Спирты. Фенолы. Меркаптаны. Простые эфиры и эфиры неорганических кислот

 

Спиртами называются производные углеводородов, со­держащие одну или несколько гидроксильных групп ОН у насыщенного атома углерода. Прежде всего, ознакомьтесь с классификацией, номенклатурой и изомерией спиртов.

По международной номенклатуре названия одноатомных спиртов складываются из названия соответствующих углево­дородов и окончания -ол, двухатомных – -диол, трехатомных – -триол. Цифрой указывается местоположение гидроксилов. Многоатомные спирты чаще называют по числу углеродных атомов, добавляя окончание -ит. Например: пентит, гексит и т.д.

Изомерия спиртов обусловлена строением углеродной це­пи и положением гидроксила. В зависимости от положения гидроксила различают спирты первичные, вторичные, третич­ные.

Изучая химические свойства, обратите внимание, что не­которые из них зависят от положения гидроксила (например, отношение их к действию окислителей), от числа гидроксиль­ных групп в молекуле спирта (например, реакция с гидроксидом меди для двух-, трех- и многоатомных спиртов).

Спирты не обладают ярко выраженными кислотными или основными свойствами. Однако благодаря смещению элект­ронной плотности алкильным радикалом в сторону атома кислорода, легче протекает диссоциация связи С–ОН, чем связи О–Н. В результате этого легче протекают реакции за­мещения гидроксила, а реакции с участием атома водорода в гидроксиле (с образованием алкоголятов, простых и слож­ных эфиров) идут труднее,

По-разному ведут себя первичные, вторичные и третичные спирты в реакциях окисления, и на это надо обратить внимание при рассмотрении примеров реакций. Разные продукты при окислении дает глицерин, поскольку в его молекуле име­ются первичные и вторичные спиртовые группы.

При изучении многоатомных, алициклических и непре­дельных спиртов усвойте структуры наиболее важных пред­ставителей (эритриты, пентиты, гекситы, инозиты, кверцит, гераниол, фарнезол, цитронеллол). Кроме этого, изучая спир­ты, рассмотрите реакции, связанные с радикалом: для пре­дельных спиртов – реакции замещения атома водорода, для непредельных – реакции присоединения, полимеризации и др.

 

При изучении фенолов обратите внимание на строение молекулы фенола, классификацию, изомерию. Необходимо знать представителей двух- и трехатомных фенолов, уметь отличать фенолы от ароматических спиртов. Следует уяснить, что отличие химических свойств фенолов от ароматических спиртов обусловлено электроотрицательным характером фенильного (С₆Н₅–) радикала, который придает фенолу кис­лые свойства. В связи с этим фенолы в отличие от спиртов  взаимо-

действуют со щелочами, образуя феноляты. Другой особенностью фенолов является то, что под влиянием гидроксильной группы атомы водорода в бензольном ядре в орто- и параположениях приобретают большую подвижность и бо­лее высокую способность к реакциям замещения (нитрование, бромирование). Производные фенола (простые и слож­ные эфиры, нитрофенолы, гербициды) имеют большое прак­тическое значение.

Изучая меркаптаны, обратите внимание на их строение: это сернистые аналоги спиртов. Их общая формула R–SН. Название меркаптанов (тиолов) образуют добавлением окон­чания -тиол к названию углеводородов. Например:

СН₃–SН;      СН₃–СН₂–СН₂–SН.

                                     метилтиол         пропилтиол

Меркаптаны обладают кислотными свойствами, более яр­ко выраженными, чем у спиртов, благодаря наличию SН-группы. Обратите внимание на соединения, содержащие тиоловую группу, серу, дисульфидные связи, аминокислоты: цистин, цистеин, метионин и ферменты.

При рассмотрении простых эфиров изучите способы их образования из спиртов, галогенпроизводных. Познакомьтесь с номенклатурой и изомерией простых эфиров. Уясните, что простые эфиры являются довольно устойчивыми в химическом отношении соединениями. В отличие от сложных эфиров они не омыляются, с кислотами дают соли оксония. Наиболь­шее значение имеют диэтиловый эфир, анизол (простой эфир фенола), диоксан.

Из эфиров минеральных кислот обратите внимание на эфиры борной, серной, азотной, кислородных кислот фосфо­ра (фосфорной, пирофосфорной), а также познакомьтесь с фосфорсодержащими инсектицидами.

 

Литература: [1, с. 222–250, с. 453].

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ

 

Альдегидами называются производные углеводородов, в молекуле которых атом водорода замещен альдегидной группой

                                                                     О

–С        .

Н

                                                О

Общая формула  R–С.

                                         H

Кетонами называются соединения, в молекуле которых карбониль-

 

ная группа –СО– связана с двумя углеводородны­ми радикалами. Общая формула R–С–R'.

                      О

Таким образом, благодаря наличию в молекуле этих классов соединений общей группы >С=0, они способны про­являть общие химические свойства. Необходимо знать, что электронное строение двойной связи карбонильной группы характеризуется наличием одной s-связи и одной p-связи. Эта двойная связь сильно поляризована благодаря большей электроотрицательности атома кислорода по сравнению с уг­леродным атомом, т. е. альдегиды и кетоны – полярные ве­щества с избыточной электронной плотностью на атоме кис­лорода. Этим и определяются химические реакции альдеги­дов и кетонов.

Наиболее характерны для альдегидов и кетонов реакции присоединения, замещения, конденсации.

Для альдегидов характерны легкая окисляемость и спо­собность к реакциям полимеризации. Кетоны окисляются труднее и не вступают в реакции полимеризации. При изуче­нии химических свойств альдегидов и кетонов обратите вни­мание на подвижность водорода при a-уг-леродном атоме, т.е. атома, непосредственно связанного с карбонильной группой. При изучении свойств непредельных альдегидов обратите внимание на реакции присоединения по кратной связи в ра­дикале, а также на значение альдегидов, содержащихся в растениях (цитраль). Ароматические альдегиды и кетоны обладают некоторыми особенностями. Обратите внимание на отсутствие a-водорода в бензальдегиде, в связи с чем при реакции с хлором идет замещение водорода альдегидной группы, а также на способность ароматических альдегидов вступать в реакции бензоиновой конденсации. Большое значение имеют такие соединения, как: хиноны – продукты окисления двухатомных фенолов (орто- и параизомеров). По своим химическим свойствам они

 

ведут себя как непредельные кетоны. Производные хинонов входят в струк­туру витамина К.

 

Литература: [1, с. 264–284].

КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

 

Карбоновые кислоты – это класс органических соединений, содер-

                                                              О

жащих карбоксильную группу –С       .

                                                                    ОН

При рассмотрении  этого  класса соединений необходимо обратить

внимание на классификацию, номенклатуру, изомерию карбоновых кислот. Свойства карбоновых кислот, несмотря на наличие в карбоксильной группе карбонила >С=О и гидроксила –ОН, отличаются от свойств спиртов, альдегидов и кетонов благодаря взаимному влиянию этих функциональных групп друг на друга. Изучая свойства важнейших предста­вителей карбоновых кислот (муравьиной, уксусной, пальми­тиновой, стеариновой, бензойной), обратите внимание на особенности муравьиной кислоты.

Из известных методов получения карбоновых кислот об­ратите внимание на возможность получения их путем окис­ления углеводородов, спиртов, альдегидов, кетонов, а также путем гидролиза галогенпроизводных и нитрилов.

 

Литература: [1, с. 286–294].