Ovisno o vrsti ugljikovodi?nih radikala, a u nekim slu?ajevima i o karakteristikama vezivanja -OH grupe za ovaj ugljikovodi?ni radikal, spojevi s hidroksilnom funkcionalnom grupom dijele se na alkohole i fenole.

alkoholi odnosi se na spojeve u kojima je hidroksilna grupa vezana za ugljikovodi?ni radikal, ali nije direktno vezana za aromati?no jezgro, ako postoji, u strukturi radikala.

Primjeri alkohola:

Ako struktura ugljikovodi?nih radikala sadr?i aromati?no jezgro i hidroksilnu grupu, te je direktno povezana s aromati?nom jezgrom, takva jedinjenja se nazivaju fenola .

Primjeri fenola:

Za?to se fenoli svrstavaju u posebnu klasu od alkohola? Uostalom, na primjer, formule

vrlo sli?ne i daju utisak supstanci iste klase organskih jedinjenja.

Me?utim, direktna veza hidroksilne grupe sa aromati?nim jezgrom zna?ajno uti?e na svojstva spoja, jer je konjugovani sistem p-veza aromati?nog jezgra tako?e konjugovan sa jednim od usamljenih elektronskih parova atoma kiseonika. Zbog toga je O-H veza u fenolima polarnija nego u alkoholima, ?to zna?ajno pove?ava pokretljivost atoma vodika u hidroksilnoj grupi. Drugim rije?ima, fenoli imaju mnogo izra?enija kisela svojstva od alkohola.

Hemijska svojstva alkohola

Monohidri?ni alkoholi

Reakcije supstitucije

Supstitucija atoma vodika u hidroksilnoj grupi

1) Alkoholi reaguju sa alkalijskim, zemnoalkalnim metalima i aluminijumom (pre?i??en od za?titnog filma Al 2 O 3), dok nastaju metalni alkoholati i osloba?a se vodonik:

Formiranje alkoholata je mogu?e samo kada se koriste alkoholi koji ne sadr?e vodu otopljenu u njima, jer se alkoholati lako hidroliziraju u prisustvu vode:

CH 3 OK + H 2 O \u003d CH 3 OH + KOH

2) Reakcija esterifikacije

Reakcija esterifikacije je interakcija alkohola s organskim i neorganskim kiselinama koje sadr?e kisik, ?to dovodi do stvaranja estera.

Ova vrsta reakcije je reverzibilna, stoga je da bi se ravnote?a pomaknula prema stvaranju estera, po?eljno je reakciju provesti pod zagrijavanjem, kao i u prisustvu koncentrirane sumporne kiseline kao sredstva za uklanjanje vode:

Supstitucija hidroksilne grupe

1) Kada se alkoholi tretiraju halogenim kiselinama, hidroksilna grupa se zamjenjuje atomom halogena. Kao rezultat ove reakcije nastaju haloalkani i voda:

2) Propu?tanjem mje?avine alkoholnih para sa amonijakom kroz zagrijane okside nekih metala (naj?e??e Al 2 O 3) mogu se dobiti primarni, sekundarni ili tercijarni amini:

Vrsta amina (primarni, sekundarni, tercijarni) ?e u odre?enoj mjeri zavisiti od omjera po?etnog alkohola i amonijaka.

Reakcije eliminacije (cijepanje)

Dehidracija

Dehidracija, koja zapravo uklju?uje odvajanje molekula vode, u slu?aju alkohola razlikuje se po intermolekularna dehidracija i intramolekularna dehidracija.

At intermolekularna dehidracija alkohola, jedna molekula vode nastaje kao rezultat eliminacije atoma vodika iz jednog molekula alkohola i hidroksilne grupe iz drugog molekula.

Kao rezultat ove reakcije nastaju spojevi koji pripadaju klasi etera (R-O-R):

intramolekularna dehidracija alkohola se odvija na na?in da se jedan molekul vode odvoji od jednog molekula alkohola. Ova vrsta dehidracije zahtijeva ne?to stro?e uslove, koji se sastoje u potrebi kori?tenja znatno ja?eg zagrijavanja u odnosu na intermolekularnu dehidrataciju. U ovom slu?aju od jedne molekule alkohola nastaju jedna molekula alkena i jedna molekula vode:

Budu?i da molekula metanola sadr?i samo jedan atom ugljika, intramolekularna dehidracija mu je nemogu?a. Kada se metanol dehidrira, mo?e se formirati samo etar (CH 3 -O-CH 3).

Potrebno je jasno razumjeti ?injenicu da ?e se u slu?aju dehidracije nesimetri?nih alkohola intramolekularna eliminacija vode odvijati u skladu sa Zajcevovim pravilom, tj. vodonik ?e se odvojiti od najmanje hidrogeniranog atoma ugljika:

Dehidrogenacija alkohola

a) Dehidrogenacija primarnih alkohola kada se zagrijavaju u prisustvu metalnog bakra dovodi do stvaranja aldehidi:

b) U slu?aju sekundarnih alkohola, sli?ni uslovi ?e dovesti do stvaranja ketoni:

c) Tercijarni alkoholi ne ulaze u sli?nu reakciju, tj. nisu dehidrirani.

Reakcije oksidacije

Sagorijevanje

Alkoholi lako reaguju sagorevanjem. To proizvodi veliku koli?inu topline:

2CH 3 -OH + 3O 2 \u003d 2CO 2 + 4H 2 O + Q

nepotpuna oksidacija

Nepotpuna oksidacija primarnih alkohola mo?e dovesti do stvaranja aldehida i karboksilnih kiselina.

U slu?aju nepotpune oksidacije sekundarnih alkohola mogu?e je stvaranje samo ketona.

Nepotpuna oksidacija alkohola je mogu?a kada su izlo?eni raznim oksidantima, kao ?to je kiseonik iz vazduha u prisustvu katalizatora (metal bakar), kalijum permanganat, kalijum dihromat itd.

