ไอโซเมอริซึมคืออะไรเป็นลักษณะของแอลกอฮอล์ โครงสร้างของโมโนไฮดริกแอลกอฮอล์อิ่มตัว

เห็นได้ชัดว่าสำหรับมีเธนและอีเทนซึ่งอะตอมของไฮโดรเจนทั้งหมดเท่ากัน เมื่อแทนที่ไฮโดรเจนหนึ่งตัวด้วยไฮดรอกซิล เราสามารถได้รับแอลกอฮอล์ชนิดเดียว: เหล่านี้คือเมทิล CH 3 OH และเอทิล CH 3 CH 2 OH แอลกอฮอล์ โพรเพนมีความเป็นไปได้สองประการ - แทนที่ไฮโดรเจนตัวหนึ่งของกลุ่มเมทิลและหนึ่งในไฮโดรเจนของกลุ่มเมทิลีนด้วยไฮดรอกซิล และแท้จริงแล้ว มีโพรพิลแอลกอฮอล์อยู่ 2 ชนิด ได้แก่ สารปฐมภูมิ ซึ่งไฮดรอกซิลถูกพันธะกับอะตอมของคาร์บอนปฐมภูมิ (โพรพิลแอลกอฮอล์หรือโพรพานอล-1) และสารทุติยภูมิโดยมีไฮดรอกซิลอยู่ที่อะตอมของคาร์บอนทุติยภูมิ (ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์หรือโพรพานอล-2 ).

ดังนั้นไอโซเมอริซึมของแอลกอฮอล์เช่นเดียวกับไอโซเมอริซึมของไฮโดรคาร์บอนที่ถูกแทนที่โดยทั่วไปจึงมีลักษณะคู่ - ไอโซเมอริซึมของโครงกระดูกไฮโดรคาร์บอนซึ่งคุ้นเคยกับเราอยู่แล้วจากอัลเคนและไอโซเมอริซึมของตำแหน่งของฟังก์ชันไฮดรอกซิลในโครงกระดูกนี้ ใช้ได้สำหรับภาคการศึกษาที่สี่ ซีรีส์ที่คล้ายคลึงกันอัลเคน – บิวเทน – แอลกอฮอล์มาจากสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนสองสายที่แตกต่างกัน: จาก n-บิวเทนและไอโซบิวเทน

สำหรับแอลกอฮอล์ สามารถใช้สเตอริโอไอโซเมอร์ริซึมประเภทหลักได้ทุกประเภท

13.2. คุณสมบัติทางกายภาพของแอลกอฮอล์

จากการเปรียบเทียบจุดเดือดของแอลกอฮอล์ที่มีโครงสร้างคล้ายกัน จะเห็นได้ชัดว่าเมื่อย้ายจากสมาชิกกลุ่มหนึ่งไปยังอีกกลุ่มหนึ่ง จุดเดือดที่เพิ่มขึ้นจะอยู่ที่ประมาณ 20 °C การแตกแขนงแบบโซ่ เช่นเดียวกับในไฮโดรคาร์บอน จะเพิ่มจุดหลอมเหลว (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิ ซึ่งอะตอมคาร์บอน "กิ่งก้าน" อยู่ติดกับหมู่ฟังก์ชัน) และลดจุดเดือดลง เมื่อเปรียบเทียบกับไฮโดรคาร์บอน แอลกอฮอล์จะเดือดที่อุณหภูมิสูงกว่ามาก

เพื่ออธิบายความผิดปกติในจุดเดือด จึงใช้แนวคิดนี้ พันธะไฮโดรเจน. ถือได้ว่าในแอลกอฮอล์อะตอมไฮโดรเจนของกลุ่มไฮดรอกซิลทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างอะตอมออกซิเจนที่มีอิเลคโตรเนกาติตีสองอะตอมและเชื่อมต่อกับอะตอมหนึ่งด้วยพันธะโควาเลนต์และอีกอะตอมหนึ่งด้วยแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต พลังงานพันธะไฮโดรเจนในแอลกอฮอล์คือประมาณ 20 kJ/mol (สำหรับพันธะโควาเลนต์ส่วนใหญ่คือ 210-420 kJ/mol)

โมเลกุลที่ยึดติดกันด้วยพันธะไฮโดรเจนเรียกว่าความสัมพันธ์กัน จุดเดือดที่สูงผิดปกตินั้นเกิดจากพลังงานเพิ่มเติมที่จำเป็นในการทำลายพันธะไฮโดรเจน สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับพันธะไฮโดรเจน โปรดดูบทที่ 3 “ทฤษฎีพื้นฐาน” โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์โมเลกุลอินทรีย์”

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแอลกอฮอล์และไฮโดรคาร์บอนก็คือ แอลกอฮอล์ในปริมาณต่ำกว่าสามารถผสมกับน้ำได้ในอัตราส่วนเท่าใดก็ได้ เนื่องจากการมีอยู่ของกลุ่ม OH โมเลกุลแอลกอฮอล์จึงถูกยึดเข้าด้วยกันโดยแรงอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุลเดียวกันกับที่มีอยู่ในน้ำ เป็นผลให้สามารถผสมโมเลกุลสองประเภทได้ และพลังงานที่จำเป็นในการแยกโมเลกุลน้ำหรือแอลกอฮอล์ออกจากกันนั้นนำมาจากการก่อตัวของพันธะที่คล้ายกันระหว่างโมเลกุลน้ำและแอลกอฮอล์ อย่างไรก็ตาม กรณีนี้เกิดขึ้นเฉพาะกับแอลกอฮอล์ระดับล่างเท่านั้น ซึ่งกลุ่ม OH ถือเป็นส่วนสำคัญของโมเลกุล สายอะลิฟาติกยาวที่มีหมู่ OH เล็กๆ ส่วนใหญ่จะคล้ายกับอัลเคน และ คุณสมบัติทางกายภาพการเชื่อมต่อดังกล่าวสะท้อนถึงสิ่งนี้ ความสามารถในการละลายน้ำที่ลดลงโดยการเพิ่มจำนวนอะตอมของคาร์บอนจะเกิดขึ้นทีละน้อย: แอลกอฮอล์หลักสามตัวแรกสามารถผสมกับน้ำได้อย่างไม่มีกำหนด ความสามารถในการละลาย n-บิวทิลแอลกอฮอล์คือ 8 กรัมต่อน้ำ 100 กรัม n-เพนทิล – 2 กรัม n-เฮกซิล – 1 กรัม และ แอลกอฮอล์ที่สูงขึ้นแม้แต่น้อยด้วยซ้ำ

ตามค่าของโมเมนต์ไดโพล (μ=1.6-1.8D) แอลกอฮอล์เป็นสารที่มีขั้วที่มีคุณสมบัติในการบริจาคอิเล็กตรอนหรือนิวคลีโอฟิลิกอย่างอ่อน เนื่องจากการมีอยู่ของอิเล็กตรอนคู่เดียวบนอะตอมออกซิเจน

13.2.1. สเปกโทรสโกปีของแอลกอฮอล์

· สเปกโทรสโกปียูวี . แอลกอฮอล์ไม่ดูดซับในช่วงรังสียูวี แถบสัญญาณอ่อนที่มีอยู่ซึ่งมี l สูงสุด 180-185 นาโนเมตรสอดคล้องกับ n→σ* การเปลี่ยนแปลงของอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของอะตอมออกซิเจน

· สเปกโทรสโกปีอินฟราเรด. ในสเปกตรัม IR ของแอลกอฮอล์ จะสังเกตการสั่นสะเทือนแบบยืดออกอย่างรุนแรงของ ν OH ที่ 3635-3615 ซม. -1 และ 3600-3200 ซม. -1 ตามลำดับ สำหรับสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงและเจือจางสูงด้วยพันธะไฮโดรเจน นอกจากนี้ การสั่นสะเทือนที่ผิดรูป δ OH ปรากฏที่ 1,410-1,250 ซม. -1 และการสั่นสะเทือนแบบยืด ν C-O ที่ 1,150-1,050 ซม. -1 ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของแอลกอฮอล์

· แมสสเปกโตรมิเตอร์ . แอลกอฮอล์ที่เริ่มต้นด้วยบิวทิลมีลักษณะพิเศษคือความเข้มข้นของพีคของไอออนโมเลกุลต่ำ ลดลงเมื่อน้ำหนักโมเลกุลของแอลกอฮอล์เพิ่มขึ้นตลอดจนระหว่างการเปลี่ยนจากแอลกอฮอล์หลักไปเป็นแอลกอฮอล์รอง สำหรับแอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิ จุดสูงสุดของโมเลกุลไอออนจะหายไป สำหรับแอลกอฮอล์ปฐมภูมิและทุติยภูมิ การแยกส่วนหลักเริ่มต้นด้วยการกำจัดโมเลกุลของน้ำ ในกรณีของแอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิ ในขั้นแรกภายใต้ผลกระทบของอิเล็กตรอน อนุมูลคาร์บอนที่ยาวที่สุดจะถูกกำจัดออกเพื่อสร้างไอออนที่เป็นชิ้นส่วนซึ่งมีหมู่ไฮดรอกซิล

· PMR สเปกโทรสโกปี . ในสเปกตรัม PMR สัญญาณไฮดรอกซิลโปรตอนจะปรากฏในช่วงตั้งแต่ 1.0 ถึง 5.5 ppm ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและลักษณะของตัวทำละลาย

13.3. การผลิตโมโนไฮดริกแอลกอฮอล์ในอุตสาหกรรม

ข้อกำหนดสำหรับการสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมแตกต่างไปจากข้อกำหนด วิธีการทางห้องปฏิบัติการ. โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จะประหยัดกว่าหากดำเนินการผลิตขนาดใหญ่ในลักษณะต่อเนื่องด้วยการรีไซเคิลสารที่ทำปฏิกิริยาจำนวนมากซ้ำหลายครั้ง ดังนั้นกระบวนการในเฟสก๊าซจึงเหมาะกว่าสำหรับอุตสาหกรรมดังกล่าว

สำหรับการผลิตแอลกอฮอล์ทางอุตสาหกรรม มีการใช้วิธีหลักสองวิธีกันอย่างแพร่หลาย ได้แก่ การให้น้ำของอัลคีนที่ได้จากการแตกตัวของปิโตรเลียม และการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์ของคาร์โบไฮเดรต นอกจากสองวิธีนี้แล้ว ยังมีวิธีอื่นๆ ที่จำกัดการใช้งานมากกว่าอีกด้วย

โวลต์ การให้ความชุ่มชื้นของอัลคีน . เป็นที่ทราบกันดีว่าอัลคีนที่มีอะตอมของคาร์บอนมากถึงห้าอะตอมสามารถแยกได้จากส่วนผสมที่ได้จากการแตกร้าวปิโตรเลียม อัลคีนเหล่านี้สามารถเปลี่ยนเป็นแอลกอฮอล์ได้อย่างง่ายดายโดยการเติมน้ำโดยตรงหรือการเติมกรดซัลฟิวริกตามด้วยการไฮโดรไลซิสของอัลคิลซัลเฟตที่เกิดขึ้น ดูบทที่ 8 อัลคีเนส สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

ด้วยวิธีนี้เฉพาะแอลกอฮอล์ที่เกิดขึ้นตามกฎของ Markovnikov เท่านั้นที่สามารถสังเคราะห์ได้: ตัวอย่างเช่นไอโซโพรพิล แต่ไม่ใช่โพรพิล อ-บิวทิล แต่ไม่ใช่ n-บิวทิล ถู-บิวทิล แต่ไม่ใช่ไอโซบิวทิล วิธีการเหล่านี้สามารถผลิตแอลกอฮอล์หลักได้เพียงชนิดเดียวเท่านั้น - เอทิล นอกจากนี้ วิธีการนี้ยังขาดความจำเพาะทางสเตอริโอ และสามารถจัดเรียงใหม่ได้ในระหว่างกระบวนการให้ความชุ่มชื้น ปัญหาเหล่านี้สามารถหลีกเลี่ยงได้ด้วยการสังเคราะห์แอลกอฮอล์สองขั้นตอนผ่านออกซีเรน ซึ่งท้ายที่สุดก็นำไปสู่ ป้องกันความชุ่มชื้น(ดูด้านล่าง) .

ในอุตสาหกรรม ไฮเดรชั่นของอัลคีนที่เร่งปฏิกิริยาด้วยกรดเป็นรากฐานของการผลิตเอทานอลจากเอทิลีนและโพรพานอล-2 จากโพรพีน:

สำหรับการเตรียมแอลกอฮอล์อื่นๆ วิธีการนี้มีขอบเขตการใช้งานที่จำกัดมาก เนื่องจากการให้ความชุ่มชื้นของอัลคีนมักจะมาพร้อมกับการเกิดไอโซเมอไรเซชันของโครงกระดูกคาร์บอนเนื่องจากการจัดเรียงคาร์โบแคตชั่นใหม่ เหตุการณ์นี้ทำให้ความเป็นไปได้ในการสังเคราะห์แคบลงอย่างมากเมื่อมองแวบแรก วิธีง่ายๆการได้รับแอลกอฮอล์ทุติยภูมิและตติยภูมิ ในห้องปฏิบัติการถูกแทนที่ด้วยวิธีอื่นโดยอาศัยปฏิกิริยาไฮดรอกซีเมอร์คิวเรชัน-ดีเมอร์คิวเรชันของอัลคีน เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในภายหลัง

โวลต์ เอนไซม์ การไฮโดรไลซิส วัตถุดิบที่มีคาร์โบไฮเดรต (องุ่น เบอร์รี่ ข้าวสาลี มันฝรั่ง ฯลฯ) มีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตเอทิลแอลกอฮอล์:

ค 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเตรียมเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ จึงเป็นที่มาของชื่อ “ไวน์หรือแอลกอฮอล์ในอาหาร” เมื่อใช้แป้งเป็นสารตั้งต้น นอกเหนือจากเอทิลแอลกอฮอล์ น้ำมันฟิวส์ซึ่งเป็นส่วนผสมของเพนทิลแอลกอฮอล์ เช่นเดียวกับโพรพิล และไอโซบิวทิลแอลกอฮอล์ซึ่งมีฤทธิ์เป็นพิษ

เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม มีการใช้เอธานอลที่ได้จากการไฮโดรไลซิสและการหมักของเสียจากอุตสาหกรรมไม้ เยื่อกระดาษ และกระดาษ ( ไฮโดรไลซิสแอลกอฮอล์).

