15: Спирти та ефіри
- Page ID
- 106064
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Фізичні, хімічні та спектроскопічні властивості спиртів залежать від його хімічних структур. Спирти - це сполуки загальної формули ROH, де R - будь-яка алкільна або заміщена алкільна група. Прості ефіри, ROR, не мають O-H зв'язків, і більшість їх реакцій обмежені замісними групами. Перш ніж перейти до специфічної хімії спиртів і ефірів, нагадуємо, що називання спиртів і ефірів узагальнено в іменуванні спиртів, фенолів та неймінг-ефірів.
- 15.1: Прелюдія до спиртів і ефірів
- Всі вуглеводи і їх похідні, включаючи нуклеїнові кислоти, мають гідроксильні групи. Деякі амінокислоти, більшість стероїдів, багато терпенів, і рослинні пігменти мають гідроксильні групи. Ці речовини служать багатьом різноманітним цілям для підтримки і підтримки життєдіяльності. Очікується, що реакції, що включають водневі групи алкогольних OH, будуть подібними до реакцій води, HOH, найпростішої гідроксильної сполуки. Спирти, ROH, можуть розглядатися в цьому відношенні як продукти заміщення води.
- 15.2: Фізичні властивості спиртів; Водневе зв'язування
- Порівняння фізичних властивостей спиртів з вуглеводнями порівнянної молекулярної маси показує кілька вражаючих відмінностей, особливо для тих, хто має лише кілька вуглеців. Спирти істотно менш леткі, мають вищі температури плавлення та більшу розчинність у воді, ніж відповідні вуглеводні, хоча відмінності стають поступово меншими зі збільшенням молекулярної маси.
- 15.3: Спектроскопічні властивості спиртів
- Водень-кисневий зв'язок гідроксильної групи дає характерну смугу поглинання в інфрачервоному діапазоні, на яку значно впливає водневий зв'язок. Наприклад, в пароподібному стані (в якому практично немає водневого зв'язку) етанол дає інфрачервоний спектр з досить різкою смугою поглинання в 3700 см−1, завдяки вільній або неасоційованої гідроксильної групі.
- 15.4: Приготування спиртів
- Багато поширених лабораторних методів приготування спиртів були розглянуті в попередньому пості або будуть розглянуті пізніше; таким чином, щоб уникнути надмірного повторення, ми не будемо розглядати їх детально в цей час. Серед цих методів є гідратація і гідратація, додавання гіпокалізних кислот до алкенів, гідроліз алкілгалогенідів і алкілових і бензилових галогенідів, додавання реагентів Гріньяра до карбонільних сполук, відновлення карбонільних сполук.
- 15.5: Хімічні реакції спиртів. Реакції, пов'язані з O-H зв'язком
- Кілька важливих хімічних реакцій спиртів включають лише киснево-водневий зв'язок і залишають зв'язок вуглецево-кисневим недоторканим. Важливий приклад - солеобразование з кислотами і підставами. Спирти, як і вода, є як слабкими підставами, так і слабкими кислотами. Константа кислотної іонізації етанолу трохи менше, ніж у води.
- 15.6: Реакції, що включають C-O зв'язок спиртів
- Утворення алкілгалогенідів із спирту та галогеніду водню є важливим прикладом реакції, коли зв'язок C−O спирту порушується.
- 15.7: Окислення спиртів
- Відповідно до шкали рівнів окислення, встановленої для вуглецю, первинні спирти знаходяться на більш низькому рівні окислення, ніж альдегіди або карбонові кислоти. За допомогою відповідних окислювачів первинні спирти насправді можуть окислюватися спочатку до альдегідів, а потім до карбонових кислот.
- 15.8: Багатоатомні спирти
- Багатоатомні спирти, в яких гідроксильні групи розташовані на різних вуглеводах, відносно стабільні, і, як ми могли очікувати для речовин з декількома полярними групами, вони мають високу температуру кипіння та значну розчинність у воді, але низьку розчинність у неполярних розчинниках.
- 15.9: Ненасичені спирти - алкеноли
- Найпростіші ненасичені спирти, етенол (вініловий спирт), нестійкий по відношенню до етанолу і ніколи не виділявся. Інші прості ненасичені алкеноли (еноли) також переставляються на карбонільні сполуки. Однак ефірні та ефірні похідні енолов відомі і можуть бути отримані шляхом додавання до алкінів спиртів і карбонових кислот. Ефіри використовуються для виготовлення багатьох комерційно важливих полімерів.
- 15.10: Захист гідроксильних груп
- На сьогоднішній день повинно бути очевидним, що гідроксильні групи дуже реагують на багато реагентів. Це і перевага, і недолік в синтезі. Щоб уникнути втручання гідроксильних груп, часто необхідно захистити (або маскувати) їх шляхом перетворення на менш реактивні функції. У випадку спиртів гідроксильна група може бути захищена утворенням ефіру, ефіру або ацеталу.
- 15.11: Типи і реакції простих ефірів
- Заміна гідроксильних воднів спиртів вуглеводневими групами дає сполуки, відомі як ефіри. Ці сполуки можуть бути класифіковані далі як з відкритим ланцюгом, циклічні, насичені, ненасичені, ароматичні тощо.
- 15.12: Циклічні ефіри
- Кільцеві сполуки, що містять азот, кисень, сірку або інші елементи як кільцеві атоми, як правило, відомі як гетероциклічні сполуки, а кільцеві атоми, крім вуглецю, є гетероатомами.
- 15.E: Спирти та ефіри (вправи)
- Це домашні вправи, які супроводжують главу 15 TextMap з основних принципів органічної хімії (Робертс та Касеріо).