U ovom slu?aju aldehidi se mogu dobiti iz primarnih alkohola. Kao ?to vidite, oksidacija alkohola u aldehide, zapravo, dovodi do istih organskih proizvoda kao i dehidrogenacija:

Treba napomenuti da je pri kori?tenju takvih oksidacijskih sredstava kao ?to su kalijev permanganat i kalijev dikromat u kiseloj sredini mogu?a dublja oksidacija alkohola, odnosno do karboksilnih kiselina. To se posebno manifestira kada se koristi vi?ak oksidacijskog sredstva tijekom zagrijavanja. Sekundarni alkoholi mogu oksidirati samo u ketone pod ovim uvjetima.

OGRANI?ENI POLITOMSKI ALKOHOLI

Supstitucija atoma vodika hidroksilnih grupa

Polihidri?ni alkoholi kao i monohidri?ni reagiraju s alkalijskim, zemnoalkalnim metalima i aluminijem (o?i??eni od filmaAl 2 O 3 ); u ovom slu?aju mo?e se zamijeniti razli?it broj atoma vodika hidroksilnih grupa u molekuli alkohola:

2. Po?to molekuli polihidri?nih alkohola sadr?e nekoliko hidroksilnih grupa, oni uti?u jedni na druge zbog negativnog induktivnog efekta. To posebno dovodi do slabljenja veze O-H i pove?anja kiselinskih svojstava hidroksilnih grupa.

B o Ve?a kiselost polihidri?nih alkohola o?ituje se u tome ?to polihidri?ni alkoholi, za razliku od monohidri?nih, reagiraju s nekim hidroksidima te?kih metala. Na primjer, treba imati na umu ?injenicu da svje?e istalo?eni bakreni hidroksid reagira s polihidri?nim alkoholima da nastane svijetloplavi rastvor kompleksnog jedinjenja.

Dakle, interakcija glicerola sa svje?e istalo?enim bakrovim hidroksidom dovodi do stvaranja svijetloplave otopine bakrovog glicerata:

Ova reakcija je kvalitativno za polihidri?ne alkohole. Da biste polo?ili ispit, dovoljno je poznavati znakove ove reakcije, a nije potrebno znati napisati samu jedna?inu interakcije.

3. Kao i monohidri?ni alkoholi, i polihidri?ni mogu u?i u reakciju esterifikacije, tj. reagovati sa organskim i neorganskim kiselinama koje sadr?e kiseonik da formiraju estre. Ovu reakciju kataliziraju jake anorganske kiseline i reverzibilna je. U tom smislu, tokom reakcije esterifikacije, nastali estar se destiluje iz reakcione sme?e kako bi se ravnote?a pomerila udesno prema Le Chatelierovom principu:

Ako karboksilne kiseline s velikim brojem atoma ugljika u ugljikovodi?nom radikalu reagiraju s glicerolom, ?to je rezultat takve reakcije, estri se nazivaju masti.

U slu?aju esterifikacije alkohola azotnom kiselinom koristi se takozvana nitriraju?a smjesa, koja je mje?avina koncentrisane du?i?ne i sumporne kiseline. Reakcija se odvija uz stalno hla?enje:

Estar glicerola i du?i?ne kiseline, nazvan trinitroglicerin, je eksploziv. Osim toga, 1% otopina ove tvari u alkoholu ima sna?no vazodilatacijsko djelovanje, ?to se koristi za medicinske indikacije za sprje?avanje mo?danog ili sr?anog udara.

Supstitucija hidroksilnih grupa

Reakcije ovog tipa odvijaju se mehanizmom nukleofilne supstitucije. Interakcije ove vrste uklju?uju reakciju glikola sa vodikovim halogenidima.

Tako, na primjer, reakcija etilen glikola s bromovodikom nastavlja se uzastopnom zamjenom hidroksilnih grupa atomima halogena:

Hemijska svojstva fenola

Kao ?to je pomenuto na samom po?etku ovog poglavlja, hemijska svojstva fenola zna?ajno se razlikuju od onih alkohola. To je zbog ?injenice da je jedan od usamljenih elektronskih parova atoma kisika u hidroksilnoj grupi konjugiran s p-sistemom konjugiranih veza aromati?nog prstena.

Reakcije koje uklju?uju hidroksilnu grupu

Svojstva kiselina

Fenoli su ja?e kiseline od alkohola i disociraju u vrlo maloj mjeri u vodenom rastvoru:

B o Ve?a kiselost fenola u odnosu na alkohole u pogledu hemijskih svojstava izra?ava se u ?injenici da fenoli, za razliku od alkohola, mogu da reaguju sa alkalijama:

Me?utim, kisela svojstva fenola su manje izra?ena od ?ak i jedne od najslabijih anorganskih kiselina - uglji?ne. Tako, posebno, uglji?ni dioksid, kada pro?e kroz vodenu otopinu fenolata alkalnih metala, istiskuje slobodni fenol iz potonjeg kao kiselina ?ak slabija od uglji?ne kiseline:

O?igledno, bilo koja druga ja?a kiselina ?e tako?er istisnuti fenol iz fenolata:

3) Fenoli su ja?e kiseline od alkohola, dok alkoholi reaguju sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima. S tim u vezi, o?igledno je da ?e i fenoli reagovati sa ovim metalima. Jedina stvar je da, za razliku od alkohola, reakcija fenola s aktivnim metalima zahtijeva zagrijavanje, jer su i fenoli i metali ?vrste tvari:

Reakcije supstitucije u aromati?nom jezgru

Hidroksilna grupa je supstituent prve vrste, ?to zna?i da olak?ava reakcije supstitucije u orto- i par- pozicije u odnosu na sebe. Reakcije sa fenolom se odvijaju pod mnogo bla?im uslovima nego sa benzenom.

Halogenacija

Reakcija sa bromom ne zahteva nikakve posebne uslove. Kada se bromna voda pomije?a s otopinom fenola, odmah se formira bijeli talog 2,4,6-tribromofenola:

Nitracija

Kada mje?avina koncentrirane du?i?ne i sumporne kiseline (smjesa za nitraciju) djeluje na fenol, nastaje 2,4,6-trinitrofenol - ?uti kristalni eksploziv:

Reakcije sabiranja

Po?to su fenoli nezasi?ena jedinjenja, mogu se hidrogenisati u prisustvu katalizatora u odgovaraju?e alkohole.

alkoholi(ili alkanoli) su organske supstance ?ije molekule sadr?e jednu ili vi?e hidroksilnih grupa (-OH grupa) povezanih sa ugljikovodi?ni radikal.

