Фенолы и спирты

Государственное автономное образовательное учреждение среднего профессионального образования РБ Бирский медико-фармацевтический                 колледж.

 

 

 

 

 

 

 

Лекция по темам:

 

 

«Фенолы. Спирты .»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Составитель: студент 111фарм Б группы Иликбаева  В.П

Руководитель: Стишакова О.Н

 

 

 

                                                  Бирск- 2013.

Содержание.

 

1. Фенолы……………………………………………………стр 3-8.

 

1.1. Понятие. Номенклатура. Физические свойства.

 

1.2. Способы получения.

 

1.3.Химические свойства.

 

1.4.Применение в медицине.

 

 

      2.Спирты……………………………………………….......стр 8-14.

 

        2.1 Понятие. Номенклатура. Физические свойства

 

        2.2 Способы получения.

 

        2.3 Химические свойства.

 

        2.4 Применение в медицине.

 

      3. Литература………………………………………………...стр 14.

 

 

     .

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                       «Фенолы».

 

План:

1.Понятие.Номенклатура.Физические  свойства.

2.Способы получения.

3.Химические свойства.

4.Применение в медицине.

 

 

Фено́лы — органические соединения ароматического ряда, в молекулах которых гидроксильные группы связаны с атомами углерода ароматического кольца. По числу ОН-групп различают:

1.одноатомные фенолы (аренолы): фенол (C6H5OH) и его гомологи;

2.двухатомные фенолы (арендиолы): гидрохинон, пирокатехин, резорцин;

3.трёхатомные фенолы (арентриолы): пирогаллол, флороглюцин, гидроксигидрохинон и т. д.

 

                                  Электронное строение .

 

Фенолы представляют собой полярные соединения (диполи). Бензольное кольцо является отрицательным концом диполя, группа — OH — положительным. Дипольный момент направлен в сторону бензольного кольца.

Как известно, гидроксильная группа -OH является заместителем I рода, то есть она способствует повышению электронной плотности в бензольном кольце (особенно в орто- и пара-положениях). Это обусловлено тем, что одна из неподелённых пар электронов атома кислорода OH-группы вступает в сопряжение с π-системой бензольного кольца. Смещение неподелённой пары электронов атома кислорода в сторону бензольного кольца приводит к увеличению полярности связи O-H. Таким образом, имеет место взаимное влияние атомов и атомных групп в молекуле фенола. Это взаимное влияние отражается в свойствах фенола.

 

Во-первых, повышается способность к замещению атомов водорода в орто- и пара-положениях бензольного ядра, и в результате реакций замещения обычно образуются три-замещённые производные фенола.

Во-вторых, увеличение полярности связи O-H под действием бензольного ядра и появление достаточно большого положительного заряда на атоме водорода приводит к тому, что молекулы фенола диссоциируют в водных растворах по кислотному типу.

Фенол является слабой кислотой. В этом состоит главное отличие фенолов от спиртов, которые являются неэлектролитами.

                        

 

                                 Номенклатура.

Для фенолов широко используют тривиальные названия, сложившиеся исторически. В названиях замещенных моноядерных фенолов используются также приставки орто-, мета- и пара -, употребляемые в номенклатуре ароматических соединений. Для более сложных соединений нумеруют атомы, входящие в состав ароматических циклов и с помощью цифровых индексов указывают положение заместителей.

 

 

 

                         Физические свойства.

 Большинство одноатомных фенолов при нормальных условиях представляют собой бесцветные кристаллические вещества с невысокой температурой плавления и характерным запахом. Фенолы малорастворимы в воде, хорошо растворяются в органических растворителях, токсичны, при хранении на воздухе постепенно темнеют в результате окисления. Фенол C6H5OH (карболовая кислота) — бесцветное кристаллическое вещество на воздухе окисляется и становится розовым, при обычной температуре ограниченно растворим в воде, выше 66 °C смешивается с водой в любых соотношениях. Фенол — токсичное вещество, вызывает ожоги кожи, является антисептиком!

 

                                 Способы получения .

 

1.Фенолы выделяют из каменноугольной смолы, а также из продуктов пиролиза бурых углей и древесины (деготь). Промышленный способ получения самого фенола С6Н5ОН основан на окислении ароматического углеводорода кумола (изопропилбензол) кислородом воздуха с последующим разложением получающейся гидроперекиси, разбавленной H2SO4 . Реакция проходит с высоким выходом и привлекательна тем, что позволяет получить сразу два технически ценных продукта – фенол и ацетон.

