Согтууруулах ундааны химийн түүх. Ханасан нэг атомт спирт, тэдгээрийн бүтэц, шинж чанар. Этилийн спиртийг хэрэглэх, үйлдвэрлэх. Олон атомт спиртийн хэрэглээ

Этилийн спирт эсвэл дарсны спирт нь архины өргөн тархсан төлөөлөгч юм. Нүүрстөрөгч, устөрөгчийн хамт хүчилтөрөгч агуулсан олон бодис байдаг. Хүчилтөрөгч агуулсан нэгдлүүдийн дотроос би хамгийн түрүүнд архины ангиллыг сонирхож байна.

Этанол

Согтууруулах ундааны физик шинж чанар . Этилийн спирт C 2 H 6 O нь өвөрмөц үнэртэй, уснаас хөнгөн (хувийн жин 0.8) өнгөгүй шингэн бөгөөд 78 °.3 температурт буцалгаж, олон органик бус болон органик бодисыг сайн уусгадаг. Шулуутгагдсан спирт нь 96% этилийн спирт, 4% ус агуулдаг.

Архины молекулын бүтэц .Элементүүдийн валентийн дагуу C 2 H 6 O томъёо нь хоёр бүтэцтэй тохирч байна.

Аль томъёо нь согтууруулах ундаатай тохирч байна вэ гэсэн асуултыг шийдэхийн тулд туршлага руу хандъя.

Согтууруулах ундаатай туршилтын хоолойд натрийн хэсгийг хийнэ. Хий ялгарах урвал нэн даруй эхлэх болно. Энэ хий нь устөрөгч гэдгийг тогтооход хэцүү биш юм.

Одоо туршилтаа хийцгээе, ингэснээр архины молекул бүрээс урвалын явцад хэдэн устөрөгчийн атом ялгарч байгааг тодорхойлох боломжтой. Үүнийг хийхийн тулд тодорхой хэмжээний спирт, жишээ нь 0.1 грамм молекул (4.6 грамм), юүлүүрээс дусал дуслаар бага хэмжээний натри бүхий колбонд хийнэ (Зураг 1). Спиртээс ялгарсан устөрөгч нь хоёр хүзүүтэй колбоноос усыг хэмжих цилиндрт шилжүүлдэг. Цилиндр дэх нүүлгэн шилжүүлсэн усны хэмжээ нь суллагдсан устөрөгчийн хэмжээтэй тохирч байна.

Зураг 1. Этилийн спиртээс устөрөгч гаргаж авах тоон туршлага.

Туршилтанд 0.1 грамм спиртийн молекул авсан тул ойролцоогоор 1.12 устөрөгч авах боломжтой (хэвийн нөхцөлд) литрЭнэ нь натри нь нэг грамм спиртийн молекулаас 11.2-ыг зайлуулдаг гэсэн үг юм литр, өөрөөр хэлбэл хагас грамм молекул, өөрөөр хэлбэл 1 грамм устөрөгчийн атом. Үүний үр дүнд натри нь спиртийн молекул бүрээс зөвхөн нэг устөрөгчийн атомыг зайлуулдаг.

Архины молекулд энэ устөрөгчийн атом нь бусад таван устөрөгчийн атомтай харьцуулахад онцгой байр суурь эзэлдэг нь ойлгомжтой. Формула (1) энэ баримтыг тайлбарлахгүй. Үүний дагуу бүх устөрөгчийн атомууд нүүрстөрөгчийн атомуудтай адилхан холбогддог бөгөөд бидний мэдэж байгаагаар металл натри (натри нь нүүрсустөрөгчийн холимогт - керосинд хадгалагддаг) нүүлгэн шилжүүлдэггүй. Эсрэгээр, томъёо (2) нь тусгай байрлалд байрладаг нэг атом байгааг илэрхийлдэг: хүчилтөрөгчийн атомаар дамжуулан нүүрстөрөгчтэй холбогддог. Энэ устөрөгчийн атом нь хүчилтөрөгчийн атомтай бага нягт холбоотой гэж бид дүгнэж болно; Энэ нь илүү хөдөлгөөнтэй болж, натриар солигддог. Тиймээс этилийн спиртийн бүтцийн томъёо нь:

Гидроксил бүлгийн устөрөгчийн атом нь бусад устөрөгчийн атомуудтай харьцуулахад илүү их хөдөлгөөнтэй байдаг ч этилийн спирт нь электролит биш бөгөөд усан уусмал дахь ионуудад задрахгүй.

Спиртийн молекул нь нүүрсустөрөгчийн радикалтай холбогдсон гидроксил бүлэг - OH агуулдаг гэдгийг онцлон тэмдэглэхийн тулд этилийн спиртийн молекулын томъёог дараах байдлаар бичнэ.

Согтууруулах ундааны химийн шинж чанар . Этилийн спирт натритай урвалд ордог гэдгийг бид дээрээс харсан. Согтууруулах ундааны бүтцийг мэдэхийн тулд бид энэ урвалыг тэгшитгэлээр илэрхийлж болно.

Согтууруулах ундааны устөрөгчийг натриар орлуулах бүтээгдэхүүнийг натрийн этилийн исэл гэж нэрлэдэг. Энэ нь урвалын дараа (илүүдэл спиртийг ууршуулах замаар) хатуу хэлбэрээр тусгаарлаж болно.

Агаарт гал авалцах үед архи нь хөхөвтөр, бараг мэдэгдэхүйц дөлөөр шатаж, маш их дулаан ялгаруулдаг.

