Slajd 1. Alkohole i fenole. Cholesterol. Slajd 2. Budowa alkoholi. metanol. metanol. Grupą funkcyjną jest (OH) Tlen posiada hybrydyzacjęsp 3

Transkrypt

1 Slajd 1 Alkohole i fenole Cholesterol Slajd 2 Budowa alkoholi woda woda metanol metanol Grupą funkcyjną jest () Tlen posiada hybrydyzacjęsp 3

2 Slajd 3 Podział alkoholi Pierwszorzędowe: grupa połączona jest z pierwszorzędowym atomem węgla. Drugorzędowe: grupa połączona jest z drugorzędowym atomem węgla. Trzeciorzędowe: grupa połączona jest z trzeciorzędowym atomem węgla. Aromatyczne (fenole): grupa - przyłączona jest do pierścienia aromatycznego. Slajd 4 Nomenklatura IUPAC Znaleźć najdłuŝszy łańcuch węglowy zawierający atom węgla z grupą -. W miejsce litery e na końcu nazwy alkanu wstawić -ol. Numerację łańcucha naleŝy rozpocząć od końca najbliŝszego atomowi węgla z grupą -.

3 Slajd 5 Nazewnictwo fenoli Grupa - powinna znajdować się przy atomie węgla 1. W nazwach zwyczajowych dwupodstawionych fenoli uŝywa się:ortodla 1,2; meta- dla 1,3 ipara- dla 1,4. Metylofenole nazywają się krezolami. Cl 3-chlorofenol meta-chlorofenol 3 C 4-metylofenol para-krezol Slajd 6 Właściwości fizyczne Wysokie temperatury wrzenia spowodowane wiązaniami wodorowymi pomiędzy cząsteczkami alkoholi. Alkohole o najniŝszej masie cząsteczkowej świetnie rozpuszczają się w wodzie. wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego rozpuszczalność maleje.

4 Slajd 7 Typ alkoholu Wzór Przykłady Pierwszorzędowy etanol 2-metylo-1-propanol alkohol benzylowy Drugorzędowy 2-butanol cykloheksanol cholesterol Trzeciorzędowy 2-metylo-2-propanol trifenylometanol 1-metylocyklopentanol Fenol fenol 3-metylofenol hydrochinon Slajd 8 Alkohole nienasycone Atom, przy którym znajduje się grupa powinna mieć jak najniŝszy numer Nazwę tworzy się od alkenu lub alkinu C 2 CC 2 CC 3 pent-4-en-2-ol (zmiana nazewnictwa IUPAC z 1997) 4-penten-2-ol (stara)

5 Slajd 9 Podstawnik hydroksylowy Jeśli grupa - znajduje się w innym związku określa się ją jako grupę hydroksylową Przykład: C 2 C 2 C 2 C kwas 4-hydroksybutanowy Slajd 10 Nazwy zwyczajowe Nazwy alkoholi moŝna tworzyć od alkanów, z których się one wywodzą ale jest to wygodne tylko dla prostych alkanów. Przykłady: C 3 C 3 C C 2 C3 C alkohol izobutylowy C 2 C 3 alkoholsec-butylowy

6 Slajd 11 Nazewnictwo dioli KaŜda z grup - wymaga oddzielnego wskazania połoŝenia odpowiednią cyfrą NaleŜy uŝyć przyrostka -diol w miejsce -ol 1,6-heksanodiol Slajd 12 Glikole 1, 2 Diole (wicynalne) nazywane są glikolami Ich nazwy zwyczajowe wywodzą się od alkenów, z których zostały otrzymane C 2 C 2 1,2-etanodiol glikol etylenowy C 2 C 2 C 3 1,2-propanodiol glikol propylenowy

7 Slajd 13 Nazewnictwo fenoli Grupa - powinna znajdować się przy atomie węgla 1. W nazwach zwyczajowych dwupodstawionych fenoli uŝywa się:ortodla 1,2; meta- dla 1,3 ipara- dla 1,4. Metylofenole nazywają się krezolami. Cl 3-chlorofenol meta-chlorofenol 3 C 4-metylofenol para-krezol Slajd 14 Własności fizyczne Z powodu występujących pomiędzy cząsteczkami alkoholi wiązaniami wodorowymi posiadają wysokie temperatury wrzenia NiŜsze alkohole bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie. wraz ze wzrostem rozmiarów grupy alkilowej ta rozpuszczalność maleje

8 Slajd 15 Temperatury wrzenia etanol, MW 46 propan, MW 44 eter dietylowy, MW 46 Slajd 16 Rozpuszczalność w wodzie Rozpuszczalność alkoholi w wodzie w temperaturze 25 C Alkohol metylowy etylowy n-propylowy t-butylowy izobutylowy n-butylowy n-pentylowy cykloheksylowy n-heksylowy fenol eksano-1,6-diol Rozpuszczalność b. dobra b. dobra b. dobra b. dobra 10% 9,1% 2,7% 3,6% 0,6% 9,3% b. dobra fragment hydrofobowy fragment hydrofilowy Rozpuszczalność maleje wraz ze wzrostem grupy alkilowej

9 Slajd 17 Metanol Spirytus drzewny Przemysłowo otrzymywany z gazu syntezowego Często wykorzystywany w przemyśle jako rozpuszczalnik Wykorzystywany jako paliwo w wyścigu Indianapolis 500 Palący się moŝe być gaszony wodą WyŜsza wartość oktanowa Niska emisja zanieczyszczeń Ale niŝsza wydajność energetyczna Bezbarwny płómień Slajd 18 Ethanol Przemysłowo otrzymywany na drodze fermentacji skrobi 12-15% roztwór ma własności bakteriobójcze Azeotrop: 95% etanol, stała temperatura wrzenia Zanieczyszczony etanol często wykorzystuje się w przemyśle jako rozpuszczalnik Paliwo ekologiczne zawiera do 10% etanolu