Klasifikacija alkohola

Prema broju hidroksilnih grupa(atomnost) alkoholi se dijele na:

jednoatomski, na primjer:

Dijatomski(glikoli), na primjer:

Triatomski, na primjer:

Po prirodi ugljikovodi?nih radikala razlikuju se sljede?i alkoholi:

Limit koji sadr?e samo zasi?ene ugljikovodi?ne radikale u molekuli, na primjer:

Neograni?eno koji sadr?e vi?estruke (dvostruke i trostruke) veze izme?u atoma ugljika u molekuli, na primjer:

aromati?no, tj. alkoholi koji sadr?e benzenski prsten i hidroksilnu grupu u molekuli, me?usobno povezani ne direktno, ve? preko atoma ugljika, na primjer:

Organske supstance koje sadr?e hidroksilne grupe u molekuli, direktno vezane za atom ugljenika benzenskog prstena, zna?ajno se razlikuju po hemijskim svojstvima od alkohola i stoga se izdvajaju u nezavisnu klasu organskih jedinjenja - fenola.

Na primjer:

Postoje i poliatomski (polihidri?ni alkoholi) koji sadr?e vi?e od tri hidroksilne grupe u molekulu. Na primjer, najjednostavniji ?estohidri?ni alkohol heksaol (sorbitol)

Nomenklatura i izomerizam alkohola

Prilikom formiranja naziva alkohola, nazivu ugljovodonika koji odgovara alkoholu dodaje se (generi?ki) sufiks -. ol.

Brojevi iza sufiksa ozna?avaju polo?aj hidroksilne grupe u glavnom lancu, a prefiksi di-, tri-, tetra- itd. - njihov broj:

U numeraciji atoma ugljika u glavnom lancu, polo?aj hidroksilne grupe ima prednost nad polo?ajem vi?estrukih veza:

Po?ev?i od tre?eg ?lana homolognog niza, alkoholi imaju izomerizam polo?aja funkcionalne grupe (propanol-1 i propanol-2), a od ?etvrtog - izomerizam ugljeni?nog skeleta (butanol-1,2-metilpropanol -1). Tako?er ih karakterizira me?uklasni izomerizam - alkoholi su izomerni prema eterima:

Dajmo ime alkoholu, ?ija je formula data u nastavku:

Naziv naredbe izgradnje:

1. Uglji?ni lanac je numerisan od kraja kojem je bli?a -OH grupa.
2. Glavni lanac sadr?i 7 C atoma, tako da je odgovaraju?i ugljovodonik heptan.
3. Broj -OH grupa je 2, prefiks je "di".
4. Hidroksilne grupe su na 2 i 3 atoma ugljika, n = 2 i 4.

Naziv alkohola: heptandiol-2,4

Fizi?ka svojstva alkohola

Alkoholi mogu formirati vodikove veze izme?u molekula alkohola i izme?u molekula alkohola i vode. Vodikove veze nastaju prilikom interakcije djelomi?no pozitivno nabijenog atoma vodika jedne molekule alkohola i djelomi?no negativno nabijenog atoma kisika druge molekule. Zbog vodikovih veza izme?u molekula alkoholi imaju abnormalno visoke to?ke klju?anja za svoju molekularnu te?inu. propan sa relativnom molekulskom masom od 44 u normalnim uslovima je gas, a najjednostavniji od alkohola je metanol, koji ima relativnu molekulsku masu od 32, u normalnim uslovima te?nost.

Donji i srednji ?lanovi serije grani?nih monohidri?nih alkohola koji sadr?e od 1 do 11 atoma ugljika-te?nost Vi?i alkoholi (po?ev od C12H25OH)?vrste materije na sobnoj temperaturi. Ni?i alkoholi imaju alkoholni miris i peko?i ukus, dobro su rastvorljivi u vodi.Kako se uglji?ni radikal pove?ava, rastvorljivost alkohola u vodi se smanjuje, a oktanol se vi?e ne mije?a sa vodom.

Hemijska svojstva alkohola

Svojstva organskih supstanci odre?uju njihov sastav i struktura. Alkoholi potvr?uju op?te pravilo. Njihovi molekuli uklju?uju ugljikovodi?ne i hidroksilne grupe, pa su kemijska svojstva alkohola odre?ena me?udjelovanjem ovih grupa.

Svojstva karakteristi?na za ovu klasu jedinjenja su zbog prisustva hidroksilne grupe.

1. Interakcija alkohola sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima. Da bi se utvrdio u?inak ugljikovodi?nih radikala na hidroksilnu grupu, potrebno je uporediti svojstva tvari koja sadr?i hidroksilnu grupu i ugljikovodi?ni radikal, s jedne strane, i tvari koja sadr?i hidroksilnu grupu, a ne sadr?i ugljikovodi?ni radikal , na drugoj. Takve tvari mogu biti, na primjer, etanol (ili drugi alkohol) i voda. Vodik hidroksilne grupe molekula alkohola i molekula vode mogu se reducirati alkalnim i zemnoalkalnim metalima (zamijenjeni njima)
2. Interakcija alkohola sa vodonik-halogenidima. Zamjena hidroksilne grupe za halogen dovodi do stvaranja haloalkana. Na primjer:
   Ova reakcija je reverzibilna.
3. Intermolekularna dehidracijaalkoholi- odvajanje molekule vode od dva molekula alkohola kada se zagrije u prisustvu sredstava za uklanjanje vode:
   Kao rezultat intermolekularne dehidracije alkohola, eteri. Dakle, kada se etil alkohol zagrije sa sumpornom kiselinom na temperaturu od 100 do 140 ° C, nastaje dietil (sumporni) etar.
   
