Kyslíkaté deriváty
řešení
1) Hydroxyderiváty: a) Alkoholy
b) Fenoly
Dle – OH = hydroxylová skupina
1
Hydroxyderiváty Alifatické alkoholy: náhrada 1 nebo více atomů H hydroxylovou skupinou –OH ……………………………………………. (na 1 atom C vázaná vždy jen 1 sk. –OH. ) Zároveň z tohoto C nesmí vycházet dvojná ani trojná vazba, tzn., že C v hybridním stavu sp3. tzv. Erlemayerovo pravidlo)
OH vázané k dvojné vazbě: fenoly –OH sk. vázaná na C aromatického jádra = ……….. enoly –OH sk. vázaná na C s dvojnou vazbou (C=C) = ……… (tzn., že fenoly jsou jistou formou enolů.) 2
a) Alkoholy, nestabilita 1) Dvě OH skupiny na jednom C: vznikne voda a C=O OH H3C
C
CH3
H3C
C
CH3
O
OH
H
OH
+
2) Na jednom C je OH skupina a dvojná vazba: přesmykne se H a dvojná vazba O H2C
CH
OH
H3C
CH 3
a) Alkoholy, dělení 1) dle počtu OH skupin: jednosytné H3C
CH2
H3C
dvojsytné
CH
CH2
OH
OH
OH
trojsytné
vícesytné H2C OH
CH
CH2
OH
OH
2) dle počtu atomů H na C s -OH skupinou primární H3C CH2 CH2 OH CH3 sekundární
H3C
CH OH
CH3
terciární
H3C
C OH
CH3 4
a) Alkoholy, vlastnosti Nižší: Vyšší:
kapaliny, jedovaté, hořlavé, ………………………………………. mísitelné s vodou ………………. pevné, nemísitelné ……………………….s vodou (převládá vliv nepolárního řetězce)
Obecně: přírodě z cukrů Vznikající v ……………………….. (oxidací = kvašením) jedovaté, narkotické Látky …………………………….. vonící Příjemně……………… 5
a) Alkoholy, vlastnosti a) Kyselost alkoholů Polární vazba
H H3C
C
O
H
Vodík se může odštěpit
H
Nejkyselejší: (jen jedna OH) primární > sekundární >
terciární
Př) alkoholy + alkalický kov vzniká alkoholát H3C
OH
+
Na
H3C
O
Na
(methanolát sodný)
6
a) Alkoholy, vlastnosti b) Tvorba vodíkových můstků vyšší teplota varu, než bychom čekali = ……………………………………………………..
H3C
CH2
H3C
H3C
OH
CH2
O H
O
CH3
H OH 7
a) Alkoholy, příprava a) b)
1) Primárních alkoholů Kvašením cukrů: vznik methanolu a ethanolu ………………………………………… Adicí vody na dvojnou vazbu …………………………………… ……
H2C
CH2
ethen
+
H2SO4 H2O
H3C
OH
ethanol
8
a) Alkoholy, příprava 2) Sekundárních alkoholů Adicí vody na dvojnou vazbu uhlovodíku ………………………………………… s…………………………………… delším řetězcem …… H2SO4 H3C
CH
CH2
+
H
OH
H3C
CH
CH3
OH
propen
prop-2-ol
9
a) Alkoholy, příprava 3) Terciárních alkoholů Adicí vody na dvojnou vazbu uhlovodíku ………………………………………… s…………………………………… delším řetězcem a v místě vazby je větven …… CH3
H2SO4 H3C
C
CH2
CH3
2-methylpropen
+
H
OH
H3C
C
CH3
OH
2-methylprop-2-ol
10
a) Alkoholy, příprava 4) Dvojsytných alkoholů Oxidací alkenů manganistanem draselným ………………………………………… (KMnO4) …………………………………… …… R
CH
H2C
CH
CH2
R
O2, Ag
+
H
OH
KMnO4 R
H2O, H2SO4 H2C
CH2 O
ethen
ethylenoxid
C
C
OH
OH
H2C OH
R
CH2 OH
ethan-1,2-diol
11
a) Alkoholy, příprava 5) Některých alkoholů Hydrolýzou halogenderivátů uhlovodíků ………………………………………… roztoky uhličitanů alkalických kovů…… ……………………………………
CH3
toluen
Cl2, UV
CH2 Cl
benzylchlorid
Na2CO3, H2O
CH2 OH
benzylalkohol 12
a) Alkoholy, reakce 1) Substituce: H3C
CH2
OH
+
H Cl
H3C
CH2
Cl
H
OH
chlorethan
ethanol
2) Eliminace: a) Dehydratace H3C
CH2
OH
b) Dehydrogenace
H2C
CH2
OH
H
OH
i) Z primárních alkoholů aldehyd O
Cu H3C
+
CH2
H3C
+
C H
H2
13