Хэрэв та этилийн спиртийг гидрогалын хүчил, жишээлбэл HBr, хөргөгчтэй колбонд (эсвэл урвалын явцад устөрөгчийн бромидыг өгдөг NaBr ба H 2 SO 4-ийн холимог) халаавал тослог шингэнийг нэрэх болно. - этил бромид C 2 H 5 Br:

Энэ урвал нь архины молекулд гидроксил бүлэг байгааг баталж байна.

Катализатор болгон баяжуулсан хүхрийн хүчлээр халаахад спирт амархан усгүйждэг, өөрөөр хэлбэл усыг салгадаг ("de" угтвар нь ямар нэг зүйлийг салгаж байгааг илтгэнэ):

Энэ урвалыг лабораторид этилен үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Спиртийг хүхрийн хүчлээр (140 хэмээс ихгүй) халаахад усны молекул бүр хоёр спиртийн молекулаас салж, улмаар диэтил эфир - дэгдэмхий, шатамхай шингэн үүсдэг.

Диэтил эфирийг (заримдаа хүхрийн эфир гэж нэрлэдэг) уусгагч (эдийг цэвэрлэх) болон анагаах ухаанд мэдээ алдуулалтанд хэрэглэдэг. Тэр ангид харьяалагддаг эфир - молекулууд нь хүчилтөрөгчийн атомаар холбогдсон хоёр нүүрсустөрөгчийн радикалаас бүрдэх органик бодисууд: R - O - R1

Этилийн спиртийн хэрэглээ . Этилийн спирт нь практик ач холбогдолтой. Академич С.В.Лебедевийн аргыг ашиглан нийлэг резин үйлдвэрлэхэд этилийн спирт их хэмжээгээр хэрэглэдэг. Тусгай катализатороор этилийн спиртийн уурыг дамжуулснаар дивинил гаргаж авна.

дараа нь резин болон полимержих боломжтой.

Архи нь будагч бодис, диэтил эфир, төрөл бүрийн "жимсний эссэнс" болон бусад олон тооны органик бодисуудыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Спиртийг уусгагч болгон үнэртэн болон олон эм үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Давирхайг спиртэнд уусгаж янз бүрийн лак бэлтгэдэг. Согтууруулах ундааны өндөр илчлэг нь түүнийг түлш болгон ашиглахыг тодорхойлдог (моторын түлш = этанол).

Этилийн спирт авах . Дэлхийн архины үйлдвэрлэл жилд хэдэн сая тонноор хэмжигддэг.

Согтууруулах ундаа үйлдвэрлэх нийтлэг арга бол мөөгөнцрийн дэргэд чихэрлэг бодисыг исгэх явдал юм. Эдгээр доод ургамлын организмууд (мөөгөнцөр) нь исгэх урвалын биологийн катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг тусгай бодис - фермент үүсгэдэг.

Спирт үйлдвэрлэхэд цардуулаар баялаг үр тарианы үр эсвэл төмсний булцууг анхдагч материал болгон авдаг. Диастаза фермент агуулсан соёолжны тусламжтайгаар цардуулыг эхлээд элсэн чихэр болгон хувиргаж, дараа нь исгэж спирт болгон хувиргадаг.

Эрдэмтэд архи, согтууруулах ундаа үйлдвэрлэх хүнсний түүхий эдийг хямд үнэтэй хүнсний бус түүхий эдээр солихын тулд шаргуу ажилласан. Эдгээр хайлт амжилттай болсон.

Сүүлийн үед тосыг хагарахад этилен ихээр үүсдэг тул ган

Этилений усжилтын урвалыг (хүхрийн хүчил байгаа нөхцөлд) А.М.Бутлеров, В.Горяинов (1873) нар судалж, үйлдвэрлэлийн ач холбогдлыг нь мөн таамаглаж байсан. Этиленийг хатуу катализатор дээр усны ууртай холих замаар шууд усжуулах аргыг мөн боловсруулж үйлдвэрлэлд нэвтрүүлсэн. Этилен нь газрын тос болон бусад үйлдвэрлэлийн хийн хагарлын хийн нэг хэсэг учраас этиленээс архи үйлдвэрлэх нь маш хэмнэлттэй байдаг.

Өөр нэг арга нь ацетиленийг анхны бүтээгдэхүүн болгон ашиглахад суурилдаг. Ацетилен нь Кучеровын урвалын дагуу усжилтад ордог бөгөөд үүссэн ацетальдегид нь никельтэй хамт устөрөгчөөр катализатороор буурч этилийн спирт болдог. Никелийн катализатор дээр устөрөгчийг этилийн спирт болгон бууруулж, ацетиленийг усжуулах бүх үйл явцыг диаграммаар дүрсэлж болно.

Согтууруулах ундааны гомологийн цуврал

Этилийн спиртээс гадна бүтэц, шинж чанараараа түүнтэй төстэй бусад спиртийг мэддэг. Тэдгээрийг бүгдийг нь молекулуудад нэг устөрөгчийн атомыг гидроксил бүлгээр сольсон харгалзах ханасан нүүрсустөрөгчийн дериватив гэж үзэж болно.