§ สิ่งที่น่าสนใจคือ ปฏิกิริยาของไวซ์มันน์– การไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์ของคาร์โบไฮเดรตภายใต้อิทธิพลของแบคทีเรีย คลอสตริเดียม อะซิโตบิวทิลิคัมซึ่งเป็นผลมาจากส่วนผสมที่เกิดขึ้น n-บิวทิลแอลกอฮอล์ (60%) เอทิลแอลกอฮอล์ (10%) และอะซิโตน CH 3 COCH 3 (30%)

โวลต์ ไฮโดรไลซิส อัลคิลเฮไลด์ . ปฏิกิริยาไม่มีนัยสำคัญเพราะว่า อนุพันธ์ของฮาโลเจนของอัลเคนมักได้มาจากแอลกอฮอล์ อย่างไรก็ตามในอุตสาหกรรมคลอรีนของสารผสม n-เพนเทนและไอโซเพนเทน และการไฮโดรไลซิสของฮาโลอัลเคนในเวลาต่อมาทำให้เกิดส่วนผสมของไอโซเมอร์แอลกอฮอล์ 5 ชนิดซึ่งใช้เป็นตัวทำละลาย จากนั้นจะได้เพนทานอล-1 บริสุทธิ์ที่หายากจากการกลั่น

โวลต์ การสังเคราะห์ออกซิเดชั่น . การทำความร้อนส่วนผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจนเหนือตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำให้เกิดแอลกอฮอล์หลายชนิด ซึ่งองค์ประกอบจะขึ้นอยู่กับทั้งสภาวะของปฏิกิริยาและอัตราส่วนของตัวทำปฏิกิริยา เช่น

§ คาร์บอเนตของแอลกอฮอล์ช่วยให้คุณยืดโซ่คาร์บอนให้ยาวขึ้น

· ไฮโดรฟอร์มิเลชันของอัลคีน . การเติมคาร์บอน (II) มอนนอกไซด์และไฮโดรเจนเข้าไปในอัลคีนเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำให้เกิดอัลดีไฮด์และคีโตน ซึ่งสามารถรีดิวซ์เป็นแอลกอฮอล์ได้

การสังเคราะห์ออกซิเดชั่นซึ่งค้นพบในสหรัฐอเมริกา (T. Reulen, 1938) และพัฒนาครั้งแรกในประเทศเยอรมนี ปัจจุบันมีเพิ่มมากขึ้น ความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเคมี เช่น เพื่อรับ n-บิวทิลแอลกอฮอล์จากโพรพิลีนและ n- โพรพิลแอลกอฮอล์จากเอทิลีน

โวลต์ กระบวนการอัลโฟล . การแข่งขันหลักของวิธีการก่อนหน้านี้คือกระบวนการ Alfol – วิธีการได้รับ n-อัลคานอลโดยเทโลเมอไรเซชันของเอทิลีนโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีไทเทเนียมคลอไรด์และไตรเอทิลอะลูมิเนียมตาม Ziegler (สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม ดูบทที่ 8 “อัลคีน”) ตามด้วยออกซิเดชันของผลิตภัณฑ์เทโลเมอไรเซชัน โดยเฉพาะแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ C 12 -C 18 ถูกสังเคราะห์ด้วยวิธีนี้

โวลต์ ออกซิเดชัน อัลเคน. การออกซิเดชันของอัลเคนที่สูงขึ้นด้วยโมเลกุลออกซิเจนจะทำให้เกิดแอลกอฮอล์ทุติยภูมิ C 12 -C 20 ซึ่งใช้ในการผลิตสารลดแรงตึงผิว ปฏิกิริยานี้จะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเกลือหรือสารเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชัน ได้แก่ โคบอลต์ ทองแดง เหล็ก แมงกานีส และดำเนินการผ่านการสลายตัวของไฮโดรเปอร์ออกไซด์ ดูบทที่ 7 “อัลเคน” สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

13.4. วิธีการสังเคราะห์โมโนไฮดริกแอลกอฮอล์ในห้องปฏิบัติการ

โวลต์ ไฮโดรไลซิส อัลคิลเฮไลด์ . โดยทั่วไปแล้ว แอลกอฮอล์จะได้มาโดยการไฮโดรไลซิสของคลอโรอัลเคนโดยการให้ความร้อนด้วยน้ำหรือสารละลายด่างที่เป็นน้ำ ในกรณีแรกปฏิกิริยาสามารถย้อนกลับได้และในกรณีที่สองมักจะมาพร้อมกับการกำจัดไฮโดรเจนเฮไลด์ตัวอย่างเช่น:

เพื่อหลีกเลี่ยงกระบวนการข้างเคียง ควรสังเคราะห์เอสเทอร์ตั้งแต่แรกจากคลอโรอัลเคน จากนั้นจึงนำไปซาพอนิฟิเคชันเป็นแอลกอฮอล์

เพื่อให้ส่วนผสมของปฏิกิริยาเป็นเนื้อเดียวกันได้ดีขึ้น จึงมีการเติมตัวทำละลายที่ผสมน้ำได้จำนวนหนึ่ง เช่น ไดออกเซน ลงไป

โวลต์ ไฮโดรบอเรชัน-ออกซิเดชันของอัลคีน . อัลคีนทำปฏิกิริยากับไดโบเรน (BH 3) 2 โดยเริ่มก่อตัวเป็นอัลคิลโบเรน ซึ่งเมื่อเกิดออกซิเดชันจะถูกเปลี่ยนเป็นแอลกอฮอล์

ปฏิกิริยาจะดำเนินการในเตตระไฮโดรฟูแรน Diborane เตรียมโดยปฏิกิริยาระหว่างรีเอเจนต์เชิงพาณิชย์สองชนิด ได้แก่ โซเดียมโบโรไฮไดรด์และโบรอนฟลูออไรด์ ซึ่งมักจะเป็น ในแหล่งกำเนิด(ในส่วนผสมของปฏิกิริยาเมื่อมีอัลคีน) หรือรีดิวซ์โบรอน (III) คลอไรด์ด้วยไฮโดรเจน

อัลคิลโบเรนไม่ได้ถูกแยกเดี่ยว แต่ได้รับการบำบัดในถังปฏิกิริยาเดียวกันกับสารละลายอัลคาไลน์ของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ดังที่เห็นได้จากปฏิกิริยาข้างต้น ปฏิกิริยาเหล่านี้ขัดต่อกฎ Markovnikov แบบคลาสสิกและไม่มีการจัดเรียงใหม่

ควรสังเกตว่าไม่ใช่ไดโบเรนที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยา แต่เป็นโมโนเมอร์ที่เกิดขึ้นในสารละลาย:

.

นอกจากไดโบเรนแล้ว โบเรนคอมเพล็กซ์ในเตตระไฮโดรฟูแรนยังใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์อีกด้วย

§ กลไกปฏิกิริยาไฮโดรบอเรชันสามารถแสดงได้เป็นการเติมโบรอนไฮไดรด์ด้วยอิเล็กโทรฟิลิกทั่วไปที่พันธะคู่ โดยที่อิเล็กโทรฟิลคืออะตอมของโบรอน กับ จุดที่ทันสมัยจากมุมมอง ปฏิกิริยานี้ถือเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นผ่าน สี่ศูนย์กลางคอมเพล็กซ์ระดับกลาง

เห็นได้ชัดว่าปฏิกิริยาไฮโดรบอเรชันของอัลคีนเริ่มต้นด้วยการโจมตีด้วยไฟฟ้าของอะตอมโบรอน ในผลลัพธ์ของ p-complex ประจุลบของอะตอมโบรอนจะเพิ่มขึ้นโดยมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดคาร์โบเคชันทุติยภูมิ อย่างไรก็ตามอย่างหลังไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากอะตอมของโบรอนซึ่งได้รับประจุลบจะสูญเสียอะตอมไฮโดรเจนในรูปของไฮไดรด์ไอออนได้อย่างง่ายดายด้วยการก่อตัวแบบซิงโครนัสของผลิตภัณฑ์ ถูกต้อง- ภาคยานุวัติ

ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลคิลโบเรนเกิดขึ้นดังนี้ ในระยะแรก ไอออนของไฮโดรเปอร์ออกไซด์จะโจมตีอะตอมโบรอนที่มีอิเล็กตรอนไม่เพียงพอ

ผลที่ตามมาคือการจัดเรียงตัวกลางใหม่เนื่องจากการโยกย้ายของกลุ่มอัลคิลที่มีอิเล็กตรอนไปยังอะตอมออกซิเจนตามรูปแบบที่คล้ายกับการจัดเรียงคาร์บอเคชั่นใหม่

การทำปฏิกิริยากับไฮโดรเปอร์ออกไซด์ในตัวกลางที่เป็นด่างจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและปล่อยความร้อนออกมา

เอสเทอร์ของกรดบอริกที่เกิดขึ้นจะสลายตัวได้ง่ายภายใต้สภาวะของปฏิกิริยาเพื่อปล่อยแอลกอฮอล์

เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยากับอัลดีไฮด์และกรดต่อไป กระบวนการนี้จะดำเนินการในบรรยากาศไนโตรเจนโดยมีกรดบอริก (A. Bashkirov) ซึ่งก่อตัวเป็นเอสเทอร์ที่ต้านทานการเกิดออกซิเดชันของกรดบอริก B(OR) 3 พร้อมกับแอลกอฮอล์ . ส่วนหลังจะถูกไฮโดรไลซ์อย่างง่ายดายด้วยด่าง ด้วยวิธีนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมจะได้รับ cetyl แอลกอฮอล์ C 16 H 33 OH

ปฏิกิริยาไฮโดรบอเรชันนั้นง่ายและสะดวก ให้ผลสูงมาก และสามารถใช้เพื่อสังเคราะห์สารประกอบที่หาได้ยากจากอัลคีนด้วยวิธีอื่นใด สำหรับอัลคีนอะไซคลิก โมโน และดิสแทนด์ การทำไฮโดรบอเรชัน-ออกซิเดชันให้โอกาสพิเศษในการสังเคราะห์แอลกอฮอล์ปฐมภูมิด้วยผลผลิตรวม 80-95%

โวลต์ อัลคิลบอเรชันของคาร์บอน (II) มอนอกไซด์ วิธีการผลิตแอลกอฮอล์จากอัลคิลโบเรนได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมในงานของ G. Braun และ M. Raschke ผู้เสนอให้คาร์บอน (II) ออกไซด์เป็นตัวรับอัลคิลโบเรน ปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 100-125 °C ในสารเชิงซ้อนระดับกลาง การโยกย้ายตามลำดับของกลุ่มอัลคิลเกิดขึ้นจากอะตอมโบรอนไปยังอะตอมคาร์บอน

ด้วยวิธีนี้ ขึ้นอยู่กับสภาวะของปฏิกิริยา สามารถรับแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ ทุติยภูมิ และตติยภูมิได้ในปริมาณสูง

โวลต์ ไฮดรอกซีเมอร์คิวเรชัน-ดีเมอร์คิวเรชันของอัลคีน นำไปสู่การก่อตัวของแอลกอฮอล์และไม่ได้มาพร้อมกับการจัดเรียงใหม่ ทิศทางของปฏิกิริยาสอดคล้องกับกฎของ Markovnikov มันเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง และผลผลิตใกล้เคียงกับทางทฤษฎี

กลไกของปฏิกิริยานี้สามารถแสดงได้ดังนี้ ในระยะแรก ปรอท (II) อะซิเตตจะแยกตัวออกเพื่อสร้าง CH 3 COOHg + ไอออน อะซิโตซิเมอร์คิวเรตไอออนบวกทำปฏิกิริยากับพันธะคู่ C=C ของอัลคีนเหมือนโปรตอน จากนั้นคาร์โบแคตชันจะทำปฏิกิริยากับน้ำ เกิดเป็นเกลืออัลคิลเมอร์คิวรี

การแตกตัวของปรอทแอลกอฮอล์ที่เป็นผลลัพธ์จะเกิดขึ้นในเชิงปริมาณเมื่อพวกมันถูกบำบัดด้วยโซเดียมโบโรไฮไดรด์

ตัวอย่างเช่น:

การแทนที่น้ำด้วยแอลกอฮอล์หรือกรดคาร์บอกซิลิกจะทำให้เกิดอีเทอร์หรือเอสเทอร์ ในห้องปฏิบัติการ วิธีการนี้แทนที่ปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของอัลคีนโดยสิ้นเชิง

โวลต์ การกู้คืน เอสเทอร์และกรดคาร์บอกซิลิก นำไปสู่แอลกอฮอล์ขั้นต้น

§ ตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันโดยปกติแล้วเอสเทอร์จะดำเนินการผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัม รานีย์นิเกิล หรือคอปเปอร์-โครไมต์

§ ในสภาพห้องปฏิบัติการมักใช้เป็นตัวรีดิวซ์มากกว่า ลิเธียมอลูมิเนียมไฮไดรด์.

§ แอลกอฮอล์สายตรงจำนวนมากที่มีอะตอมของคาร์บอนจำนวนคู่เคยได้รับมาในรูปแบบบริสุทธิ์โดยรีดิวซ์เอสเทอร์กับโซเดียมในเอทิลหรือบิวทิลแอลกอฮอล์ กรดไขมันหรือไขมันตาม วิธีบูโว-บล็องก์.

