edilir. %96’lık solüsyon halinde kullanılır. Dietil eter, etil asetat ve asetaldehit üretiminde kullanılır. Etil alkol, metanolün aksine küçük miktarlarda vücutta uyarıcı etkiye sahiptir, ancak büyük miktarlarda zehirlenmeye neden olur. Bira, şarap, votka ve diğer alkollü içeceklere dahildir. Etanol su ile %96 alkol ve %4 sudan oluşan bir azeotrop oluşturur. Bu nedenle sıradan damıtma yoluyla %100 (“mutlak”) alkol elde etmek mümkün değildir. Saf alkol elde etmek için içindeki su kimyasal olarak birleştirilir, örneğin damıtmadan önce kalsiyum oksit eklenir.

§ n-propil Alkol, karbonhidratların alkollü fermantasyonu sırasında oluşur.

§ İzopropil alkol propilenin hidrasyonuyla sentezlenir. Propil alkoller, etil alkolün yerine ve aseton üretiminde kullanılır.

§ Butil alkol, şekerlerin etkisi altında fermantasyonu sırasında oluşan bir karışımdan büyük miktarlarda elde edilir. Bakteri asetobutylicumİçeriği %60, %30'u aseton ve %10'u etil alkolden oluşan bir üründür. Ayrıca, N-bütil alkol endüstriyel olarak propilenin hidroformilasyonuyla üretilir. Bütil asetat, herbisit üretiminde ve ayrıca vernik ve boya üretiminde solvent olarak kullanılır.

§ sec-Butil alkol butilenin hidrasyonuyla sentezlenir.

§ İzobütil alkol, kobalt tuzlarının varlığında su gazından elde edilir. Meyve esterleri veya esanslarının hazırlanmasında kullanılır.

§ tert-Bütil Alkol, petrolün parçalanması sırasında oluşan izobutilenin hidrasyonuyla üretilir. Alkilleyici ajan ve solvent olarak kullanılır.

§ Uzun zincirli alkoller bitki mumlarında, böceklerde ve bazı hayvanlarda bulunur. Alüminyum alkilin hidroformilasyonu ve oksidasyonu ile yağların hidrojenlenmesiyle elde edilirler.

13.7. Doymamış alkoller ve bunların eterleri

Enoller

Olefinlerin karbon atomunda hidroksil taşıyamadığı bilinmektedir. sp2-hibrit durum, bu nedenle yapılar (1) kararsızdır ve (2)'de izomerleşir, göre Eltekov-Erlenmeyer kuralı.

Elektron çeken gruplarla (>C=O, –NO2, vb.) ilişkili olmayan, doymamış bir karbon atomunda hidroksil taşıyan yapılar için Eltekov-Erlenmeyer kuralı tam olarak geçerlidir. Bu nedenle vinil alkol ve homologları mevcut değildir ve bunları elde etmeye çalışıldığında asetaldehite veya buna göre homologlarına yeniden düzenlenirler.

Şu anda, genellikle daha karmaşık olmasına veya birkaç oksijen atomu içermesine rağmen, stabil olan ve yalnızca karbonil formunda değil, aynı zamanda doymamış bir alkol formunda da izole edilebilen birçok bileşik bilinmektedir - enol, Örneğin:

Bir karbonil bileşiği ile ondan bir hidrojen atomunun hareketiyle oluşan doymamış alkol-enol arasındaki izomerizm, fenomeni ifade eder. tatomerizm, veya desmotropya. Her iki izomerin de dengede olduğu totomerik formların sıvı karışımlarına denir. alelotropik karışımlar. Tautomerizm hakkında daha fazla bilgi için Bölüm 5, İzomerizm'e bakın.

Yeniden düzenlemenin nedeni, vinil klorürde olduğu gibi, mezomerik etkinin tezahürüdür, ancak bu durumda sona ermektedir.

Mezomerik etki nedeniyle hidroksil grubunun hidrojen atomu protonlanır ve δ- yüküyle ikinci doymamış karbon atomunda proton saldırısı için uygun bir yer oluşturulur.

Alkoller, hidroksil grubu veya hidroksil adı verilen bir veya daha fazla -OH grubu içeren hidrokarbon türevleridir.