Хүснэгт

Нүүрс устөрөгч	Архи	Спиртийн буцалгах цэг ºС байна
Метан CH 4	Метил CH 3 OH	64,7
Этан C 2 H 6	Этил C 2 H 5 OH эсвэл CH 3 - CH 2 - OH	78,3
Пропан C 3 H 8	Пропил C 4 H 7 OH эсвэл CH 3 - CH 2 - CH 2 - OH	97,8
Бутан C 4 H 10	Бутил C 4 H 9 OH orCH 3 - CH 2 - CH 2 - OH	117

Химийн шинж чанараараа ижил төстэй бөгөөд CH 2 атомын бүлгийн молекулуудын найрлагад бие биенээсээ ялгаатай эдгээр спиртүүд гомолог цуврал үүсгэдэг. Спиртийн физик шинж чанарыг харьцуулж үзвэл энэ цуврал, түүнчлэн нүүрсустөрөгчийн цувралд тоон өөрчлөлт нь чанарын өөрчлөлт рүү шилжиж байгааг ажиглаж байна. Энэ цувралын спиртийн ерөнхий томъёо нь R - OH (үүнд R нь нүүрсустөрөгчийн радикал).

Молекулууд нь хэд хэдэн гидроксил бүлэг агуулсан согтууруулах ундааг мэддэг, жишээлбэл:

Нэгдлүүдийн химийн шинж чанар, өөрөөр хэлбэл тэдгээрийн химийн функцийг тодорхойлдог атомын бүлгүүдийг нэрлэдэг. функциональ бүлгүүд.

Архи гэдэг нь нүүрсустөрөгчийн радикалтай холбогдсон нэг буюу хэд хэдэн функциональ гидроксил бүлэг агуулсан органик бодис юм. .

Тэдний найрлагад спиртүүд нь нүүрстөрөгчийн атомын тоогоор тэдгээрт тохирох нүүрсустөрөгчөөс хүчилтөрөгчийн агууламжаар ялгаатай байдаг (жишээлбэл, C 2 H 6 ба C 2 H 6 O эсвэл C 2 H 5 OH). Тиймээс спиртийг нүүрсустөрөгчийн хэсэгчилсэн исэлдэлтийн бүтээгдэхүүн гэж үзэж болно.

Нүүрс устөрөгч ба спиртийн генетикийн хамаарал

Нүүрс устөрөгчийг шууд спирт болгон исэлдүүлэх нь нэлээд хэцүү байдаг. Практикт үүнийг нүүрсустөрөгчийн галоген деривативаар хийх нь илүү хялбар байдаг. Жишээлбэл, этилийн спиртийг этан C 2 H 6-аас авахын тулд эхлээд этилийн бромидыг дараахь урвалаар олж авч болно.

дараа нь этил бромидыг шүлттэй усаар халааж спирт болгон хувиргана.

Энэ тохиолдолд үүссэн устөрөгчийн бромидыг саармагжуулж, согтууруулах ундаатай урвалд орох боломжийг арилгахын тулд шүлт шаардлагатай болно. энэ урвуу урвалыг баруун тийш шилжүүлнэ.

Үүнтэй адилаар метилийн спиртийг дараахь схемийн дагуу авч болно.

Тиймээс нүүрсустөрөгчид, тэдгээрийн галоген деривативууд ба спиртүүд хоорондоо удамшлын холбоотой байдаг (гарал үүслийн хувьд).

ТОДОРХОЙЛОЛТ

Архи– нүүрсустөрөгчийн радикалтай холбоотой нэг буюу хэд хэдэн гидроксил бүлэг –OH агуулсан нэгдлүүд.

Гидроксил бүлгийн тооноос хамааран спиртийг нэг (CH 3 OH - метанол, 2 H 5 OH - этанол), хоёр (CH 2 (OH) - CH 2 - OH - этилен гликол) ба гурван атомт (CH) гэж хуваадаг. 2 (OH) -CH(OH)-CH 2 -OH - глицерин). Гидроксил бүлэг нь аль нүүрстөрөгчийн атомд байрлаж байгаагаас хамааран анхдагч (R-CH 2 -OH), хоёрдогч (R 2 CH-OH) болон гуравдагч (R 3 C-OH) спиртүүдийг ялгадаг. Согтууруулах ундааны нэрэнд - ол гэсэн дагавар байдаг.

Нэг атомт спирт

Ханасан нэг атомт спиртийн гомолог цувралын ерөнхий томьёо нь C n H 2 n +1 OH байна.

Изомеризм

Ханасан нэг атомт спиртүүд нь нүүрстөрөгчийн араг ясны изомеризм (бутанолоос эхэлдэг), түүнчлэн гидроксил бүлгийн (пропанолоос эхлэн) байрлалын изомеризм, эфиртэй анги хоорондын изомеризмаар тодорхойлогддог.

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -OH (бутанол - 1)

CH 3 -CH (CH 3) - CH 2 -OH (2-метилпропанол - 1)

CH 3 -CH (OH) -CH 2 -CH 3 (бутанол - 2)

CH 3 -CH 2 -O-CH 2 -CH 3 (диэтил эфир)

Физик шинж чанар

Бага хэмжээний спирт (C 15 хүртэл) шингэн, өндөр спирт нь хатуу байна. Метанол ба этилийн спиртийг ямар ч харьцаатай усаар холино. Молекулын жин нэмэгдэхийн хэрээр согтууруулах ундааны уусах чадвар буурдаг. Архи нь устөрөгчийн холбоо үүсдэг тул буцлах, хайлах цэгүүд өндөр байдаг.

Согтууруулах ундаа бэлтгэх

Мод эсвэл элсэн чихэрээс биотехнологийн (исгэх) аргыг ашиглан спирт үйлдвэрлэх боломжтой.

