Қаныққан және қанықпаған спирттер

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 18 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

І. Кіріспе . . . 2

ІІ. Негізгі бөлім.

2. 1 Қаныққан бір атомды спирттер . . . 3

2. 2Спиртін физикалық қасиеттері . . . 6

2. 3Қанықпаған бір атомды спирттер . . . 8

3. 1 Бір атомды спирттер . . . 10

3. 2 Екі атомды спирттер . . . 13

IV. Қорытынды . . . 15

V. Әдебиеттер тізімі . . . 16

Кіріспе.

Спирттер, немесе алкогольдер деп қүрамында гидроксилі бар көмірсутектерді айтады. Спирттер қаныққан және қанықпаған болуы мүмкін. Спирттердің атомдығы гидроксил топтарының Құрамындағы бірнеше гидроксил тобы бар спирттерді көп атомды (екі атомды, үш атомды, төрт атомды акәне т. б. ) деп атайды. Екі атомды спирттерді гликольдөр деп атайды.

Галоген туындыларынан алатын магнийорганикалық қосылыстарды пайдаланып, Гриньяр реактиві арқылы спирт алу лабораторияда жиі қолданылатын бірден-бір көп тараған әдіс. Органикалық синтезде сирек те болса, қолданылып жүрген литий және мырыш қосылыстары да спирт алу үшін жұмсалады.

Льюис қышқылы немесе протонды қышқылдардың көмегімен спирттерден пайда болып отыратын карбкатиондар, арендер немесе олефиндермен алкилдеу реакциясына түседі. Бұл тектес реакциялар оқулықтың тиісті тарауларында талданған. Төменде, бұрынырақ азын-аулақ айтылған карбкатиондардың қайтадан орын басу арқылы топтасатын реакцияларын қарастырамыз.

Қаныққан гликольдердіқ жалпы формуласы С _л Ң _2л (ОН) г Әдетте бір көміртек атомында екі гидроксил ұсталып тұр^іайды. Осындай құрылысты заттар пайда бола бере судан айырылып альдегидтермен кетондар құрады. Алайда ондай гликольдердін. эфирлері әлдеқайда тұрақты қосылыстар . Әдетте гликольдерде гидроксил топтары әрбір көміртек атомдарынд а орналасқан.

Глицерин - үш пальмитатты мысал ретінде қолданып, майлардың гидролиздеу схемасын былай бейнелеуге болады: гидролизде сабындар - жоғарғы қышқылдардың натрий тұздарынан (тап осы жағдайда пальмитин қышқылының) алынады, сондықтан да бұл процесті жәие жалпы күрделі эфирлердің гидролизін сабындау деп атайды.

Катализаторлардың (мысалы вольфрам қышқылыңың) қатысуымен сутектің асқын тотығының қосылуы әлдеқайда жылдам өтеді .

Глицеринді синтездеуде сонымен бірге ацетиленмен формальдегидтіқ пропаргил спиртіне конденсациялануы қолданылады; соңғыны палладий ка-тализаторының қатысуымен сутектендіріп аллил спиртіне айналдырып, қазір ғана жазылған әдістің біреуімен глицеринге айналдырылады:

ІІ. Негізгі бөлім.

2. 1 Қаныққан бір атомды спирттер.

Қаныққан бір атомды спирттердің жалпы формуласы С _п Н2л+2 О немесе С _п Нгя+і ОН. Гидроксилдің көміртек атомы-ның қайсысында (біріншілік, екіншілік немесе үшіншілік) орналасқанына байланысты біріншілік К-СН ₂ ОН (I, III), екіншілік К ₂ СНОН (II) және үшіншілік К ₃ С-ОН (IV) спирттер деп айырады.

Сол сияқты изобутаннан екі спирттің пайда болуын байқау-ға болады:

Изомерия. Номенклатура. Спирттердің изомериясы көміртек тізбегінің құрылысымен гидроксил тобының тізбектегі орнына байланысты. Мысалы, спирттердің құрамы С ₄ Н ₉ ОН нормальды бутанмен изобутанның бір сутек атомының ОН тобына алмасып алынған С ₄ Ню кемірсутектердің туындылары болып қаралады. Қалыпты бутан үшін екі варианттағы спирттің молекулалық құрылысын жазуға болады:

Әдетте спирттердің гидроксил тобымен байланысқан радикал бойынша атайды. Систематикалық номенклатура бойынша спирттің аты өзіне сәйкес қаныққан көмірсутектің атына ол жалғауын қосу және гидроксил тобы орналасқан көміртек атомын нөмірмен көрсету арқылы құрастырылады . Бұдан басқа ширттерді метил опирті карбинол туындылары ретінде атауға болады.

