Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
2С2Н51 + 2гп^2п(С2Н5)2 + 2п12
СНзх
CH—СН2С1
сн/
первичный хлористый изобутил
454
Ьели в состав органической молекулы входят несколько атомов галогена, то для них характерны те же реакции, в которые они могут вступать сразу или постепенно:
СНаС1 —СН2С1 + 2Н20->2НС1 + СН2ОН—СН2ОН
1,1-дихлорэтан этиленгликоль
В отличие от хлористых, бромистых и йодистых производных фтористые галогенопроизводные отличаются большой устойчивостью, /гак как ст-связь С—И более устойчива, чем а-связь С—С (С—-Ь~489 кДж/моль). Фторпроизводные этилена («фторопласт») отличаются высокой химической стойкостью и инертностью. «Фрео-иы» (СР2С12) находят применение как хладоносители в холодильной технике и как растворители.
Весьма ценными продуктами являются галогенопроизводные непредельного ряда. Наличие двойной связи (а + я), легко поляризующейся, уравновешивает в какой-то степени влияние электро-фильного атома галогена, и соединения этого типа получают значительную химическую устойчивость. Примером гадогенопроизвод-иого непредельного ряда может служить хлорвинил* СН2=СНС1 — весьма устойчивое вещество, обладающее значительно пониженной активностью в характерных реакциях по сравнению с хлорпро-изводными предельного ряда.
Однако увеличение углеродной цепи между атомом галогена и двойной связью (хлористый аллил СН2=СН—СН2С1) повышает активность этих соединений, нарушая то распределение электронной плотности, которое возникло при соединении атома хлора с атомом углерода, образующим двойную связь.
Галогенопроизводные широко применяются в органическом синтезе, в том числе и при производстве полимеров.
Кислородсодержащие функциональные группы. Кислородсодержащие органические молекулы можно рассматривать как продукты окисления атома углерода в молекулах углеводородов, и в зависимости от степени окисления функциональные группы могут иметь различные строение и свойства. Примером такого взаимодействия может быть присоединение атома кислорода по месту двойной связи (оН-я) в молекулах -этиленовых углеводородов:
СН2=СН-К: + О-* СН2-~СН-к
У
-8 эпигруппа
При разрыве я-связи между двумя атомами углерода образовались две а-связи с атомом кислорода. Соединения с эпигруппой весьма реакционноспособны и применяются в органическом синтезе (синтез эпоксидной смолы).
455
Алкоголи и фенолы Я—ОН. Окисление атома углерода в молекуле углеводорода, связанное с перестройкой а-связи, приводит к появлению гид-роксильной группы ОН в составе органической молекулы. В результате этого появляется электрический момент молекулы, так как связи С—О и Н—О полярны и образуют между собой угол, близкий к прямому, что дает результирующий электрический МОМеНТ [X, отличный от нуля. Схематически строение молекулы метанола (метиловый спирт) показано на рис. 220.
Алкоголи или спирты, так же как и галогенопроизводные, бывают первичные, вторичные и третичные в зависимости от расположения гидроксильной группы:
Рис. 20. Схема строения молекулы метанола
Н-^С-О-
-Н
СН3—СН2—СН2—ОН СН3-СН(ОН)— СН8
первичный пропиловый спирт
вторичный пропиловый спирт
ОНа
сн,-с /
сн.
-ОН
третичный нзобутиловый спирт
Введение кислородного атома в молекулу углеводорода обычно производят косвенным путем (гидролиз галидов и т.д.).
Фенолами называются соединения, в которых гидроксильная группа присоединена непосредственно к атому углерода, входящему в состав бензольного кольца. В этом случае полярность соединения увеличивается и гидроксильная группа способна в водных растворах давать ион Н+ и реагировать со щелочами, проявляя кислотные свойства. Среди ароматических соединений могут встречаться и спирты, и фенолы. Приведем два соединения, обладающих общей эмпирической формулой С7Н80, т. е. являющихся изомерами:
сн«он
бенз иловый спирт
1^4-сн3
и~он
метил фенол (орто)
456
В этих соединениях гидроксильные группы имеют различные свойства. Гидроксильная группа, связанная с углеродом, входящим в кольцо бензола, изменяет распределение электронных облаков у атомов углерода, входящих в состав бензольного кольца, и активизирует атомы углерода, находящиеся по отношению к ней в орто- и пара-положении, так же как и атомы галогенов:
но
6
Химические свойства спиртов или алкоголей можно оценить, рассмотрев типичные для них реакции.
1. Образование алкоголятов с активными металлами (Ы, Ыа, К, Са, А1):
СН3—СН2—ОН + Ыа->СН3—СН2—СЖа + '/2Н2|
Алкоголяты — очень реакционноспособные вещества, подвергающиеся в воде гидролизу (практически необратимому):
СН3—СН2—0№ + Н20-ь СН3—СН2—ОН. + ЫаОН
2. Образование простых и сложных эфиров. Простые эфиры образуются из молекул спиртов (одинаковых или разных) в присутствии водоотнимающих веществ — реакция этерификации: .
сн3—сн2—он+но—сн2—сна НаЬ0* (к""ц,)> н2о+сн3—сн2—о—сн2—сн3
диэтилоный эфир
Реакция идет в присутствии серной кислоты (почему диэти-, ловый эфир называют иногда «серным эфиром»). Она проходит по стадиям, и можно выделить в качестве промежуточного соединения так называемую этилсерную кислоту: СН3—СН2—О—502—ОН.