4. Interakcija alkohola sa organskim i anorganskim kiselinama do stvaranja estera (reakcija esterifikacije)
   
   Reakciju esterifikacije kataliziraju jake anorganske kiseline. Na primjer, kada etil alkohol i octena kiselina reaguju, nastaje etil acetat:
   
   
5. Intramolekularna dehidracija alkohola nastaje kada se alkoholi zagriju u prisustvu dehidriraju?ih agenasa na temperaturu ve?u od temperature intermolekularne dehidratacije. Kao rezultat, nastaju alkeni. Ova reakcija je posljedica prisustva atoma vodika i hidroksilne grupe kod susjednih atoma ugljika. Primjer je reakcija dobivanja etena (etilena) zagrijavanjem etanola iznad 140°C u prisustvu koncentrirane sumporne kiseline:
   
6. Oksidacija alkohola obi?no se provodi s jakim oksidantima, na primjer, kalij-dikromatom ili kalijevim permanganatom u kiseloj sredini. U ovom slu?aju, djelovanje oksidacijskog sredstva usmjereno je na atom ugljika koji je ve? povezan s hidroksilnom grupom. U zavisnosti od prirode alkohola i reakcionih uslova, mogu se formirati razli?iti produkti. Dakle, primarni alkoholi se prvo oksidiraju u aldehide, a zatim u karboksilne kiseline:
   Kada se sekundarni alkoholi oksidiraju, nastaju ketoni:
   
   Tercijarni alkoholi su prili?no otporni na oksidaciju. Me?utim, u te?kim uslovima (jako oksidaciono sredstvo, visoka temperatura) mogu?a je oksidacija tercijarnih alkohola, do koje dolazi kidanjem ugljik-ugljik veza najbli?ih hidroksilnoj grupi.
7. Dehidrogenacija alkohola. Kada se alkoholna para na 200-300°C propu?ta preko metalnog katalizatora, kao ?to je bakar, srebro ili platina, primarni alkoholi se pretvaraju u aldehide, a sekundarni u ketone:
   
   
8. Kvalitativna reakcija na polihidri?ne alkohole.
   Prisutnost nekoliko hidroksilnih grupa istovremeno u molekuli alkohola odre?uje specifi?na svojstva polihidri?nih alkohola, koji su sposobni formirati svijetloplava kompleksna jedinjenja rastvorljiva u vodi u interakciji sa svje?im precipitatom bakar (II) hidroksida. Za etilen glikol mo?ete napisati:
   
   Monohidri?ni alkoholi nisu u stanju da u?u u ovu reakciju. Dakle, to je kvalitativna reakcija na polihidri?ne alkohole.
   

Dobijanje alkohola:

Upotreba alkohola

metanol(metil alkohol CH 3 OH) je bezbojna te?nost sa karakteristi?nim mirisom i ta?kom klju?anja od 64,7°C. Gori blago plavi?astim plamenom. Istorijski naziv metanola - drveni alkohol obja?njava se jednim od na?ina njegovog dobijanja metodom destilacije tvrdog drveta (gr?. methy - vino, napiti se; hule - supstanca, drvo).

Metanol zahtijeva pa?ljivo rukovanje prilikom rada s njim. Pod djelovanjem enzima alkohol dehidrogenaze, u tijelu se pretvara u formaldehid i mravlju kiselinu, koje o?te?uju mre?nicu, uzrokuju odumiranje vidnog ?ivca i potpuni gubitak vida. Gutanje vi?e od 50 ml metanola uzrokuje smrt.

etanol(etil alkohol C 2 H 5 OH) je bezbojna te?nost sa karakteristi?nim mirisom i ta?kom klju?anja od 78,3°C. zapaljiv Mo?e se me?ati sa vodom u bilo kom odnosu. Koncentracija (ja?ina) alkohola obi?no se izra?ava kao volumni postotak. "?isti" (medicinski) alkohol je proizvod dobijen od prehrambenih sirovina i koji sadr?i 96% (volumenski) etanola i 4% (volumenski) vode. Da bi se dobio bezvodni etanol - "apsolutni alkohol", ovaj proizvod se tretira supstancama koje hemijski vezuju vodu (kalcijum oksid, bezvodni bakar (II) sulfat itd.).

Kako bi se alkohol koji se koristi u tehni?ke svrhe u?inio neprikladnim za pi?e, u njega se dodaju male koli?ine te?ko odvojivih otrovnih tvari, neugodnog mirisa i odvratnog okusa i toniraju. Alkohol koji sadr?i takve aditive naziva se denaturirani ili metilni alkohol.

Etanol se ?iroko koristi u industriji za proizvodnju sinteti?kog kau?uka, lijekova, koristi se kao otapalo, dio je lakova i boja, parfema. U medicini, etil alkohol je najva?niji dezinficijens. Koristi se za pravljenje alkoholnih pi?a.

Male koli?ine etilnog alkohola, kada se progutaju, smanjuju osjetljivost na bol i blokiraju procese inhibicije u mo?danoj kori, uzrokuju?i stanje intoksikacije. U ovoj fazi djelovanja etanola pove?ava se separacija vode u stanicama i posljedi?no se ubrzava stvaranje urina, ?to rezultira dehidracijom organizma.

Osim toga, etanol uzrokuje ?irenje krvnih ?ila. Poja?ani protok krvi u kapilarama ko?e dovodi do crvenila ko?e i osje?aja topline.

U velikim koli?inama etanol inhibira aktivnost mozga (faza inhibicije), uzrokuje kr?enje koordinacije pokreta. Me?uproizvod oksidacije etanola u organizmu - acetaldehid - izuzetno je toksi?an i izaziva te?ka trovanja.

Sustavna upotreba etilnog alkohola i pi?a koja ga sadr?e dovodi do trajnog smanjenja produktivnosti mozga, odumiranja stanica jetre i njihove zamjene vezivnim tkivom - ciroze jetre.

Ethandiol-1,2(etilen glikol) je bezbojna viskozna te?nost. Otrovno. Slobodno rastvorljiv u vodi. Vodene otopine ne kristaliziraju na temperaturama zna?ajno ispod 0 °C, ?to im omogu?ava da se koriste kao komponenta rashladnih teku?ina bez smrzavanja - antifriza za motore s unutarnjim sagorijevanjem.

Prolaktriol-1,2,3(glicerin) - viskozna sirupasta te?nost, slatkog ukusa. Slobodno rastvorljiv u vodi. Neisparljiv Kao sastavni dio estera, dio je masti i ulja.