Согтууруулах ундаа үйлдвэрлэх лабораторийн аргууд нь:

- алкенуудын усжилт (халаалт ба төвлөрсөн хүхрийн хүчил байгаа үед урвал үүсдэг)

CH 2 = CH 2 + H 2 O → CH 3 OH

- шүлтийн усан уусмалын нөлөөн дор алкил галидын гидролиз

CH 3 Br + NaOH → CH 3 OH + NaBr

CH 3 Br + H 2 O → CH 3 OH + HBr

- карбонилийн нэгдлүүдийг багасгах

CH 3 -CH-O + 2[H] → CH 3 – CH 2 -OH

Химийн шинж чанар

1. O-H холбоо тасрах үед үүсэх урвалууд:

- спиртийн хүчиллэг шинж чанар нь маш сул илэрхийлэгддэг. Архи нь шүлтлэг металлтай урвалд ордог

2C 2 H 5 OH + 2K → 2C 2 H 5 OK + H 2

гэхдээ шүлттэй урвалд орж болохгүй. Устай үед спиртүүд бүрэн гидролизд ордог.

C 2 H 5 OK + H 2 O → C 2 H 5 OH + KOH

Энэ нь архи нь уснаас сул хүчил гэсэн үг юм.

- эрдэс ба органик хүчлүүдийн нөлөөн дор эфир үүсэх;

CH 3 -CO-OH + H-OCH 3 ↔ CH 3 COOCH 3 + H 2 O

- калийн бихромат эсвэл перманганатын нөлөөн дор спиртийг карбонилийн нэгдлүүдэд исэлдүүлэх. Анхдагч спирт нь альдегид болж исэлддэг бөгөөд энэ нь эргээд карбоксилын хүчил болж исэлддэг.

R-CH 2 -OH + [O] → R-CH=O + [O] → R-COOH

Хоёрдогч спиртүүд нь кетон болж исэлддэг.

R-CH(OH)-R’ + [O] → R-C(R’)=O

Гуравдагч спирт нь исэлдэлтэнд илүү тэсвэртэй байдаг.

2. С-О холбоо тасрах урвал.

- алкен үүсэх замаар молекулын шингэн алдалт (ус зайлуулах бодис (баяжуулсан хүхрийн хүчил) бүхий спиртийг хүчтэй халах үед үүсдэг):

CH 3 -CH 2 -CH 2 -OH → CH 3 -CH=CH 2 + H 2 O

- эфир үүсэх замаар спиртийн молекул хоорондын шингэн алдалт (спиртийг ус зайлуулах бодисоор бага зэрэг халаахад (баяжуулсан хүхрийн хүчил) үүсдэг):

2C 2 H 5 OH → C 2 H 5 -O-C 2 H 5 + H 2 O

Спиртийн сул үндсэн шинж чанар нь галоген устөрөгчтэй урвуу урвалаар илэрдэг.

C 2 H 5 OH + HBr → C 2 H 5 Br + H 2 O

Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

ЖИШЭЭ 1

Дасгал хийх

Хэрэв энэ спирт 7.4 г металл натритай харилцан үйлчлэхэд 1.12 литр хий ялгарч, зэс (II) исэлд исэлдэхэд ийм нэгдэл үүсдэг нь мэдэгдэж байгаа бол спиртийн молийн масс, бүтцийг тодорхойл. "мөнгөн толь" урвалыг өгдөг.

Шийдэл

Спирт ROH-ийн урвалын тэгшитгэлийг байгуулъя: a) натри; б) исэлдүүлэгч бодис CuO:

(a) тэгшитгэлээс харьцааны аргыг ашиглан бид үл мэдэгдэх спиртийн молийн массыг тодорхойлно.

7,4/2X = 1,12/22,4,

X = М(ROH) = 74 г/моль.

С 4 H 10 O спиртүүд ийм молийн масстай байдаг.Түүгээр ч барахгүй асуудлын [тэгшитгэл (б)] нөхцлийн дагуу эдгээр нь анхдагч спиртүүд байж болно - бутанол-1 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH эсвэл 2-метилпропанол- 1 (CH 3) 2 CHSN 2 OH.

Хариулт

M(C 4 H 10 O) = 74 г/моль, энэ нь 1-бутанол эсвэл 2-метилпропанол-1 юм.

ЖИШЭЭ 2

Дасгал хийх

31.25 мл этилийн спиртийг (нягт 0.8 г/мл) бүрэн шатаахад ямар эзэлхүүн (л-ээр) хүчилтөрөгч (n.s.) шаардагдах бөгөөд шохойн усаар урвалын бүтээгдэхүүнийг нэвтрүүлэхэд хэдэн грамм тунадас гарах вэ?

Шийдэл

Этанолын массыг олъё:

м = × В= 0.8×31.25 = 25 гр.

Энэ масстай тохирох бодисын хэмжээ:

(C 2 H 5 OH) = м / М = 25/46 = 0.543 моль.

Этанолын шаталтын урвалын тэгшитгэлийг бичье.

Этанолыг шатаах үед зарцуулсан хүчилтөрөгчийн хэмжээ:

В(O 2) = 25 × 3 × 22.4/46 = 36.5 л.

Урвалын тэгшитгэл дэх коэффициентүүдийн дагуу:

(O 2) = 3 (C 2 H 5 OH) = 1.63 моль,

(CO 2) = 2 (C 2 H 5 OH) = 1.09 моль.

Эдгээр нь нэг устөрөгчийн атомыг гидрокси бүлгээр сольсон нүүрсустөрөгчийн деривативууд юм. Согтууруулах ундааны ерөнхий томъёо нь CnH 2 n +1 Өө.

Нэг атомт спиртийн ангилал.

Байршсан байрлалаасаа шалтгаална ТЭР- бүлэглэх, ялгах:

Анхдагч спиртүүд:

Хоёрдогч спирт:

Гуравдагч спиртүүд:

Нэг атомт спиртийн изомеризм.