Алу тәсілдері. Спирттерді алудың көптеген тәсілдері бар. Мұнда ең қарапайым түрлері келтірілген.

. Спирттерді галогеналкилдерге немесе сілтілердің судағы ерітіндісін қосып қыздыру арқылы гидролиздеп алады. Бірінші жағдайда реакция қайтымды .

Спирттердің синтезін металорганикалық, соның ішінде магнийорганикалық, қосылыстарды альдегидтерге, кетондарға және күрделі эфирлерге әсер етуімен жүзеге асырылады. Алғаш рет А. М. Бутлеров және оның шәкірттері А. М. Зайцев пен Е. Е. Вагнер мұндай синтезді цинкорганикалық қосылыстарды қолдану арқылы жүзеге асырған. Гриньяр өңдеген спирттердің синтезі магнийорганикалық қосылыстардан мына жалпы схема бойынша жүреді. Альдегидтерде, кетондарда және күрделі эфирлерде карбонил тобы бар, онда электрон бүлты оттек атомына ығысқан, мүны шартты түрде былай көрсетеді. -с^о заряд керісінше, оттек атсшында - жартылай теріс заряды пайда болады. К-МSВг қалдық өзін
нуклеофильді бөлшек сияқты ұстап карбинол тобындағы көмір-
тек атомына оңай қосылады. Реакция мына схема бойынша жү-
реді

Алынған қосылыс (1) (магнийбромалкоголят) оңай гидролизденіп, сәйкес спирт береді:

ә) қалған басқа альдегидтермьн екіншілік спирттер алынады:

б) кетондармен әрекеттесуінен үшіншілік спирттер алынады.

а) осы схема бойынша қүмырсқа альдегидінен біріншілік спирт синтезделеді:

Реакция екі сатыда жүреді: алдымен, әдеттегіше, >С = О торбы бойынша қосылу жүреді, сонан соң реакцияға магнийгал геналкилдің жаңа молекуласы түседі. Сонымен магнийгалоген алкилі -ОК эфир тобының орнына тұрады.

3. Сонымен қатар спирттерді этиленді көмірсутектерін гидратациялап (суды қосу) алады. Этилен тек қана концентрациялы күкірт қышқылына сіңіріліп этилкүкірт қышқылын бередһ

Этилкүкірт қышқылы сумен ыдырап, күкірт қышқылымен этил спиртін береді:

2. 2Спртін физикалық қасиеттері.

Қальшты температурада С-ға- дейінгі спирттер - сүйықтықтар, С-ден бастап және одан жоғарғы-лары - қатты заттар. Сі-С ₃ спирттері сумен барлық арақатынаста араласады және өздеріне тән иістері болады. Молекулалық салмағының өсуіне қарай сүйық спирттердің суда ерігіштігі төмендейді және олардың иістері жағымсыз бола бастайды. Қатты спирттердің иісі болмайды және суда ерімейді. Сұйық спирттер көптеген органикалық заттар үшін жақсы еріткіштер болып саналады.

Спирттердің қайнау температурасы молекулалық салмағының артуына қарай өседі, мысалы

Түзу тізбекті спирттер тармақталған тізбекті спирттерге қарағанда әлдеқайда жоғары температурада қайнайды. Көміртек атомдарының саны біркелкі болса, біріншілік спирттер екіншіліктерге қарағанда, ал екіншіліктер үшіншіліктерге қарағанда жоғарырақ температурада қайнайды. Мысалы, бутил спирттерінің қайнау температурасы: нормальды 117, 7° С-де изобутил 107, 3° С, екіншілік 99, 5° С және үшіншілік 82, 8° С. Балқу температурасы керісінше, үшіншілік спирттерде бәрінен жоғары болады. Спирттердің тығыздығы 1-ден кем.