Alkoller sınıflandırılır:

1. Molekülde bulunan hidroksil gruplarının sayısına göre alkoller monohidrik (bir hidroksil ile), diatomik (iki hidroksil ile), triatomik (üç hidroksil ile) ve çok atomlu olarak ayrılır.

Doymuş hidrokarbonlar gibi monohidrik alkoller de doğal olarak oluşturulmuş bir dizi homolog oluşturur:

Diğer homolog serilerde olduğu gibi, alkol serisinin her bir üyesi bileşim açısından önceki ve sonraki üyelerden homolog bir fark (-CH2-) ile farklılık gösterir.

2. Hidroksil'in hangi karbon atomunda bulunduğuna bağlı olarak birincil, ikincil ve üçüncül alkoller ayırt edilir. Birincil alkollerin molekülleri, metanoldeki bir radikalle veya bir hidrojen atomuyla (birincil karbon atomunda hidroksil) ilişkili bir -CH2OH grubu içerir. İkincil alkoller, iki radikale (ikincil karbon atomundaki hidroksil) bağlı bir >CHOH grubu ile karakterize edilir. Üçüncül alkol moleküllerinde üç radikalle (üçüncül karbon atomunda hidroksil) ilişkili bir >C-OH grubu bulunur. Radikalini R ile göstererek, bu alkollerin formüllerini genel biçimde yazabiliriz:

IUPAC isimlendirmesine uygun olarak, bir monohidrik alkolün adı oluşturulurken ana hidrokarbonun adına -ol son eki eklenir. Bir bileşik daha üst düzey işlevler içeriyorsa, hidroksil grubu hidroksi- ön ekiyle gösterilir (Rusça'da oksi- öneki sıklıkla kullanılır). Bir hidroksil grubuna bağlı bir karbon atomu içeren en uzun dallanmamış karbon atomu zinciri ana zincir olarak seçilir; bileşik doymamışsa bu zincire çoklu bir bağ da dahil edilir. Numaralandırmanın başlangıcını belirlerken, hidroksil fonksiyonunun genellikle halojen, çift bağ ve alkilden öncelikli olduğu, bu nedenle numaralandırmanın, hidroksil grubunun bulunduğu zincirin daha yakın ucundan başladığı unutulmamalıdır:

En basit alkoller, hidroksil grubunun bağlandığı radikallere göre adlandırılır: (CH3)2CHOH - izopropil alkol, (CH3)3SON - tert-bütil alkol.

Alkoller için sıklıkla rasyonel bir isimlendirme kullanılır. Bu isimlendirmeye göre alkoller, metil alkol - karbinolün türevleri olarak kabul edilir:

Bu sistem, radikal adının basit ve oluşturulmasının kolay olduğu durumlarda uygundur.

2. Alkollerin fiziksel özellikleri

Alkoller daha yüksek kaynama noktalarına sahiptir ve önemli ölçüde daha az uçucudur, daha yüksek erime noktalarına sahiptir ve karşılık gelen hidrokarbonlara göre suda daha fazla çözünür; ancak molekül ağırlığının artmasıyla fark azalır.

Fiziksel özelliklerdeki fark, hidroksil grubunun yüksek polaritesinden kaynaklanmaktadır ve bu, hidrojen bağı nedeniyle alkol moleküllerinin birleşmesine yol açmaktadır:

Bu nedenle alkollerin kaynama noktalarının, karşılık gelen hidrokarbonların kaynama noktalarına kıyasla daha yüksek olması, moleküller gaz fazına geçtiğinde hidrojen bağlarının kırılması ihtiyacından kaynaklanmaktadır ve bu da ek enerji gerektirir. Öte yandan, bu tür bir ilişki moleküler ağırlıkta bir artışa yol açar ve bu da doğal olarak uçuculuğun azalmasına neden olur.

Düşük moleküler ağırlığa sahip alkoller suda oldukça çözünür, su molekülleriyle hidrojen bağları oluşturma olasılığını hesaba katarsak bu anlaşılabilir bir durumdur (suyun kendisi çok büyük ölçüde ilişkilidir). Metil alkolde hidroksil grubu molekülün kütlesinin neredeyse yarısını oluşturur; Bu nedenle metanolün suyla her bakımdan karışabilir olması şaşırtıcı değildir. Alkoldeki hidrokarbon zincirinin boyutu arttıkça hidroksil grubunun alkollerin özelliklerine etkisi azalır; buna bağlı olarak maddelerin sudaki çözünürlüğü azalır ve hidrokarbonlardaki çözünürlüğü artar. Yüksek moleküler ağırlığa sahip monohidrik alkollerin fiziksel özellikleri zaten karşılık gelen hidrokarbonların özelliklerine çok benzer.

