Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Изомерия кислородсодержащих углеводородов.




Вывод структурных формул изомеров.

 

В таблице приведены виды изомерии, характерные для кислородсодержащих углеводородов

 

Виды изомерии Гомологические ряды
Углеродного скелета   Спирты, альдегиды, кетоны, кислоты, простые и сложные эфиры
Положения функциональной группы Спирты. кетоны, простые и сложные эфиры
Межклассовая   спирты - простые эфиры (СnН2n-2 О), альдегиды – кетоны (СnН2n О), кислоты - сложные эфиры (СnН2n О2).

 

Пример 6.5. Составить и назвать по два изомера соединения С4Н10, принадлежащие различным видам изомерии.

 

Структурная формула Название
1. СН3 - СН2 - СН2 - СН2 – ОН бутанол -1  
2. СН3 - СН2 - СН - СН3 │ ОН Бутанол - 2
3. СН3 - СН - СН2 – ОН │ СН3 2 – метилпропанол -1
4. СН3 │ СН3 - СН – ОН │ СН3   2, – метилпропанол -2
5. СН3 - О - СН2 - СН2 - СН3     Метилпропиловый эфир
6. СН3 - СН2 - О - СН2 - СН3   Этилэтиловый эфир, Диэтиловый эфир

Пример 6.6. Составить и назвать по два изомера соединения С5 Н10 О, принадлежащие различным видам изомерии.

 

Структурная формула Название
1. СН3 - СН2 - СН2 - СН2 – С = О │ Н   Пентаналь
2. СН3 - СН - СН2 – С = О │ │ СН3 Н 3 – метилбутаналь
3. СН3 - СН2 - СН – С = О │ │ СН3 Н   2-метилбутаналь
4. СН3 - С - СН2 - СН2 – СН3 ll О   Пентанон = 2
5. СН3 - СН2 - С - СН2 – СН3 ll О   Пентанон – 3
6. СН3 - С - СН – СН3 ll │ О СН3     3- метилбутанон – 2

Пример 6.7. Составить и назвать по два изомера соединения С5 Н10 О2, принадлежащие различным видам изомерии.

 

Структурная формула Название
1. СН3 - СН2 - СН2 - СН2 – С = О │ ОН   Пентановая кислота
2. СН3 - СН2 - СН – С = О │ │ СН3 ОН   2 – метилбутановая кислота
3. СН3 │ СН3 - С – С = О │ │ СН3 ОН     2.2 – диметипропановая кислота
4. СН3 - СН2 – С = О │ О - СН2 - СН3   Этилпропаноат
5. СН3 - С - О - СН2 – СН2 - СН3 ll О Пропилэтаноат  
6. СН3 - СН2 - СН2 - СН2 – О – СН ll О бутилметаноат

 

7. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ, ПРОСТЫХ ЭФИРОВ,

АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ (задачи №№ 151 – 175)

 

Литература:

Н.Л. Глинка. Общая химия. – Л.: Химия, 1988, гл.XV, п. 169-171, с. 464 – 471.

 

Пример 7.1. На примере пропанола-2 охарактеризуйте химические свойства спиртов.

Решение:

1. Реакции гидроксильного водорода

1.1. Взаимодействие со щелочными металлами:

2СН3 – СН – СН3 + 2Na ® 2СН3 – СН – СН3 + Н2

½ ½

ОН ОNa

пропанол-2 изопропилат натрия

(натриевая соль пропанола-2)

 

1.2. Взаимодействие с карбоновыми кислотами – реакция этерификации - образование сложных эфиров: Н2SO4 конц.

СН3 – СН – ОН + НО – С – СН3 ¾¾® СН3 – СН – О – С – СН3 + Н2О

½ ll ½ ll изопропилацетат

СН3 О СН3 О (изопропиловый эфир

уксусная кислота уксусной кислоты)

1.3. Взаимодействие с неорганическими кислотами:

СН3 – СН – ОН + НО –SO2OH ® СН3 – СН – О – SO2OH + H2O

½ серная кислота ½ изопропилсерная кислота

CH3 CH3 (изопропиловый эфир серной ксилоты)

 

1.4. Межмолекулярная дегидратация – образование простых эфиров:

 

Н2SO4 конц., t < 1400C

СН3 – СН – ОН + НО – СН – СН3 ¾¾¾® СН3 – СН – О – СН – СН3 + Н2О

½ ½ ½ ½

СН3 СН3 СН3 СН3

диизопропиловый эфир

 

2. Реакции гидроксильной группы

2.1. Взаимодействие с галогеноводородами:

Н2SO4 конц.

СН3 – СН – СН3 + HCl ¾¾® СН3 – СН – СН3 + H2O

½ ½

OH Cl 2-хлорпропан

 

2.2. Взаимодействие с галогенпроизводными фосфора:

СН3 – СН – СН3 + РCl5 ¾® СН3 – СН – СН3 + РОCl3 + НCl

½ ½

OH Cl 2-хлорпропан

 

2.3. Внутримолекулярная дегидратация – получение алкенов:

Н2SO4 конц., t > 1400C

СН3 – СН – СН2 ¾¾¾® СН3 – СН = СН2 + Н2О

½ ½ пропен

ОН Н

 

(*) При дегидратации несимметричной молекулы отщепление водорода идет преимущественно от наименее гидрогенизированного атома углерода – правило А.М. Зайцева.

 

3. Реакции окисления.

3.1. Полное окисление – горение:

С3Н7ОН + 4,5О2 ® 3СО2 + 4Н2О

 

3.2. Частичное (неполное) окисление.