 

 

 

2.Щелочное плавление ароматических сульфоновых кислот. Этот старейший способ заключается в сплавлении ароматических сульфоновых кислот с твердыми щелочами при температуре 300-350. Способ называется щелочным плавом. После подкисления образовавшегося феноксида получают фенол.

C6H5SO3Na + 2 NaOH =>C6H5ONa + Na2SO3 + H2O

C6H5ONa + H2=>C6H5OH                                                                                                                                      3. Взаимодействие галогенпроизводных ароматических УВ со щелочами: C6H5-Cl + NaOH → C6H5-OH + NaCl или с водяным паром: C6H5-Cl + H2O

→ C6H5-OH + HCl

4.из анилина +NaNO +HCI: C6H5NH2+NaNO2+HCI→ CI+NaOH→C6H5OH.

5.  Кумольный способ .Экономичный способ получения фенола путем окисления кумола(изопропилбензола) был разработан в нашей стране в 1940-е годы. Он включает 3 стадии .Сначала бензол алкилируют пропеном с образованием кумола. Затем кумол окисляют кислородом или воздухом в относительно устойчивый гидропероксид, который на третьей стадии разлагают разбавленной серной кислотой.       

C6H6 C6H5-CH(CH3) C6H5-C(CH3)2-OOH

                 

                                            Химические свойства.

Гидроксил - один из сильнейших, а в щелочном растворе сильнейший орто-пара-ориентант. В соответствии с этим для фенолов легко проходят реакции электрофильного замещения.

Механизм электрофильного замещения в фенолах обычно отличается от замещения в бензоле, его гомологах и даже в эфирах фенолов. Это отличие связано с лёгкостью гетеролиза связи О-Н, поскольку вместо нестабильного и заряженного у-комплекса промежуточно получается сравнительно устойчивое соединение с хиноидной структурой типа I.

При этом установлено, что для большинства реакций фенолов первая стадия - быстрая и обычно обратимая, а вторая - медленная. В ряде случаев соединения типа I были выделены в свободном виде, правда, только для тех фенолов, в которых заняты все орто- и пара-положения (в случае обычных фенолов ароматизация совершается слишком быстро).

Если в феноле о и п положения заняты, то может происходить (особенно при нитровании) замена имеющихся заместителей на другие группы. Лёгкость такого замещения увеличивается в следующей последовательности: Br<SO3H<H. Замена карбоксильной группы происходит даже при азосочетании.

 

 

 

1.Ацилирование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Галогенирование.

4.Окисление.

Фенолы легко окисляются даже под действием кислорода воздуха. Фенол уже при стоянии на воздухе приобретает розовую или красную окраску, обусловленную продуктами окисления. При энергичном окислении фенола хромовой смесью основным продуктом окисления является ненасыщенный циклический дикетон- n-бензохинон, обычно называемый просто хиноном. Двухатомные фенолы - гидрохинон и пирокатехин - окисляются еще легче.

 

Качественная реакция с хлоридом железа(3).С раствором хлорида железа фенолы дают цветное окрашивание. В случае фенола и резорцина окраска сине-фиолетовая, пирокатехин и гидрохинон дают зеленое окрашивание. 

 

Применение в медицине.

Раствор фенола используют в качестве дезинфицирующего средства (карболовая кислота). Двухатомные фенолы – пирокатехин, резорцин, а также гидрохинон (пара-дигидроксибензол) применяют как антисептики (антибактериальные обеззараживающие вещества), вводят в состав дубителей для кожи и меха, как стабилизаторы смазочных масел и резины, а также для обработки фотоматериалов и как реагенты в аналитической химии.

В виде отдельных соединений фенолы используются ограниченно, зато их различные производные применяют широко. Фенолы служат исходными соединениями для получения разнообразных полимерных продуктов – феноло-альдегидных смол, полиамидов, полиэпоксидов. На основе фенолов получают многочисленные лекарственные препараты, например, аспирин, салол, фенолфталеин, кроме того, красители, парфюмерные продукты, пластификаторы для полимеров и средства защиты растений.

 

 

 

 

 

                                 «Спирты»

План:

1. Понятие. Номенклатура. Физические свойства.

2.Способы получения.

3.Химические свойства.

4.Применение в медицине.

 

Спирты́ — органические соединения, содержащие одну или более гидроксильных групп (гидроксил, −OH), непосредственно связанных с насыщенным (находящимся в состоянии sp³-гибридизации) атомом углерода. Спирты можно рассматривать как производные воды (H−O−H), в которых один атом водорода замещен на органическую функциональную группу: R−O−H.

                                Классификация спиртов.