Спирттердің қайнау температурасы сәйкес көмірсутектерінің тіпті галоген туындыларының қайнау температурасынан әлде қайда жоғары. Мысалы, этан - 88, 3° С-де бромды этил + 38, 0°С-де, ал. этил спирті +78, 3°С-де қайнайды. Спирттер су сияқты аз мөлшерде болса да мұндай айырмашылық ассоциацияланған сұйықтық бблып есептеледі.

Спирттердің жеке молекулалары өз ара гидроксил топтарындағы оттекпен (оттектің ортақтаспаған жүп электрондарының қатысуымен) сутек арасында пайда болған сутек байланыстары арқылы қосылады.

Ассоциация спирттердің физикалық қасиеттеріне елеулі әсер етеді, себебі ерітіндіде димерлі, тримерлі және полимерлі молекулалар жүреді.

Спирттер үшін инфрақызыл төңірегінде 2, 8 і (3600 см~ ¹ ) сіңірілуі тән, - ассоциацияланбаған гидроксилге тән валенттік ауытқу 3, 1 \х (3200 см~~ ¹ ) _у оондай-ақ жуық ауытқу ассоціиация-ланған гидроксилге де тән синтетикалық мата алуда, тамақ өндірісінде, медицинада кеңінен қолданылады (151 бет) . Мысалы, пропиленнен мынадай

спирттерді: 1, 2 және 3 шығаруға болар еді:

2. 3 Қанықпаған бір атомды спирттер.

Қанықпаған спирттер этилендік, ацетилендік және басқа қатардағыларда болуы мүмкін. Қос байланысты көміртекте гидроксилі бар с = С- қанықпаған спирттер бос түрінде болмайды.

ОН

(Эльтеков заңы) . Олар құрылу кезінде өте жылдам альдёгидтер мен кетондарға изомерленеді

Алайда 2 және 3 спирттер бос күйінде кездеспейді, тек қана бірінші (аллил) спирт белгілі.

Систематикалық номенклатура бойынша қанықпаған спирттердің атын өздеріне сәйкес қанықпаған көмірсутек атына «ол» жалғауын қосып атайды, ал гидроксилдің қосылғағ орны цифрмен көрсетіледі.

Төменде аса маңызды қанықпаған спирттердің (тривиальды, рационалды және систематикалық номенклатура бойынша) аталлил спирті, винилкарбинол, пропеноля метилвинилкарбинол, З-бутен-2-ол; пропаргил спирті, ацетиленил-карбинол; 2-пропин-1-ол (пропинол) ; 2-метил-З-бутин-2-ол ; 2-ме-тил-5-гексен-3-ин-2-ол

Жеке мүшелері. Кейбір қанықіпаған опирттердің техникалық алу жолдарымен ең негізгі қолданылуын қарастыралық.

В и н и л с п и р т і бос түрінде кездеспейді бірақ оның полимері поливинилацетатты (винилацетаттың полимері) гидролиз-деп алатын пюливинил спирті белгілі.

Бұл суда еритін ақ ұнтақ. Соның негізінде синтетикалық матавинол. және дәрі-дәрмек препараттарын (С. Н. Ушаков) алады.

Мұндай анықпаған спирттердің жай және күрделі эфирлері, . мысалы винил зфирІ белгілі және техникада - пластмасса. Гидроксил топтарыыың орналасуына қарай а-глйкольдерді (ОН топтары - қатар орналасқан көміртек атомдарында - I, IV, V), р-гликольдерді (ОН топтары ез ара 1, 3-қальшта _? II, VI), ү-гликольдерді (ОН топтары өз ара 1, 4-қалыпта, III), б-гликоль-дерді және т. б. ажыратады,

Оынан әрі гидроксил топтары бар көміртек атомдарының тұр айырмашылығына қарай гликольдерді: біріншілік-екіншілік (I, II) _? екі біріншілік (III-VI), екі екіншілік (IV), біріншілік - үшіншілік (V) және т. т. деп ажыратады.

