Упражнения. 1 Напишите структурные формулы всех изомерных ароматических углеводородов с формулами С8Н10 и С9Н12

1 Напишите структурные формулы всех изомерных ароматических углеводородов с формулами С₈Н₁₀ и С₉Н₁₂. Назовите их по международной номенклатуре.

2 Выведите формулы изомерных углеводородов: а) метилэтилбензолов; б) этилизопропилбензолов. Назовите каждый углеводород по рациональной и международной номенклатуре. Почему в бензоле все углерод-углеродные связи равноценны и формула Кекуле с чередующимися одиночными и двойными связями является лишь условной формулой?

3 Напишите структурные формулы:
а) п -этил- трет бутилбензола; б) о -этил- втор- бутилбензола;
в) о -метилизопропилбензола г) м -нитротолуола;
д) п -бромтолуола; е) п -ксилола;
ж) п -метилстирола; и) симм. -триметилбензола.
Назовите их, пользуясь цифровыми обозначениями радикалов.

4 Какие из приведенных ниже углеводородов легко обесцвечивают бромную воду и какие не обесцвечивают:
а) фенилэтилен; б) этилбензол;
в) п -метилэтилбензол; г) 1-фенилбутен-2;
д) п -толилацетилен; е) винилбензол.
Напишите соответствующие уравнения реакций и назовите образующиеся галогенпроизводные.

5 Назовите следующие соединения:

6 Напишите формулы и назовите ароматические углеводороды, которые при окислении дают следующие кислоты:

Приведите уравнения реакций окисления.

7 Напишите формулы гомологов бензола, образующихся при действии металлического натрия на смесь:
а) бромбензола и этилбромида;
б) хлорбензола и изопропилхлорида;
в) хлорбензола и трет -бутилхлорида.
Какие побочные продукты могут при этом образовываться?

8 Какие моносульфосоединения могут быть получены при сульфировании: а) оксибензола (фенола); б) нитробензола; в) хлорбензола; г) толуола. Расположите исходные соединения в ряд по убывающей легкости сульфирования.

9 Предложите схему синтеза п -нитроэтилбензола из бензола. Объясните, какой заместитель следует ввести в ядро раньше.

10 Предложите способы получения п -нитрохлорбензола и м -нитрохлорбензола исходя из бензола.

11 Осуществите превращения:
а) бензол А Б B;
б) бензол А Б В Г

12 Укажите метод синтеза и необходимые реагенты для следующих превращений:

Тема 6

Спирты

1 Строение, номенклатура, изомерия одноатомных спиртов

2 Свойства, получение спиртов

3 Многоатомные спирты, химические особенности

Основные понятия по теме

Спирты – производные углеводородов, содержащие группу (или несколько групп) –ОН, называемую гидроксильной группой или гидроксилом.

В зависимости от того, при каком атоме углерода находится гидроксил, различают первичные, вторичные и третичные спирты. В молекулах первичных спиртов содержится группа –СН₂ОН, связанная с одним радикалом, или с атомом водорода у метанола (гидроксил при первичном атоме углерода). У вторичных спиртов гидроксил находится при вторичном атоме углерода. В молекулах третичных спир-тов – при третичном атоме углерода. Обозначая радикал через R, можно напи­сать формулы этих спиртов в общем виде:

В соответствии с номенклатурой ИЮПАК при построении названия одноатомного спирта к названию родоначального углеводорода до­бавляется окончание -ол. При наличии в соединении более старших функций гидроксильная группа обозначается префиксом гидрокси- (на русском языке часто используется префикс окси-). В качестве основной цепи выбирается наиболее длинная неразветвленная цепь углеродных атомов, в состав которой входит атом углерода, связанный с гидроксильной группой; если соединение является ненасыщенным, то в эту цепь включается также и кратная связь. При определении начала нумерации гидроксильная функция обычно имеет преимущество перед галогеном, двойной связью и алкилом, следовательно, нумерацию начинают с того конца цепи, ближе к которому расположена гидроксильная группа:

Простейшие спирты называют по радикалам, с которыми соединена гидроксильная группа: (СН₃)₂СНОН – изопропиловый спирт, (СН₃)₃СОН – трет- бутиловый спирт.

