Тема 10: Спирты, фенолы, простые эфиры

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

I. Спирты.

1. Классификация, номенклатура и изомерия одно- и многоатомных спиртов. Их физические свойства.

2. Способы получения спиртов: гидратация алкенов, гидролиз галогенопроизводных, восстановление карбонильных соединений, Mg-органический синтез, брожение.

3. Химические свойства.

3.1. Кислотно-основные свойства: образование алкоголятов и оксониевых солей.

3.2. Нуклеофильные свойства спиртов: образование простых и сложных эфиров.

О-алкилирование – синтез Вильямсона; О-ацилирование, алкилсульфаты – алкилирующие агенты, алкилнитраты (нитроглицерин, нитросорбид).

3.3. Реакции нуклеофильного замещения гидроксильной группы – образование алкилгалогенидов.

3.4. Реакции элиминирования – образование алкенов.

3.5. Окисление первичных и вторичных спиртов – образование альдегидов и кетонов.

4. Многоатомные спирты: диолы (гликоли), триолы (глицерины), эритриты, пентиты, гекситы. Способы получения и особенности химических свойств многоатомных спиртов: повышенная кислотность ОН-групп, образование комплексов с Cu²⁺. Природные многоатомные спирты – сорбит, ксилит, инозит.

5. Непредельные спирты – виниловый (правило Эльтекова), аллиловый.

II. Фенолы.

1. Классификация, номенклатура и физические свойства фенолов.

2. Способы синтеза фенола: щелочное плавление сульфокислот, замещение хлора в хлорбензоле, из солей диазония, окисление изопропилбензола (способ Сергеева).

3. Химические свойства.

3.1. Кислотные свойства фенолов, образование солей и комплексов с металлами. Качественные реакции обнаружения фенолов.

3.2. Нуклеофильные свойства: получение простых и сложных эфиров. Анизол, фенетол, аспирин (ацетилсалициловая кислота), фенилсалицилат (салол).

3.3. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре фенолов и нафтолов: галогенирование, нитрование, сульфирование, карбоксилирование, гидроксиметилирование. Фенолфталеин, пикриновая кислота.

3.4. Окисление фенолов. Образование хинонов. Хингидрон. Роль системы гидрохинон-хинон в биологических процессах.

4. Многоатомные фенолы – гидрохинон, резорцин, пирогаллол – их восстановительные и антиоксидантные свойства. Природные полифенолы – антиоксиданты: токоферол (витамин Е), рутин – (витамин Р), антоцианины.

III. Простые эфиры.

1. Общая характеристика простых эфиров– номенклатура, изомерия, физические свойства.

2. Методы получения простых эфиров: синтез Вильямсона, дегидратация спиртов, присоединение спиртов к алкенам и алкинам.

3. Химические свойства.

3.1. Основные свойства – образование оксониевых солей с минеральными кислотами и кислотами Льюиса. Образование комплексов со щелочными металлами – краун-эфиры.

3.2. Расщепление при действии с HI.

3.3. Окисление кислородом, образование α-гидроперекисей.

4. Циклические эфиры. Тетрагидрофуран, диоксан – апротонные полярные растворители.

Оксираны (окиси алкенов, 1,2-эпоксиды) – методы их получения, реакции с раскрытием цикла.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Дополните схему следующих превращений, дайте названия соединений А, В, С и D. Приведите схемы механизмов реакций В→А и C→D.

2. Приведите условия и схемы реакций получения из непредельных углеводородов:

а) этанола; б) этандиола-1,2.

3. Сравните кислотные свойства этанола (I), этиленгликоля (II), глицерина (III). Напишите реакции их взаимодействия 1) с NaOH, 2) с Na (мет.), 3) с Cu(OH)₂. Объясните причину различной кислотности этих соединений.

4. Более 200 лет назад шведский аптекарь К.Шееле, нагревая оливковое масло с PbO, получил вещество, до сих пор широко применяемое в фармации. Это было вещество С. Дополните приведенную ниже схему, лежащую в основе современных методов получения этого вещества:

5. Составьте следующие схемы реакций:

6. Раствор фенола с FeCl₃ образует устойчивый комплекс с фиолетовой окраской (качественная реакция на фенолы). Гидрохинон в этих же условиях сначала дает фиолетовую окраску, которая быстро переходит в бурую. Дайте объяснение этому явлению, напишите схемы реакций фенола и гидрохинона с FeCl₃.

7. Определите путь следующего превращения:

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Лабораторная работа №6. Идентификация одно- и двухатомных спиртов и фенолов.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная:

1. Лекция по органической химии “Спирты и фенолы”.

2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., c.340-363, 390-419.

3. Под ред. Тюкавкиной Н.А. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии – М. Медицина, 1985 г., с. 246-250, 260-263.

Дополнительная:

1. Грандберг И.И. – Органическая химия – Дрофа, М., 2002 г., с. 278-310.