Учир нь нэг атомт спиртнүүрстөрөгчийн араг ясны изомеризм ба гидрокси бүлгийн байрлалын изомеризмаар тодорхойлогддог.

Нэг атомт спиртийн физик шинж чанар.

Урвал нь Марковниковын дүрмийг дагаж мөрддөг тул анхдагч алкенуудаас зөвхөн дууны спирт авах боломжтой.

2. Шүлтлэгийн усан уусмалын нөлөөгөөр алкилгалогенидын гидролиз:

Хэрэв халаалт сул байвал молекулын шингэн алдалт үүсч, эфир үүсдэг.

B) Спирт нь галоген устөрөгчтэй урвалд ордог бөгөөд гуравдагч спиртүүд маш хурдан урвалд ордог бол анхдагч болон хоёрдогч спиртүүд удаан урвалд ордог.

Нэг атомт спиртийн хэрэглээ.

Архиүндсэндээ үйлдвэрлэлийн органик синтез, хүнсний үйлдвэр, анагаах ухаан, эмийн санд ашигладаг.

Архи нь ихэнх органик уусгагчид уусдаг; хамгийн энгийн гурван төлөөлөгч болох метанол, этанол, пропанол, түүнчлэн гуравдагч бутанол (H 3 C) 3 COH нь ямар ч харьцаатай устай холилддог. Органик бүлгийн С атомын тоо нэмэгдэхийн хэрээр гидрофобик (ус зэвүүн) нөлөө үзүүлж, усанд уусах чадвар нь хязгаарлагдаж, R нь 9-өөс дээш нүүрстөрөгчийн атом агуулдаг бол бараг алга болдог.

OH бүлгүүд байгаа тул архины молекулуудын хооронд устөрөгчийн холбоо үүсдэг.

Цагаан будаа. 5.

Үүний үр дүнд бүх спирт нь харгалзах нүүрсустөрөгчөөс өндөр буцалгах цэгтэй байдаг, жишээ нь bp. этанол +78 ° C, T. буцалгана. этан -88.63 ° C; Т.кип. бутанол ба бутан тус тус +117.4° С ба -0.5° С байна.

Спиртийн химийн шинж чанар

Архи нь янз бүрийн өөрчлөлттэй байдаг. Спиртийн урвал нь зарим ерөнхий зарчмуудтай байдаг: анхдагч нэг атомт спиртийн реактив чанар нь хоёрдогчоос өндөр байдаг, эргээд хоёрдогч спирт нь гуравдагч спиртээс химийн хувьд илүү идэвхтэй байдаг. Хоёр атомт спиртийн хувьд OH бүлгүүд хөрш нүүрстөрөгчийн атомууд дээр байрлах тохиолдолд эдгээр бүлгүүдийн харилцан нөлөөллөөс шалтгаалан (моногт спирттэй харьцуулахад) урвалын идэвхжил нэмэгддэг. Согтууруулах ундааны хувьд C-O болон O-H холбоог таслах урвал явагдах боломжтой.

1). O-H бондоор дамждаг урвалууд.

Идэвхтэй металлууд (Na, K, Mg, Al) -тай харьцахдаа спирт нь сул хүчлийн шинж чанарыг харуулдаг бөгөөд спиртүүд эсвэл алкоксид гэж нэрлэгддэг давс үүсгэдэг.

2CH 3 OH + 2Na ® 2CH 3 OK + H 2

Согтууруулах ундаа нь химийн хувьд тогтворгүй бөгөөд усанд өртөх үед гидролиз болж архи, металлын гидроксид үүсгэдэг.

C 2 H 5 OK + H 2 O ® C 2 H 5 OH + KOH

Энэ урвал нь спиртүүд нь устай харьцуулахад сул хүчил болохыг харуулж байна (хүчтэй хүчил нь сулыг нүүлгэдэг), үүнээс гадна шүлтийн уусмалуудтай харилцан үйлчлэхэд спирт нь спирт үүсгэдэггүй. Гэсэн хэдий ч олон атомт спиртийн хувьд (OH-ийн бүлгүүдийг хөрш зэргэлдээ С атомуудтай холбосон тохиолдолд) спиртийн бүлгүүдийн хүчиллэг чанар нь илүү өндөр байдаг бөгөөд тэдгээр нь зөвхөн металуудтай харьцах төдийгүй шүлттэй харьцахдаа спирт үүсгэдэг.

HO-CH 2 -CH 2 -OH + 2NaOH ® NaO-CH 2 -CH 2 -ONa + 2H 2 O

Олон атомт спирт дэх HO-ийн бүлгүүд нь зэргэлдээ бус С атомуудад наалдсан тохиолдолд HO-ийн бүлгүүдийн харилцан нөлөөлөл харагдахгүй тул спиртийн шинж чанар нь моноатомтой ойролцоо байдаг.

Ашигт малтмалын болон органик хүчилтэй харилцан үйлчлэх үед спирт нь эфир үүсгэдэг - R-O-A фрагментийг агуулсан нэгдлүүд (А нь хүчиллэг үлдэгдэл). Мөн эфир үүсэх нь карбоксилын хүчлүүдийн ангидрид ба хүчил хлоридтой архины харилцан үйлчлэлийн үед үүсдэг (Зураг 6).

1. Дулаан ялгарах шаталт:

C 2 H 5 OH + 3O 2 2C 2 + 3H 2 O + a

2. Идэвхтэй металлуудтай харилцах:
2C 2 H 5 OH+ Na 2C 2 H 5 O Na +H 2 - спиртүүд
3. Устөрөгчтэй харилцан үйлчлэх.