?iroko se koristi u kozmeti?koj, farmaceutskoj i prehrambenoj industriji. U kozmetici glicerin ima ulogu omek?iva?a i umiruju?eg sredstva. Dodaje se pasti za zube kako bi se sprije?ilo isu?ivanje.

Glicerin se dodaje konditorskim proizvodima kako bi se sprije?ila njihova kristalizacija. Raspr?uje se na duhan, u tom slu?aju djeluje kao humektant, sprje?avaju?i da se listovi duhana isu?i i mrve prije obrade. Dodaje se u ljepila da se ne bi prebrzo osu?e, te u plastiku, posebno u celofan. U potonjem slu?aju, glicerin djeluje kao plastifikator, djeluju?i kao lubrikant izme?u molekula polimera i na taj na?in plastici daje potrebnu fleksibilnost i elasti?nost.

Koji u svom sastavu sadr?e jednu ili vi?e hidroksilnih grupa. Ovisno o broju OH grupa, dijele se na monohidri?ne alkohole, trihidri?ne itd. Naj?e??e se ove slo?ene supstance smatraju derivatima ugljovodonika, ?iji su molekuli pretrpeli promene, jer. jedan ili vi?e atoma vodika je zamijenjeno hidroksilnom grupom.

Najjednostavniji predstavnici ove klase su monohidratni alkoholi, ?ija op?a formula izgleda ovako: R-OH ili

Cn + H 2n + 1OH.

1. Alkoholi koji sadr?e do 15 atoma ugljika su teku?ine, 15 ili vi?e su ?vrste tvari.
2. Rastvorljivost u vodi ovisi o molekulskoj te?ini, ?to je ve?a, to se alkohol lo?ije otapa u vodi. Tako se ni?i alkoholi (do propanola) mije?aju s vodom u bilo kojem omjeru, dok su vi?i u njoj prakti?no nerastvorljivi.
3. Ta?ka klju?anja se tako?er pove?ava s pove?anjem atomske mase, na primjer, t kip. CH3OH \u003d 65 ° C, i t bp. S2N5ON = 78 ° S.
4. ?to je vi?a ta?ka klju?anja, manja je isparljivost, tj. supstanca ne isparava dobro.

Ova fizi?ka svojstva zasi?enih alkohola sa jednom hidroksilnom grupom mogu se objasniti pojavom me?umolekularne vodikove veze izme?u pojedina?nih molekula samog spoja ili alkohola i vode.

Monohidri?ni alkoholi mogu u?i u takve hemijske reakcije:

Uzimaju?i u obzir hemijska svojstva alkohola, mo?emo zaklju?iti da su monohidri?ni alkoholi amfoterna jedinjenja, jer. mogu da reaguju sa alkalnim metalima, pokazuju?i slaba svojstva, i sa vodonik-halogenidima, pokazuju?i osnovna svojstva. Sve hemijske reakcije uklju?uju prekid veze O-H ili C-O.

Dakle, zasi?eni monohidri?ni alkoholi su kompleksna jedinjenja sa jednom OH grupom koja nemaju slobodne valencije nakon formiranja C-C veze i pokazuju slaba svojstva i kiselina i baza. Zbog svojih fizi?kih i hemijskih svojstava imaju ?iroku primenu u organskoj sintezi, u proizvodnji rastvara?a, aditiva za gorivo, kao i u prehrambenoj industriji, medicini i kozmetologiji (etanol).

Alkoholi su raznolika i opse?na klasa hemijskih jedinjenja.

Alkoholi su hemijska jedinjenja ?ije molekule sadr?e OH hidroksilne grupe povezane sa ugljovodoni?nim radikalom.

Ugljikovodi?ni radikal se sastoji od atoma ugljika i vodika. Primjeri ugljikovodi?nih radikala - CH 3 - metil, C 2 H 5 - etil. ?esto se ugljikovodi?ni radikal jednostavno ozna?ava slovom R. Ali ako su razli?iti radikali prisutni u formuli, oni se ozna?avaju sa R", R", R""" itd.

Nazivi alkohola se formiraju dodavanjem sufiksa -ol imenu odgovaraju?eg ugljovodonika.

Klasifikacija alkohola

Alkoholi su jednoatomni i polihidri?ni. Ako postoji samo jedna hidroksilna grupa u molekulu alkohola, onda se takav alkohol naziva monohidri?nim. Ako je broj hidroksilnih grupa 2, 3, 4, itd., onda je ovo polihidri?ni alkohol.

Primjeri monohidri?nih alkohola: CH 3 -OH - metanol ili metil alkohol, CH 3 CH 2 -OH - etanol ili etil alkohol.

Prema tome, postoje dvije hidroksilne grupe u molekulu dihidri?nog alkohola, tri u molekulu trihidri?nog alkohola, itd.

Monohidri?ni alkoholi

Op?ta formula za monohidri?ne alkohole mo?e se predstaviti kao R-OH.

Prema vrsti slobodnih radikala uklju?enih u molekulu, monohidri?ni alkoholi se dijele na zasi?ene (zasi?ene), nezasi?ene (nezasi?ene) i aromati?ne alkohole.

U zasi?enim ugljikovodi?nim radikalima, atomi ugljika su povezani jednostavnim C - C vezama. U nezasi?enim radikalima postoji jedan ili vi?e parova atoma ugljika povezanih dvostrukim C \u003d C ili trostrukim C ? C vezama.

Sastav zasi?enih alkohola uklju?uje zasi?ene radikale.

CH 3 CH 2 CH 2 -OH - zasi?eni alkohol propanol-1 ili propilen alkohol.

Shodno tome, nezasi?eni alkoholi sadr?e nezasi?ene radikale.

CH 2 \u003d CH - CH 2 - OH - nezasi?eni alkohol propenol 2-1 (alilni alkohol)

A benzenski prsten C 6 H 5 uklju?en je u molekulu aromati?nog alkohola.

C 6 H 5 -CH 2 -OH - aromati?ni alkohol fenilmetanol (benzil alkohol).

Ovisno o vrsti atoma ugljika povezanog s hidroksilnom grupom, alkoholi se dijele na primarne ((R-CH 2 -OH), sekundarne (R-CHOH-R") i tercijarne (RR "R" "C-OH) alkohole .

