УЧЕНИКА 10 Б КЛАССА Сорокина Максима. Спиртами называются соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп. По их числу спирты подразделяются. - презентация

1 УЧЕНИКА 10 Б КЛАССА Сорокина Максима

2 Спиртами называются соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп. По их числу спирты подразделяются на одноатомные, двухатомные, трехатомные и т.д. Длины связей и валентные углы в метиловом спирте приведены ниже. Строение метилового спирта. Валентные углы в 109 о и 110 о указывают на sp3-гибридизацию атома углерода, две неподеленные пары электронов кислорода расположены на sp3-гибридных орбиталях.

3 НОМЕНКЛАТУРА Для спиртов существует несколько способов их названия. В современной номенклатуре ИЮПАК для названия спирта к названию углеводорода добавляют окончание "ол". Самую длинную цепь, содержащую функциональную ОН-группу, нумеруют с того конца, к которому ближе всего находится гидроксильная группа, а заместители обозначаются в префиксе, например:

4 В некоторых спиртах группу СH2OH удобнее называть гидроксиметил, например: Иногда спирты называют, пользуясь названием алкильной группы:

5 В этой номенклатуре положение заместителя в алкильной группе обозначается буквами греческого алфавита. В другой номенклатуре, называемой карбинольной, простейший спирт CH3OH называется карбинол, остальные - как его производные. Эта номенклатура удобна для самых простых спиртов, т.к. в ней легко различаются первичные, вторичные и третичные спирты.

6 При взаимодействии алкенов с разбавленными водными растворами кислот основным продуктом оказывается спирт. Этот метод в лабораторных условиях нашел ограниченную область применения для получения третичных спиртов.

7 Для получения других спиртов он применим ограниченно, поскольку гидратация алкенов часто сопровождается изомеризацией за счет перегруппировок промежуточно образующихся карбкатионов. Поэтому в лабораторной практике его вытеснил другой способ, основанный на реакции гидроксимеркурирования - демеркурирования алкенов.

8 Эта реакция не сопровождается перегруппировками и приводит к образованию индивидуальных спиртов. Направление реакции соответствует правилу Марковникова, реакция проводится в мягких условиях с выходами, близкими к количественным.

9 Гидроборирование алкенов и последующее окисление боранов раствором пероксида водорода в щелочной среде приводит, в конечном итоге, к антимарковниковскому продукту присоединения воды к двойной связи.

10 LiAlH4 и NaBH4 восстанавливают альдегиды до первичных спиртов, а кетоны до вторичных, причем боргидрид натрия предпочтителен вследствие большей безопасности в обращении: его можно использовать даже в водном и спиртовом растворах. Алюмогидрид лития реагирует с водой и со спиртом со взрывом и разлагается со взрывом при нагревании выше 120 о в сухом состоянии.

11 Алюмогидрид лития при 0-10 о восстанавливает ненасыщенные альдегиды и кетоны до аллиловых спиртов, сохраняя двойную углерод-углеродную связь и восстанавливая карбонильную группу. Та же самая реакция циклогексен-2-она с NaBH4 приводит к смеси циклогексен-2-ола и циклогексанола в соотношении 1,5:1 в результате присоединения гидрид- иона как к карбонильному углероду, так и к углероду при двойной углерод-углеродной связи.

12 Лучшим реагентом для избирательного восстановления карбонильной группы в a,b- ненасыщенных альдегидах и кетонах, не затрагивающим двойную углерод-углеродную связь, является диизобутилалюминийгидрид (ДИБАЛ-Н). 5. Восстановление сложных эфиров и карбоновых кислот до первичных спиртов Первичные спирты образуются при восстановлении сложных эфиров и карбоновых кислот алюмогидридом лития в эфире или ТГФ. Особенно удобен в препаративном отношении метод восстановления сложных эфиров алюмогидридом лития. Следует отметить, что боргидрид натрия не восстанавливает сложноэфирную и карбоксильную группы. Это позволяет проводить селективное восстановление карбонильной группы с помощью NaBH4 в присутствии сложноэфирной и карбоксильной групп. Выходы продуктов восстановления редко бывают ниже 80%. Боргидрид лития в отличие от NaBH4 восстанавливает сложные эфиры до и первичных спиртов.

13

14 Эти реакции подробно рассмотрены в методической разработке, посвященной металлоорганическим соединениям. Здесь будут приведены только отдельные примеры.

15 Эпоксиды под действием LiAlH4 в эфире или ТГФ превращаются в спирты. Реакция состоит в нуклеофильной атаке гидрид-иона по наименее замещенному или пространственно незатрудненному атому углерода с образованием вторичного или третичного спирта. Раскрытие эпоксидного кольца в циклогексанах происходит в результате аксиальной атаки гидрид-иона и поэтому в образующемся циклогексаноле атом водорода и ОН-группа находятся в аксиальном положении.