a) Alkoholy, reakce 2) Eliminace: c) dehydrogenace
ii) Ze sekundárních alkoholů keton
Cu H3C
CH OH
ethan-2-ol
CH3
H3C
C
CH3
+
H2
O
aceton
14
a) Alkoholy, reakce 3) Oxidace: a) Z primárních aldehydy až karboxylové kyseliny ………………………………………………… O
ox R
CH2
OH
R
O
ox
C
R H
C OH
b) Ze sekundárních ketony …………………………………….. ox R
CH OH
R
R
C
R
O 15
a) Alkoholy, reakce 4) Reakce s alkalickými kovy: produktem je tzv. alkoholát ………………………………………………… 5) Esterifikace: Reakce alkoholu s karboxylovou kyselinou, ………………………………………………… vzniká voda a ester (vůně a esence) ………………………………………………… O
O H3C
+
C OH
Kyselina octová
HO CH2
CH3
H3C
C
H2O O
CH2
CH3
Ethylester kyseliny octové
16
a) Alkoholy, zástupci 1) Methanol jedovatá hořlavá - Kapalina …………… oslepnutí (menší množství působí ……………………….., smrt větší množství …………..), - jako příměs u špatně pálených alkoholických nápojů, vyrábí se kat. hydrogenací CO z vodního plynu za podmínek: (250 °C) a tlaků (5 až 10 MPa) rozpouštědlo, palivo do motorů Použití: …………………………………………….. jako surovina pro výrobu jiných org. látek formaldehyd a kyselina mravenčí ……………………………………………….
17
a) Alkoholy, zástupci 2) Ethanol
H3C
CH2
OH
bezbarvá hořlavá - Kapalina …………… ztrátu zábran a závislost (menší množství působí ……………………………….., smrt větší množství …………..), Vznik: kvašením cukru C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 rozpouštědlo (např. jodu), pro výrobu octa Použití: …………………………………………….. alkoholických nápojů Základní složka …………………………………….. při výrobě voňavek ………………………………………………. při čistících prostředků (okena) ……………………………………………….
18
a) Alkoholy, zástupci 3) Ethylenglykol
H2C
CH2
jedovatá bezbarvá OH OH - Kapalina …………… vodou - Neomezeně mísitelná s ……………………………….., složka do nemrznoucích směsí Použití: …………………………………………….. plastů Surovina pro výrobu ……………………………………..
19
a) Alkoholy, zástupci 4) Glycerol olejovitá bezbarvá - Kapalina ……………
H2C OH
CH
CH2
OH
OH
nasládlou chutí - s ……………………………….., k výrobě výbušnin Použití: …………………………………………….. v kosmetice ……………………………………..
20
b) Fenoly Hydroxylová skupina vázána na uhlovodíkový zbytek arenů …………………………………… Názvosloví: dva druhy: ol 1) Název arenu + přípona …………. triviální 2) Název …………………..
21
b) Fenoly, triviální názvy OH
OH
HO
OH
OH OH
pyrokatechol
resorcinol
hydrochinon OH
OH
O 2N
NO2
NO2
fenol
kyselina pikrová 22
b) Fenoly, vlastnosti vodě Pevné látky rozpustné ve …………… jedovaté, žíravé Látky …………………………….. (leptají pokožku) desinfekci Páchnoucí, užívané k …………………… černouhelný dehet Zdroj ………………………………. ! ALKOHOLY i než voda KYSELEJŠÍ NEŽ ……………………………… Snadněji se odštěpuje H (proton): stabilizuje se M efekt- volné el.páry kyslíku a ∏ elektrony tvoří konjugované vazby.
23
b) Fenoly, reakce 1) Neutralizační reakce: fenolátu Vznik ………………….
2) Oxidační reakce: u arenu s 2 OH chinonu jinak než u alkoholů, vznik ……………. O
OH
O2
2
+
2 OH
O
H
OH
24
b) Fenoly, zástupci 1) Fenol: žíravá, červenofialová látka pevná jedovatá, …………………………………… plastů a vláken základní složka: …………………………… Použití: barviv a léčiv pro výrobu ………………………… dezinfekční materiál ……………………… výbušnina (ekrazit) ……………………… pesticidy ……………………… 25