Hemijska svojstva monohidri?nih alkohola

1. Alkoholi sagorevaju i stvaraju uglji?ni dioksid i vodu. Tokom sagorevanja osloba?a se toplota.

C 2 H 5 OH + 3O 2 -> 2CO 2 + 3H 2 O

2. Kada alkoholi reaguju sa alkalnim metalima, nastaje natrijum alkoholat i osloba?a se vodonik.

C 2 H 5 -OH + 2Na -> 2C 2 H 5 ONa + H 2

3. Reakcija sa halogenovodonikom. Kao rezultat reakcije nastaje haloalkan (bromoetan i voda).

C 2 H 5 OH + HBr -> C 2 H 5 Br + H 2 O

4. Intramolekularna dehidracija nastaje pri zagrevanju i pod uticajem koncentrovane sumporne kiseline. Rezultat je nezasi?eni ugljovodonik i voda.

H 3 - CH 2 - OH -> CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O

5. Oksidacija alkohola. Alkoholi ne oksidiraju na normalnim temperaturama. Ali uz pomo? katalizatora i pri zagrijavanju dolazi do oksidacije.

Polihidri?ni alkoholi

Kao supstance koje sadr?e hidroksilne grupe, polihidri?ni alkoholi imaju hemijska svojstva sli?na monohidri?nim alkoholima, ali istovremeno reaguju sa nekoliko hidroksilnih grupa.

Polihidri?ni alkoholi reaguju s aktivnim metalima, s halogenovodon?nim kiselinama i s du?i?nom kiselinom.

Dobijanje alkohola

Razmotrite metode za dobivanje alkohola na primjeru etanola, ?ija je formula C 2 H 5 OH.

Najstarija od njih je destilacija alkohola iz vina, gdje nastaje kao rezultat fermentacije slatkih tvari. Proizvodi koji sadr?e ?krob su tako?er sirovine za proizvodnju etilnog alkohola, koji se procesom fermentacije pretvaraju u ?e?er koji se potom fermentira u alkohol. Ali proizvodnja etilnog alkohola na ovaj na?in zahtijeva veliku potro?nju prehrambenih sirovina.

Mnogo savr?enija sinteti?ka metoda za proizvodnju etilnog alkohola. U ovom slu?aju, etilen se hidrira parom.

C 2 H 4 + H 2 O -> C 2 H 5 OH

Me?u polihidri?nim alkoholima najpoznatiji je glicerin koji se dobija cijepanjem masti ili sinteti?ki iz propilena koji nastaje pri visokotemperaturnoj rafinaciji ulja.

Sadr?aj ?lanka

ALKOHOL(alkoholi) - klasa organskih jedinjenja koja sadr?i jednu ili vi?e C-OH grupa, dok je OH hidroksilna grupa vezana za alifatski atom ugljika (jedinjenja u kojima je atom ugljika u C-OH grupi dio aromatskog jezgra su zvani fenoli)

Klasifikacija alkohola je raznolika i ovisi o tome koja se karakteristika strukture uzima kao osnova.

1. U zavisnosti od broja hidroksilnih grupa u molekuli, alkoholi se dele na:

a) jednoatomni (sadr?e jednu hidroksil OH grupu), na primjer, metanol CH 3 OH, etanol C 2 H 5 OH, propanol C 3 H 7 OH

b) poliatomski (dvije ili vi?e hidroksilnih grupa), na primjer, etilen glikol

HO-CH 2 -CH 2 -OH, glicerol HO-CH 2 -CH (OH) -CH 2 -OH, pentaeritritol C (CH 2 OH) 4.

Spojevi u kojima jedan atom ugljika ima dvije hidroksilne grupe su u ve?ini slu?ajeva nestabilni i lako se pretvaraju u aldehide, dok odvajaju vodu: RCH (OH) 2 ® RCH \u003d O + H 2 O

2. Prema vrsti atoma ugljika na koji je vezana OH grupa, alkoholi se dijele na:

a) primarni, u kojem je OH grupa vezana za primarni atom ugljika. Primarni atom ugljika se zove (ozna?en crvenom bojom), povezan sa samo jednim atomom ugljika. Primjeri primarnih alkohola - etanol CH 3 - C H 2 -OH, propanol CH 3 -CH 2 - C H 2 -OH.

b) sekundarni, u kojem je OH grupa vezana za sekundarni atom ugljika. Sekundarni atom ugljika (ozna?en plavom bojom) vezan je istovremeno za dva atoma ugljika, na primjer, sekundarni propanol, sekundarni butanol (slika 1).

Rice. jedan. STRUKTURA SEKUNDARNIH ALKOHOLA

c) tercijarni, u kojem je OH grupa vezana za tercijarni atom ugljika. Tercijarni atom ugljika (ozna?en zelenom bojom) vezan je istovremeno za tri susjedna atoma ugljika, na primjer, tercijarni butanol i pentanol (slika 2).

Rice. 2. STRUKTURA TERCIJARNIH ALKOHOLA

Alkoholna grupa vezana za nju tako?er se naziva primarna, sekundarna ili tercijarna, prema vrsti atoma ugljika.

U polihidri?nim alkoholima koji sadr?e dvije ili vi?e OH grupa, i primarne i sekundarne HO grupe mogu biti prisutne istovremeno, na primjer, u glicerolu ili ksilitolu (slika 3).

Rice. 3. KOMBINACIJA PRIMARNIH I SEKUNDARNIH OH-GRUPA U STRUKTURI POLIATOMSKIH ALKOHOLA.

3. Prema strukturi organskih grupa povezanih OH grupom, alkoholi se dijele na zasi?ene (metanol, etanol, propanol), nezasi?ene, na primjer, alil alkohol CH 2 \u003d CH - CH 2 -OH, aromati?ne (npr. , benzil alkohol C 6 H 5 CH 2 OH) koji sadr?i aromati?nu grupu u R grupi.

Nezasi?eni alkoholi, kod kojih OH grupa "priklju?uje" dvostruku vezu, tj. vezani za atom ugljika koji istovremeno sudjeluje u stvaranju dvostruke veze (na primjer, vinil alkohol CH 2 = CH–OH), izuzetno su nestabilni i odmah se izomeriziraju ( cm.IZOMERIZACIJA) u aldehide ili ketone:

CH 2 \u003d CH–OH ® CH 3 -CH \u003d O

Nomenklatura alkohola.

