Лекция по теме: «Кислородсодержащие органические соединения Спирты. Химические свойства предельных одноатомных спиртов».

Содержание темы: реакции с участием водорода, входящего в состав гидроксильной группы спиртов: взаимодействие со щелочным металлом – образование алкоголята; взаимодействие спиртов со спиртами. Основные способы получения спиртов: гидратация алкенов, взаимодействие галогенопроизводных углеводородов со щелочью;

восстановление альдегидов.

Знать:
• понятие о реакциях спиртов с участием водорода, гидроксильной группы – ОН;

основные способы получения спиртов.

Уметь:
подтверждать уравнениями реакций химические свойства спиртов.

В химических реакциях гидроксисоединений возможно разрушение одной из двух связей: · С–ОН с отщеплением ОН-группы · О–Н с отщеплением водорода Это могут быть реакции замещения, в которых происходит замена ОН или Н, или реакция отщепления (элиминирования), когда образуется двойная связь. Полярный характер связей С–О и О–Н способствует гетеролитическому их разрыву и протеканию реакций по ионному механизму. При разрыве связи О–Н с отщеплением протона (Н⁺) проявляются кислотные свойства гидроксисоединения, а при разрыве связи С–О – свойства основания и нуклеофильного реагента.

С разрывом связи О–Н идут реакции окисления, а по связи С–О – восстановления. Таким образом, гидроксисоединения могут вступать в многочисленные реакции, давая различные классы соединений. Вследствие доступности гидроксильных соединений, в особенности спиртов, каждая из этих реакций является одним из лучших способов получения определенных органических соединений. 1. Кислотно-основные свойства. RO^- + H⁺ ↔ ROH ↔ R⁺ + OH^- Кислотные свойства уменьшаются в ряду, а основные возрастают:

HOH → R-CH₂-OH → R₂CH-OH → R₃C-OH вода первичный вторичный третичный

1.1 Кислотные свойства

Атомы водорода гидроксильных групп молекул спиртов, также как и атомы водорода в молекулах воды, могут восстанавливаться атомами щелочных и щелочноземельных металлов ("замещаться" на них).

Взаимодействие спиртов сактивными щелочными металлами с образованием алкоголятов:

2C₂H₅OH + 2 Na → 2C₂H₅ONa + H₂

(алкоголят натрия)

этилат натрия

Атомы натрия легче восстанавливают те атомы водорода, у которых больше положительный частичный заряд ( +). И в молекулах воды, и в молекулах спиртов этот заряд образуется за счет смещения в сторону атома кислорода, обладающего большой электроотрицательностью, электронных облаков (электронный пар) ковалентных связей. Молекулу спирта можно рассматривать как молекулу воды, в которой один из атомов водорода замещен углеводородным радикалом. А такой радикал, богатый электронными парами, легче, чем атом водорода, позволяет атому кислорода оттягивать

на себя электронную пару связи R О. Атом кислорода как бы "насыщается", и за счет этого связь O—H оказывается менее поляризованной, чем в молекуле воды ( + на атоме

водорода меньше, чем в молекуле воды.

В результате атомы натрия труднее восстанавливают атомы водорода в молекулах спиртов, чем в молекулах воды, и реакция идет намного медленнее.
Иногда, основываясь на этом, говорят, что кислотные свойства спиртов выражены слабее, чем кислотные свойства воды. Из-за влияния радикала кислотные свойства спиртов убывают в ряду:

метанол первичные спирты вторичные спирты третичные спирты

С твердыми щелочами и с их растворами спирты не реагируют.

*Алкоголяты подвергаются гидролизу, это доказывает,что у воды более сильные кислотные свойства

C₂H₅ONa + H₂O ↔ C₂H₅OH + NaOH

2.2.Основные свойства

Спирты взаимодействуют галогенводородными кислотами:

C₂H₅OH + HBr ^H²^SO^4(кон)↔ C₂H₅Br+ H₂O

бромэтан

* Лёгкость протекания реакции зависит от природы галогенводорода и спирта – увеличение реакционной способности происходит в следующих рядах:

HF < HCl < HBr < HI

первичные < вторичные < третичные

2. Окисление

2.1.В присутствии окислителей [O] – K₂Cr₂O₇ или KMnO₄ спирты окисляются до карбонильных соединений:

Первичные спирты при окислении образуют альдегиды, которые затем легко окисляются до карбоновых кислот.

При окислении вторичных спиртов образуются кетоны.

12 3 Следующая ⇒