Alkollerin izomerizmi - Bölüm Eğitim, Alkollerin Modül i sınıflandırması Alkoller Yapısal İzomerizm ile karakterize edilir: · Karbon İzomerizmi...

İş bitimi -

Bu konu şu bölüme aittir:

Alkollerin modül i sınıflandırması

I, grup sayısına göre monohidrik, dihidrik ve polihidrik alkolleri ayırt ederler.. sn sn o.. etanol etilen glikol gliserin..

Bu konuyla ilgili ek materyale ihtiyacınız varsa veya aradığınızı bulamadıysanız, eser veritabanımızdaki aramayı kullanmanızı öneririz:

Alınan materyalle ne yapacağız:

Bu materyal sizin için yararlı olduysa, onu sosyal ağlardaki sayfanıza kaydedebilirsiniz:

Bu bölümdeki tüm konular:

Kimyasal özellikler
I. Asit-baz özellikleri. Alkoller zayıf amfoterik bileşiklerdir. 1. Sodyum ile etkileşim (asidik özellikler) 2C2H5–OH + 2Na ®

Polihidrik alkoller
Polihidrik alkoller, birkaç hidrojen atomunun OH grupları ile değiştirildiği hidrokarbonların türevleri olarak düşünülebilir. Dioller veya glikoller olarak adlandırılan dihidrik alkoller üç tanedir.

Alkollerin kimyasal özellikleri
Polihidrik alkoller, monohidrik alkollerin reaksiyonları ile karakterize edilir ve bir veya daha fazla –OH grubunun katılımıyla meydana gelebilir. 1. Aktif metallerle etkileşim:

Fenolün yapısı, benzen halkasının ve hidroksil grubunun karşılıklı etkisi
Bir fenol molekülünde benzen halkası ve OH grubu karşılıklı olarak birbirini etkiler. OH grubunun oksijen atomunun yalnız elektron çifti, benzen halkasıyla p, π konjugasyonu içindedir. Bu nedenle,

Hidroksil grubunu içeren reaksiyonlar
1. Sulu çözeltilerde ayrışma: fenolat - iyon 2. Aktif maddelerle etkileşim

İzomerizm
Birincil aminler için - karbon-karbon zincirinin izomerizmi ve gr'ın konumu. – NH2 (1, 2); ikincil ve üçüncül aminler için – radikal izomerizmi – metamerizm 1) CH3 – CH

Amin molekül yapısı
N – H, C – N bağları polardır ancak N, C, H atomlarının farklı EO'larına göre NH bağının polaritesi CN'den daha büyüktür. Bu nedenle birincil ve ikincil aminler, alkoller gibi eğilimlidir. H bağları oluşturmak için.

Kimyasal özellikler
I. Temel özellikler Aminler NH3'ten daha güçlü bazlardır. Bu durum radikallerin +I etkisi ile açıklanmaktadır. N atomundaki elektron yoğunluğu ne kadar büyük olursa, bazlık da o kadar büyük olur. İÇİNDE

Amino alkoller
Bunlar bir molekülde hem gr içeren bileşiklerdir. –NH2 ve –OH. Homolog serinin ilk üyesi

Egzersizler
1. Etil alkol molekülünün yapısını çiziniz. Dört reaksiyon merkezini listeleyin. 2. Propanolün asidik özelliklerini kanıtlayan bir reaksiyon yazın. 3. Esterleşme reaksiyonunu yazın

Laboratuvar işi
“Alkollerin, fenollerin özellikleri” Deney 1 Bakır (II) gliseratın hazırlanması Bir test tüpüne 2-3 damla su çözeltisi ekleyin

Belediye bütçeli eğitim kurumu

"Novoşimkussk Ortaokulu

Çuvaş Cumhuriyeti'nin Yalçık bölgesi"

Kimyada açık bir dersin özeti
10. sınıfta

« Doymuş monohidrik alkollerin yapısı.