Ce CH 3 -Ce + H 2 O

H 2 SO 4 - хлорметан

4. Ус цэвэршүүлэх бодис байгаа үед температур өсөх үед хамгийн их ажиллах нөхцөл нь тийм биш юм

C 2 H 5 OH t>140 0 C C 2 H 4 + H 2 O - этилен

Ус ялгарах урвалыг детрацийн урвал гэнэ.

5. Эфир үүсгэхийн тулд бие биетэйгээ харилцах.

CH 3 -O - CH 3 - диметил эфир

Хүчилтэй урвалд орж эфир үүсгэдэг.

Цагаан будаа. 6.

Исэлдүүлэгч бодисын нөлөөн дор (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4) анхдагч спирт нь альдегид, хоёрдогч спирт нь кетон үүсгэдэг (Зураг 7).

Цагаан будаа. 7.

Спиртийг багасгах нь анхны спиртийн молекултай ижил тооны С атом агуулсан нүүрсустөрөгчид үүсэхэд хүргэдэг (Зураг 8).

Цагаан будаа. 8.

2) СО холбоогоор дамжин үүсэх урвалууд

Катализатор эсвэл хүчтэй эрдэс хүчил байгаа тохиолдолд спиртийн шингэн алдалт (усыг зайлуулах) тохиолддог бөгөөд урвал нь хоёр чиглэлд явагдана.

a) хоёр спиртийн молекулыг хамарсан молекул хоорондын усгүйжүүлэлт ба молекулуудын аль нэг дэх C-O холбоо тасарч, эфир үүсдэг - R-O-R фрагментийг агуулсан нэгдлүүд (Зураг 9А).
б) молекулын шингэн алдалт нь алкенууд - давхар холбоо бүхий нүүрсустөрөгчийг үүсгэдэг. Ихэнхдээ хоёр процесс - эфир ба алкен үүсэх нь зэрэгцээ явагддаг (Зураг 9Б).

Хоёрдогч спиртийн хувьд алкен үүсэх үед урвалын хоёр чиглэл байж болох ба конденсацийн явцад устөрөгчийг хамгийн бага устөрөгчжүүлсэн нүүрстөрөгчийн атомаас (3 дугаараар тэмдэглэсэн) салгах гол чиглэл нь байдаг. өөрөөр хэлбэл цөөн тооны устөрөгчийн атомаар хүрээлэгдсэн (атом 1-тэй харьцуулахад).

Нүүрсустөрөгчийн радикалын төрөл, түүнчлэн зарим тохиолдолд энэ нүүрсустөрөгчийн радикалтай -OH бүлгийн хавсарсан шинж чанараас хамааран гидроксил функциональ бүлэгтэй нэгдлүүдийг спирт, фенолд хуваадаг.

АрхиЭнэ нь гидроксил бүлэг нь нүүрсустөрөгчийн радикалтай холбогдсон боловч радикалын бүтцэд нэг байвал үнэрт цагирагт шууд холбогддоггүй нэгдлүүд юм.

Согтууруулах ундааны жишээ:

Хэрэв нүүрсустөрөгчийн радикалын бүтэц нь үнэрт цагираг, гидроксил бүлэг агуулсан бөгөөд үнэрт цагирагтай шууд холбогддог бол ийм нэгдлүүдийг гэнэ. фенолууд .

Фенолын жишээ:

Фенолыг яагаад архинаас тусдаа ангилдаг вэ? Эцсийн эцэст, жишээ нь, томъёонууд

маш төстэй бөгөөд нэг төрлийн органик нэгдлүүдийн бодисын сэтгэгдэл төрүүлдэг.

Гэсэн хэдий ч гидроксил бүлгийг анхилуун цагирагтай шууд холбох нь нэгдлийн шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг, учир нь үнэрт цагирагийн π-бондын нэгдмэл систем нь хүчилтөрөгчийн атомын дан электрон хосуудын аль нэгтэй нийлдэг. Үүнээс болж фенол дахь O-H холбоо нь спирттэй харьцуулахад илүү туйлширдаг бөгөөд энэ нь гидроксил бүлгийн устөрөгчийн атомын хөдөлгөөнийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Өөрөөр хэлбэл, фенол нь спиртээс хамаагүй илүү тод хүчиллэг шинж чанартай байдаг.

Спиртийн химийн шинж чанар

Нэг атомт спирт

Орлуулах урвалууд

Устөрөгчийн атомыг гидроксил бүлэгт орлуулах

1) Спирт нь шүлт, шүлтлэг шороон металл, хөнгөн цагаантай (Al 2 O 3-ийн хамгаалалтын хальснаас цэвэрлэсэн) урвалд орж, металлын спиртүүд үүсч, устөрөгч ялгардаг.

Усанд ууссан ус агуулаагүй спиртийг хэрэглэх үед л спиртийн бодис үүсэх боломжтой, учир нь усны спиртүүд амархан гидролизд ордог.

CH 3 OK + H 2 O = CH 3 OH + KOH

2) Эфиржих урвал

Эфиржих урвал нь спиртүүд нь органик болон хүчилтөрөгч агуулсан органик бус хүчилтэй харилцан үйлчилж, эфир үүсэхэд хүргэдэг.

Энэ төрлийн урвал нь буцах боломжтой тул тэнцвэрийг эфир үүсэх рүү шилжүүлэхийн тулд халаах, түүнчлэн ус зайлуулах бодис болгон төвлөрсөн хүхрийн хүчил байгаа тохиолдолд урвалыг явуулахыг зөвлөж байна.