16 Эпоксидное кольцо раскрывается также под действием диалкилкупратов лития. В качестве примера приведем образование транс-2- метилциклогексанола при взаимодействии циклогексан оксида с диметилкупратом лития. 8. Взаимодействие алкилгалогенидов и алкилтозилатов с супероксидом калия Один из самых современных методов получения спиртов заключается во взаимодействии алкилгалогенидов и тозилатов с избытком супероксида калия в ДМСО в присутствии 18-краун-6 полиэфира.

17 В качестве побочных продуктов всегда получаются алкены, выход которых возрастает при синтезе вторичных спиртов. Для примера приведем получение октанола-1 и октанола-2 из 1-иодоктана и 2-иодоктана, соответственно. Замещение галогена или тозилоксигруппы на гидроксил сопровождается полным обращением конфигурации у асимметрического атома углерода; так из тозилата (S)-октанола-2 был получен R-октанол-2 с оптической чистотой 97-99%.

18 Метанол в промышленности получают из оксида углерода (II) и водорода (синтез-газ) над сложным катализатором, состоящим из оксидов меди и цинка, нанесенных на Al2O3 в жестких условиях.

19 Метанол (метиловый спирт, древесный спирт, карбинол, метил гидрат, гидроксид метила) CH3OH, простейший одноатомный спирт, бесцветная ядовитая жидкость. Метанол это первый представитель гомологического ряда одноатомных спиртов. С воздухом образует взрывоопасные смеси (температура вспышки 11 °C). Метанол смешивается в любых соотношениях с водой и большинством органических растворителей.

20 Спиртами или алкоголями называют производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько водородных атомов замещены на соответствующее число гидроксильных групп (ОН). Характер алифатического радикала, с которым связана гидроксильная группа, определяет предельность или непредельность спиртов: H3CCH2CH2OH CH2==CHCH2OH пропиловый спирт аллиловый спирт

21

22

23 Все спирты легче воды (плотность ниже единицы). Температура кипения спиртов нормального строения повышается с увеличением молекулярной массы. Спирты нормального строения кипят при более высокой температуре, чем спирты с изостроением. В воде хорошо растворяются метиловый, этиловый и пропиловый спирты. С увеличением молекулярной массы растворимость спиртов снижается. Низшие спирты легче воспламеняются и горят бесцветным пламенем. Спирты с большой молекулярной массой коптят при горении. Температура кипения спиртов выше, чем галогеналкилов и углеводородов с тем же числом углеродных атомов. Это объясняется тем, что молекулы спирта, как и воды, являются ассоциированными жидкостями за счет водородных связей, возникающих между молекулами:... : HO :... HO :... HO :... | | | R R R

24 Водородная связь оказывает большое влияние на физические свойства спиртов. Химические свойства. Основные химические свойства спиртов Определяются реакционно способной гидроксильной группой. Химические реакции могут идти или только по водороду гидроксильной группы, или протекать с участием всей группы.

25 Метанол яд, действующий на нервную и сосудистую системы. Токсическое действие метанола обусловлено так называемым «летальным синтезом» метаболическим окислением в организме до очень ядовитого формальдегида. Приём внутрь 510 мл метанола приводит к тяжёлому отравлению (одно из последствий слепота), а 30 мл и более к смерти. Предельно допустимая концентрация метанола в воздухе равна 5 миллиграмм на кубический метр (то есть в 2 раза ниже, чем у этанола и изопропилового спирта 10). Особая опасность метанола связана с тем, что по запаху и вкусу он неотличим от этилового спирта, из-за чего и происходят случаи употребления метанола внутрь. Однако есть способ, с помощью которого в домашних условиях можно отличить метиловый спирт от этилового. Из толстой медной проволоки сворачивается спираль. Спираль накаляется на огне до свечения.

26 При опускании спирали в метанол следует выделение очень резкого запаха формальдегида. Этанол такого эффекта не дает. Как указано в электронном справочном руководстве для врача скорой медицинской помощи, при отравлении метанолом антидотом является этанол, который вводится внутривенно в форме 10 % раствора капельно или 3040 % раствора перорально из расчёта 12 грамма раствора на 1 кг веса в сутки. Полезный эффект в этом случае обеспечивается отвлечением АДГ I на окисление экзогенного этанола. Следует учесть, что при недостаточно точном диагнозе за отравление метанолом можно принять алкогольную интоксикацию, отравление дихлорэтаном или четырёххлористым углеродом в этом случае введение дополнительного количества этилового спирта опасно.

27 Изабелла американский сорт винограда. В последнее время, под предлогом о повышенном содержании и метанола в винах, получаемых из данного сорта, запрещен к использованию в коммерческом виноделии в США и странах Евросоюза. Вероятная причина запрета очень дешевые в производстве вина по сравнению с винами из винограда столовых сортов. Изабелла применяется также как декоративное вьющееся растение. На территории СНГ распространён во влажных районах Грузии, Абхазии, Азербайджана, имеется в Краснодарском крае, Крыму, перспективен для Молдавии (кроме северных районов). Свободно произрастает в Черноземье, Подмосковье и Сибири, неукрывной сорт.