İzomerizm ve isimlendirme»

Bir kimya öğretmeni tarafından hazırlanmıştır.

İle. Yeni Shimku'lar

Sloganı: Görünmeyeni bilmek,

Görünen şeye dikkatlice bakın.

(Antik bilgelik)

Hedef:Öğrencilere doymuş monohidrik alkollerin yapısı, izomerizm ve isimlendirme hakkında bilgi verilmesi , alkollerin canlı bir organizma üzerindeki etkisi.

Görevler:

eğitici: alkollerin bileşimini, fiziksel özelliklerini, isimlendirilmesini ve izomerizmini incelemek, kimyasal bir deneyin nasıl yapılacağını öğrenmek; etil alkolün toksisitesinin nedenlerini belirlemek, derste konuyla ilgili temel terim ve kavramların tekrarını sağlamak; gelişmekte:Öğrencilerin mantıksal düşünmesinin, analiz etme, karşılaştırma, bakış açılarını makul bir şekilde ifade etme ve sonuç çıkarma becerilerinin gelişimi için koşullar yaratmak; eğitici: Sağlıklı bir yaşam tarzını teşvik edin, sağlığınızı koruma konusunda aktif bir pozisyon geliştirin ve sorumluluk aşılayın.

Ekipman ve reaktifler:

destekleyici notlar, reaktifler (su, etil alkol, yumurta akı çözeltisi), laboratuvar ekipmanı; multimedya projektörü, ekran, bilgisayar; CD "Cyril ve Methodius'tan Kimya Dersleri. 10-11. Sınıflar."

Dersler sırasında:

Zamanı organize etmek. Hidrokarbonların ana sınıflarının tekrarı - alıştırmalar, kimyasal dikte. Yeni materyal öğrenme.

3.1. Dersin bilişsel görevini belirlemek.

3.2. Alkol kavramı: alkollerin bileşimi ve yapısı.

3.3. Alkollerin isimlendirilmesi ve alkollerin sınıflandırılması.

3.4. Alkollerin izomerizmi.

3.5. Grup çalışması.

3.6. Öğrenci sunumu “Etanolün insan vücudu üzerindeki etkisi.”

4. Sabitleme.

5. Yansıma.

6.Ödev par.20, alıştırma. 5-7, sayfa 88

1. Organizasyon anı.

2.Hidrokarbonların bileşimi ve özelliklerinin tekrarı.

Bilmecelerde hangi hidrokarbonlar tartışılıyor?

Alkenlere özelliklerimiz benziyor

Ayrıca bromlu su ile etkileşime giriyoruz.
Moleküllerde P-bağları cezadır,
-in ekimiz size ismi söyleyecektir... (Alkins)

Hidrojen ve suyla bağlantı kurmayı seviyoruz.
Ama değiştirilmeyi sevmiyoruz,
Huzurunu bozuyorum.
Bizden alabilirsiniz
Polimerler en yüksek sınıftır! (Alkenler, dienler, alkinler)

Şimdi biraz kimyasal dikte yapalım.

Öğretmen açıklamayı okur ve herhangi bir öğrenciden cevabını açıklamasını isteyebilir. Dikte yazılı olarak yapılır ve öğrenciler çiftler halinde çalışır. Öğrencilerden biri tahtada görevi yapar, diğeri bilgisayarda çalışır ve sınava girer.

1. İsimlerin son eki vardır - an. (Alkanlar)

2. Atomik yörüngelerin sp2 hibridizasyonu ile karakterize edilirler. (Alkenler, dienler,)

3. Moleküller yalnızca sigma bağları içerir. (Alkanlar, sikloalkanlar)

4. Moleküllerde bir çift bağ vardır. (Alkenler)

5. Molekülde siklik bir parça bulunmalıdır. (Sikloalkanlar)

6. Atomik yörüngelerin (Alkinler) sp-hibridizasyonu ile karakterize edilirler.

7. Bu hidrokarbonların genel formülü SpN2n'dir. (Alkenler, sikloalkanlar)

8. Esas olarak ikame reaksiyonları ile karakterize edilirler. (Alkanlar, sikloalkanlar)

9. Moleküllerin üçlü bağa sahip olması gerekir. (Alkinler)

10. İsimler –in son ekine sahiptir (Alkinler)

o Buten-1'in homologlarının ve izomerlerinin yapısal formüllerini seçin ve onlara ad verin:

3. Dersin bilişsel görevini belirlemek.

Biz basit maddeler değiliz
Ve eski çağlardan beri bilinmektedir.
Tıpta uygulanabilir:
Enfeksiyonla savaşın.
Özellikler konusunda o kadar basit değiliz.
Ve bize denir... (alkoller)

O halde bugünkü dersimizin konusu

“Doymuş monohidrik alkollerin yapısı. İzomerizm ve isimlendirme.

