Kémia | Felsőoktatás » Alkoholok és származékaik

ALKOHOLOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK Levezetés R R H R OH alkohol O H R H O R éter OH H O H Elnevezés Nyíltláncú, telített alkoholok általános név: alkanol alkil-alkohol CH3OH metanol metil-alkohol CH3CH2OH etanol etil-alkohol CH3CH2CH2OH propán-1-ol propil-alkohol CH3CHCH3 OH propán-2-ol izopropil-alkohol CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CHCH3 bután-1-ol butil-alkohol OH bután-2-ol szek-butil-alkohol CH3 CH3CHCH2OH CH3 izobutil-alkohol CH3 C OH CH3 terc-butil-alkohol Telítetlen alkoholok CnH2n-1OH "alkenol" CnH2n-3OH "alkinol" CH2 CH2OH CH2 vinil-alkohol (nem létképes) CHCH2OH CH CCH2OH propargil-alkohol allil-alkohol Többértékű alkoholok C OH C C OH OH OH geminális vicinális H2C HO CH2 OH metándiol (nem létképes) C OH H2C CH2 CH OH OH C OH diszjunkt CH2 CH2 OH OH OH etilénglikol H2C C OH propán-1,3-diol CH2 OH glicerin Származékok CH2 CH2COOH OH 3-hidroxi-propionsav CH3 CHCOOH CH2OH

2-hidroximetil-propionsav Csoportnevek R OH R O alkoxi C2H5O etoxi CH3O metoxi Sók R CH3O- Na+ nátrium-metoxid R Oalkoxid ion OH Éterek CH3 O CH3 dimetil-éter C2H5 O C2H5 CH3 O C2H5 etil-metil-éter dietil-éter O O O O etilén-oxid trimetilén-oxid tetrahidrofurán OR C OR OH C félacetál R O O dioxán O OR acetál H hidroperoxid R O O peroxid R AZ ALKOHOLOK ÉS ÉTEREK SZERKEZETE 104° H H O C C C C C C 105° O C H C C O C 110° O C O O analóg szerkezetek C AZ ALKOHOLOK FIZIKAI TULAJDONSÁGAI Molekulatömeg Forráspont (C°) CH3OH 32 65 CH3CH3 30 -89 CH3CH2OH 46 78 CH3OCH3 46 -24 CH3CH2CH3 44 -42 HOCH2-CH2OH 62 200 CH3CH2CH2CH3 58 -1 HOCH2-CHOH-CH2OH 92 290 CH3(CH2)4CH3 86 69 Hidrogénkötés 180 pm 100 pm O H R O H O R kötési energia H R 20 kJ/mol 476 kJ/mol Olvadáspont CH3 OH CH3 C OH CH3 -90 °C 26 °C AZ ALKOHOLOK SAV-BÁZIS TULAJDONSÁGAI Savi jelleg H H

R H A O H + O R H O + H MeOH H2 O EtOH 15.5 15.7 15.9 pKa O + Me3COH 18 aciditási sorrend H2O > ROH > RC CH > H2 > NH3 > RH bázicitási sorrend R- > NH2- > H- > RC C- > RO- > HO- C2H5OH + HO- C2H5O- + H2O C2H5OH + NH2- C2H5O- + NH3 C2H5OH + Na C2H5O- Na+ + 1/2 H2 Bázicitás + R OH + HA R OH2 + A- R OR + HA R OH + H R + A- AZ ALKOHOLOK KÉMIAI TULAJDONSÁGAI Az alkoholok alkilezése; Williamson éterszintézis R O H + Q X R 1. Primer Q-X O Q + HX SN2 Példa CH3CH2CH2O-Na+ + H-H CH3CH2CH2OH + NaH - + CH3CH2CH2O Na + CH3CH2I 2. Tercier Q-X SN 2 CH3CH2CH2OCH2CH3 + NaI SN1, E1 CH3 Példa EtOH -H+ CH3 CH3 CH3 C CH3 Br EtOH - -Br CH3 CH3 C OCH2CH3 CH3 C+ CH3 CH2 + -H CH3 C CH3 Az alkoholok acilezése. Közvetlen észteresítés R O H + R C OH R O O C2H5OH C R + H2O O K~4 + CH3COOH C2H5O-CO-CH3 + H2O Savkatalizált észteresítés a) Primer alkoholok reakciója +

O R OH + H C OH R C H O R OH R OH + C OH + OR -H R OR C OH H OH H+ O R C + -H OR R O H C OR + OH -H2O R OR C +OH 2 acil-O kapcsolat C2H518OH + CH3COOH C2H518O-CO-CH3 + H 2O b) Tercier alkoholok reakciója R H+ OH + -H2O + R OH2 R O R C OH R O C R -H+ + R O O C R O H alkil-O kapcsolat (CH3)3C-18OH + CH3COOH (CH3)3C-O-CO-CH3 + H218O Egyéb acilező reagensek O R OH + R C O Cl R O C R + HCl karbonsav-klorid O R R OH O C + O R C O karbonsav-anhidrid R O C R + RCOOH Szulfonsavak észterei O R OH + R O S Cl R O szulfonil-klorid O S + R HCl O alkil-szulfonát Példák O O C2H5 OH + CH3 S Cl C2H5 O CH3 + HCl S O etil-metánszulfonát O metánszulfonil-klorid O C2H5OH + CH3 S Cl O p-toluol-szulfonil-klorid tozil-klorid O CH3 S O etil-tozilát OC2H5 Szulfonátok felhasználása SN2 reakciókban O Nu- RCH2 O S O R SN 2 Nu CH2R + O- O S R O jó távozó