 

Спирты классифицируются следующим образом:

По числу гидроксильных групп:

— одноатомные спирты (метанол);

 — двухатомные спирты (этиленгликоль);

 — трехатомные спирты (глицерин);

 — четырёхатомные спирты (пентаэритрит);

 — многоатомные спирты (пятиатомный спирт: ксилит).

В зависимости от насыщенности углеводородного заместителя:

— предельные (насыщенные) спирты (бутанол);

 — непредельные (ненасыщенные) спирты (аллиловый спирт, пропаргиловый  спирт);

 — ароматические спирты (бензиловый спирт).

В зависимости от наличия или отсутствия цикла в углеводородном заместителе:

— ациклические (алифатические) спирты (этанол);

 — алициклические спирты (циклогексанол).

В зависимости от числа заместителей при α-углеродном атоме:

— первичные спирты (этанол);

— вторичные спирты (пропанол-2);

 — третичные спирты (2-метилпропанол-2).

 

                                     Номенклатура и изомерия спиртов .

 

По номенклатуре ИЮПАК названия простых спиртов образуются от названий соответствующих алканов с добавлением суффикса « -ол», положение которого указывается арабской цифрой.

 

    Правила построения названий спиртов:

1. Выбирают родительский углеводород  по самой длинной непрерывной  углеводородной цепи, содержащей  гидроксильную группу. Он формирует базовое название (по числу атомов углерода).

 

 

2. Родительский углеводород нумеруют  в таком направлении, чтобы гидроксильная  группа получила наименьший номер  в названии. (Если в соединении  имеются функциональные группы  старше гидроксильной, то это  правило применяется к старшей функциональной группе.)

3. Старшая функциональная группа обозначается в виде суффикса (для гидроксильной — -ол), а остальные заместители — в виде приставок в алфавитном порядке. Их положение в углеводородной цепи обозначается при помощи цифр — локантов, помещаемых после суффиксов и перед приставками[10]. Для многоатомных спиртов перед суффиксом - ол указывается число гидроксильных групп (-диол, -триол, -тетраол и т. д.).

4. Если при различных вариантах  нумерации цепи гидроксильная  группа получает один и тот  же локант, то цепь нумеруют  в том направлении, при котором другой заместитель получает наименьший локант.

Другие номенклатуры.

1.Радикало-функциональная номенклатура. В рамках данной номенклатуры название образуется от названия класса соединения (спирт) с добавлением названий радикалов, присоединённых к гидроксильной группе, например: этиловый спирт C2H5OH, гексиловый спирт C6H13OH, аллиловый спирт СH2=CH-CH2OH.

2.Рациональная номенклатура (карбинольная номенклатура) спиртов рассматривает их как производные метанола CH3OH, называемого в данном случае карбинолом: диметилкарбинол (СH3)2CНOH, трифенилкарбинол (С6H5)3COH.

3.Тривиальная номенклатура. В популярной и научной литературе можно нередко встретить исторические, или тривиальные, названия спиртов, которые вследствие сложившейся традиции используются вместо систематических названий. Тривиальные названия обычно происходят от названия природного источника получения того или иного спирта. Так, например, метанол называют древесным спиртом, этанол — винным спиртом, гераниол содержится в гераниевом масле, а цетиловый спирт ранее получали из жира кашалотов (лат. cetus — кит). Некоторые спирты получили тривиальные названия из-за своих физических свойств (глицерин от др. -греч. glykeros, сладкий). Спирты, производные от природных углеводов, сохраняют корень тривиального названия соответствующих углеводов (маннит, ксилит, сорбит).

Первые два члена гомологического ряда – СH3OH и  C2H5OH – не имеют изомеров, относящихся к классу спиртов. Для остальных алканолов (предельные одноатомные спирты) возможны 2 типа изомерии(в пределах своего класса):1)Изомерия цепи (углеродного скелета)

                                          2)Изомерия положения функциональной  группы.

 

            Физические свойства и строение спиртов .

Спирты  нормального( неразветвленного) строения ,содержащие не более 11 атомов углерода, представляют собой жидкости, высшие гомологи - твердые вещества .Для нормальных первичных спиртов температура кипения возрастает примерно на 15-20  при переходе к следующему гомологу.

Низшие спирты(С1-С3 и трет-бутиловый спирт)неограниченно смешиваются с водой. С ростом углеродной цепи растворимость  спиртов в воде незаметно падает. Относительная плотность всех спиртов меньше единицы, т,е они легче воды. Низшие спирты имеют характерный алкогольный запах и жгучи й вкус , средние гомологи имеют резкий и удушливый запах, высшие спирты практически не пахнут.