Bugün bu bileşiklerin bileşimi, yapısı, izomerizmi ve isimlendirilmesi hakkında bilgi sahibi olacağız. Ayrıca ne tür alkollerin bulunduğunu ve alkollerin fiziksel özelliklerinde ne gibi tehlikelerin saklı olabileceğini de öğreneceğiz.

4. Alkollerin bileşimi ve yapısı.

Görevi: Bu madde eski çağlardan beri insanoğlu tarafından bilinmektedir. Adı Arapça'da "sarhoş edici" anlamına gelmektedir. Ulusal ekonominin çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Dezenfektan özelliği vardır. 3,45 gramının yanması sonucu 6,6 gram CO2 ve 4,05 gram ağırlığında su oluştuğu biliniyorsa hangi maddeden bahsediyoruz? Bu maddenin havadaki buhar yoğunluğu 1,59'dur. (Cevap etanol C2H5OH'dir.)

Tüm monohidrik alkollerin genel formülü SpH2n + 1OH veya ROH'dir. C2H5OH - etil alkol örneğini kullanarak alkol molekülünün yapısını ele alalım.

Hidrojen atomlarından biri diğer atomlardan farklıdır. (Öğrencilere yönelik soru - Neden?) Oksijen aracılığıyla bir karbon atomuna bağlıdır. Bu nedenle farklı davranacağı varsayılabilir. Bu varsayım neye dayanıyor? Oksijenin daha yüksek elektronegatifliğe sahip olduğunu bildiğiniz için bu soruyu kendiniz cevaplayabilirsiniz. Hidrojen atomundaki elektronları kendine doğru çekecektir. O-H bağının polar olduğu ortaya çıkıyor. Bu bir yön okuyla gösterilir:

O  H. Alkollerin kimyasal özelliklerini, yani kimyasal işlevlerini belirleyecek olan bu grup, OH'dir. Bu tür gruplara denir işlevsel.

Fonksiyonel bir maddenin kimyasal özelliklerini belirleyen bir atom grubudur.

Fonksiyonel grubun zihinsel olarak uzaklaştırılmasından sonra alkol molekülünde kalan şeye hidrokarbon radikali denir.

Artık alkolün tanımını çıkarabiliriz... (öğrencilerin kendileri tarafından formüle edilmiş, alkol tanımı için farklı seçenekler sunan)

Alkoller molekülleri bir hidrokarbon radikaline bağlı bir veya daha fazla fonksiyonel hidroksil grubu içeren organik maddelerdir.

Alkoller - bunlar, moleküllerindeki bir veya daha fazla hidrojen atomunun fonksiyonel (hidroksil) gruplarla değiştirildiği hidrokarbon türevleridir.

Alkoller - bunlar, molekülleri bir hidrokarbon radikaline bağlı bir veya daha fazla hidroksil grubu içeren organik bileşiklerdir.

5.Alkollerin isimlendirilmesi .

CH3OH – metil alkol. (C2H5OH, C3H7OH - bağımsız olarak adlandırılırlar.)

CH3OH – metanol.

Alkol isimlendirmesinin temel ilkeleri:

En uzun karbon zinciri, zincirin hidrokso grubuna en yakın ucundan seçilir ve numaralandırılır. Ana karbon zincirindeki ikame ediciler isimlendirilir ve konumları sayılarla gösterilir. Ana zinciri alkan olarak adlandırın ve –ol sonekini ekleyin. Sayı OH grubunun konumunu gösterir.