По рациональной номенклатуре спирты рассматриваются как производные метилового спирта – карбинола:

Кроме этих типов наименований некоторые спирты имеют еще эм­пирические названия, связанные с историей открытия в том или ином природном продукте, способом получения и т. п. Например, метило­вый спирт часто называется древесным спиртом, так как он получается при сухой перегонке дерева; этиловый спирт – винным спиртом, так как был впервые обнаружен в виноградном вине, и т. д.

Многоатомные спирты, содержат две и более спиртовые гидроксильные группы.

Двухатомные спирты (гликоли, или диолы). Соединения этой груп­пы обычно называют, прибавляя к названию радикала слово гликоль. Так, обычно спирт С₂Н₄(ОН)₂ называют этиленгликоль, спирт С₃Н₆(ОН)₂ –пропиленгликоль и т. д.; по международной номенкла­туре к наименованию углеводорода прибавляют диол, например, эти­ленгликоль будет называться этандиол-1,2.

Трехатомные спирты (глицерины, или триолы). Из соединений этой группы рассмотрим лишь простейший трехатомный спирт, производ­ный пропана, – пропантриол, называемый обычно просто глицерином:

Изомерия спиртов обусловлена положением гидроксильной группы и изомерией углеродного скелета.

Сравнение физических свойств одноатомных спиртов и углеводо­родов близкой молекулярной массы обнаруживает ряд резких разли­чий, особенно для низших членов ряда. Спирты значительно менее летучи (имеют более высокие температуры кипения), имеют более высокие температуры плавления и лучше растворимы в воде, чем соот­ветствующие углеводороды: однако различие уменьшается сростом молекулярной массы.

Разница в физических свойствах связана с высокой полярностью гидроксильной группы, которая приводит к ассоциации молекул спирта за счет водородной связи.

Химические свойства:

Атом водорода гидроксила обладает определенной подвижностью и способен к легкому замещению.

– замещение атома водорода в гидроксиле металлом:

2R−OH + 2Na → 2R−ONa + H₂↑.

алкоголят натрия

Вещества, получающиеся в результате такого замещения, называются алкоголятами.

В реакции образования алкоголята спирт проявляет свойства слабой кислоты;

– образование сложных эфиров: при взаимодействии спиртов с минеральными и органическими кислотами получаются сложные эфиры:

Реакция образования сложных эфиров носит название реакции этерификации.

Гидроксильная группа спирта в некоторых реакциях обладает известной подвижностью и может замещаться или отщепляться.

– замещение гидроксила на галоген с образованием галогенпроизводных углеводородов: обычно реакция осуществляется при дейст­вии на спирты галогенидов фосфора или серы, а также галогенводородов:

СН₃ОН + РBr₅ →CH₃Br + POBr₃ + HBr;

C₃H₇OH + SOCl₂ →C₃H₇Cl + SO₂ + HCl;

C₂H₅OH + HBr →C₂H₅Br + HOH.

– внутримолекулярная дегидратация: при нагрева­нии спирта с большим количеством крепкой серной кислоты или хлоридом цинка, а также при пропускании паров спирта при 350–500 ⁰С через трубку с окисью алюминия происходит реакция дегид­ратации (отнятие воды) и образуются этиленовые углеводороды. Так, например, из этилового спирта получается этилен:

СН₃−СН₂−ОН СН₂=СН₂ + Н₂О.

Легче всего дегидратируются третичные, потом вторичные и затем уже первичные спирты. В спиртах сложного строения преимущественно отщепляется третичный атом водорода, в гораздо меньшей степени – вторичный, и практически не отщепляется первичный (правило Зайцева):

– межмолекулярная дегидратация: при нагревании избытка спирта с серной кислотой или при пропускании паров спирта через порошкообразный безводный сульфат алюминия при 200° С наряду с этиле­новыми углеводородами получаются и простые эфиры:

С₂Н₅ОН + НОС₂Н₅ (С₂Н₅)₂О + Н₂О;

диэтиловый эфир

– окисление спиртов:

Окисление спиртов можно проводить сильными окислителями, например К₂Сr₂О₇ + H₂SO₄ или KMnO₄ + H₂SO₄.

Окисление спирта дихроматом калия может быть выражено уравнением:

Окисление третичных спиртов:

При окислении третичного спирта, идущем в более жестких условиях, происходит разрыв по углерод-углеродным связям, ближайшим к оксигруппе, и обычно получается несколько кислородсодержащих соединений с меньшим, чем в исходном спирте, числом атомов углерода вмолекуле. Разрыв всех α-связей происходит с приблизительно равной вероятностью.

Поиск по сайту: