Alkoholy

Charakteristika

  • Kyslíkaté deriváty uhlovodíků, které obsahují 1 nebo více funkčních skupin OH
  • Skupina OH je vázána na uhlík, který není součástí aromatického jádra

Rozdělení

  • Podle počtu skupin OH:
    a, jednosytný – 1 skupina OH
    b, dvojsytný – 2 skupiny OH
    c, trojsytný  – 3 skupiny OH
    d, vícesytný – více skupin OH
  • Podle počtu atomů vodíku, které jsou na uhlíku, na kterém je navázaná skupina OH:a, primární alkohol           –CH2 – OH
    b, sekundární alkohol       –CH – OH
    ׀         ׀
    c, terciální alkohol –C–OH
    ׀

Rozbor struktury

  • Vazby jsou polární, i molekula navenek má polární charakter

H3C – H2Cδ+ ◄ Oδ- ►Hδ+
záporný indukční efekt I–

Názvosloví

  • Název tvoříme názvem uhlovodíku a příponou –ol
  • Polohu určujeme číslem (např. propan-2-ol)  CH3 – CH(OH) – CH3

Příprava

  • Kvašením cukerných roztoků – fermentací a následnou destilacíC6H12O6 ->   2 CH3CH2OH  +  2 CO2
  • Hydratací alkenůCH2 ═ CH2 +  H2O   ->  CH3 – CH2OH

Vlastnosti

  • Mezi molekulami alkoholu vznikají vodíkové vazby podobně jako u vody = vazby mezi kyslíkem a vodíkem
  • Alkohol s vodou tvoří vazby -> snadno se rozpouští
  • Nejnižší alkoholy jsou kapaliny příjemné vůně, neomezeně mísitelné s vodou
  • Vyšší alkoholy jsou krystalické látky, ve vodě téměř nerozpustné
  • Mají poměrně vysokou teplotu varu
  • Skupina OH uděluje alkoholům amfoterní charakter -> reaguje jak s kyselinami, tak se zásadami

Základní reakce

  • Vůči silným zásadám se chovají jako kyseliny za vzniku alkoholátů
  • Vůči silným kyselinám se chovají jako zásady za vzniku alkoxoniových solí
  • Substituční reakceCH3 – CH2 – OH + HCl -> CH3 – CH2 – Cl + H2O
    ethanol                             chlorethan
  • Eliminační reakce (dehydratace)CH3 – CH2 – OH -> CH2 ═ CH2   +  H2O
            ethanol                    ethen
  • Oxidacea, primárních alkoholů za vzniku aldehydů až karboxylových kyselin:
    ox
    CH3 – CH2 – OH   ->  CH3 – C(HO)
        ethanol                      acetaldehyd
    ox 
    CH3 – C(HO) ->  CH3COOH
                                        kyselina octová

    b, oxidace sekundárních alkoholů za vzniku ketonů:
             ox
    H3C – CH – CH3    ->   CH3 – C – CH3
    ׀                                     ׀׀
    OH                                 O
                 propan-2-ol               dimethylketon, aceton

  • Esterifikace = reakce alkoholů s kyselinami za vzniku esteru a vodyCH3COOH +  CH3CH2OH -> CH3 – CO – O – CH2 – CH3  +  H2O
    ethylester kyseliny octové,
    ethylacetát

Zástupci

Methanol    CH3OH

  • Bezbarvá kapalina, příjemné vůně, neomezeně mísitelná s vodou
  • Těžce vzhledem odlišitelný od ethylenu
  • Prudce jedovatý, jeho požitím hrozí oslepnutí až smrt
  • Výborné rozpouštědlo
  • Používá se na výrobu formaldehydu k výrobě formaldehydových pryskyřic (umakart)

Ethanol     CH3CH2OH

  • Triviální název: líh
  • Bezbarvá kapalina, příjemné vůně, neomezeně mísitelná s vodou
  • Získává se ethanolovým kvašením cukerných šťáv
  • Snadno ho lze připravit v domácích podmínkách
  • Obsažen v alkoholických nápojích, dlouhodobé požívání může vyvolat závislost
  • Ve větším množství dochází k poškození jater, ledvin, nervového systému
  • Sráží bílkoviny
  • Používá se k výrobě kosmetiky, léčiv, jako dezinfekční prostředek, rozpouštědlo a k chemických syntézám
  • Pro technické účely se denaturuje

Denaturace

·         Znehodnocování alkoholu, aby se stal nepoživatelným

  • Pro denaturaci se používají láky blízké teplotě varu alkoholu a nepříjemného zápachu
  • Např. benzin, pyridin

Ethylenglykol     CH2OH – CH2OH

  • Jedovatá olejovitá kapalina, neomezeně mísitelná s vodou
  • Má nasládlou chuť
  • Používá se jako složka do nemrznoucích směsí (Fridex)
  • Dobré rozpouštědlo, výroba plastů

Glycerol     CH2OH – CHOH – CH2OH

  • Glicerin, propan-1,2,3-triol
  • Vysokovroucí sirupovitá kapalina sladké chuti, neomezeně mísitelná s vodou
  • Používá se v kosmetice (krémy na ruce)
  • Výroba plastických hmot
  • Výroba glicerolnitrátu = nitroglicerin
    Výbušný při nárazu
    Objevitel je Alfred Nobel
    V malých dávkách se používá při angíně pectoris

Fenoly

Charakteristika

  • Kyslíkaté deriváty uhlovodíků, ve kterých je skupina OH přímo vázána na aromatické jádro
  • Acidita hydroxyderivátů klesá v pořadí: kyselina pikrová – fenol – voda – methanol

Rozdělení podle počtu OH skupin

  • Jednosytné: fenol, kresoly, kyselina pikrová
  • Vícesytné: pyrokatechol, resorcinol, hydrochinon, fluoroglucinol, pyrogallol, hydroxihydrochinon.

Příprava

  • Připravují se izolací z černouhelného dehtu
  • U nás v závodech DEZA Valašské Meziříčí

Vlastnosti

  • Fenoly jsou pevné látky nepříjemného zápachu
  • Leptají pokožku sliznice
  • Málo rozpustné ve vodě
  • Některé se používají jako dezinfekční prostředky

Základní reakce

Reakce na hydroxylové skupině

Zástupci

Fenol

  • Bezbarvá krystalická látka, která na vzduchu červená
  • Leptá pokožku
  • Požívá se při výrobě plastů, léčiv, pesticidů, barviv

Kyselina pikrová

  • Vzniká nitrací fenolu
  • Tvoří žluté krystalky silně hořké chuti (pikros = hořký)
  • Používá se jako trhavina

Dvojsytné fenoly

  • Pyrokatechol, hydrochinon – složkou fotografických vývojek
  • Rezorcinol – v kožním lékařství jako antiseptikum

Ethery

Charakteristika

  • Kyslíkaté deriváty uhlovodíků, ve kterých jsou vázané 2 uhlovodíkové zbytky
  • Deriváty vody         R1   –  O  –   R2
  • Rozdělení:
    a, symetrické – stejné uhlovodíkové zbytky
    b, nesymetrické – různé uhlovodíkové zbytky

Rozbor struktury

H3Cδ+ ◄ Oδ- ►CH3δ+
E+                         N–

  • Molekula jako celek není polární ->nepolární rozpouštědlo

Názvosloví

  • V abecední pořádku seřadíme názvy uhlovodíkových zbytků + přípona etherfenyl(methyl)ether      ethyl(vynil)ether         ethyl(fenyl)ether
  • Lze-li jeden z uhlovodíkových zbytků hodnotit jako nadřazený, vyjádříme ho jménem.
    Druhý uhlovodíkový zbytek vyjádříme předponou a přidáme oxy.etoxybenzen metoxybenzen                  metoxyethan

Příprava

  • Ethery se stejnými uhlovodíkovými zbytky připravujeme z alkoholů působením H2SO4
        
    2 CH3 – CH2 – OH ->   CH3 – CH2 – O – CH2 – CH3
                                              diethylether
  • Ethery s různými uhlovodíkovými zbytky se připravují z alkylhalogenidů reakcí s alkoholátyCH3Cl    +  CH3CH2ONa   -> NaCl   +  CH3 – O – CH2 – CH3
     ethanolát sodný                                 ethylmethylether

Vlastnosti

  • Většinou kapaliny
  • Charakteristické svou vůní
  • Teplota varu je nižší než u alkanů
  • Jsou těkavé, hořlavé
  • Nevytvářejí vodíkové můstky
  • Velmi dobrá nepolární rozpouštědla

Zástupci

Diethylether

  • Těkavá, vysoce hořlavá kapalina
  • Používá se jako rozpouštědlo
  • Dříve používaný jako anestetikum – má narkotické účinky

Úkol 1:

Napište vzorce sloučenin:                                     CH3
׀
CH2 – CH2 – CH3                                      CH2 – C – CH3
׀                                                                  ׀         ׀
OH                                                              OH     CH3
propan-1-ol                                            2,2-dimethylpropan-1-ol

CH2 – CH2 – CH2 – CH2

׀                                ׀

OH                            OH
butan-1,4-diol

CH2 – C ═ CH – CH3                                           CH2 – CH – CH2
׀          ׀                                                                  ׀          ׀        ׀
OH      C2H5                                                          OH      OH   OH
2-ethylbut-2-en-1-ol                                       propan-1,2,3-triol, glycerol

Úkol 2:

Jak byste převedli propan-2-ol na 2-jodpropan? Napište rovnici reakce.

H3C – CH(OH) – CH3 + HI ->H3C – CHI – CH3 + H2O
propan-2-ol                               2-jodpropan

R: substituce nukleofilní

Úkol 3:

Jak se oxiduje butan-1-ol a butan-2-ol? Napište rovnici reakce.

CH3 – CH2 – CH2 – CH2(OH)  +  O2  ->  CH3 – CH2 – CH2 – CHO
                            butan-1-ol                                                    butanal
-> CH3 – CH2 – CH2 – COOH

kyselina máselná

CH3 – CH – CH2 – CH3  + O2  ->   CH3 – C – CH2 – CH3  +  H2O

׀                                                        ׀׀
OH                                                    O
            butan-2-ol                                    ethylmethylketon

Úkol 4:

Navrhněte přípravu pro propan-2-ol z 1-chlorpropanu. Co vzniká oxidací propan-2-olu?

H2C – CH2 – CH3 ->   HCl + CH2 ═ CH – CH3
׀                                                  propen

Cl                                                                           R1: eliminace
   1-chlorpropan

CH2 ═ CH – CH3 + H2O ->  CH3 – CH – CH3
׀
OH                  R2: adice elektrofilní
propan-2-ol
CH3 – CH – CH3   + O2 -> CH3 – C – CH3
׀                                           ׀׀
OH                                       O                       R3: oxidace

                                                            dimethylketon