Основы органической химии для студентов нехимических специальностей - Тейлор Г.
ISBN 5-03-000281-2
Скачать (прямая ссылка):
Несмотря на то, что в некоторых случаях эта номенклатура употребляется в данной книге, широко мы ею пользоваться не будем, так как она неудобна для названия сложных соединений.
Из-за некоторых различий в химических свойствах спирты обычно делятся на три класса: первичные, вторичные и третичные в соответствии с числом водородных атомов, которые соединены с атомом углерода, связанным со спиртовой группой. Первичные спирты содержат группу —СН2ОН, вторичные — группу
^ СНОН, а третичные спирты не имеют атомов водорода у интересующего нас углеродного атома и содержат в своем составе группу —С—ОН. Представителей всех этих трех групп спиртов можно найти среди изомерных бутиловых спиртов, формулы
СНз—СНг—СНг—СН—СНз
2-гидроксипентан
(пентан-2-ол)
ОН
4 -гидрокси -2-метил гекса и (2-метилгексан-4-ол)
Н
СН3
74
Глава 5
Таблица 5.1. Номенклатура спиртов
Формула Систематическое иазваиие Тривиальное название8
СН3ОН Метанол Метиловый спирт
СН3СН2ОН Этанол Этиловый спирт
СН3СН2СН2ОН Пропан-1-ол «-Пропиловый спирт
СН3СН(ОН)СН3 Пропан-2-ол Изопропиловый спирт
СНз(СН2)2СН2ОН Бутан-1-ол к-Бутиловый спирт
СН3СН2СН(ОН)СН8 Бутан-2-ол втор-Бутиловый спирт
(СН3)2СНСН2ОН 2-Метил пропан-1 -ол Изобутиловый спирт
(СН3)3СОН 2-Метилпропан-2-ол т/зет-Бутиловый спирт
а к, втор и трет обозначают нормальный, вторичный, третичный соответственно.
которых приведены выше: к-бутиловый и изобутиловый спирты относятся к первичным спиртам, а названия втор-бутиловый и грег-бутиловый говорят сами за себя. Хотя вышеприведенные классы спиртов несколько различаются по своему химическому поведению, но большинство реакций являются общими для всех трех типов.
5.1.1. Получение спиртов
Пока не найден способ прямого введения гидроксильной группы в алканы, поэтому любой синтез спирта начинается с соединения, содержащего реакционноспособную функциональную группу. Ниже приведены некоторые наиболее общие методы получения спиртов.
1. Гидратация олефинов в присутствии кислот (разд. 3.3.3): R—СН=СН—R+II2S04/H20 —»- R—СН2—СН—R
I
ОН
н+/н*о
например: СН,=СН, ------> СН3—СН,ОН
2. Гидролиз алкилгалогенидов под действием воды или щелочи (разд. 4.1.3):
НаО/ОН-
СНз—СНг—СН2—Вг * СНз—СН2—СН2—ОН-f-Вг—
3. Гидролиз простых эфиров в сильнокислой среде (разд. 5.5.3):
H1SO4/H1O
СН3СН2—О—СНз --------------> СН3СН2ОН+СН3ОН
Простые кислород- и серусодержащие соединения
75
4. Гидролиз сложных эфиров: а) катализируемый кислотой
О О
/ н+ А
СН3—С—О—С2Н6 + нао ----> СН3—+ с2н6он
ОН
этилэтаноат
(этилацетат)
этановая
кислота
(уксусная
кислота)
этанол
б) щелочной гидролиз (омыление)
СНЧ—С
\
О
о-с2н6+ н2о/он-
СН3—С
-г./ \
о
+ С*Н§0Н
О-
(механизм гидролиза сложных эфиров см. разд. 8.3.3)
5. Восстановление более высокоокисленных соединений:
(а)
/
н
R-C\
О
альдегид
(б)
\
/
с=о
кетон
(В)
О
(г)
н-сч он
карбоновая
кислота
О
R—С—О—R' -сложный эфир
R—СН2ОН первичный спирт
RsCHOH вторичный спирт
R—СН2—ОН
R—СН2—ОН+R'OH
Восстановление по пути а и б можно провести с помощью многих восстановителей. Цинк в соляной или уксусной кислоте, амальгама натрия и вода, натрий в спирте — все это восстано-
76
Глава 5
вители типа «растворяющегося металла»*. Каталитическое восстановление водородом на тонкоизмельченном никелевом или платиновом катализаторе также превращает альдегиды и кето-ны в соответствующие спирты. Часто для этой же цели используют алюмогидрид лития (разд. 3.1.1).
Из всех приведенных реагентов только LiAlH4 восстанавливает карбоновые кислоты и их сложные эфиры.
6. Первичные амины реагируют с азотистой кислотой с образованием спиртов (разд. 6.2.6):
R-NHa+HONO —R—0H+N2+H20
5.1.2. Свойства спиртов
Спирты представляют собой нейтральные жидкости или твердые вещества, температуры кипения которых существенно выше, чем у родоначальных алканов (гл. 9). Низшие спирты легко смешиваются с водой или очень хорошо растворимы в ней. Однако растворимость уменьшается с увеличением размера алкильной группы. Все низшие спирты в большей или меньшей степени ядовиты.
5.1.3. Реакции спиртов
1. Хотя спирты дают нейтральную реакцию по индикатору и фактически недиссоциированы в водном растворе, водород в гидроксильной группе можно заместить путем прямого взаимодействия спирта с электроположительным металлом I или II группы периодической системы:
