Kyslíkaté deriváty Hydroxyderiváty: -OH Ethery: R-O-R

Prezentace na téma: "Kyslíkaté deriváty Hydroxyderiváty: -OH Ethery: R-O-R"— Transkript prezentace:

1 Kyslíkaté deriváty Hydroxyderiváty: -OH Ethery: R-O-R
Alkoholy Fenoly Ethery: R-O-R Karbonylové sloučeniny: a) Aldehydy b) ketony Karboxylové sloučeniny: RCOOH

2 Alkoholy, Fenoly Podle uhlíku nesoucího OH skupinu: Dělení:
Podle počtu OH skupin: jednosytné a vícesytné Podle uhlíku nesoucího OH skupinu: Primární CH3CH2CH2OH Sekundární CH3 CH CH3 OH Terciární CH3 C CH3 CH3

3 Názvosloví alkoholů, fenolů
OH skupina je hlavní Systematické názvosloví - k názvu uhlovodíku přidáme koncovku –ol a příslušný lokant (případně –diol apod.) Aditivní princip (dvousložkové) - spojíme název uhlovodíkového zbytku + slovo alkohol

4 Názvosloví alkoholů, fenolů
Triviální názvosloví - líh (S: ethanol) - fenol - etylenglykol (S: ethan-1,2-diol) - glycerol (S: propan-1,2,3-triol) - hydrochinon (S: benzen-1,4-diol) - resorcinol (S: benzen-1,3-diol) -pyrokatechol (S: benzen-1,2-diol) - kyselina pikrová (S: 2,4,6-trinitrofenol)

5 Názvosloví alkoholů, fenolů
Příklady: CH3OH CH3CH2OH CH3CH/OH/CH3 HOCH2CH2OH CH2=CHOH HOCH2CH /OH/CH2OH methanol, methylalkohol ethanol, ethylalkohol, líh propan-2-ol, isopropylalkohol ethan-1,2-diol, ethylenglykol ethenol, vinylalkohol propan-1,2,3-triol, glycerol

6 Názvosloví alkoholů, fenolů
Procvičení: napiš racionální vzorce: a) propan-2ol b) naft-2-ol c) 3-ethylhexan-1-ol d) benzen-1,4-diol e) 4-methylcyklohexanol f) ethenol g) terciární butylalkohol h) cyklohexylalkohol

7 Alkoholy, Fenoly Výskyt: V přírodě se vyskytují hojně, jako produkty a meziprodukty metabolismu.

8 Fyzikální vlastnosti alkoholů
Kapaliny, nebo tuhé látky. Vyšší teploty varu než uhlovodíky, od kterých jsou odvozeny. Důvod – vodíkové můstky. Nižší a vícesytné alkoholy jsou dobře rozpustné ve vodě. Nižší alkoholy – charakteristický zápach.

9 Stabilita alkoholů Podmínky stability:
1. Na atomu uhlíku jedna skupina OH. 2. Z atomu uhlíku nesoucího OH skupinu nesmí vycházet násobné vazby.

10 Chemické vlastnosti alkoholů
Vazba O – H je polární. Má slabě kyselý charakter /podobný jako u vody/ Má slabě zásaditý charakter – díky nevazebným elektronovým párům na kyslíku. Tedy alkoholy mají amfoterní charakter. Tvoří dvojí druh solí – alkoxidy neboli alkoholáty a alkoxoniové soli.

11 1) Acidobazické vlastnosti
Alkoholy mají amfoterní charakter (dle partnera) Kyselé chování CH3OH CH3O- alkoholátový anion - H+

12 Co myslíte, je kyselejší fenol nebo alkohol? A proč?

13 Fenoly jsou v důsledku kladného mezomerního efektu kyselejší než alkoholy
Vznik fenolátového aniontu je usnadnen delokalizaci zaporneho naboje na arom.jadre, coz zvysuje jeho stabilitu

14 Fenoly jsou v důsledku kladného mezomerního efektu kyselejší než alkoholy
Zde je obsažen substituent I. třídy, který způsobuje svými volnými elektronovými páry +M efekt.Substituent odpuzuje volné elektronové páry od sebe do jádra a zvyšuje tak elektronovou hustotu jádra jako celku - tím celkově usnadňuje další substituci - zvyšuje elektronovou hustotu v poloze ortho a para (polohy 2,4,6),kam orientuje další substituci (i když ne zpravidla ze 100 %).