Окислители – КMnO4, K2Cr2O7 + H2SO4, катализаторы Cu, Pt.

Пропанол-2 - вторичный спирт. В результате частичного окисления образуются кетоны.

OH

½

СН3 – СН – СН3 + [O] ® [СН3 – С – СН3] ® СН3 – С – СН3 + Н2О

½ ½ ll

ОН OH О

пропанон

(ацетон)

(*) При окислении первичных спиртов образуются альдегиды:

ОH

½

СН3 – СН2 – СН2 – ОН + [O] ® [СН3 – С – ОН] ® СН3 – СН2 – С = О + Н2О

пропанол-1 ½ ½

H Н

пропаналь

Реакция спирта с оксидом меди (II) может использоваться как качественная реакция на спирт.

 

СН3 – СН2 – СН2 – ОН + CuO ® СН3 – СН2 – С = О + Cu¯ + Н2О

пропанол-1 черн. ½ красн.

в-во H

пропаналь

 

Третичные спирты при таких условиях не окисляются, а при окислении в более жестких условиях происходит расщепление молекулы, и при этом образуется смесь карбоновых кислот.

 

Пример 7.2. Охарактеризуйте способы получения спиртов на примере

пропанола-2.

 

Решение:

1. Гидролиз галогенуглеводородов (в водных растворах щелочей):

 

 

СН3 – СН – СН3 + КOНводный ® СН3 – СН – СН3 + КCl

½ ½

Cl ОН

 

2. Гидратация алкенов. Реакция идет по правилу В.В. Марковникова.

Катализатор – Н2SO4 разбавленная.

 

СН2 = СН – СН3 + НОН ® СН2 – СН – СН3

пропен ½ ½ пропанол-2

Н ОН

3. Восстановление карбонильных соединений (альдегидов и кетонов):

 

CH3 – C – CH3 + Н2 ® СН3 – СН – СН3

II пропанон ½

О (ацетон) ОН

 

(*) При восстановлении альдегидов получаются первичные спирты:

 

 

СН3 – СН2 – С = О + Н2 ® СН3 – СН2 – СН2 – ОН

½ пропанол-1

Н

пропаналь

 

 

Пример 7.3. Напишите уравнения химических реакций, характеризующих химические свойства альдегидов и кетонов на примере пропаналя и бутанона-2.

 

Решение:

Альдегиды Кетоны
1. Реакции присоединения по месту разрыва двойной связи >C = О. Реакции восстановления.
СН3 – СН2 – С = О + Н2 ® ½ ® СН3 – СН2 – СН2 – ОН Н пропанол-1 Пропаналь     CH3 – CН2 – С – CH3 + Н2 ® II О ® CH3 – CН2 – СН – CH3 бутанон-2 ½ ОН бутанол-2
2. Реакции окисления
2.1. Полное окисление – горение
С3Н6О + 4О2 ® 3СО2 + 3Н2О С4Н8О + 5,5О2 ® 4СО2 + 4Н2О
Альдегиды Кетоны
2.2. Частичное (неполное) окисление
Реакции окисления оксидом серебра ("реакция серебряного зеркала"), гидроксидом меди (II) – качественные реакции на альдегиды. NH3, t СН3 – СН2 – С = О + Ag2O ¾¾® 2Ag¯ + ½ + СН3 – СН2 – С = О Н ½ Пропаналь ОН пропановая кислота   СН3 – СН2 – С = О + 2Cu(OH)2 ® Cu2O + ½ + СН3 – СН2 – С = О + H2O Н ½ Пропаналь ОН пропановая кислота Окисление кетонов протекает очень трудно, в результате образуется смесь кислот: t CH3 – CН2 – С – CH3 + [O] ® II бутанон-2 O ® 2CH3 – C = O ½ уксусная (этановая) OH кислота   или ® CH3 – СН2 – C = O + Н – С = О ½ ½ ОН ОН пропановая муравьиная кислота (метановая) кислота

 

 

Пример 7.4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно получить пропаналь и бутанон-2.

Решение:

 

Альдегиды Кетоны
1. Реакции частичного (неполного) окисления спиртов
СН3 – СН2 – СН2 – ОН + [O] ® Н2О + Пропанол-1 + СН3 – СН2 – С = О пропаналь ½ Н СН3 – СН – СН2 –СН3 + [O] ® Н2О + ½ ОН + СН3 – С – СН2 – СН3 бутанол-2 ll О бутанон-2
2. Гидратация алкинов (реакция Кучерова)
Альдегид получается только при гидратации ацетилена, во всех остальных случаях образуются кетоны. Hg2+ СН º С – СН2 – СН3 + НОН ® Н2О + бутин-1 + СН3 – С – СН2 – СН3 ll О бутанон-2
3. Гидролиз дигалогенпроизводных. (Атомы галогенов расположены у одного и того же атома углерода). Реакция протекает в водном растворе щелочи.
Cl ½ СН3 – СН2 – СН + 2КОН водный ® 2КCl + ½1,1-дихлорпропан Cl + СН3 – СН2 – С = О + Н2О ½ пропаналь Н   Cl ½ СН3 – СН2 – С – СН3 + 2КОН водный ®2КCl+ ½2,2-дихлорбутан Cl + СН3 – СН2 – С – СН3 + Н2О ll бутанон-2 О
Альдегиды Кетоны
СН3 – СН2 – С = О + H2 ® Н2О + ½ ОН + СН3 – СН2 – С = О Пропановая ½ Кислота Н пропаналь  

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...