(Öğrenciler tahtaya yazılan alkollerin isimlendirilmesi görevini tamamlarlar)

Tahtadaki görev: Alkolleri sistematik isimlendirmeye göre adlandırın:

6. Alkollerin sınıflandırılması . ( Cyril ve Methodius'un CD'si )

(Öğrenci sıralarında alkollere ilişkin bir sınıflandırma şeması bulunmaktadır)

Alkoller farklı şekillerde sınıflandırılır.

Alkoller ayırt edilir: tek atomlu iki atomlu üç atomlu

3. Karbon atomunun doğası gereği. Alkol grubunun değerliğine bağlı olarak alkoller şunlardır: öncelik – tek değerlikli bir alkol grubu –CH2OH (örneğin, CH3-CH2OH etanol) içerir; ikincil – iki değerlikli bir alkol grubu =CHOH (örneğin, CH3-CHOH-CH3 propanol-2) içerir; üçüncül – üç değerlikli bir alkol grubu =C-OH içerir (örneğin, 2-metilbutanol-2:

(Önceden sunulan formüllerden öğrenciler alkolleri, farklı sınıflandırmalardaki alkol formüllerini bulurlar)

1. Egzersiz . Aşağıdaki alkollerden hangisi: a) birincil; b) ikincil; c) üçüncül?

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

Görev 3.

(Öğrenci masalarında alkollerin izomerizm türlerinin bir diyagramı vardır; “izomerler” ve “izomerizm” kavramları tekrarlanmıştır.)

7. Alkollerin izomerizmi

Aşağıdaki izomerizm türleri alkollerin karakteristiğidir:

Örneğin,

Örneğin,

Örneğin,

Egzersiz yapmak:

8. Grup çalışması (5 grup çalışıyor. Grup 1 - inşaatçılar etanol ve metanolün top ve çubuk modelini oluştururlar. Grup 2 - etanolün fiziksel özelliklerini inceleyen uygulayıcılar. Grup 3 – teorisyenler ek bilgileri kullanarak metil alkol hakkında konuşurlar. Grup 4 - teorisyenler ek bilgileri kullanarak etil alkolden bahsediyor. Grup 5 – etanolün protein molekülleri üzerindeki etkisini inceleyen uygulayıcılar) Her grup sorulan soruları yanıtlar.

9. Öğrenci konuşması "Etanolün insan vücudu üzerindeki etkisi."

4. Konsolidasyon.

5. Refleks. Bugünkü dersten yeni ne öğrendiniz? Edindiğiniz bilgileri nerede uygulamaya koyabilirsiniz? Dersimizi beğendin mi? Neden?

6. Ödev. Par.20. eski. 5,6,7. Sayfa 88.

C2H5OH bir ilaçtır. Etanolün etkisi altında kişinin dikkati zayıflar, tepkiler engellenir ve hareketlerin korelasyonu bozulur. Uzun süreli kullanımda sinir sisteminde derin bozukluklara, kardiyovasküler sistem hastalıklarına, sindirim sistemine neden olur ve ciddi bir hastalık - alkolizm ortaya çıkar.

Alkollerin sınıflandırılması.

1.Hidrokarbon radikalinin doğası gereği alkoller şunlardır: sınır – hidrokarbon radikali yalnızca tekli bağlar içerir (örneğin, CH3OH metanol, C4H9OH bütanol); sınırsız – doymamış bir hidrokarbon radikali içerir (örneğin, CH2=CH-CH2OH allil alkol); aromatik – aromatik bir hidrokarbon radikali içerir (örneğin, C6H5-CH2OH benzil alkol).

2. Hidroksil gruplarının sayısına göre alkoller ayırt edilir: tek atomlu – bir OH grubu içerir (örneğin, CH3-CH2-OH etanol); iki atomlu – iki OH grubu içerir (örneğin, HO-CH2-CH2-OH etilen glikol veya etandiol-1,2); üç atomlu – molekülde üç OH grubu içerir (örneğin, HO-CH2-CHOH-CH2-OH gliserol veya propanetriol-1,2,3).

Örneğin,

Örneğin,

Örneğin,

(Öğrenciler birleştirme görevini ayrı kartlarda tamamlarlar.)

Egzersiz yapmak: Verilen formüllerden pentanol-1 izomerlerini bulun ve izomerizmin tipini belirleyin. Tüm bağlantılara ad verin:

Görev 3. C4H9OH maddesinin olası tüm izomerlerini yazın.