Гидроксил бүлгийг орлуулах

1) Спиртийг гидрохүчлийн хүчилд оруулахад гидроксил бүлэг галоген атомаар солигдоно. Энэ урвалын үр дүнд галоалкан ба ус үүсдэг.

2) Спиртийн уур ба аммиакийн холимогийг зарим металлын халсан ислээр (ихэнхдээ Al 2 O 3) дамжуулснаар анхдагч, хоёрдогч эсвэл гуравдагч аминуудыг олж авч болно.

Амины төрөл (анхдагч, хоёрдогч, гуравдагч) нь анхдагч спирт ба аммиакийн харьцаанаас тодорхой хэмжээгээр хамаарна.

Устгах урвал

Шингэн алдалт

Спиртийн хувьд усны молекулыг устгахтай холбоотой шингэн алдалт нь өөр өөр байдаг. молекул хоорондын шингэн алдалтТэгээд молекулын шингэн алдалт.

At молекул хоорондын шингэн алдалт Спиртийн хувьд архины нэг молекулаас устөрөгчийн атом, нөгөө молекулаас гидроксил бүлгийг гаргаж авсны үр дүнд нэг молекул ус үүсдэг.

Энэхүү урвалын үр дүнд эфирийн ангилалд хамаарах нэгдлүүд (R-O-R) үүсдэг.

Молекулын шингэн алдалт Спиртийн үйл явц нь нэг молекул уснаас нэг молекулыг салгах замаар явагддаг. Энэ төрлийн шингэн алдалт нь молекул хоорондын шингэн алдалттай харьцуулахад илүү хүчтэй халаалтыг ашиглах шаардлагаас бүрдэх илүү хатуу нөхцлийг шаарддаг. Энэ тохиолдолд спиртийн нэг молекулаас нэг алкены молекул ба нэг усны молекул үүсдэг.

Метанолын молекул нь зөвхөн нэг нүүрстөрөгчийн атом агуулдаг тул молекул доторх шингэн алдалт нь боломжгүй юм. Метанолыг усгүйжүүлэхэд зөвхөн эфир (CH 3 -O-CH 3) үүсч болно.

Тэгш хэмтэй бус спиртийг усгүйжүүлсэн тохиолдолд усыг молекулаар зайлуулах нь Зайцевын дүрмийн дагуу явагдана гэдгийг тодорхой ойлгох шаардлагатай. устөрөгчийг хамгийн бага устөрөгчжүүлсэн нүүрстөрөгчийн атомаас зайлуулна:

Спиртийг усгүйжүүлэх

a) Зэсийн металлын дэргэд халаахад анхдагч спиртийг усгүйжүүлэх нь үүсэхэд хүргэдэг альдегид:

б) Хоёрдогч спиртийн хувьд ижил төстэй нөхцөл байдал үүсэхэд хүргэдэг кетонууд:

в) Гуравдагч спиртүүд ижил төстэй урвалд ордоггүй, өөрөөр хэлбэл. усгүйжүүлэхэд өртөхгүй.

Исэлдэлтийн урвалууд

Шатаах

Архи нь шатаах үед амархан урвалд ордог. Энэ нь их хэмжээний дулааныг үүсгэдэг:

2CH 3 -OH + 3O 2 = 2CO 2 + 4H 2 O + Q

Бүрэн бус исэлдэлт

Анхдагч спиртийн бүрэн исэлдэлт нь альдегид ба карбоксилын хүчил үүсэхэд хүргэдэг.

Хоёрдогч спиртийн бүрэн бус исэлдэлтийн үед зөвхөн кетон үүсэх боломжтой.

Согтууруулах ундааны бүрэн бус исэлдэлт нь янз бүрийн исэлдүүлэгч бодис, жишээлбэл, катализатор (металл зэс), калийн перманганат, калийн бихромат гэх мэт агаар дахь хүчилтөрөгчийн нөлөөнд өртөх үед боломжтой байдаг.

Энэ тохиолдолд альдегидийг анхдагч спиртээс авч болно. Таны харж байгаагаар спиртийг альдегид болгон исэлдүүлэх нь үндсэндээ усгүйжүүлэхтэй ижил органик бүтээгдэхүүнд хүргэдэг.

Калийн перманганат, калийн бихромат зэрэг исэлдүүлэгч бодисыг хүчиллэг орчинд хэрэглэх үед спиртийг, тухайлбал карбоксилын хүчилд илүү гүн исэлдүүлэх боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Ялангуяа энэ нь халаах явцад исэлдүүлэгч бодисыг илүүдэл хэрэглэх үед илэрдэг. Ийм нөхцөлд хоёрдогч спиртийг зөвхөн кетон болгон исэлдүүлж болно.

Хязгаарлагдмал POLYATIC АРХИ

Гидроксил бүлгийн устөрөгчийн атомыг орлуулах

Олон атомт спирт нь нэг атомт спирттэй ижил байдаг шүлт, шүлтлэг шороон металл, хөнгөнцагаантай урвалд орно (киноноос хассанАл 2 О 3 ); Энэ тохиолдолд спиртийн молекул дахь гидроксил бүлгийн өөр өөр тооны устөрөгчийн атомыг сольж болно.

2. Олон атомт спиртийн молекулууд нь хэд хэдэн гидроксил бүлгүүдийг агуулдаг тул сөрөг индукцийн нөлөөгөөр бие биедээ нөлөөлдөг. Ялангуяа энэ нь O-H холбоог сулруулж, гидроксил бүлгийн хүчиллэг шинж чанарыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.