โวลต์ การกู้คืน สารประกอบออกโซ แอลกอฮอล์สามารถทำได้ด้วยไฮโดรเจน เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น Raney Nickel หรือ Platinum รวมถึงลิเธียมอลูมิเนียมไฮไดรด์หรือโซเดียมโบโรไฮไดรด์ ในกรณีนี้ แอลกอฮอล์ปฐมภูมิได้มาจากอัลดีไฮด์ และแอลกอฮอล์ทุติยภูมิได้จากคีโตน

ควรสังเกตว่าโซเดียมโบโรไฮไดรด์ซึ่งแตกต่างจากลิเธียมอลูมิเนียมไฮไดรด์ไม่ได้ลดกลุ่มคาร์บอกซิลและเอสเทอร์ซึ่งทำให้กลุ่มคาร์บอนิลลดลงเมื่อมีอยู่

โบโรไฮไดรด์ที่แทนที่ด้วยอัลคิลและเอริล พร้อมด้วยการเลือกรีดิวซ์ ยังจัดให้มีการเลือกสเตอริโออีกด้วย

โวลต์ สังเคราะห์ ขึ้นอยู่กับน้ำยา Grignard. รีเอเจนต์ Grignard ทำปฏิกิริยาทันทีกับสารประกอบคาร์บอนิล ฟอร์มาลดีไฮด์ก่อตัวเป็นแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ อัลดีไฮด์ที่เหลือก่อตัวเป็นแอลกอฮอล์ทุติยภูมิ และคีโตนก่อตัวเป็นแอลกอฮอล์ระดับอุดมศึกษา

เมื่อรีเอเจนต์ Grignard ทำปฏิกิริยากับเอสเทอร์ จะได้แอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิ ยกเว้นเอสเทอร์ของกรดฟอร์มิกซึ่งผลิตแอลกอฮอล์ทุติยภูมิ

คีโตนที่ได้จะมีปฏิกิริยามากกว่าเอสเทอร์ ดังนั้นจึงทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ Grignard ก่อน

โวลต์ ใบเสร็จ แอลกอฮอล์ขึ้นอยู่กับออกซิเรน.

§ สารอินทรีย์ออกไซด์ (ออกซีเรนหรืออีพอกไซด์) ก็เข้ามาเช่นกัน ปฏิกิริยากับอัลคิลแมกนีเซียมเฮไลด์ทำให้เกิดแอลกอฮอล์ขั้นต้น

§ อิพอกไซด์ในการดำเนินการ ลิเธียมอลูมิเนียมไฮไดรด์กลายเป็นแอลกอฮอล์ ปฏิกิริยาประกอบด้วยการโจมตีนิวคลีโอฟิลิกของไอออนไฮไดรด์ที่อะตอมคาร์บอนที่ถูกแทนที่น้อยที่สุด (มีเกราะป้องกันน้อยกว่า) เพื่อสร้างแอลกอฮอล์ทุติยภูมิหรือตติยภูมิ

เนื่องจากความจริงที่ว่าโดยปกติแล้วจะได้รับอะออกไซด์จากโอเลฟินส์ กระบวนการสองขั้นตอนดังกล่าวถือได้ว่าเป็นทางเลือกแทนปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของอัลคีน ตรงกันข้ามกับปฏิกิริยาสุดท้าย การลดลงของอีพอกไซด์จะเกิดขึ้นตามภูมิภาคและสเตอริโอโดยเฉพาะ ในระบบที่การหมุนรอบพันธะ s อย่างอิสระเป็นไปไม่ได้ หมู่ไฮดรอกซิลและอะตอมไฮโดรเจนจะมี ต่อต้าน-configuration จึงเป็นชื่อของกระบวนการนี้- ป้องกันความชุ่มชื้น

โวลต์ ปฏิสัมพันธ์ เอมีนปฐมภูมิที่มีกรดไนตรัส นำไปสู่การก่อตัวของแอลกอฮอล์ .

C n H 2n+1 NH 2 + HONO → C n H 2n+1 OH + N 2 + H 2 O

ปฏิกิริยานี้ไม่มีความสำคัญในการสังเคราะห์อย่างแท้จริง เนื่องจากจะมาพร้อมกับการก่อตัวของผลพลอยได้จำนวนมาก

โวลต์ ปฏิสัมพันธ์ ฮาโลอัลเคนที่มีโพแทสเซียมซูเปอร์ออกไซด์ – หนึ่งในมากที่สุด วิธีการที่ทันสมัยการสังเคราะห์แอลกอฮอล์

การแทนที่อะตอมฮาโลเจนที่อะตอมคาร์บอนอสมมาตรทุติยภูมิด้วยไฮดรอกซิลจะมาพร้อมกับการกลับรายการของโครงร่างโดยสมบูรณ์

13.5. คุณสมบัติทางเคมีของแอลกอฮอล์โมโนไฮดริก

ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเมื่อพันธะ C–OH และ CO–H มีความแตกแยก เนื่องจากแอลกอฮอล์แสดงคุณสมบัติของกรด-เบส

13.5.1. ความแตกแยกของพันธะ C-OH

โวลต์ การแทนที่หมู่ไฮดรอกซิลด้วยฮาโลเจน . มีปฏิกิริยาการทดแทนกลุ่มไฮดรอกซิลด้วยฮาโลเจนเป็นจำนวนมาก สิ่งที่มีชื่อเสียงที่สุดคือปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์กับกรดไฮโดรฮาลิกตลอดจนฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์เฮไลด์ ปฏิกิริยาการทดแทนสามารถดำเนินการตามกลไก S N 1 หรือ S N 2 ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของแอลกอฮอล์เริ่มต้น

· ปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์กับไฮโดรเจนเฮไลด์ . ความสำเร็จของปฏิกิริยา นอกเหนือจากเงื่อนไขต่างๆ ยังถูกกำหนดโดยธรรมชาติของแอลกอฮอล์และความเป็นกรดของไฮโดรเจนเฮไลด์ ปฏิกิริยาของอย่างหลังลดลงในซีรีส์ HI > HBr > HCl >> HF และในชุดของแอลกอฮอล์ อัตราการทดแทนกลุ่ม OH จะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อย้ายจากแอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิไปเป็นแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ ดังนั้นแอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิจึงทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรฮาลิกในความเย็นแล้วยกเว้นไฮโดรเจนฟลูออไรด์ แอลกอฮอล์ปฐมภูมิและทุติยภูมิจะถูกแปลงเป็นฮาโลอัลเคนเมื่อถูกให้ความร้อนด้วยส่วนผสมของกรดไฮโดรฮาลิกและกรดซัลฟิวริกเป็นเวลาหลายชั่วโมง

บางครั้งกรดไฮโดรฮาลิกจะถูกเตรียมในส่วนผสมปฏิกิริยาจากเกลือโซเดียมและโพแทสเซียมโดยการกระทำของกรดซัลฟิวริกเข้มข้น

§ ควรสังเกตว่าคลอไรด์ไอออนเป็นนิวคลีโอไทล์ที่อ่อนแอมากเนื่องจากมีการละลายสูงในตัวกลางที่เป็นน้ำ เพื่อเพิ่มความเร็วปฏิกิริยาเพิ่มซิงค์คลอไรด์ซึ่งอำนวยความสะดวกในการทดแทนด้วยคลอไรด์ไอออน

ดังนั้น กล่าวคือ ตามกลไก S N 2 เมทานอลและแอลกอฮอล์ปฐมภูมิที่ไม่ขัดขวางการฆ่าเชื้อส่วนใหญ่จะทำปฏิกิริยากัน โปรตอนของแอลกอฮอล์จะเปลี่ยนหมู่ไฮดรอกซิลให้กลายเป็นกลุ่มที่ออกจากกัน

ในปฏิกิริยา S N 2 ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ R - CH 2 OH นั้นต่ำกว่าเมทานอลเอง นี่เป็นเพราะอุปสรรคสเตอริกที่เพิ่มขึ้นสำหรับไอออนเฮไลด์ในการโจมตีแอลกอฮอล์ที่โปรตอน

§ แอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิและทุติยภูมิบางส่วนทำปฏิกิริยาผ่านกลไก S N 1 โดยโปรตอนแอลกอฮอล์จะปล่อยโมเลกุลของน้ำออกมาอย่างง่ายดายและรวดเร็วทำให้เกิดคาร์โบเคชัน การรักษาเสถียรภาพเพิ่มเติมนั้นถูกกำหนดโดยการโจมตีของนิวคลีโอไทล์ที่แข็งแกร่งกว่าซึ่งเป็นไอออนเฮไลด์มากกว่าน้ำ

§ ควรคำนึงว่าคาร์โบคาเตชั่นที่เกิดจากแอลกอฮอล์ทุติยภูมิสามารถทำได้ 1,2-ไฮไดรด์หรืออัลคิลชิฟต์เข้าสู่ระดับอุดมศึกษา เช่น

ขั้นตอนสุดท้ายมีความซับซ้อนโดยปฏิกิริยาข้างเคียง E1 ซึ่งเป็นการนำโปรตอนออกเพื่อสร้างเป็นแอลคีน

§ บาง ขัดขวางแอลกอฮอล์หลักสามารถทำปฏิกิริยาผ่านกลไก S N 1 ได้ เช่น นีโอเพนทิลแอลกอฮอล์ คาร์โบคาชันปฐมภูมิที่เกิดขึ้นจะจัดเรียงใหม่อย่างรวดเร็วเป็นคาร์โบคาชันระดับตติยภูมิเนื่องจากการเปลี่ยนแปลง 1,2-เมทิล:

แอลกอฮอล์ทุติยภูมิสามารถทำปฏิกิริยาโดยใช้ทั้งกลไก S N 1 และ S N 2 ถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ กรด อุณหภูมิของปฏิกิริยา และลักษณะของตัวทำละลาย

· ตัวอย่างลูคัส . ไม่ว่าจะเป็นแอลกอฮอล์ในระดับประถมศึกษา มัธยมศึกษา หรือระดับอุดมศึกษาก็ตาม ตัวอย่างลูคัสซึ่งขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาที่แตกต่างกันของแอลกอฮอล์ทั้งสามประเภทที่มีต่อไฮโดรเจนเฮไลด์ แอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ของลูคัส (ส่วนผสมของ HCl เข้มข้นกับ ZnCl 2 ที่ปราศจากน้ำ) ทันที โดยเห็นได้จากความขุ่นทันทีของส่วนผสมของปฏิกิริยา แอลกอฮอล์รอง - ภายใน 5 นาที และแอลกอฮอล์หลัก - ที่ อุณหภูมิห้องไม่ตอบสนองอย่างเห็นได้ชัด แอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิก่อให้เกิดคาร์โบเคชันอย่างง่ายดาย แอลกอฮอล์ทุติยภูมิก่อให้เกิดคาร์โบเคชันได้ช้ากว่า และแอลกอฮอล์ปฐมภูมิจะไม่ทำปฏิกิริยา เนื่องจากแอลกอฮอล์ละลายได้ในกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นเมื่อมีซิงค์คลอไรด์ แต่ไม่มีเฮไลด์ที่เกิดขึ้นจากพวกมันดังนั้นจึงสังเกตความขุ่นได้ ข้อยกเว้นคือพันธมิตรหลักและ เบนซิลแอลกอฮอล์ซึ่งก่อให้เกิดคาร์โบไฮเดรตที่เสถียรดังนั้นจึงให้ปฏิกิริยาเชิงบวก

· ปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์กับฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์เฮไลด์ . เมื่อเปรียบเทียบกับไฮโดรเจนเฮไลด์ รีเอเจนต์ที่สะดวกกว่าสำหรับการผลิตฮาโลอัลเคนจากแอลกอฮอล์คือฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์เฮไลด์ รวมถึงกรดเฮไลด์ของกรดอนินทรีย์บางชนิดเช่น SOCl 2, PCl 3, PCl 5, POCl 3, COCl 2

R-OH + PCl 5 → R-Cl + POCl 3 + HCl

3 R-OH + PBr 3 → 3 R-Br + H 3 PO 3

6 CH 3 โอ้ + 2 P + 3 ฉัน 2 → 6 CH 3 ฉัน + H 3 PO 3 (P + 3 ฉัน 2 → 2PI 3)

§ สำหรับปฏิกิริยากับ ฟอสฟอรัสไตรฮาไลด์กลไกการเกิดปฏิกิริยาที่เป็นไปได้มากที่สุดมีดังต่อไปนี้ ขั้นแรกจะเกิด Trialkyl phosphite และหากกระบวนการนี้ดำเนินการต่อหน้าเบส สารประกอบนี้อาจเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของปฏิกิริยาได้

ถ้าไฮโดรเจนโบรไมด์ไม่ถูกทำให้เป็นกลาง สารตัวกลาง Trialkyl phosphite จะถูกโปรตอนอย่างง่ายดาย และหมู่อัลคิลจะถูกแปลงเป็นฮาโลอัลเคน

§ ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ด้วย ฟอสฟอรัสเพนทาฮาไลด์มักจะไม่มาพร้อมกับการจัดเรียงใหม่และนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงการกำหนดค่าของอะตอมคาร์บอนไม่สมมาตรที่เกี่ยวข้องกับหมู่ไฮดรอกซิล

§ ในปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ ด้วยไทโอนิลคลอไรด์ขั้นแรกจะเกิดคลอโรซัลไฟต์อีเทอร์ขึ้น

ในกรณีที่ตัวทำละลายไม่มีส่วนร่วมในการทำปฏิกิริยา การโจมตีของไอออนคลอไรด์ของโมเลกุลคลอโรซัลไฟต์เอสเทอร์จะเกิดขึ้นจากด้านหลัง โดยจะกลับการกำหนดค่าของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา

โวลต์ การใช้ n-toluenesulfonyl chlorides ในการทดแทนหมู่ไฮดรอกซี . เป็นที่ทราบกันว่าแอลกอฮอล์มีปฏิกิริยากับ ป-โทลูอีนซัลโฟนิลคลอไรด์ (TsCl) โดยมีไพริดีนอยู่จนเกิดเป็นอัลคิล- ป-โทลูอีนซัลโฟเนต ( โทซิเลต).

เพราะว่า ปเนื่องจากไอออน -โทลูอีน ซัลเฟตเป็นกลุ่มที่ออกจากกันได้ง่ายมาก จึงสามารถเปลี่ยนได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องจัดเรียงใหม่ในการทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไทล์ ซึ่งรวมถึงไอออนเฮไลด์ด้วย

โวลต์ ภาวะขาดน้ำ แอลกอฮอล์ ด้วยความช่วยเหลือของกรดเช่นซัลฟิวริกฟอสฟอริกและออกซาลิกทำให้เกิดการก่อตัวของอัลคีน

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น แอลกอฮอล์ระดับอุดมศึกษาเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการทำให้ขาดน้ำ จากนั้นจึงเป็นแอลกอฮอล์ระดับทุติยภูมิและสุดท้ายคือแอลกอฮอล์ขั้นปฐมภูมิ ขึ้นอยู่กับกระบวนการคายน้ำของแอลกอฮอล์ กฎของ Zaitsevตามที่อะตอมไฮโดรเจนถูกแยกออกจากอะตอมคาร์บอนที่เติมไฮโดรเจนน้อยที่สุด ซึ่งอยู่ในตำแหน่ง b ไปยังหมู่ OH ตัวอย่างเช่น:

.

การขาดน้ำของแอลกอฮอล์เกิดขึ้นในสองขั้นตอน ขั้นแรก หมู่ OH ถูกโปรตอน จากนั้นโมเลกุลของน้ำจะถูกกำจัดโดยกลไก E2 หากเรากำลังพูดถึงแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ หรือโดยกลไก E1 หากเรากำลังพูดถึงแอลกอฮอล์ในระดับอุดมศึกษา แอลกอฮอล์ทุติยภูมิสามารถทำให้ขาดน้ำผ่านกลไก E2 หรือ E1 ขึ้นอยู่กับสภาวะของปฏิกิริยา

§ ตัวอย่างเช่น, โดยกลไก E1ภาวะขาดน้ำเกิดขึ้น ถู-บิวทิลแอลกอฮอล์

แอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิจะคายน้ำได้ง่ายมากจนเป็นไปได้ การคายน้ำไดออลแบบเลือกสรรประกอบด้วยหมู่ไฮดรอกซิลปฐมภูมิและตติยภูมิ

การคายน้ำของแอลกอฮอล์ในระดับตติยภูมิสามารถทำได้ในกรดซัลฟิวริก 20-50% ที่ 85-100 ºС แอลกอฮอล์ทุติยภูมิอาจเกิดภาวะขาดน้ำภายใต้สภาวะที่รุนแรงยิ่งขึ้น: กรดฟอสฟอริก 85%, ให้ความร้อนถึง 160 ºС หรือ 60-70% กรดซัลฟูริกที่อุณหภูมิ 90-100 ºС

§ การก่อตัวของแอลคีนกำหนดโดยความเสถียรของคาร์โบเคชันระดับกลางและความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ของแอลคีนที่แตกแขนง ตัวอย่างเช่นสำหรับไอโซเอมิลแอลกอฮอล์ตามกฎของ Zaitsev ควรสร้างเพียง 3-methylbutene-1 เท่านั้น แต่ในความเป็นจริงแล้วจะได้รับอัลคีนสามตัว

คาร์โบแคตหลักที่เกิดขึ้นในลำดับแรกจะมีความเสถียรน้อยที่สุด ดังนั้น จากการเปลี่ยนแปลงของ 1,2-ไฮไดรด์ จึงเปลี่ยนคาร์โบแคตลำดับที่สองที่มีเสถียรภาพมากขึ้น

ในทางกลับกัน carbocation ทุติยภูมิจะถูกแปลงเป็น carbocation อย่างง่ายดายเนื่องจากมีเสถียรภาพมากที่สุด

ผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาส่วนใหญ่จะมี 2-methylbutene-2 ​​​​เป็นอัลคีนที่แตกแขนงมากที่สุด

ควรสังเกตว่าไอโซเอมิลแอลกอฮอล์เป็นแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ อย่างไรก็ตาม ภาวะขาดน้ำเกิดขึ้นผ่านกลไก E1 ซึ่งอธิบายได้ด้วยความเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้กลไก E2 เนื่องจากมีอุปสรรคขัดขวาง

§ แอลกอฮอล์เบื้องต้นอบแห้งด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นในช่วงอุณหภูมิ 170-190 °C

สำหรับพวกเขาแล้ว กลไกการกำจัด E2 ก็ได้เกิดขึ้นแล้ว ไม่ใช่ตัวแอลกอฮอล์ที่ทำปฏิกิริยา แต่เป็นอัลคิลซัลเฟตและบทบาทของนิวคลีโอไทล์ที่เล่นโดยไอออนหรือน้ำของไฮโดรเจนซัลเฟต

เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าเมื่อทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำ กระบวนการนี้สามารถหยุดได้ที่ระยะอัลคิลซัลเฟต

§ สำหรับการขาดน้ำของแอลกอฮอล์ ในอุตสาหกรรมแทนที่จะใช้กรดซัลฟิวริก จะสะดวกกว่าถ้าใช้อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นตัวทำความชื้น การคายน้ำด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกันจะดำเนินการสำหรับแอลกอฮอล์ระดับปฐมภูมิ ทุติยภูมิ และตติยภูมิ

นอกจากกรดซัลฟูริกและฟอสฟอริกแล้ว อลูมิเนียมออกไซด์ กรดออกซาลิก กรดเบนซีนซัลโฟนิก ซิงค์คลอไรด์ และทอเรียมออกไซด์ ThO 2 ยังใช้สำหรับการขาดน้ำของแอลกอฮอล์อีกด้วย เป็นที่น่าสังเกตว่าเมื่อแอลกอฮอล์ทุติยภูมิถูกให้ความร้อนด้วยทอเรียม (IV) ออกไซด์ จะมีอัลคีนด้วย เทอร์มินัล(ขั้ว) พันธะคู่

นอกจากการก่อตัวของอัลคีนแล้ว ขึ้นอยู่กับสภาวะของปฏิกิริยา (อุณหภูมิและความเข้มข้นของกรด) แอลกอฮอล์ยังสามารถเปลี่ยนเป็นอีเทอร์ได้ ซึ่งจะกล่าวถึงในบทที่เกี่ยวข้อง

โวลต์ การสังเคราะห์เอสเทอร์ของกรดซัลโฟนิก แอลกอฮอล์ทำปฏิกิริยากับซัลโฟคลอไรด์เพื่อสร้างเอสเทอร์:

กรดคลอไรด์ที่ใช้กันมากที่สุด ได้แก่ กรดโทลูอีนซัลโฟนิก กรดมีเทนซัลโฟนิก และกรดไตรฟลูออโรมีเทนซัลโฟนิก:

เอสเทอร์ของกรดซัลโฟนิกเป็นสารประกอบที่เหมาะสมสำหรับปฏิกิริยานิวคลีโอฟิลิกต่างๆ เพราะ หมู่ซัลโฟเนตเกิดขึ้นได้ง่าย โดยมักจะอยู่ที่อุณหภูมิห้อง โดยต้องถูกทดแทน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับ “ไตรแฟลต” R-O-SO 2 CF 3

ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นแบบสเตอริโอจำเพาะด้วยการกลับการกำหนดค่า

โวลต์ การสังเคราะห์เอมีนจากแอลกอฮอล์ . การอัลคิลเลชั่นของแอมโมเนียหรือเอมีนด้วยแอลกอฮอล์ทำได้โดยการให้ความร้อนแก่รีเอเจนต์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด

ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของรีเอเจนต์ สามารถรับเอมีนปฐมภูมิ ทุติยภูมิ และตติยภูมิ รวมถึงเกลือควอเทอร์นารีแอมโมเนียมได้ การใช้อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ 300 ºС นำไปสู่ผลลัพธ์เดียวกัน

13.5.2. ทำลายพันธะ O-H

โวลต์ ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ในรูปของกรด . ดังที่ทราบกันดีว่าความแรงของกรดนั้นมีคุณลักษณะเฉพาะคือความสามารถในการกำจัดโปรตอน สำหรับแอลกอฮอล์ จะถูกกำหนดโดยความแตกต่างในอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมออกซิเจนและไฮโดรเจน ตลอดจนธรรมชาติและจำนวนขององค์ประกอบทดแทนบนอะตอมคาร์บอนที่ประกอบด้วยไฮดรอกซิล การปรากฏตัวขององค์ประกอบทดแทนอัลคิลซึ่งมีผลอุปนัยเชิงบวก (+I-ผล) ช่วยลดความเป็นกรดของแอลกอฮอล์ แท้จริงแล้วความเป็นกรดของแอลกอฮอล์จะลดลงตามลำดับต่อไปนี้:

CH 3 OH > ประถมศึกษา > มัธยมศึกษา > ระดับอุดมศึกษา

ด้วยการแนะนำสารทดแทนที่ถอนอิเล็กตรอนความเป็นกรดของแอลกอฮอล์จะเพิ่มขึ้นและตัวอย่างเช่นแอลกอฮอล์ (CF 3) 3 СОНสามารถเทียบเคียงได้กับความเป็นกรดกับกรดคาร์บอกซิลิก

§ แอลกอฮอล์ซึ่งเป็นกรดอ่อนจะทำปฏิกิริยากับโลหะอัลคาไล โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ อะลูมิเนียม แกลเลียม แทลเลียม แอลกอฮอล์มีพันธะไอออนิกหรือโควาเลนต์และสามารถทำหน้าที่เป็นเบสแก่และนิวคลีโอไทล์ที่ดีได้

§ แอลกอฮอล์สามารถรับได้โดยการบำบัดแอลกอฮอล์ด้วยโซเดียมและโพแทสเซียมไฮไดรด์หรือเอไมด์โดยใช้รีเอเจนต์ Grignard

CH 3 CH 2 OH + NaNH 2 → CH 3 CH 2 ONa + NH 3

CH 3 OH + CH 3 MgI → CH 3 OMgI + CH 4

ปฏิกิริยาหลังใช้เพื่อหาปริมาณอะตอมไฮโดรเจนที่เคลื่อนที่ได้ เป็นที่รู้จักกันในชื่อปฏิกิริยา Chugaev–Tserevitinov–Terentyev

แอลกอฮอล์มีความเป็นกรดน้อยกว่าน้ำอย่างมาก ดังนั้นแม้ภายใต้การกระทำของด่างเข้มข้น สมดุลก็จะเลื่อนไปทางซ้าย

อย่างไรก็ตาม บางครั้งปฏิกิริยานี้ใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อให้ได้อัลคอกไซด์ของแอลกอฮอล์ที่ง่ายที่สุด เพื่อจุดประสงค์นี้ เบนซินจะถูกเติมลงในส่วนผสมของปฏิกิริยา โดยปล่อยให้น้ำถูกกำจัดออกในรูปของส่วนผสมอะซีโอโทรปิก

ในบรรดาแอลกอฮอล์อัลคอกไซด์ ไอโซโพรพิเลต ( ฉัน- Pro) 3 อัล และ ถู-บิวทิเลท ( ที- BuO) อะลูมิเนียม 3 Al ซึ่งทำหน้าที่เป็นรีเอเจนต์สำหรับการเกิดออกซิเดชันของ Oppenauer และการลด Meyerwein–Ponndorf

โวลต์ ออกซิเดชัน หรือการเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์. ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ทำให้เกิดสารประกอบคาร์บอนิล แอลกอฮอล์ปฐมภูมิจะถูกแปลงเป็นอัลดีไฮด์ ซึ่งสามารถออกซิไดซ์เป็นกรดคาร์บอกซิลิกได้ แอลกอฮอล์ทุติยภูมิจะถูกออกซิไดซ์เป็นคีโตน แอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิจะไม่ออกซิไดซ์ภายใต้สภาวะปกติ

ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ปฐมภูมิและทุติยภูมิต่ออัลดีไฮด์หรือคีโตนดำเนินการโดยใช้รีเอเจนต์ต่อไปนี้: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, CrO 3, MnO 2, Ag 2 O, Ag 2 CO 3 เป็นต้น ด้วยโพแทสเซียมไบโครเมต ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นตามสมการ:

มีการสร้างกลไกการเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้:

ในขณะที่ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ทุติยภูมิหยุดที่ขั้นตอนการผลิตคีโตน แอลกอฮอล์ปฐมภูมิภายใต้สภาวะเหล่านี้จะถูกแปลงเป็นอัลดีไฮด์ ซึ่งถูกออกซิไดซ์ผ่านรูปแบบไฮเดรตเป็นกรดคาร์บอกซิลิก:

หากจำเป็นต้องหยุดปฏิกิริยาที่ระยะอัลดีไฮด์ กระบวนการจะดำเนินการในเมทิลีนคลอไรด์ปราศจากน้ำ ในกรณีนี้การก่อตัวของอัลดีไฮด์ไฮเดรตเป็นไปไม่ได้ดังนั้นจึงไม่มีการสังเคราะห์กรดคาร์บอกซิลิก

ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์กับโพแทสเซียมไดโครเมตจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนสีเหลืองของสารละลายโครเมียม (Cr 6+) เป็นสีเขียว (Cr 3+) และสามารถใช้เป็นตัวควบคุมความคืบหน้าของปฏิกิริยาได้

แอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิจะไม่ออกซิไดซ์ภายใต้สภาวะปกติ แต่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด แอลกอฮอล์เหล่านี้อาจเกิดภาวะขาดน้ำเป็นอัลคีน ซึ่งจากนั้นจะถูกออกซิไดซ์พร้อมกับการทำลายโซ่คาร์บอน

· ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน . ใน เมื่อเร็วๆ นี้แอลกอฮอล์ปฐมภูมิเริ่มถูกออกซิไดซ์เป็นอัลดีไฮด์ด้วยออกซิเจนในบรรยากาศโดยให้ผลผลิตที่ดีเหนือตัวเร่งปฏิกิริยาแบบผสม:

· ตัวเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชัน . การดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์ปฐมภูมิและทุติยภูมิทำได้โดยการส่งผ่านลวดทองแดงหรือตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดง - เงินที่อุณหภูมิ 400-500 ° C

· ไอโอโดฟอร์ม ปฏิกิริยา. การมีอยู่ของชิ้นส่วนโครงสร้าง CH 3 -CH-OH ในแอลกอฮอล์สามารถตัดสินได้ ปฏิกิริยาไอโอโดฟอร์ม. เมื่อต้องการทำเช่นนี้ แอลกอฮอล์จะได้รับการบำบัดด้วยไอโอดีนและโซเดียมไฮดรอกไซด์ เมื่อหลอมละลาย ส่วนหลังจะเกิดโซเดียมไฮโปไอโอไดต์ NaOI; แอลกอฮอล์ที่มีชิ้นส่วนโครงสร้างดังกล่าวจะให้ตะกอนสีเหลือง CHI 3

13.6. ตัวแทนรายบุคคลโมโนไฮดริกแอลกอฮอล์

§ เมทิลแอลกอฮอล์ได้จากปฏิกิริยา:

.