Гликольдердің аттары этилеыді көмірсутек аттарынан (агликольдер) немесе қаныққаы көмірсутек аттарынан (систематикалық номенклатура алынады) бірінші қалыпта этиленді көмірсутектің атына гликоль деген сез қосылады; мысалы,

тек атына диол жалғауын қосып, гидроксид тобы бар көміртек
атомдарын нөмірмен керсетеді. Мысалы, этандиол СН ₂ ОН-
-СН ₂ ОН, 1, 2-пропандиол СН ₂ ОН-СНОН-СН ₃ , 1, 3-бутандиол
СН ₂ ОН-СН ₂ -СНОН-СН ₃ , 2-метил-1, 2-пропандиол
СН ₂ ОН-СОН-СН ₃ СНз-СОН-СОНг-СНз

Алу әдістері. Гликольдерді бі-р атомды спирттерге сәйкес немесе басқа әдістермен алуға болады. Мұнда солардың ең қажеттілері келтірілген.

1. Қаныққан көмірсутектерінің дигалоген туындыларын немесе хлоогидоиндеплі гидволиздейлі:

Олефиндерді асқын сутегімен немесе перманганат калий-мен тотықтыру .
Жалиы формуласы НОСН2-(СН2) Х-СН2ОЫ полимети-ленгликольдерді дикарбон қышқылдарының эфирлерін катализ-дік тотықсыздандырып алуға болады. Мысалы, адилин қышқьі-лының диэтил эфирі тотықсыздану кезінде 1, 6-гександиолға ай-налады:

3. 1 Бір атомды спирттер.

Сонымен, екі атомды спирттердегі сияқты тотығу өнімдері арқылы гликольдің құрылысы туралы пікір айтуға болады.

Егер қүрамы С4Нз(ОН) 2 (6 изомерлері болуы мүмкін) гликольді тотықтырғанда, тотыққан өнімдерге тек сірке қышқылы табылса, онда гликольге тән тек 2, 3-бутандиол формуласы алынады:

Мұндай кетондар жалпы пинаколиндер деп аталады, сондық-тан топтастыру пиноколиндік деп аталады. Оның механизмін бұлай қарауға болады:

Алюминий тотығының қатысуымен пинакондарды дегидратациялағанда көбінесе қанықпаған алкадиенді кемірсутектер алынады, мысалы:

Суды бөліп шығару бағыты реакциялардың жағдайына байланысты. Молекула

а-екі үшіншілік гликольдер күкірт қышқылының қатысуымен пинакондар деп аталатын ерекше изюмеризацияға ұшырайды. Олардың дегидратациясы кетондарға келтіреді:

Молекула аралың, су беліп шығару оксиэфирлерге (спирт эфирлерге) немесе тұйық жай эфирлерге келтіреді .

Сондықтан оны ойдағыдай антифриз (тс-температурада қататын сұйықтар) дайындау ушіи қолдаплд Этиленгликоль өзіне суды, жақсы сіңіреді, сондықтаи оп мата, тиіюграфия және штемпельді <бояу, сонымен ібірге космг тикалық препараттар дайындау үшін, темекіде керекті мөлпн ^г р де ылғал сақтау үшін және т. т. қолданады. Этиленгликольдіп. азотқышқыл эфирі - динитроэтиленгликоль - күшті қопарғыш зат, сондықтан белгілі мөлшерде нитроглицериннің орнына қо. /і данылады.

Өндірістік хмасштабында этиленгликольді этиленнен мына үіи схема- бойынша алады

Екі негізді карбон қышқылдарымен этиленгликоль поликон-денсация реакциясына түсіп, жоғарғы молекулалы полиэфирлер береді:

Этиленгликольдің полиэфирлері өндірістің әр тарауларында лактар мен бояулар үшін пленка құратын заттар, пластмасса үшін смола және әсіреое синтетикалыц талшықтар (мысалы, лавсан-терилён) алу үшін материал ретінде кеңінен қолданылады . Оонымен қатар этиленгликольді желімдөр, лактар, синтетикалық 'металар, . синтетіиікалық каучук және т. б. алуға керек. .

Диэтиленгликоль -. қайнау темп. 245, 5° С сұйықтық; еріткіш ретінде, сұйық зат арқылы машиналардың тормоздарының гидравликалық бөлшектерін толтыру үшін; мата өндірісіндс маталарды бояу және өңдеуде қолданалы.

1906 жылы А. Е. Фаворский этиленгликольді күкірт қышқылымен айдап _, тұйық эфир алып, оны диоксан деп атады.

3. 2Екі атомды спирттер.

Гликольдердің химиялық қасиеттері бір атомды спирттерге сәйкес. Бірақ олар бір немесе екі гидроксилдік топтары арқылы реакцияға түсе алады.