Б ООлон атомт спиртийн хүчиллэг чанар нь нэг атомт спиртээс ялгаатай нь олон атомт спирт нь хүнд металлын зарим гидроксидтэй урвалд орсноор илэрдэг. Жишээлбэл, шинэхэн тунасан зэсийн гидроксид нь олон атомт спирттэй урвалд орж, нийлмэл нэгдлийн тод цэнхэр уусмал үүсгэдэг гэдгийг санах хэрэгтэй.

Тиймээс глицериныг шинэхэн тунадасжуулсан зэсийн гидроксидтэй харилцан үйлчлэлцэх нь зэсийн глицератын тод цэнхэр уусмал үүсэхэд хүргэдэг.

Энэ хариу үйлдэл олон атомт спиртийн чанар.Улсын нэгдсэн шалгалтанд тэнцэхийн тулд энэ урвалын шинж тэмдгийг мэдэхэд хангалттай боловч харилцан үйлчлэлийн тэгшитгэлийг өөрөө бичиж чаддаг байх шаардлагагүй.

3. Нэг атомт спирттэй адил олон атомт спиртүүд нь эфиржих урвалд орж болно, i.e. хариу үйлдэл үзүүлэх органик болон хүчилтөрөгч агуулсан органик бус хүчилтэйэфир үүсэхтэй хамт. Энэ урвал нь хүчтэй органик бус хүчлээр катализатор бөгөөд буцах боломжтой. Үүнтэй холбогдуулан эфиржих урвалыг явуулахдаа Le Chatelier-ийн зарчмын дагуу тэнцвэрийг баруун тийш шилжүүлэхийн тулд үүссэн эфирийг урвалын хольцоос нэрж авна.

Хэрэв нүүрсустөрөгчийн радикал дахь олон тооны нүүрстөрөгчийн атом бүхий карбоксилын хүчлүүд глицеринтэй урвалд орвол үүссэн эфирийг өөх тос гэж нэрлэдэг.

Спиртийг азотын хүчлээр эфиржүүлэх тохиолдолд нитратжуулагч гэж нэрлэгддэг хольцыг ашигладаг бөгөөд энэ нь төвлөрсөн азот болон хүхрийн хүчлүүдийн холимог юм. Урвалыг тогтмол хөргөлтийн дор явуулдаг.

Тринитроглицерин гэж нэрлэгддэг глицерин ба азотын хүчлийн эфир нь тэсрэх бодис юм. Нэмж дурдахад, энэ бодисын 1% -ийн согтууруулах ундааны уусмал нь хүчтэй судас тэлэх нөлөөтэй тул цус харвалт, зүрхний шигдээсээс урьдчилан сэргийлэх зорилгоор анагаах ухаанд хэрэглэдэг.

Гидроксил бүлгүүдийг орлуулах

Энэ төрлийн урвалууд нь нуклеофилийн орлуулалтын механизмаар явагддаг. Энэ төрлийн харилцан үйлчлэлд гликолын галоген устөрөгчийн урвал орно.

Жишээлбэл, этилен гликолыг устөрөгчийн бромидтой урвалд оруулах нь гидроксил бүлгүүдийг галоген атомуудаар дараалан орлуулах замаар явагдана.

Фенолын химийн шинж чанар

Энэ бүлгийн хамгийн эхэнд дурдсанчлан фенолын химийн шинж чанар нь спиртийн химийн шинж чанараас эрс ялгаатай байдаг. Энэ нь гидроксил бүлэгт хүчилтөрөгчийн атомын дан электрон хосуудын нэг нь үнэрт цагирагийн коньюгат бондын π-системтэй нийлдэгтэй холбоотой юм.

Гидроксил бүлэгтэй холбоотой урвалууд

Хүчиллэг шинж чанар

Фенолууд нь спиртээс илүү хүчтэй хүчил бөгөөд усан уусмалд маш бага хэмжээгээр задардаг.

Б ОФенолын химийн шинж чанарын хувьд спирттэй харьцуулахад илүү их хүчиллэг байгаа нь фенол нь спиртээс ялгаатай нь шүлттэй урвалд орох чадвартай байдагтай холбоотой юм.

Гэсэн хэдий ч фенолын хүчиллэг шинж чанар нь хамгийн сул органик бус хүчлүүдийн нэг болох нүүрстөрөгчийн хүчлээс ч бага илэрхийлэгддэг. Тиймээс, ялангуяа нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь шүлтлэг металлын фенолатын усан уусмалаар дамжихдаа нүүрстөрөгчийн хүчлээс ч илүү сул хүчил болгон чөлөөт фенолыг зайлуулдаг.

Мэдээжийн хэрэг, бусад хүчтэй хүчил нь фенолуудаас фенолыг зайлуулна.

3) Фенол нь спиртээс илүү хүчтэй хүчил бөгөөд спирт нь шүлтлэг болон шүлтлэг шороон металуудтай урвалд ордог. Үүнтэй холбогдуулан фенолууд эдгээр металлуудтай урвалд орох нь ойлгомжтой. Цорын ганц зүйл бол спиртээс ялгаатай нь фенолын идэвхтэй металлуудтай урвалд ороход халаах шаардлагатай байдаг, учир нь фенол ба металл хоёулаа хатуу байдаг.

Ароматик цагираг дахь орлуулах урвалууд

Гидроксил бүлэг нь эхний төрлийн орлуулагч бөгөөд энэ нь орлуулах урвалын явцыг хөнгөвчилдөг гэсэн үг юм. орто-Тэгээд хос-өөртэйгөө холбоотой байр суурь. Фенолтой урвал нь бензолтой харьцуулахад илүү зөөлөн нөхцөлд явагддаг.