ซึ่งเป็นเส้นทางหลักในการผลิตเมทานอล เมทานอลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีสำหรับเมทิลเลชั่นของอะนิลีน การผลิตไดเมทิลซัลฟอกไซด์และฟอร์มาลิน ใช้เป็นตัวทำละลายวานิช ควรสังเกตว่าแม้เมทานอลในปริมาณเล็กน้อยเมื่อกินเข้าไปก็ทำให้เกิดพิษร้ายแรงต่อร่างกาย ปริมาณอันตรายถึงชีวิตสำหรับมนุษย์คือ 25 มล. เมทานอล

§ เอทานอลได้มาจากการให้ความชุ่มชื้นของเอทิลีนหรือการไฮโดรไลซิสของเอนไซม์ของคาร์โบไฮเดรต ใช้ในรูปของสารละลาย 96% ใช้ในการผลิตไดเอทิลอีเทอร์ เอทิลอะซิเตต และอะซีตัลดีไฮด์ ตรงกันข้ามกับเมทานอล เอทิลแอลกอฮอล์มีผลกระตุ้นร่างกายในปริมาณน้อย แต่ทำให้เกิดพิษในปริมาณมาก รวมอยู่ในเบียร์ ไวน์ วอดก้า และเครื่องดื่มแอลกอฮอล์อื่นๆ เมื่อเติมน้ำ เอทานอลจะเกิดเป็นอะซีโอโทรปซึ่งประกอบด้วยแอลกอฮอล์ 96% และน้ำ 4% ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะได้แอลกอฮอล์ 100% (“สัมบูรณ์”) โดยการกลั่นแบบธรรมดา เพื่อให้ได้แอลกอฮอล์บริสุทธิ์ น้ำในนั้นจะถูกผสมทางเคมี เช่น เติมแคลเซียมออกไซด์ก่อนการกลั่น

§ n-โพรพิลแอลกอฮอล์เกิดขึ้นระหว่างการหมักคาร์โบไฮเดรตด้วยแอลกอฮอล์

§ ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ถูกสังเคราะห์โดยการให้ความชุ่มชื้นของโพรพิลีน โพรพิลแอลกอฮอล์ใช้ทดแทนเอทิลแอลกอฮอล์และในการผลิตอะซิโตน

§ บิวทิลแอลกอฮอล์ได้ในปริมาณมากจากส่วนผสมที่เกิดขึ้นระหว่างการหมักน้ำตาลภายใต้อิทธิพล แบคทีเรีย acetobutylicumโดยมีเนื้อหาเป็น 60%, 30% เป็นอะซิโตน และ 10% เป็นเอทิลแอลกอฮอล์ นอกจาก, n-บิวทิลแอลกอฮอล์ผลิตขึ้นทางอุตสาหกรรมโดยการไฮโดรฟอร์มิเลชันของโพรพิลีน มันถูกใช้ในการผลิตบิวทิลอะซิเตต สารกำจัดวัชพืช และยังใช้เป็นตัวทำละลายในการผลิตวาร์นิชและสีอีกด้วย

§ วินาที-บิวทิลแอลกอฮอล์ถูกสังเคราะห์โดยการให้ความชุ่มชื้นของบิวทิลีน

§ ไอโซบิวทิลแอลกอฮอล์ได้มาจากก๊าซน้ำต่อหน้าเกลือโคบอลต์ ใช้สำหรับเตรียมเอสเทอร์ผลไม้หรือสาระสำคัญ

§ เติร์ต-บิวทิลแอลกอฮอล์ผลิตโดยการให้ไอโซบิวทิลีนที่เกิดขึ้นระหว่างการแตกตัวของปิโตรเลียม ใช้เป็นสารอัลคิเลตและตัวทำละลาย

§ แอลกอฮอล์สายยาวพบในไขพืช พบในแมลงและสัตว์บางชนิด ได้มาจากไฮโดรฟอร์มิเลชันและออกซิเดชันของอะลูมิเนียมอัลคิล เช่นเดียวกับการไฮโดรจิเนชันของไขมัน

13.7. แอลกอฮอล์ไม่อิ่มตัวและอีเทอร์

อีนอลส์

เป็นที่ทราบกันดีว่าโอเลฟินส์ไม่สามารถนำไฮดรอกซิลที่อะตอมของคาร์บอนเข้าไปได้ เอสพี 2-สถานะไฮบริด ดังนั้นโครงสร้าง (1) จึงไม่เสถียรและมีไอโซเมอร์ไรซ์ใน (2) ตาม กฎเอลเทคอฟ-แอร์เลนเมเยอร์.

สำหรับโครงสร้างที่มีไฮดรอกซิลที่อะตอมคาร์บอนไม่อิ่มตัวซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับหมู่ที่ถอนอิเล็กตรอน (>C=O, –NO2 เป็นต้น) กฎ Eltekov–Erlenmeyer มีผลบังคับใช้เต็มรูปแบบ ดังนั้นจึงไม่มีไวนิลแอลกอฮอล์และความคล้ายคลึงกัน และเมื่อมีการพยายามเพื่อให้ได้มา พวกเขาก็จัดเรียงใหม่เป็นอะซีตัลดีไฮด์หรือคล้ายคลึงกัน

ในปัจจุบัน สารประกอบหลายชนิดเป็นที่รู้จัก แม้ว่ามักจะซับซ้อนกว่าหรือมีอะตอมออกซิเจนหลายอะตอม ซึ่งมีความเสถียรและสามารถแยกได้ไม่เพียง แต่อยู่ในรูปคาร์บอนิลเท่านั้น แต่ยังอยู่ในรูปแบบของแอลกอฮอล์ไม่อิ่มตัวด้วย - อีนอล, ตัวอย่างเช่น:

ไอโซเมอริซึมระหว่างสารประกอบคาร์บอนิลกับแอลกอฮอล์-อีนอลไม่อิ่มตัวที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหมายถึงปรากฏการณ์นี้ ลัทธิโทเมอริซึม, หรือ เดสโมโทรเปีย. ของผสมของเหลวในรูปแบบเทาโทเมอร์ซึ่งไอโซเมอร์ทั้งสองอยู่ในสภาวะสมดุลเรียกว่า อัลลีลโทรปิกสารผสม สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทาโทเมอริซึม ดูบทที่ 5 ไอโซเมอริซึม

เหตุผลในการจัดเรียงใหม่คือการสำแดงของเอฟเฟกต์ mesomeric เช่นเดียวกับในกรณีของไวนิลคลอไรด์ แต่ในกรณีนี้จะถึงจุดสิ้นสุด

เนื่องจากเอฟเฟกต์มีโซเมอร์ อะตอมไฮโดรเจนของหมู่ไฮดรอกซิลจึงถูกโปรตอนและเป็นสถานที่ที่สะดวกสำหรับการโจมตีของโปรตอนถูกสร้างขึ้นที่อะตอมของคาร์บอนไม่อิ่มตัวตัวที่สองที่มีประจุ δ–

ไกลคอลหมู่ไฮดรอกซิลในไกลคอลพบได้ในอะตอมของคาร์บอนต่างๆ ไกลคอลที่มีไฮดรอกซิลสองตัวบนอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอมจะไม่เสถียร พวกเขาแยกน้ำออกเป็นอัลดีไฮด์หรือคีโตน

ไอโซเมอร์ของไกลคอลกำหนดโดยการจัดเรียงร่วมกันของกลุ่มไฮดรอกซิลและไอโซเมอริซึมของโครงกระดูกคาร์บอน ขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของกลุ่ม OH- ที่มีอยู่ α-, β-, γ-, δ-, ...ไกลคอล ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของอะตอมคาร์บอนที่มีไฮดรอกซิล ไกลคอลสามารถเป็นระดับปฐมภูมิ-ทุติยภูมิ ปฐมภูมิ-ตติยภูมิ ดิไพรมารี ทุติยภูมิ ฯลฯ

ชื่อของไกลคอลสามารถให้ได้สองวิธี ตามระบบการตั้งชื่อของ IUPAC ส่วนต่อท้ายจะถูกเพิ่มเข้ากับชื่อของโซ่คาร์บอนหลัก –ไดออลและระบุจำนวนอะตอมคาร์บอนของหมู่ไฮดรอกซิลที่มีโซ่คาร์บอนยาวที่สุด ชื่อเรื่อง α- ไกลคอลสามารถได้มาจากชื่อของเอทิลีนคาร์บอนที่สอดคล้องกันด้วยการเติมคำ ไกลคอล. การจำแนกประเภทและชื่อของไกลคอลมีดังต่อไปนี้โดยใช้บิวเทนไดออลเป็นตัวอย่าง:

วิธีการได้รับโดยหลักการแล้ว ไกลคอลสามารถได้รับโดยวิธีการสังเคราะห์ทั่วไปทั้งหมดสำหรับการเตรียมแอลกอฮอล์

ตัวอย่างคือปฏิกิริยาต่อไปนี้

– การไฮโดรไลซิสของอนุพันธ์ไดฮาโลเจนของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวและฮาโลไฮดริน:

– การให้ความชุ่มชื้น α -ออกไซด์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด:

– โอเลฟินส์ออกซิเดชันโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตในสารละลายด่างอ่อนเจือจางในน้ำ (ปฏิกิริยาวากเนอร์) หรือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา (CrO 3):

คุณสมบัติทางกายภาพไกลคอลตอนล่างละลายได้ดีในน้ำ ความหนาแน่นของมันสูงกว่าแอลกอฮอล์โมโนไฮดริก ดังนั้นจุดเดือดจึงสูงขึ้นเนื่องจากความสัมพันธ์กันอย่างมีนัยสำคัญของโมเลกุล ตัวอย่างเช่น เอทิลีนไกลคอลเดือดที่อุณหภูมิ 197.2 °C; โพรพิลีนไกลคอล - ที่อุณหภูมิ 189 °C และบิวเทนไดออล-1,4 - ที่อุณหภูมิ 230 °C

คุณสมบัติทางเคมี.ทุกสิ่งที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้เกี่ยวกับคุณสมบัติของโมโนไฮดริกแอลกอฮอล์ที่เกี่ยวข้องยังนำไปใช้กับไกลคอลด้วย ควรจำไว้ว่าไฮดรอกซิลตัวใดตัวหนึ่งหรือทั้งสองอย่างสามารถทำปฏิกิริยาได้ในคราวเดียว – ออกซิเดชันของไกลคอลดิไพรมารีให้อัลดีไฮด์:

– ในระหว่างการออกซิเดชั่น α- ไกลคอลกับกรดคาบพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนที่มีไฮดรอกซิลถูกทำลายและเกิดอัลดีไฮด์หรือคีโตนที่เกี่ยวข้อง:

วิธีการนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างโครงสร้าง α- ไกลคอล

-ผลลัพธ์ การกำจัดน้ำภายในโมเลกุลไกลคอลได้มาก ขึ้นอยู่กับชนิดของไกลคอล.

