Спирты, альдегиды и кетоны

1.

Тема: Спирты, альдегиды и кетоны
Вопросы:
1. Строение и изомерия спиртов.
2. Получение спиртов.
3. Химические свойства спиртов.
4. Основные представители спиртов и способы их получения.
5. Строение и изомерия альдегидов и кетонов.
6. Получение альдегидов и кетонов.
7. Химические свойства альдегидов и кетонов.
8. Основные представители альдегидов и кетонов и их применение.

2.

Вопрос 1. Строение и изомерия спиртов
Спирты – это органические соединения, в молекулах которых находится одна или несколько групп –ОН,
связанных с различными углеродными атомами в цепи. В соответствии с числом групп –ОН, содержащихся в
молекуле спирта, их делят на одноатомные (алканолы), двухатомные (алкадиолы), трехатомные (алкантриолы).
Одноатомные спирты подразделяются на первичные, вторичные и третичные:
Изомерия спиртов обусловлена изомерией радикала и положением групп –ОН.
По рациональной номенклатуре названия спиртов производят от названия соответствующего радикала в
сочетании со словом «спирт». Например, СН3–ОН – метиловый спирт, С2Н5–ОН – этиловый спирт.
По номенклатуре ИЮПАК перед названием радикала с окончанием «-ол» ставят цифру, указывающую атом
углерода, у которого находится группа –ОН. Например,
СН3–СН2–СН2–ОН – 1-пропанол,
СН3–СН(ОН)–СН3 – 2-пропанол.

3.

Вопрос 2. Получение спиртов
1. Гидратацией алкенов в кислой среде (водород присоединяется по
правилу Морковникова):
CH3–CH═CH2+H2O→CH3–CH(OH)–CH3
2. Восстановлением водородом альдегидов, кетонов и сложных эфиров
в присутствии Ni,Co,Cu, Pd, Pt:
СH3–CHO+H2→ CH3–CH2–OH;
R–COO–CH2–CH3+2H2→ R– CH2–OH+CH3–CH2–OH;
CH3–CO–CH3+H2→ CH3–CH(OH)–CH3.

4.

Вопрос 3. Химические свойства спиртов
1. Как слабые основания при комнатной температуре реагируют с сильными кислотами:
R–O–H+HBr→(ROHH)+(Br)– (соль);
2. Дегидратация действием серной или ортофосфорной кислоты. При температуре 150–200оС образуются алкены
(водород отнимается по правилу Зайцева):
CH3–CH(OH)– CH2–CH3→ CH3–CH═CH–CH3+H2O;
При температуре менее 150оС образуются простые эфиры:
CH3–CH2–OH+CH3–CH2–OH→CH3–CH2–O–CH2–CH3+H2O
3. Взаимодействие с органическими кислотами в присутствии серной кислоты (этерификация). Образуются сложные
эфиры:
CH3–CH2–OH+HOOCCH3→CH3–CH2–OСO–CH3+H2O
4. Замещение ОН группы галогенами при действии на спирты PCl3 или PCl5, например:
CH3–CH2–OH+ PCl5→ CH3–CH2–Cl+POCl3+HCl
5. Окисление кислородом воздуха при температуре 300-500оС.
Из первичных спиртов образуются альдегиды и кислоты:
CH3CH2CH2OH→о CH3CH2СHO→о CH3CH2СOOH;
Из вторичных спиртов – кетоны:
CH3–CH(OH)–CH3 → CH3–C(O)–CH3 (ацетон).

5.

Вопрос 4. Основные представители спиртов и способы их получения
CH3 –OH – метанол
CO+2H2→250 C, 7мпа, Cu–Zn–Al CH3 –OH;
CH3–CH2–OH – этанол
Брожением глюкозы (из картофеля и зерна):
C6H12O6 →брожение 2CH3–CH2–OH+2CO2;
Из клетчатки древесины:
(C6H10O5)n →гидролиз 5% раствором серной кислоты nC6H12O6
далее nC6H12O6 →брожение 2nCH3–CH2–OH+ 2nCO2;
CH2(OH)–CH2(OH)–этиленгликоль
Гидролизом 1,2–дихлорэтана:
CH2(Cl)–CH2(Cl)+ 2H2O → CH2(OH)–CH2(OH)+2HCl;
CH2(OH)–CH(OH)– CH2(OH) – глицерин
Гидролизом жиров (сложных эфиров жирных кислот и глицерина).

6.

Вопрос 5. Строение и изомерия альдегидов и кетонов
Альдегиды и кетоны – это органические соединения, содержащие
карбонильную группу, связанную соответственно с атомом водорода и
углеводородным радикалом:
Для альдегидов и кетонов применяют, чаще всего, тривиальные
названия. Например,
муравьиный альдегид
,
уксусный альдегид
,
ацетон
.

7.

По номенклатуре ИЮПАК названия альдегидов формируется из
названия соответствующего углеводорода с добавлением окончания «-аль».
Так, муравьиный альдегид называют метаналь, уксусный альдегид – этаналь.
Названия кетонов по этой же номенклатуре составляют аналогично, но с
окончанием «-он» и указанием цифрой перед названием положения
карбонильной группы в углеводородной цепи. Например,
СН3–С–СН2–СН3
║
О
2-бутанон.

8.

Вопрос 6. Получение альдегидов и кетонов
Альдегиды и кетоны получают, чаще всего, окислением спиртов и
гидролизом дигалогенопроизводных углеводородов.
1. Окислением спиртов:
первичных (получают альдегиды) CH3–CH2–OH→о CH3–CHO.
вторичных (получают кетоны) CH3–CH(OH)–CH3→оCH3–CH(O)–CH3
2. Гидролизом дигалогенопроизводных
находятся при одном атоме углерода):
углеводородов
галогены у конечного атома углерода (получают альдегиды)
CH3–CH2–CH(Br)2+H2O→CH3–CH2–CHO+2HBr.
галогены у среднего атома углерода (получают кетоны)
CH3–CBr2–CH3+H2O→CH3–CH(O)–CH3+2HBr.
(галогены

9.

Вопрос 7. Химические свойства альдегидов и кетонов
1. Взаимодействие с водородом (Ni,Co,Cu,Pt и др.):
альдегиды дают первичные спирты
R–CHO+H2→ R–CH2OH.
кетоны образуют вторичные спирты
R–CO–R1+H2→R–CH(OH)–R1.
2. Взаимодействие с PCl5 (присоединяется два атома хлора):
R–CO–R1+ PCl5→ R–CCl2–R1+ POCl3.
3. Реакция серебряного зеркала (только альдегиды):
R–CHO+2[Ag(NH3)2]OH→ R–C(O)ONH4+2Ag+3NH3+H2O.

10.

Вопрос 8. Основные представители альдегидов и
кетонов и их применение
Формальдегид (метаналь) – бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворяется в воде и
спиртах. Получают окислением метана или метанола в присутствии катализаторов (Ag, Fe–Mo).
Применяют для получения полимеров, для синтеза уротропина, который применяется для
получения пластмасс, в медицине как антисептик, в производстве взрывчатых веществ.
Ацетон. Бесцветная жидкость с характерным запахом, хорошо смешивается с водой, и
органическими растворителями.
Получают прямым окислением пропилена. Применяют для получения искусственного шелка,
бездымного пороха, органического стекла, новых органических соединений.
Ароматические альдегиды и кетоны:
С6Н5–С–Н
║
О
бензойный альдегид;
С6Н5–С–СН3
║
О
ацетофенон.