1. Сілтілік металдармен толық және толық емес гликолят-
тар құрады. .

Гликоляттар тек қана сілтілік металдармен ғана емес соны-мен қатар кейбір басқа металдардың тотықтарымен, мысалы мыс тотығының гидратымен мыстың сульфатына сілтімен 'әсер етсе, мыс тотығының гидратының көгілдір тұнбасы пайда бола-ды. Бұл түнба спиртте ерімейді, бірақ суық күйінде гликольде өте жылдам ериді мыстыц комплексті гликолятын бере отырып,

2. Минералды және органикалық қышқылдармен толық жә-не толық емес эфирлер алынады:

Мұндай кетондар жалпы пинаколиндер деп аталады, сондықтан топтастыру пиноколиндік деп аталады. Онық механизмін бұлай қарауға болады:

Алюминий тотығының қатысуымен пинакондарды дегидрата-циялағанда көбінесе қанықпаған алкадиенді көмірсутектер алынады, мысалы:

Молекула аралық су бөліп шығару оксиэфирлерге (спирт эфирлерге) немесе түйық жай эфирлерге келтіреді .

Глицеринні химиялық қасиеттеріне біріншіден себепші болатын үш гидрбксил топтарының қатысуы.

1. Глицеривде гидроксил топтарынық сутек атомдары металға
тек сілтілік металдар емес, сонымен қатар металдардың - темір-
дің, мыстың, кальцийдің, барийдіқ және басқа тотықтарының
гидраттарымен алмасады.

. . Ал алынған қосылыстарды глицераттар деп атайды. Мыс гликоляты сияқты, ауыр металдардың, сонымен бірге мыстың, глицераттары комплексті сипатта болады .

Қорытынды.

Глицерин көп мөлшерде химия, тамақ (конди-тер буйымдарын, ликерлер, салқын ішімдіктер және тағы басқа, мата және полиграфия өндірістерінде (баспа бояуларың қурғау-дан сақтау ушін қосады), сонымён қатар өндірістің басқа да са-лаларында қолданылады.

Оны пластикалық заттар және лактар, (глифталь смолалары)
дайындауда, қопарылғыш заттар мен тутінсіз дәрі, косметика-
лық және дәрі-дәрмек препараттарын, сонымен қатар һ
ретінде қолданылады.

Д ио кс а н-101° С-де қайнайтын сүйықтық, суда барлық қатынастық мөлшерде ериді. Сумен азеотропиялық қоспа бере-ді. Целлюлозаның эфирлері, майлар, сұйық майлар үшін еріткіш ретінде қолданылады. Кейбір синтездерде аралық өнім болып табылады. Диоксан улы. Көп түрғаннан қопарылу қаупі бар асқын тотықтар береді. Диоксанмен жұмыс істегенде осы жағдайды әр уақытта еске сақтау керек. 1, 4 - бутандиолдың (балқу темп. 19° С, қайнау темп. 229° С) техникалық алу тәсілі адетилен мен формальдегидтің мыс катализаторының қатысуымен конденсациялануына негізделген .

Физикалық қасиеттері. Гликольдердің төменгі қатардағы мүшелері -- қоймалжың оұйықтық, жоғарғысы - кристалдар. Гликольдердің. қайнау температурасы спирттердің қайнау температурасына қарағанда әлдеқайда жоғары. Бұл гликольдердің құрамында екі гидроксил топтарының әсерінен молекулалардың ассоциациясының үдей түсуіне байланысты (сутек байланыстарының пайда болуынан) . Бір атомды спирттерге қарағанда гликольдер суда жақсы ериді, тәтті дәмді. Қарапайым гликольдердің тығыздығы бірден жоғары

Гликольдердің төменгі қатардағы мүшелері -- қоймалжың оұйықтық, жоғарғысы - кристалдар. Гликольдердің. қайнау температурасы спирттердің қайнау температурасына қарағанда әлдеқайда жоғары. Бұл гликольдердің құрамында екі гидроксил топтарының әсерінен молекулалардың ассоциациясының үдей түсуіне байланысты (сутек байланыстарының пайда болуынан) . Бір атомды спирттерге қарағанда гликольдер суда жақсы ериді, тәтті дәмді. Қарапайым гликольдердің тығыздығы бірден жоғары