การคายน้ำของα-glycolsเกิดขึ้นจากการก่อตัวของอัลดีไฮด์หรือคีโตน γ-ไกลคอลเนื่องจากอะตอมของหมู่ไฮดรอกซิล น้ำจึงถูกกำจัดออกไปเพื่อสร้างสารประกอบเฮเทอโรไซคลิก - เตตระไฮโดรฟูรันหรือความคล้ายคลึงกัน:

ปฏิกิริยาแรกเกิดขึ้นผ่านการก่อตัวของคาร์บอนเนียมไอออน ตามด้วยการเคลื่อนที่ของอะตอมไฮโดรเจนกับคู่อิเล็กตรอน:

ที่ การคายน้ำเฟสไอเหนือ Al 2 O 3 α- ไกลคอลสองระดับตติยภูมิเรียกว่า pinacones จะได้ไดอีนไฮโดรคาร์บอน:

– การคายน้ำระหว่างโมเลกุลนำไปสู่การก่อตัวของไฮดรอกซีอีเทอร์หรือไซคลิกอีเทอร์:

จุดเดือดของไดเอทิลีนไกลคอลคือ 245.5 °C ใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับเติมระบบเบรกไฮดรอลิก และสำหรับตกแต่งและย้อมผ้า

ในบรรดาไซคลิกอีเทอร์ ไดออกเซนเป็นตัวทำละลายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ได้มาเป็นครั้งแรกโดย A.E. การให้ความร้อนเอทิลีนไกลคอลด้วยกรดซัลฟิวริก:

เอทิลีนไกลคอลเป็นของเหลวหนืด ไม่มีสี มีรสหวาน จุดเดือด = 197.2 °C ในระดับอุตสาหกรรมนั้นได้มาจากเอทิลีนตามสามรูปแบบ

เมื่อผสมกับน้ำ เอทิลีนไกลคอลจะลดจุดเยือกแข็งลงอย่างมาก ตัวอย่างเช่น, สารละลายไกลคอลที่เป็นน้ำ 60% แข็งตัวที่อุณหภูมิ – 49 °C และใช้เป็นสารป้องกันการแข็งตัวได้สำเร็จ. เอทิลีนไกลคอลมีคุณสมบัติในการดูดความชื้นสูงในการเตรียมหมึกพิมพ์ จำนวนมากเอทิลีนไกลคอลใช้ในการผลิตวัสดุที่ขึ้นรูปฟิล์ม วาร์นิช สี เส้นใยสังเคราะห์ (เช่น ลาฟซาน - โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต) ไดออกเซน ไดเอทิลีนไกลคอล และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ

โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์

โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์เป็นแอลกอฮอล์ที่มีหมู่ไฮดรอกซิล OH หลายกลุ่ม
โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ที่มีอะตอมของคาร์บอนจำนวนเล็กน้อยเป็นของเหลวที่มีความหนืด ส่วนแอลกอฮอล์ที่สูงกว่าจะเป็นของแข็ง โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์สามารถหาได้โดยวิธีการสังเคราะห์เช่นเดียวกับโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์อิ่มตัว การเตรียมแอลกอฮอล์

1. การได้รับเอทิลแอลกอฮอล์ (หรือไวน์แอลกอฮอล์) โดยการหมักคาร์โบไฮเดรต:
C2H12O6 => C2H5-OH + CO2

สาระสำคัญของการหมักคือน้ำตาลกลูโคสที่ง่ายที่สุดชนิดหนึ่งซึ่งผลิตจากแป้งในทางเทคนิคจะแตกตัวเป็นเอทิลแอลกอฮอล์และคาร์บอนไดออกไซด์ภายใต้อิทธิพลของยีสต์ เป็นที่ยอมรับกันว่ากระบวนการหมักไม่ได้เกิดจากจุลินทรีย์เอง แต่เกิดจากสารที่พวกมันหลั่งออกมา - ไซเมส เพื่อให้ได้เอทิลแอลกอฮอล์ มักจะใช้วัตถุดิบจากพืชที่อุดมไปด้วยแป้ง: หัวมันฝรั่ง, เมล็ดขนมปัง, เมล็ดข้าว ฯลฯ

2. ไฮเดรชั่นของเอทิลีนเมื่อมีกรดซัลฟิวริกหรือฟอสฟอริก
CH2=CH2 + เกาะ => C2H5-OH

3. เมื่อฮาโลอัลเคนทำปฏิกิริยากับอัลคาไล:

4. ระหว่างการออกซิเดชั่นของอัลคีน

5. การไฮโดรไลซิสของไขมัน: ปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดแอลกอฮอล์ที่รู้จักกันดี - กลีเซอรีน

คุณสมบัติของแอลกอฮอล์

1) การเผาไหม้: ชอบมากที่สุด อินทรียฺวัตถุแอลกอฮอล์จะเผาไหม้จนเกิดเป็น คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ:
C2H5-OH + 3O2 -->2CO2 + 3H2O
เมื่อเผาไหม้จะปล่อยความร้อนจำนวนมากซึ่งมักใช้ในห้องปฏิบัติการ แอลกอฮอล์ระดับล่างจะเผาไหม้ด้วยเปลวไฟที่เกือบจะไม่มีสี ในขณะที่แอลกอฮอล์ระดับสูงกว่าจะมีเปลวไฟสีเหลืองเนื่องจากการเผาไหม้คาร์บอนที่ไม่สมบูรณ์

2) ปฏิกิริยากับโลหะอัลคาไล
C2H5-OH + 2Na --> 2C2H5-ONa + H2
ปฏิกิริยานี้จะปล่อยไฮโดรเจนออกมาและผลิตโซเดียมอัลคอกไซด์ แอลกอฮอล์มีความคล้ายคลึงกับเกลือของกรดอ่อนมาก และยังสามารถไฮโดรไลซ์ได้ง่ายอีกด้วย แอลกอฮอล์ไม่เสถียรอย่างยิ่ง และเมื่อสัมผัสกับน้ำจะสลายตัวเป็นแอลกอฮอล์และด่าง

3) ปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเฮไลด์ C2H5-OH + HBr --> CH3-CH2-Br + H2O
ปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดฮาโลอัลเคน (โบรโมอีเทนและน้ำ) ปฏิกิริยาทางเคมีของแอลกอฮอล์นี้ไม่เพียงเกิดจากอะตอมไฮโดรเจนในกลุ่มไฮดรอกซิลเท่านั้น แต่ยังเกิดจากกลุ่มไฮดรอกซิลทั้งหมดด้วย! แต่ปฏิกิริยานี้สามารถย้อนกลับได้: เพื่อให้เกิดขึ้น คุณต้องใช้สารกำจัดน้ำ เช่น กรดซัลฟิวริก

4) การคายน้ำภายในโมเลกุล (เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา H2SO4)

สิ่งที่เป็นนามธรรมของอะตอมไฮโดรเจนจากแอลกอฮอล์สามารถเกิดขึ้นได้ในตัวมันเอง ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาการคายน้ำระหว่างโมเลกุล ตัวอย่างเช่นเช่นนี้:

ในระหว่างปฏิกิริยาจะเกิดอีเทอร์และน้ำ

5) ทำปฏิกิริยากับกรดคาร์บอกซิลิก:

หากคุณเติมกรดคาร์บอกซิลิก เช่น กรดอะซิติก ลงในแอลกอฮอล์ ก็จะเกิดอีเทอร์ขึ้น แต่เอสเทอร์มีความคงตัวน้อยกว่าอีเทอร์ หากปฏิกิริยาการก่อตัวของอีเทอร์แทบจะย้อนกลับไม่ได้ การก่อตัวของเอสเทอร์นั้นเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้ เอสเทอร์ผ่านการไฮโดรไลซิสได้ง่ายโดยแตกตัวเป็นแอลกอฮอล์และกรดคาร์บอกซิลิก

6) ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ แอลกอฮอล์จะไม่ถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในบรรยากาศที่อุณหภูมิปกติ แต่เมื่อได้รับความร้อนเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาจะเกิดออกซิเดชัน ตัวอย่างคือคอปเปอร์ออกไซด์ (CuO) โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (KMnO4) ส่วนผสมโครเมียม การออกฤทธิ์ของสารออกซิไดซ์ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันและขึ้นอยู่กับโครงสร้างของแอลกอฮอล์ดั้งเดิม ดังนั้นแอลกอฮอล์ปฐมภูมิจะถูกแปลงเป็นอัลดีไฮด์ (ปฏิกิริยา A) แอลกอฮอล์ทุติยภูมิจะถูกแปลงเป็นคีโตน (ปฏิกิริยา B) และแอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิมีความทนทานต่อสารออกซิไดซ์
- ก) สำหรับแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ

- b) สำหรับแอลกอฮอล์ทุติยภูมิ

- c) แอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิไม่ถูกออกซิไดซ์โดยคอปเปอร์ออกไซด์!

สำหรับโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์นั้นมีรสหวาน แต่บางชนิดก็เป็นพิษ คุณสมบัติของโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์นั้นคล้ายคลึงกับโมโนไฮดริกแอลกอฮอล์ ความแตกต่างก็คือปฏิกิริยาจะไม่เกิดกับหมู่ไฮดรอกซิลทีละครั้ง แต่จะเกิดหลายปฏิกิริยาพร้อมกัน
ความแตกต่างที่สำคัญประการหนึ่งคือโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ทำปฏิกิริยากับคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ได้ง่าย สิ่งนี้ทำให้เกิดสารละลายโปร่งใสของสีฟ้าม่วงสดใส ปฏิกิริยานี้สามารถตรวจจับการมีอยู่ของโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ในสารละลายใดๆ ได้
ทำปฏิกิริยากับกรดไนตริก:

เอทิลีนไกลคอลเป็นตัวแทนทั่วไปของโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ สูตรทางเคมีคือ CH2OH - CH2OH - แอลกอฮอล์ไดไฮโดรริก นี่เป็นของเหลวรสหวานที่สามารถละลายในน้ำได้อย่างสมบูรณ์ในทุกสัดส่วน ใน ปฏิกริยาเคมีสามารถเข้าร่วมกลุ่มไฮดรอกซิลหนึ่งกลุ่ม (-OH) หรือสองกลุ่มในเวลาเดียวกันได้ เอทิลีนไกลคอล - สารละลาย - ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารต่อต้านไอซิ่ง (สารป้องกันการแข็งตัว) สารละลายเอทิลีนไกลคอลจะแข็งตัวที่อุณหภูมิ -340C ซึ่งสามารถทดแทนน้ำในฤดูหนาว เช่น ใช้ในการทำความเย็นรถยนต์
ด้วยคุณประโยชน์ทั้งหมดของเอทิลีนไกลคอล คุณต้องคำนึงว่ามันเป็นพิษที่รุนแรงมาก!

แอลกอฮอล์(หรืออัลคาโนล) เป็นสารอินทรีย์ที่มีโมเลกุลประกอบด้วยกลุ่มไฮดรอกซิลหนึ่งกลุ่มขึ้นไป (กลุ่ม -OH) ที่เชื่อมต่อกับอนุมูลไฮโดรคาร์บอน

การจำแนกประเภทของแอลกอฮอล์

ตามจำนวนหมู่ไฮดรอกซิล(อะตอมมิกซิตี) แอลกอฮอล์แบ่งออกเป็น:

โมโนโทมิก, ตัวอย่างเช่น:

ไดอะตอมมิค(ไกลคอล) ตัวอย่างเช่น:

ไตรอะตอม, ตัวอย่างเช่น:

ตามธรรมชาติของอนุมูลไฮโดรคาร์บอนแอลกอฮอล์ต่อไปนี้ถูกปล่อยออกมา:

ขีดจำกัดมีเพียงอนุมูลไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวอยู่ในโมเลกุลเท่านั้น เช่น

ไม่ จำกัดประกอบด้วยพันธะหลายพันธะ (คู่และสาม) ระหว่างอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุล เช่น

มีกลิ่นหอมคือแอลกอฮอล์ที่มีวงแหวนเบนซีนและหมู่ไฮดรอกซิลในโมเลกุลซึ่งเชื่อมต่อถึงกันไม่โดยตรง แต่ผ่านอะตอมของคาร์บอน เช่น

สารอินทรีย์ที่มีหมู่ไฮดรอกซิลในโมเลกุลเชื่อมต่อโดยตรงกับอะตอมคาร์บอนของวงแหวนเบนซีนมีคุณสมบัติทางเคมีจากแอลกอฮอล์แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญดังนั้นจึงจัดเป็นสารประกอบอินทรีย์ประเภทอิสระ - ฟีนอล

ตัวอย่างเช่น:

นอกจากนี้ยังมีโพลีไฮดริก (โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์) ที่มีกลุ่มไฮดรอกซิลมากกว่าสามกลุ่มในโมเลกุล ตัวอย่างเช่น เฮกซาไฮดริกแอลกอฮอล์เฮกซาออล (ซอร์บิทอล) ที่ง่ายที่สุด

ระบบการตั้งชื่อและไอโซเมอร์ของแอลกอฮอล์

เมื่อสร้างชื่อของแอลกอฮอล์คำต่อท้าย (ทั่วไป) จะถูกเพิ่มเข้ากับชื่อของไฮโดรคาร์บอนที่สอดคล้องกับแอลกอฮอล์ เฒ่า

ตัวเลขหลังส่วนต่อท้ายระบุตำแหน่งของหมู่ไฮดรอกซิลในสายโซ่หลักและคำนำหน้า ได-, ไตร-, เตตร้า-ฯลฯ - หมายเลข:

ในการกำหนดจำนวนอะตอมของคาร์บอนในสายโซ่หลัก ตำแหน่งของกลุ่มไฮดรอกซิลจะมีความสำคัญมากกว่าตำแหน่งของพันธะหลายตัว:

เริ่มต้นจากสมาชิกตัวที่สามของซีรีส์ที่คล้ายคลึงกัน แอลกอฮอล์แสดงไอโซเมอริซึมของตำแหน่งของกลุ่มฟังก์ชัน (โพรพานอล-1 และโพรพานอล-2) และจากตัวที่สี่ ไอโซเมอร์ของโครงกระดูกคาร์บอน (บิวทานอล-1, 2-เมทิลโพรพานอล-1) ). พวกเขายังโดดเด่นด้วยอินเตอร์คลาส ไอโซเมอร์ - แอลกอฮอล์ไอโซเมอร์เป็นอีเทอร์:

เรามาตั้งชื่อแอลกอฮอล์กัน โดยมีสูตรดังต่อไปนี้:

ชื่อคำสั่งก่อสร้าง:

1. ห่วงโซ่คาร์บอนจะมีหมายเลขจากปลายที่อยู่ใกล้กับหมู่ –OH มากที่สุด
2. สายโซ่หลักประกอบด้วยอะตอม C 7 อะตอม ซึ่งหมายความว่าไฮโดรคาร์บอนที่เกี่ยวข้องคือเฮปเทน
3. จำนวนกลุ่ม –OH คือ 2 คำนำหน้าคือ "di"
4. หมู่ไฮดรอกซิลอยู่ที่อะตอมของคาร์บอน 2 และ 3 อะตอม n = 2 และ 4

ชื่อแอลกอฮอล์: heptanediol-2,4

คุณสมบัติทางกายภาพของแอลกอฮอล์

แอลกอฮอล์สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนได้ทั้งระหว่างโมเลกุลแอลกอฮอล์และระหว่างโมเลกุลแอลกอฮอล์กับน้ำ พันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาระหว่างอะตอมไฮโดรเจนที่มีประจุบวกบางส่วนของโมเลกุลแอลกอฮอล์หนึ่งโมเลกุลกับอะตอมออกซิเจนที่มีประจุลบบางส่วนของอีกโมเลกุลหนึ่ง ต้องขอบคุณพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลที่ทำให้แอลกอฮอล์มีจุดเดือดสูงผิดปกติสำหรับน้ำหนักโมเลกุล ดังนั้น โพรเพนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ 44 ภายใต้สภาวะปกติคือก๊าซและแอลกอฮอล์ที่ง่ายที่สุดคือเมทานอลโดยมีน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ 32 ภายใต้สภาวะปกติจะเป็นของเหลว