15 1) Acidobazické vlastnosti
Zásadité chování Vůči silným kyselinám (např.HCl) ROH + HCl R – O – H+ Cl- H alkyloxoniová sůl alkoxonium halogenid (chlorid) Napiš vzoreček methyloxonium chlorid CH3OHH+Cl-

16 2Na + 2CH3CH2OH → 2CH3CH2O- Na + + H2 ethanolát sodný natrium-ethoxid
Napište reakci sodíku s bezvodým ethanolem Napište reakci propan-1-olu s kyselinou chlorovodíkovou 2Na + 2CH3CH2OH → 2CH3CH2O- Na + + H2 ethanolát sodný natrium-ethoxid CH3CH2CH2OH + HCl → CH3CH2CH2OH2 +Cl- propyloxoniumchlorid

17 Použití alkoholátů Alkoholáty se používají jako silné zásady a jako nukleofilní činidla. Např. reakce alkoholátů s halogenderiváty Napište reakci 1-brompropanu s propanolátem sodným (natrium-propoxid) CH3CH2CH2-O-- Na+ + CH3CH2CH2-Br CH3CH2CH2-O-CH2CH2CH3 + NaBr !vznik éterů!

18 Použití alkoxoniových solí
Alkoxoniové soli jsou meziprodukty řady reakcí, např. substituce alkoholů, eliminace alkoholů a esterifikace.

19 2) Substituce alkoholů Účinkem halogenovodíků na alkoholy lze provést substituci skupiny OH halovým prvkem. Například: Reakce ethanolu s bromovodíkem za vzniku vody a bromethanu C2H5OH + HBr  → C2H5Br + H2O jedná se o nukleofilní substituci Není pravděpodobná u fenolů (SE jako u arenů)

20 3) Esterifikace Je to reakce alkoholů s minerálními nebo organickými kyselinami za vzniku vody a esteru. Větší význam má reakce alkoholů s organickými kyselinami. Příklad: Reakce ethanolu a kyseliny octové /pozor na pořadí reaktantů/. CH3COOH +C2H5OH ⇄ H2O + CH3COOC2H5 ethylester kyseliny octové

21 Esterifikace s anorganickou kyselinou

22 4) Dehydratace alkoholů
Dehydratace je eliminace (odštěpení) vody, platí Zajcevovo pravidlo. Působením silných kyselin, nejčastěji koncentrované kyseliny sírové, vznikají nenasycené uhlovodíky. Lze provést za použití i jiných katalyzátorů (Al2O3)

23 4) Dehydratace alkoholů
Napište rovnici dehydratace ethanolu kyselinou sírovou, která je tu katalyzátor. Provádí se při teplotě od 100oC do 140oC. Při teplotě do 100oC vzniká ethylester kyseliny sírové. C2H5OH H2O + H2C= CH2

24 5) Oxidace alkoholů Oxidace:
Primární alkoholy ….na aldehydy a pak na karboxylové kyseliny Sekundární alkoholy …na ketony. Terciární alkoholy….neoxidují se běžnými oxidačními činidly. Napište reakční schéma oxidace ethanolu a propan-2-olu.

25 6) Oxidace fenolů Fenoly s jednou hydroxylovou skupinou jsou poměrně stálé vůči oxidaci Fenoly se dvěma hydroxylovými skupinami v poloze ortho nebo para se oxidují za porušení aromatického jádra na CHINONY o-benzochinon

26 Použití alkoholů Methanol – kapalina char. vůně, rozpouštědlo, palivo a výroba formaldehydu. Vyrábí se z vodního plynu. CO + 2 H2  CH3OH Ethanol – kapalina char. vůně,rozpouštědlo, palivo,dezinfekční prostředek, výroba alkohol.nápojů.Vyrábí se kvašením cukrů nebo adicí vody na ethen Ethylenglykol – kapalina sladké chuti, jedovatá, nemrznoucí směsi,rozpouštědlo, výroba plastů. Vyrábí se oxidací ethenu.

27 Použití alkoholů Glycerol – kapalina sladké chuti,neomezeně mísitelná s vodou, kosmetika, výroba plastů, celofánu, výroba nitroglycerinu, výroba dynamitu Cyklohexanol – výroba plastů, polyamidů.