Za uobi?ajene alkohole jednostavne strukture koristi se pojednostavljena nomenklatura: naziv organske grupe pretvara se u pridjev (koriste?i sufiks i zavr?etak " novo”) i dodajte rije? “alkohol”:

U slu?aju kada je struktura organske grupe slo?enija, koriste se pravila zajedni?ka za svu organsku hemiju. Imena sastavljena prema takvim pravilima nazivaju se sistematskim. U skladu s ovim pravilima, ugljikovodi?ni lanac se numerira od kraja kojem je OH grupa najbli?a. Nadalje, ova numeracija se koristi za ozna?avanje polo?aja razli?itih supstituenata du? glavnog lanca, na kraju imena dodaje se sufiks "ol" i broj koji ozna?ava polo?aj OH grupe (slika 4):

Rice. ?etiri. SISTEMSKI NAZIVI ALKOHOLA. Funkcionalne (OH) i supstituentne (CH 3) grupe, kao i njihovi odgovaraju?i digitalni indeksi, istaknuti su razli?itim bojama.

Sistematski nazivi najjednostavnijih alkohola prave se po istim pravilima: metanol, etanol, butanol. Za neke alkohole sa?uvani su trivijalni (pojednostavljeni) nazivi koji su se istorijski razvili: propargil alkohol HC? C–CH 2 –OH, glicerol HO–CH 2 –CH (OH)–CH 2 –OH, pentaeritritol C (CH 2 OH) 4, fenetil alkohol C 6 H 5 -CH 2 -CH 2 -OH.

Fizi?ka svojstva alkohola.

Alkoholi su rastvorljivi u ve?ini organskih rastvara?a, prva tri najjednostavnija predstavnika - metanol, etanol i propanol, kao i tercijarni butanol (H 3 C) 3 COH - se me?aju sa vodom u bilo kom odnosu. Sa pove?anjem broja C atoma u organskoj grupi po?inje djelovati hidrofobni (vodoodbojni) u?inak, topljivost u vodi postaje ograni?ena, a kod R koji sadr?i vi?e od 9 atoma ugljika, prakti?ki nestaje.

Zbog prisustva OH grupa, izme?u molekula alkohola nastaju vodikove veze.

Rice. 5. VODIKOVE VEZE U ALKOHOLIMA(prikazano isprekidanom linijom)

Kao rezultat toga, svi alkoholi imaju vi?u ta?ku klju?anja od odgovaraju?ih ugljikovodika, na primjer, T. kip. etanol +78°C, i T. kip. etan –88,63°C; T. kip. butanol i butan +117,4°C i –0,5°C, respektivno.

Hemijska svojstva alkohola.

Alkohole odlikuju razli?ite transformacije. Reakcije alkohola imaju neke op?te obrasce: reaktivnost primarnih monohidri?nih alkohola je ve?a od sekundarnih, zauzvrat, sekundarni alkoholi su hemijski aktivniji od tercijarnih. Za dihidri?ne alkohole, u slu?aju kada su OH grupe locirane na susjednim atomima ugljika, uo?ava se pove?ana (u pore?enju sa monohidri?nim alkoholima) reaktivnost zbog me?usobnog utjecaja ovih grupa. Za alkohole su mogu?e reakcije koje se odvijaju cijepanjem i C–O i O–H veza.

1. Reakcije koje se odvijaju kroz O–N vezu.

U interakciji s aktivnim metalima (Na, K, Mg, Al), alkoholi pokazuju svojstva slabih kiselina i formiraju soli koje se nazivaju alkoholati ili alkoksidi:

2CH 3 OH + 2Na® 2CH 3 OK + H 2

Alkoholati su hemijski nestabilni i hidroliziraju se pod djelovanjem vode u alkohol i metalni hidroksid:

C 2 H 5 OK + H 2 O ® C 2 H 5 OH + KOH

Ova reakcija pokazuje da su alkoholi slabije kiseline u odnosu na vodu (jaka kiselina istiskuje slabu), osim toga, u interakciji sa alkalnim rastvorima, alkoholi ne stvaraju alkoholate. Me?utim, u polihidri?nim alkoholima (u slu?aju kada su OH grupe vezane za susjedne C atome), kiselost alkoholnih grupa je mnogo ve?a i mogu formirati alkoholate ne samo u interakciji s metalima, ve? i sa alkalijama:

HO–CH 2 –CH 2 –OH + 2NaOH ® NaO–CH 2 –CH 2 –ONa + 2H 2 O

Kada su HO grupe u polihidri?nim alkoholima vezane za nesusedne C atome, svojstva alkohola su bliska monohidri?nim, jer se ne javlja me?usobni uticaj HO grupa.

U interakciji s mineralnim ili organskim kiselinama, alkoholi stvaraju estre - spojeve koji sadr?e R-O-A fragment (A je kiselinski ostatak). Do stvaranja estera dolazi i pri interakciji alkohola sa anhidridima i kiselim hloridima karboksilnih kiselina (slika 6).

Pod dejstvom oksidacionih sredstava (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4), primarni alkoholi formiraju aldehide, a sekundarni alkoholi ketone (Sl. 7)

Rice. 7. STVARANJE ALDEHIDA I KETONA TOKOM OKSIDACIJE ALKOHOLA

Redukcija alkohola dovodi do stvaranja ugljovodonika koji sadr?e isti broj C atoma kao po?etni molekul alkohola (slika 8).

Rice. osam. OBRADA BUTANOLA

2. Reakcije koje se odvijaju na C–O vezi.

U prisustvu katalizatora ili jakih mineralnih kiselina alkoholi se dehidriraju (odvaja se voda), a reakcija mo?e te?i u dva smjera:

a) intermolekularna dehidracija uz u?e??e dva molekula alkohola, dok se C–O veze u jednom od molekula prekidaju, ?to rezultira stvaranjem etera – jedinjenja koja sadr?e R–O–R fragment (slika 9A).

b) prilikom intramolekularne dehidracije nastaju alkeni - ugljovodonici sa dvostrukom vezom. ?esto se oba procesa – formiranje etra i alkena – odvijaju paralelno (slika 9B).