csoport Példa C6H5CH2CHCH3 OH p-CH3-C6H5-SO2Cl C6H5CH2CHCH3 -HCl O-SO2-C6H5-p-CH3 C2H5OH C6H5CH2CHCH3 O-C2H5 Alkoholok szervetlen savakkal képzett észterei Salétromossav észterek R OH + R HONO O N O alkil-nitrit Salétromsav észterek R OH + R HONO2 CH2 OH CH OH O NO2 alkil-nitrát CH2 ONO2 + HONO2 CH CH2 OH ONO2 CH2 ONO2 glicerin-trinitrát Kénsav észterek R CH3OH OH + OH H2SO4 SO2 OH RO SO2 OH alkil-hidrogén-szulfát deszt. CH3O SO2 OH metil-hidrogén-szulfát Foszforsav észterek 3R OH + POCl3 CH3O SO2 OCH3 dimetil-szulfát O RO P OR OR trialkil-foszfát Alkil-halogenidek előállítása alkoholokból R OH + R HX CH3CH2CH2CH2OH + HBr + X CH3CH2CH2CH2Br CH3 CH3 CH3 OH + C H2O CH3 HCl C CH3 Cl CH3 Mechanizmus a) CH3CH2CH2CH2 OH CH3CH2CH2CH2 OH2 + H Br Br- S N2 CH3 b) CH3 C OH H Cl CH3 + + OH2 C CH3 OH2 CH3 CH3CH2CH2CH2Br + H2O CH3 CH3 C OH2 CH3 CH3 CH3 + CH3CH2CH2CH2 -H2O CH3

C+ CH3 Cl CH3 - S N1 CH3 C Cl CH3 Egyéb halogénező reagensek R OH + PBr3 foszfor-tribromid R Br + H3PO3 R OH + SOCl2 tionil-klorid R Cl + SO2 + HCl Lucas reagens; cc. HCl + ZnCl2 R O + ZnCl2 R H Cl - R + O H + O ZnCl2 H ZnCl2 Cl R + [Zn(OH)Cl2] Az alkoholok dehidratálása C C HA C C H OH + C OH C HA + C C alkén C HO C O C C éter Példák H2SO4 180 °C CH2 CH2 CH3CH2OH H2SO4 140 °C OH CH3CH2OCH2CH3 85% H3PO4 170 °C CH3 CH3 C OH CH3 CH2 20% H2SO4 85 °C CH3 C CH3 H 2O + H 2O Mechanizmus C C OH + H2SO4 C C E -H+ -H2O C HO C C + OH2 + OSO2OH + OH2 SN H SO2 O C HO C -H2O -H+ C C O H 1. Primer alkohol éter (SN2), alkén (E2) (hőmérsékletfüggés) 2. Szekunder alkohol alkén, éter 3. Tercier alkohol alkén (E1) C Az alkoholok oxidációja O O R CH2OH primer alkohol R R R C C OH karbonsav H aldehid R CH OH R szekunder alkohol C O R keton oxidálószerek:

CrO3, Na2Cr2O7, KMnO4 3 (CH3)2CH-OH + 2CrO3 + 6H+ = 3(CH3)2CO + 2Cr3+ + 6H2O izopropil-alkohol aceton A króm-trioxidos oxidáció mechanizmusa CH3 CH3 1. CH OH + CrO3 CH3 H CH3 CH3 2. C H O O CH3 O O Cr OH CH3 O H H O Cr OH C CH3 O O C + O - Cr O + OH O H H H 3H2CrO3 + 6H+ = CrO3 + 2Cr3+ + 6H2O kinetikai izotópeffektus CH3 CH3 CH OH CH3 krel CD3 CD OH CH3 1 CH OH CD3 0.16 1 Az éterkötés hasítása C O C C O Nu + C Nurossz távozó csoport CH3CH2OCH2CH3 + 2 HBr 2 CH3CH2Br + H2O Mechanizmus 1. CH3CH2OCH2CH3 + HBr + CH3CH2O CH2CH3 + Br- H + 2. CH3CH2O CH2CH3 + Br- CH3CH2OH + CH3CH2Br H 3. CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2 O Epoxidok (oxiránok) Előállítás CH2 CH2 OH Cl HO- (-H2O) CH2 CH2 O- Cl -ClSNi CH2 CH2 O Az epoxidok hasítása A) Bázikus közeg CH3 CH3 C CH2 CH3 + CH3O- CH3OH CH3 O C CH2OCH3 OH Mechanizmus (SN2) CH3 CH3 C CH2 CH3 OCH3 CH3 O C O CH2 OCH3 CH3OH CH3

CH3O + CH3 C OH CH2OCH3 A) Savas közeg CH3 CH3 C CH3 CH2 + HA CH3OH CH3 O C CH2OH OCH3 Mechanizmus (SN1) CH3 CH3 CH3 CH2 + H+ C CH3 CH3 C CH2 +OH O CH3 C CH2OH OCH3 CH3 + -H CH3OH CH3 C + CH2OH