สมาชิกล่างและกลางของชุดโมโนไฮดริกแอลกอฮอล์อิ่มตัวที่มีอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 1 ถึง 11 อะตอมเป็นของเหลว แอลกอฮอล์ที่สูงขึ้น (เริ่มจาก C12H25OH)ที่อุณหภูมิห้อง - ของแข็ง แอลกอฮอล์ชั้นล่างมีกลิ่นแอลกอฮอล์และมีรสฉุน ละลายได้ดีในน้ำ เมื่ออนุมูลคาร์บอนเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของแอลกอฮอล์ในน้ำจะลดลง และออกทานอลจะไม่ผสมกับน้ำอีกต่อไป

คุณสมบัติทางเคมีของแอลกอฮอล์

คุณสมบัติของสารอินทรีย์ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบและโครงสร้าง แอลกอฮอล์ยืนยันกฎทั่วไป ดังนั้นโมเลกุลของพวกมันจึงรวมถึงกลุ่มไฮโดรคาร์บอนและไฮดรอกซิลด้วย คุณสมบัติทางเคมีแอลกอฮอล์ถูกกำหนดโดยปฏิสัมพันธ์ของกลุ่มเหล่านี้ซึ่งกันและกัน

ลักษณะคุณสมบัติของสารประกอบประเภทนี้เกิดจากการมีกลุ่มไฮดรอกซิล

1. ปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์กับโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธในการระบุผลกระทบของอนุมูลไฮโดรคาร์บอนต่อหมู่ไฮดรอกซิล จำเป็นต้องเปรียบเทียบคุณสมบัติของสารที่มีหมู่ไฮดรอกซิลและอนุมูลไฮโดรคาร์บอนในด้านหนึ่งกับสารที่มีหมู่ไฮดรอกซิลและไม่มีอนุมูลไฮโดรคาร์บอน อีกด้านหนึ่ง สารดังกล่าวอาจเป็นได้ เช่น เอทานอล (หรือแอลกอฮอล์อื่นๆ) และน้ำ ไฮโดรเจนของกลุ่มไฮดรอกซิลของโมเลกุลแอลกอฮอล์และโมเลกุลของน้ำสามารถรีดิวซ์ได้ด้วยโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ท (แทนที่ด้วยพวกมัน)
2. ปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์กับไฮโดรเจนเฮไลด์การทดแทนหมู่ไฮดรอกซิลด้วยฮาโลเจนทำให้เกิดการก่อตัวของฮาโลอัลเคน ตัวอย่างเช่น:
   ปฏิกิริยานี้สามารถย้อนกลับได้
3. การคายน้ำระหว่างโมเลกุลแอลกอฮอล์-การแยกโมเลกุลของน้ำออกจากโมเลกุลแอลกอฮอล์ 2 โมเลกุลเมื่อถูกความร้อนต่อหน้าสารกำจัดน้ำ:
   อันเป็นผลมาจากการขาดน้ำระหว่างโมเลกุลของแอลกอฮอล์ อีเทอร์ดังนั้น เมื่อเอทิลแอลกอฮอล์ถูกให้ความร้อนด้วยกรดซัลฟิวริกจนถึงอุณหภูมิ 100 ถึง 140°C จะเกิดไดเอทิล (ซัลเฟอร์) อีเทอร์ขึ้น
   
4. ปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์กับกรดอินทรีย์และกรดอนินทรีย์เพื่อสร้างเอสเทอร์ (ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน)
   
   ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันถูกเร่งด้วยกรดอนินทรีย์เข้มข้น ตัวอย่างเช่น เมื่อเอทิลแอลกอฮอล์และกรดอะซิติกทำปฏิกิริยา จะเกิดเอทิลอะซิเตต:
   
   
5. การคายน้ำภายในโมเลกุลของแอลกอฮอล์เกิดขึ้นเมื่อแอลกอฮอล์ถูกให้ความร้อนโดยมีสารกำจัดน้ำอยู่ที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิของการขาดน้ำระหว่างโมเลกุล เป็นผลให้เกิดอัลคีนขึ้น ปฏิกิริยานี้เกิดจากการมีอะตอมไฮโดรเจนและหมู่ไฮดรอกซิลอยู่ที่อะตอมคาร์บอนที่อยู่ติดกัน ตัวอย่างคือปฏิกิริยาการผลิตเอทิลีน (เอทิลีน) โดยให้ความร้อนเอทานอลสูงกว่า 140°C โดยมีกรดซัลฟิวริกเข้มข้น:
   
6. ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์มักดำเนินการกับสารออกซิไดซ์ที่แรง เช่น โพแทสเซียมไดโครเมตหรือโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ในกรณีนี้ การกระทำของตัวออกซิไดซ์จะถูกส่งไปยังอะตอมของคาร์บอนที่ถูกพันธะกับหมู่ไฮดรอกซิลแล้ว ขึ้นอยู่กับลักษณะของแอลกอฮอล์และสภาวะของปฏิกิริยา สามารถสร้างผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้ ดังนั้นแอลกอฮอล์ปฐมภูมิจะถูกออกซิไดซ์เป็นอัลดีไฮด์ก่อนแล้วจึงเปลี่ยนเป็นกรดคาร์บอกซิลิก:
   ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ทุติยภูมิทำให้เกิดคีโตน:
   
   แอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิค่อนข้างต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน อย่างไรก็ตาม ภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย (ตัวออกซิไดซ์ที่แรง ความร้อน) อาจเกิดออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิได้ซึ่งเกิดขึ้นกับการแตกของพันธะคาร์บอน - คาร์บอนที่อยู่ใกล้กับกลุ่มไฮดรอกซิลมากที่สุด
7. การดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์เมื่อไอแอลกอฮอล์ถูกส่งผ่านที่อุณหภูมิ 200-300 °C บนตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นโลหะ เช่น ทองแดง เงิน หรือแพลตตินัม แอลกอฮอล์ปฐมภูมิจะถูกแปลงเป็นอัลดีไฮด์ และแอลกอฮอล์ทุติยภูมิเป็นคีโตน:
   
   
8. ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์
   การปรากฏตัวของกลุ่มไฮดรอกซิลหลายกลุ่มในโมเลกุลแอลกอฮอล์ในเวลาเดียวกันนั้นเกิดจากการ คุณสมบัติเฉพาะโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ซึ่งสามารถสร้างสารประกอบเชิงซ้อนสีน้ำเงินสดใสที่ละลายในน้ำได้เมื่อทำปฏิกิริยากับตะกอนทองแดง (II) ไฮดรอกไซด์ที่เพิ่งได้มา สำหรับเอทิลีนไกลคอลเราสามารถเขียนได้:
   
   โมโนไฮดริกแอลกอฮอล์ไม่สามารถทำปฏิกิริยานี้ได้ ดังนั้นจึงเป็นปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์
   

การเตรียมแอลกอฮอล์:

การใช้แอลกอฮอล์

เมทานอล(เมทิลแอลกอฮอล์ CH 3 OH) เป็นของเหลวไม่มีสีมีกลิ่นเฉพาะตัวและมีจุดเดือด 64.7 ° C เผาไหม้ด้วยเปลวไฟสีฟ้าเล็กน้อย ชื่อทางประวัติศาสตร์ของเมทานอล - แอลกอฮอล์จากไม้อธิบายด้วยวิธีการผลิตวิธีหนึ่งโดยการกลั่นไม้เนื้อแข็ง (กรีกเมธี - ไวน์, เมา; ฮูล - สาร, ไม้)

เมทานอลต้องใช้ความระมัดระวังเมื่อใช้งาน ภายใต้การกระทำของเอนไซม์แอลกอฮอล์ดีไฮโดรจีเนส ในร่างกายจะถูกแปลงเป็นฟอร์มาลดีไฮด์และกรดฟอร์มิก ซึ่งทำลายจอประสาทตา ทำให้เส้นประสาทตาตาย และสูญเสียการมองเห็นโดยสิ้นเชิง การกลืนกินเมธานอลมากกว่า 50 มล. ทำให้เสียชีวิตได้

เอทานอล(เอทิลแอลกอฮอล์ C 2 H 5 OH) เป็นของเหลวไม่มีสีมีกลิ่นเฉพาะตัวและมีจุดเดือด 78.3 ° C ไวไฟ ผสมกับน้ำในอัตราส่วนใดก็ได้ ความเข้มข้น (ความแรง) ของแอลกอฮอล์มักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร แอลกอฮอล์ "บริสุทธิ์" (ยา) เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากวัตถุดิบอาหารและมีเอธานอล 96% (โดยปริมาตร) และน้ำ 4% (โดยปริมาตร) เพื่อให้ได้เอธานอลปราศจากน้ำ - "แอลกอฮอล์สัมบูรณ์" ผลิตภัณฑ์นี้จะได้รับการบำบัดด้วยสารที่จับกับน้ำทางเคมี (แคลเซียมออกไซด์, คอปเปอร์ปราศจากน้ำ (II) ซัลเฟต ฯลฯ )

เพื่อที่จะทำให้แอลกอฮอล์ที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคนิคไม่เหมาะสมสำหรับการดื่ม จะมีการเติมสารพิษที่แยกยาก กลิ่นเหม็น และรสชาติน่ารังเกียจจำนวนเล็กน้อยลงไปและย้อมสี แอลกอฮอล์ที่มีสารเติมแต่งดังกล่าวเรียกว่าแอลกอฮอล์ที่แปลงสภาพหรือแอลกอฮอล์ที่แปลงสภาพ

เอทานอลมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเพื่อการผลิตยางสังเคราะห์ ยารักษาโรค ใช้เป็นตัวทำละลาย เป็นส่วนหนึ่งของวาร์นิชและสี และน้ำหอม ในทางการแพทย์ เอทิลแอลกอฮอล์เป็นสารฆ่าเชื้อที่สำคัญที่สุด ใช้สำหรับเตรียมเครื่องดื่มแอลกอฮอล์

เมื่อเอทิลแอลกอฮอล์ปริมาณเล็กน้อยเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ จะลดความไวต่อความเจ็บปวดและขัดขวางกระบวนการยับยั้งในเปลือกสมอง ทำให้เกิดภาวะมึนเมา ในขั้นตอนนี้ของการออกฤทธิ์ของเอทานอล การแยกน้ำในเซลล์จะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การสร้างปัสสาวะเร่งขึ้น ส่งผลให้ร่างกายขาดน้ำ

นอกจากนี้เอธานอลยังทำให้หลอดเลือดขยายตัวอีกด้วย การไหลเวียนของเลือดที่เพิ่มขึ้นในเส้นเลือดฝอยทำให้ผิวเกิดรอยแดงและรู้สึกอบอุ่น

ในปริมาณมาก เอทานอลจะยับยั้งการทำงานของสมอง (ระยะยับยั้ง) และทำให้การประสานงานการเคลื่อนไหวบกพร่อง ผลิตภัณฑ์ระดับกลางของการเกิดออกซิเดชันของเอทานอลในร่างกายคืออะซีตัลดีไฮด์เป็นพิษอย่างยิ่งและทำให้เกิดพิษร้ายแรง

การบริโภคเอทิลแอลกอฮอล์และเครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์อย่างเป็นระบบทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของสมองลดลงอย่างต่อเนื่อง การตายของเซลล์ตับ และการแทนที่ด้วยเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน - โรคตับแข็งในตับ

เอทานไดออล-1,2(เอทิลีนไกลคอล) เป็นของเหลวหนืดไม่มีสี เป็นพิษ. ละลายได้ไม่จำกัดในน้ำ สารละลายที่เป็นน้ำจะไม่ตกผลึกที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 °C อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งทำให้สามารถใช้เป็นส่วนประกอบของสารหล่อเย็นที่ไม่แข็งตัว - สารป้องกันการแข็งตัวสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน

โปรแลกไตรออล-1,2,3(กลีเซอรีน) เป็นของเหลวหนืดเป็นน้ำเชื่อมมีรสหวาน ละลายได้ไม่จำกัดในน้ำ ไม่ระเหย เป็นส่วนประกอบของเอสเทอร์ พบได้ในไขมันและน้ำมัน

ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง ยา และอาหาร ในเครื่องสำอาง กลีเซอรีนมีบทบาทในการทำให้ผิวนวลและผ่อนคลาย เติมลงในยาสีฟันเพื่อป้องกันไม่ให้ยาสีฟันแห้ง

กลีเซอรีนถูกเติมลงในผลิตภัณฑ์ขนมเพื่อป้องกันการตกผลึก ฉีดลงบนยาสูบ ซึ่งในกรณีนี้จะทำหน้าที่เป็นสารฮิวเมกแทนท์ที่ป้องกันไม่ให้ใบยาสูบแห้งและแตกสลายก่อนแปรรูป มันถูกเติมลงในกาวเพื่อป้องกันไม่ให้แห้งเร็วเกินไป และบนพลาสติก โดยเฉพาะกระดาษแก้ว ในกรณีหลัง กลีเซอรีนทำหน้าที่เป็นพลาสติไซเซอร์ ซึ่งทำหน้าที่เหมือนสารหล่อลื่นระหว่างโมเลกุลโพลีเมอร์ และทำให้พลาสติกมีความยืดหยุ่นและยืดหยุ่นที่จำเป็น

ไอโซเมอร์ของแอลกอฮอล์ - ส่วน การศึกษา, โมดูลที่ 1 การจำแนกประเภทของแอลกอฮอล์ โดยทั่วไปสำหรับแอลกอฮอล์ ไอโซเมอร์เชิงโครงสร้าง: · ไอโซเมอริซึมของคาร์บอน...