U slu?aju sekundarnih alkohola, tokom formiranja alkena mogu?a su dva pravca reakcije (slika 9C), preovla?uju?i je onaj u kome se tokom kondenzacije vodik odvaja od najmanje hidrogenizovanog atoma ugljenika (ozna?eno sa broj 3), tj. okru?en sa manje atoma vodika (u pore?enju sa atomom 1). Prikazano na sl. Za proizvodnju alkena i etera koristi se 10 reakcija.

Do pucanja C–O veze u alkoholima dolazi i kada se OH grupa zameni halogenom, ili amino grupom (slika 10).

Rice. deset. ZAMJENA OH-GRUPE U ALKOHOLIMA SA HALOGENOM ILI AMINOM SKUPOM

Reakcije prikazane na sl. 10 se koristi za proizvodnju halokarbonata i amina.

Dobijanje alkohola.

Neke od gore prikazanih reakcija (sl. 6, 9, 10) su reverzibilne i, pod promjenjivim uvjetima, mogu se odvijati u suprotnom smjeru, ?to dovodi do proizvodnje alkohola, na primjer, tokom hidrolize estera i halougljika (sl. 11A i B), kao i hidratacijski alkeni - dodavanjem vode (slika 11B).

Rice. jedanaest. PROIZVODNJA ALKOHOLA HIDROLIZOM I HIDRACIJOM ORGANSKIH JEDINJENJA

Reakcija hidrolize alkena (slika 11, shema B) je u osnovi industrijske proizvodnje ni?ih alkohola koji sadr?e do 4 C atoma.

Etanol nastaje i tokom takozvane alkoholne fermentacije ?e?era, na primjer, glukoze C 6 H 12 O 6. Proces se odvija u prisustvu gljivica kvasca i dovodi do stvaranja etanola i CO 2:

C 6 H 12 O 6 ® 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

Fermentacija ne mo?e proizvesti vi?e od 15% vodene otopine alkohola, jer kvasci umiru pri vi?oj koncentraciji alkohola. Destilacijom se dobijaju alkoholne otopine ve?e koncentracije.

Metanol se industrijski proizvodi redukcijom uglji?nog monoksida na 400°C pod pritiskom od 20-30 MPa u prisustvu katalizatora koji se sastoji od oksida bakra, kroma i aluminija:

CO + 2 H 2 ® H 3 SON

Ako se umjesto hidrolize alkena (slika 11) izvr?i oksidacija, tada nastaju dihidri?ni alkoholi (slika 12)

Rice. 12. DOBIJANJE DIATOMSKIH ALKOHOLA

Upotreba alkohola.

Sposobnost alkohola da u?estvuju u raznim hemijskim reakcijama omogu?ava im da se koriste za dobijanje svih vrsta organskih jedinjenja: aldehida, ketona, karboksilnih kiselina, etera i estera koji se koriste kao organski rastvara?i, u proizvodnji polimera, boja i lekova.

Metanol CH 3 OH se koristi kao rastvara?, a u proizvodnji formaldehida koji se koristi za proizvodnju fenol-formaldehidnih smola, metanol se odnedavno smatra perspektivnim motornim gorivom. Velike koli?ine metanola se koriste u proizvodnji i transportu prirodnog gasa. Metanol je najotrovniji spoj me?u svim alkoholima, smrtonosna doza kada se uzima oralno je 100 ml.

Etanol C 2 H 5 OH je polazno jedinjenje za proizvodnju acetaldehida, sir?etne kiseline, kao i za proizvodnju estera karboksilnih kiselina koji se koriste kao rastvara?i. Osim toga, etanol je glavna komponenta svih alkoholnih pi?a, tako?er se ?iroko koristi u medicini kao dezinficijens.

Butanol se koristi kao rastvara? za masti i smole, osim toga slu?i kao sirovina za proizvodnju aromati?nih supstanci (butil acetat, butil salicilat itd.). U ?amponima se koristi kao komponenta koja pove?ava transparentnost rastvora.

Benzil alkohol C 6 H 5 -CH 2 -OH u slobodnom stanju (i u obliku estera) nalazi se u eteri?nim uljima jasmina i zumbula. Ima antisepti?ka (dezinfekciona) svojstva, u kozmetici se koristi kao konzervans za kreme, losione, zubne eliksire, au parfimeriji kao mirisna supstanca.

Fenetil alkohol C 6 H 5 -CH 2 -CH 2 -OH ima miris ru?e, nalazi se u ru?inom ulju, a koristi se u parfimeriji.

Etilen glikol HOCH 2 -CH 2 OH koristi se u proizvodnji plastike i kao antifriz (aditiv koji smanjuje ta?ku smrzavanja vodenih otopina), osim toga, u proizvodnji tekstila i tiskarskih boja.

Dietilen glikol HOCH 2 -CH 2 OCH 2 -CH 2 OH koristi se za punjenje hidrauli?nih ko?ionih ure?aja, kao i u tekstilnoj industriji pri doradi i bojenju tkanina.

Glicerin HOCH 2 -CH(OH) -CH 2 OH se koristi za proizvodnju poliester gliptalnih smola, osim toga, komponenta je mnogih kozmeti?kih preparata. Nitroglicerin (slika 6) je glavna komponenta dinamita koji se koristi u rudarstvu i izgradnji ?eljeznica kao eksploziv.

Pentaeritritol (HOCH 2) 4 C koristi se za proizvodnju poliestera (pentaftalne smole), kao u?vr??iva? za sinteti?ke smole, kao plastifikator za polivinil hlorid, a tako?e i u proizvodnji tetranitropentaeritritolnog eksploziva.

Polihidri?ni alkoholi ksilitol HOCH2–(CHOH)3–CH2OH i sorbitol HOCH2– (CHOH)4–CH2OH su slatkastog okusa i koriste se umjesto ?e?era u proizvodnji konditorskih proizvoda za dijabeti?are i gojazne osobe. Sorbitol se nalazi u bobicama rowan i tre?nje.

Mikhail Levitsky