10 Slajd 19 Kwasowość alkoholi Zakres pk a : (woda: 15.7) Kwasowość maleje wraz ze wzostem rozmiarów grupy alkilowej Podstawniki halogenowe podwyŝszają kwasowość Fenol jest 100 milionów razy bardziej kwaśny niŝ cykloheksanol! Slajd 20 Powstawanie alkoholanów Reakcja metanolu lub etanolu z metalicznym sodem (reakcja redoks) C 3 C 2 + Na C 3 C 2 Na + 1 / 2 2 Reakcja mniej reaktywnych alkoholi z bardziej reaktywnym potasem (C 3 ) 3 C + K (C 3 ) 3 C K + 1 / 2 2

11 Slajd 21 Powstawanie fenolanów Fenolany powstają w reakcji z wodorotlenkami utlenianie nie jest niezbędne + + pk a = 10 pk a = 15.7 Slajd 22

12 Slajd 23 Synteza alkoholi Substytucja nukleofilowa halogenków alkilu grupą - Uwodnienie alkenów woda w kwaśnym środowisku (niezbyt efektywna) hydroksyrtęciowanie - odrtęciowanie hydroborowanie - utlenianie Slajd 24 dczynniki metaloorganiczne Atom metalu jest przyłączony bezpośrednio do atomu węgla (Mg lub Li). Atom węgla jest nukleofilem (posiada częściowy ładunek ujemny Będzie atakował dodatnio naładowany atom węgla C - X C = Powstaje nowe wiązanie węgiel-węgiel

13 Slajd 25 Związki Grignarda Wzór R-Mg-X (reaguje jak R: - + MgX) Trwały w warunkach bezwodnych MoŜe powstać z kaŝdego halogenku pierwszorzędowego drugorzędowego trzeciorzędowego winylu arylu Slajd 26 Przykłady powstawania związków Grignarda Br + Mg ether eter MgBr Cl C 3 CC 2 C 3 MgCl ether eter + Mg C 3 CC 2 C 3 C 3 C C 2 Br + Mg ether eter C 3 C C 2 MgBr

14 Slajd 27 Reakcja ze związkami karbonylowymi R: - atakuje częściowo dodatnio naładowany karbonylowy atom węgla Pośrednio powstaje jon alkoholanowy Dodanie wody lub rozcieńczonego kwasu powoduje powstanie alkoholu R C R C R C Slajd 28 Synteza alkoholi 1 Związek Grignarda + formaldehyd C 3 3 C C C 2 C MgBr C C 3 C 3 C 3 C C 2 C 2 C C 3 C C 2 C 2 C MgBr

15 Slajd 29 Synteza alkoholi 2º Związek Grignarda + aldehyd C 3 3 C C C 2 C MgBr 3 C C C 3 C 3 C 3 C C 2 C 2 C MgBr C 3 C 3 C 3 C C 2 C 2 C Slajd 30 Synteza alkoholi 3º Związek Grignarda + keton C 3 3 C C C 2 C MgBr 3 C C 3 C C 3 C 3 C 3 C C 2 C 2 C C 3 MgBr C 3 C 3 C 3 C C 2 C 2 C C 3

16 Slajd 31 Redukcja związków karbonylowych Redukcja aldehydów prowadzi do alkoholi 1º Redukcja ketonów prowadzi do alkoholi 2º dczynniki redukujące: Borowodorek sodu, NaB 4 Glinowodorek litu, LiAl 4 Nikiel Raneya Slajd 32 Borowodorek sodu Anion wodorkowy - atakuje karbonylowy atom węgla tworząc jon alkoholanowy Dodatek wody lub słabego kwasu powoduje powstanie alkoholu Wodorek ten reaguje tylko z aldehydami i ketonami, nie reaguje z estrami i kwasami karboksylowymi C C 3 + C

17 Slajd 33 Glinowodorek litu Silniejszy środek redukujący niŝ borowodorek sodu Potrafi zredukować do alkoholi 1º nawet kwasy i estry. C C 3 LA 3 + C Slajd 34 aldehyd Porównanie środków redukujących keton ester łatwość redukcji kwas (anion)

18 Slajd 35 Katalityczne uwodornienie Wodór na niklu Raneya redukuje równieŝ wiązanie C=C NaB 4 2, Raney Ni Slajd 36 Tiole (merkaptany) Siarkowe analogi alkoholi, -S. Nazwy tworzy się dodając -tiol do nazwy alkanu Grupa -S nazywana jest merkaptoilową Bardziej kwasowa niŝ alkoholowa, reaguje z Na tworząc tiolany Bardzo brzydko pachną!

19 Slajd 37 Utlenianie tioli Łatwo utleniają się do disiarczków, niezwykle istotnych ze względu na struktury białek R S + S R Br 2 Zn, Cl R S S R + 2 Br Slajd 38 WaŜniejsze alkohole o znaczeniu przemysłowym i biologicznym C 3 metanol (spirytus drzewny) C 3 C 2 etanol (spirytus zboŝowy) izopropanol (rozpuszczalnik, dezynfekcja) retinol (witamina A) geraniol (geranium, mrówki) alkohol β-fenyloetylowy (lilaki)