สิ้นสุดการทำงาน -

หัวข้อนี้เป็นของส่วน:

โมดูลที่ 1 การจำแนกประเภทแอลกอฮอล์

ตามจำนวนกลุ่ม จำแนกความแตกต่างระหว่างโมโนไฮดริก ไดไฮโดรริก และโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์.. sn sn เขา.. เอทานอล เอทิลีนไกลคอล กลีเซอรีน..

หากคุณต้องการเนื้อหาเพิ่มเติมในหัวข้อนี้ หรือคุณไม่พบสิ่งที่คุณกำลังมองหา เราขอแนะนำให้ใช้การค้นหาในฐานข้อมูลผลงานของเรา:

เราจะทำอย่างไรกับเนื้อหาที่ได้รับ:

หากเนื้อหานี้มีประโยชน์สำหรับคุณ คุณสามารถบันทึกลงในเพจของคุณบนโซเชียลเน็ตเวิร์ก:

ทวีต

หัวข้อทั้งหมดในส่วนนี้:

คุณสมบัติทางเคมี
I. คุณสมบัติกรดเบส แอลกอฮอล์เป็นสารประกอบแอมโฟเทอริกที่อ่อนแอ 1. การทำปฏิกิริยากับโซเดียม (คุณสมบัติเป็นกรด) 2C2H5–OH + 2Na ®

โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์
โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ถือได้ว่าเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอน โดยอะตอมไฮโดรเจนหลายอะตอมจะถูกแทนที่ด้วยกลุ่ม OH แอลกอฮอล์ไดไฮโดรริกเรียกว่าไดออลหรือไกลคอลมีสามชนิด

คุณสมบัติทางเคมีของแอลกอฮอล์
โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์มีลักษณะเฉพาะโดยปฏิกิริยาของโมโนไฮดริกแอลกอฮอล์ และอาจเกิดขึ้นได้เมื่อมีกลุ่ม –OH หนึ่งกลุ่มขึ้นไปมีส่วนร่วม 1. ปฏิกิริยากับโลหะที่ใช้งานอยู่:

โครงสร้างของฟีนอล อิทธิพลร่วมกันของวงแหวนเบนซีนและหมู่ไฮดรอกซิล
ในโมเลกุลฟีนอล วงแหวนเบนซีนและหมู่ OH มีอิทธิพลซึ่งกันและกัน อิเล็กตรอนคู่เดียวของอะตอมออกซิเจนของกลุ่ม OH อยู่ในการผัน p, π กับวงแหวนเบนซีน ดังนั้นใน

ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับหมู่ไฮดรอกซิล
1. การแยกตัวออกจากกัน สารละลายที่เป็นน้ำ: ฟีโนเลต - ไอออน 2. ปฏิกิริยากับสารออกฤทธิ์

ไอโซเมอริซึม
สำหรับเอมีนปฐมภูมิ - ไอโซเมอริซึมของโซ่คาร์บอน - คาร์บอนและตำแหน่งของ gr – NH2 (1, 2); สำหรับเอมีนทุติยภูมิและตติยภูมิ - ไอโซเมอริซึมของอนุมูล - เมตาเมอริซึม 1) CH3 – CH

โครงสร้างโมเลกุลเอมีน
พันธะ N - H, C - N เป็นขั้ว แต่ขั้วของพันธะ NH นั้นมากกว่า CN ตาม EO ที่แตกต่างกันของอะตอม N, C, H ดังนั้นเอมีนปฐมภูมิและทุติยภูมิเช่นแอลกอฮอล์จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น เพื่อสร้างพันธะ H

คุณสมบัติทางเคมี
I. คุณสมบัติพื้นฐาน เอมีนเป็นเบสที่แข็งแกร่งกว่า NH3 สิ่งนี้อธิบายได้ด้วยเอฟเฟกต์ + I ของอนุมูล ยิ่งความหนาแน่นของอิเล็กตรอนบนอะตอม N ยิ่งมากเท่าใด ความเป็นพื้นฐานก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ใน

อะมิโนแอลกอฮอล์
เหล่านี้เป็นสารประกอบที่มีทั้ง gr ในโมเลกุล –NH2 และ –OH สมาชิกคนแรกของซีรีส์คล้ายคลึงกัน

การออกกำลังกาย
1. วาดโครงสร้างของโมเลกุลเอทิลแอลกอฮอล์ รายชื่อศูนย์ปฏิกิริยาสี่แห่ง 2. เขียนปฏิกิริยาพิสูจน์คุณสมบัติที่เป็นกรดของโพรพานอล 3. เขียนปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน

งานห้องปฏิบัติการ
“คุณสมบัติของแอลกอฮอล์ ฟีนอล” การทดลองที่ 1 การเตรียมคอปเปอร์ (II) กลีเซอเรต เติมสารละลาย su 2-3 หยดลงในหลอดทดลอง

แอลกอฮอล์ เป็นสารประกอบที่มีหมู่ไฮดรอกซิลตั้งแต่หนึ่งหมู่ขึ้นไปที่ถูกพันธะโดยตรงกับอนุมูลไฮโดรคาร์บอน

การจำแนกประเภทของแอลกอฮอล์

แอลกอฮอล์จำแนกตามลักษณะโครงสร้างต่างๆ

1. ขึ้นอยู่กับจำนวนหมู่ไฮดรอกซิล แอลกอฮอล์จะถูกแบ่งออกเป็น

โอ โมเลกุลเดี่ยว(หนึ่งกลุ่ม -OH)

ตัวอย่างเช่น คชม 3 – โอ้ เมทานอล,ช 3 – ช 2 – โอ้ เอทานอล

โอ โพลีอะตอมมิก(กลุ่ม -OH สองกลุ่มขึ้นไป)

ชื่อสมัยใหม่ของโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์คือ โพลีออล(ไดออล ไตรออล ฯลฯ) ตัวอย่าง:

แอลกอฮอล์ไดไฮโดรริก -เอทิลีนไกลคอล(เอเทนไดออล)

โฮ-ช 2 –ช 2 -โอ้

ไตรไฮดริกแอลกอฮอล์ -กลีเซอรอล(โพรเพนไตรออล-1,2,3)

โฮ-ช 2 –CH(OH)–CH 2 -โอ้

ไดอะตอมมิกแอลกอฮอล์ที่มีกลุ่ม OH สองกลุ่มที่อะตอมคาร์บอนเดียวกัน R–CH(OH) 2 เดียวกันจะไม่เสถียร และเมื่อกำจัดน้ำออกไป จะกลายเป็นอัลดีไฮด์ R–CH=O ทันที ไม่มีแอลกอฮอล์ R–C(OH) 3

2. ขึ้นอยู่กับอะตอมของคาร์บอน (ปฐมภูมิ, ทุติยภูมิหรือตติยภูมิ) ที่กลุ่มไฮดรอกซีเชื่อมต่ออยู่, แอลกอฮอล์มีความโดดเด่น

โอ หลัก R-CH 2 –OH,

โอ รองร 2 CH–OH,

โอ ระดับอุดมศึกษาร 3 ซี-โอ

ตัวอย่างเช่น:

ใน โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์กลุ่มแอลกอฮอล์ระดับประถมศึกษา มัธยมศึกษา และตติยภูมิ มีความโดดเด่น ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของกลีเซอรอลไตรไฮดริกแอลกอฮอล์ประกอบด้วยแอลกอฮอล์ปฐมภูมิสองตัว (H2O-CH2 –) และกลุ่มแอลกอฮอล์ทุติยภูมิหนึ่งกลุ่ม (–CH(OH)–)

3. ตามโครงสร้างของอนุมูลที่เกี่ยวข้องกับอะตอมออกซิเจน แอลกอฮอล์แบ่งออกเป็น

โอ ขีด จำกัด(เช่น CH 3 – CH 2 –OH)

โอ ไม่ จำกัด(CH 2 = CH – CH 2 –OH)

โอ มีกลิ่นหอม(ค 6 ชั่วโมง 5 CH 2 –OH)

แอลกอฮอล์ไม่อิ่มตัวที่มีหมู่ OH ในอะตอมของคาร์บอนที่เชื่อมต่อกับอะตอมอื่นด้วยพันธะคู่จะไม่เสถียรมากและจะเกิดไอโซเมอร์เป็นอัลดีไฮด์หรือคีโตนในทันที

ตัวอย่างเช่น,ไวนิลแอลกอฮอล์ CH 2 =CH–OH เปลี่ยนเป็นอะซีตัลดีไฮด์CH3 –CH=O

โมโนไฮดริกแอลกอฮอล์อิ่มตัว

1. คำจำกัดความ

แอลกอฮอล์เชิงเดี่ยวแบบจำกัด – สารอินทรีย์ที่มีออกซิเจน อนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว โดยแทนที่อะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมด้วยหมู่ฟังก์ชัน (-โอ้)

2. ซีรีส์ที่คล้ายคลึงกัน

3. ศัพท์เฉพาะของแอลกอฮอล์

ชื่อที่เป็นระบบได้รับจากชื่อของไฮโดรคาร์บอนโดยเติมคำต่อท้าย -olและตัวเลขแสดงตำแหน่งของหมู่ไฮดรอกซี (หากจำเป็น) ตัวอย่างเช่น:

การกำหนดหมายเลขจะขึ้นอยู่กับส่วนท้ายของห่วงโซ่ที่อยู่ใกล้กับกลุ่ม OH มากที่สุด

ตัวเลขที่แสดงถึงตำแหน่งของกลุ่ม OH มักจะอยู่หลังคำต่อท้าย "ol" ในภาษารัสเซีย

ตามวิธีอื่น (ระบบการตั้งชื่อแบบ Radical-Functional) ชื่อของแอลกอฮอล์ได้มาจากชื่อของอนุมูลด้วยการเติมคำว่า " แอลกอฮอล์" ตามวิธีนี้เรียกว่าสารประกอบข้างต้น: เมทิลแอลกอฮอล์, เอทิลแอลกอฮอล์, n-โพรพิลแอลกอฮอล์ CH 3 -CH 2 -CH 2 -OH, ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ CH 3 -CH(OH)-CH 3

4. ไอโซเมอร์ของแอลกอฮอล์

ลักษณะของแอลกอฮอล์ ไอโซเมอร์เชิงโครงสร้าง:

· ไอโซเมอริซึมของตำแหน่งหมู่ OH(เริ่มจากค 3)
ตัวอย่างเช่น:

· โครงกระดูกคาร์บอน(เริ่มจากค 4)
ตัวอย่างเช่น ไอโซเมอร์โครงกระดูกคาร์บอนสำหรับC4H9OH:

· ไอโซเมอริซึมระหว่างคลาสกับอีเทอร์
ตัวอย่างเช่น,

เอทานอล ช 3 ช 2 –OHและไดเมทิลอีเทอร์ ช 3 –O – ช 3

ก็เป็นไปได้เช่นกัน ไอโซเมอร์เชิงพื้นที่– ออปติคัล

ตัวอย่างเช่น บิวทานอล-2 ช 3 ช(OH)ช 2 CH 3ในโมเลกุลที่อะตอมของคาร์บอนตัวที่สอง (เน้นสี) ถูกพันธะกับองค์ประกอบแทนที่ที่แตกต่างกันสี่ตัว มีอยู่ในรูปของไอโซเมอร์เชิงแสงสองตัว

5. โครงสร้างของแอลกอฮอล์

โครงสร้างของแอลกอฮอล์ที่ง่ายที่สุด - เมทิล (เมทานอล) - สามารถแสดงได้ด้วยสูตร:

จากสูตรอิเล็กทรอนิกส์จะเห็นได้ชัดว่าออกซิเจนในโมเลกุลแอลกอฮอล์มีคู่อิเล็กตรอนอิสระสองคู่

คุณสมบัติของแอลกอฮอล์และฟีนอลถูกกำหนดโดยโครงสร้างของกลุ่มไฮดรอกซิล, ลักษณะของพันธะเคมี, โครงสร้างของอนุมูลไฮโดรคาร์บอนและอิทธิพลซึ่งกันและกัน

พันธะ O–H และ C–O เป็นพันธะโควาเลนต์เชิงขั้ว สิ่งนี้ตามมาจากความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของออกซิเจน (3.5) ไฮโดรเจน (2.1) และคาร์บอน (2.4) ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของพันธะทั้งสองจะเลื่อนไปทางอะตอมออกซิเจนที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากขึ้น:

อะตอมออกซิเจนเข้า แอลกอฮอล์โดดเด่นด้วยการผสมพันธุ์ sp 3 วงโคจรอะตอม 2sp 3 สองอะตอมมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะกับอะตอม C และ H มุมพันธะ C–O–H อยู่ใกล้กับจัตุรมุข (ประมาณ 108°) วงโคจรออกซิเจน 2 sp 3 อีกสองวงที่เหลือแต่ละวงถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอนคู่เดียว

การเคลื่อนที่ของอะตอมไฮโดรเจนในกลุ่มแอลกอฮอล์ไฮดรอกซิลนั้นน้อยกว่าในน้ำเล็กน้อย เมทิลแอลกอฮอล์ (เมทานอล) จะมี "ความเป็นกรด" มากกว่าในชุดแอลกอฮอล์อิ่มตัวแบบโมโนไฮดริก
อนุมูลในโมเลกุลแอลกอฮอล์ยังมีบทบาทในการแสดงคุณสมบัติที่เป็นกรดด้วย โดยทั่วไปแล้วอนุมูลไฮโดรคาร์บอนจะลดคุณสมบัติที่เป็นกรด แต่ถ้าพวกมันมีกลุ่มที่ถอนอิเล็กตรอนความเป็นกรดของแอลกอฮอล์จะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างเช่น แอลกอฮอล์ (CF 3) 3 C-OH เนื่องจากอะตอมของฟลูออรีนมีสภาพเป็นกรดมากจนสามารถแทนที่กรดคาร์บอนิกจากเกลือได้