Бутен 2 ол 1 структурная формула. Спирты

СПИРТЫ – это органические соединения, содержащие гидроксильную группу ОН, соединенную с каким-л. углеводородным радикалом. Являются производными углеводородов. Количество ОН-групп в молекуле характеризует т. н. атомность С.: соединения с одной ОН-группой – одноатомные С. (алкоголи), с двумя ОН-группами – двухатомные С. (), с тремя ОН-группами – трехатомные С. (напр., глицерин), с несколькими ОН-группами – многоатомные С. (напр., сорбит). С. широко используются в химической, медицинской и многих др. отраслях промышленности; являются исходными веществами или растворителями в производстве различных видов синтетических волокон, пластических масс, лакокрасочных материалов, моющих средств, красителей, парфюмерных изделий и др.

Сокращения и обозначения: ПДК – это предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны (по ГН 2.2.5.686–98); п – пары; а – аэрозоль; класс – класс опасности вещества согласно ГОСТ 12.1.007–76; «+» – требуется специальная и глаз.

Наиболее опасны одноатомные и двухатомные С. Одноатомные предельные С. (алканолы) обладают наркотическим действием, которое наряду с раздражающим эффектом возрастает при ингаляционном воздействии с увеличением числа атомов углерода до 5, а затем снижается в связи с уменьшением летучести. Общее токсическое действие одноатомных предельных С. при др. путях поступления в организм изменяется с такой же закономерностью. Острое ингаляционное С. практически невозможно. Длительное повторное вдыхание ряда С. на уровне ПДК и выше (особенно при их одновременном попадании на незащищенную кожу) может приводить к развитию хронического отравления различной степени тяжести.

Метанол (метиловый спирт) является первым членом гомологического ряда предельных одноатомных С. Это сильный яд преимущественно нервного и сердечно-сосудистого действия с выраженными кумулятивными свойствами. Типичны поражения органа зрения, вплоть до полной слепоты при любых путях поступления в организм. Механизм действия метанола связан с его метаболизмом по типу летального синтеза через образование формальдегида и муравьиной кислоты до углекислоты и воды. Метанол может нейтрализоваться в печени в результате образования глюкуроновых эфиров. Нарушение зрения обусловлено снижением синтеза АТФ в сетчатке.

Острое при вдыхании паров встречается редко. Опасен прием метанола внутрь: 5–10 мл могут вызвать тяжелые отравления, а 30 мл – привести к смертельному исходу. Острое характеризуется состоянием легкого опьянения, тошнотой, рвотой, сильной головной болью, резким ухудшением зрения вплоть до слепоты; при утяжелении состояния – цианоз, затрудненное дыхание, расширение зрачков, судороги и смерть от остановки дыхания. Диагноз подтверждается обнаружением в моче муравьиной кислоты.

Хронические отравления характеризуются головокружением, головной болью, бессонницей, повышенной утомляемостью, желудочно-кишечными расстройствами, болями в области сердца и печени, нарушением функции зрения, прежде всего цветного.

Этанол (этиловый спирт) – наиболее известный представитель класса С. На организм этанол оказывает наркотическое и токсическое действие, вызывая вначале возбуждение, а затем резкое угнетение ЦНС. При длительном воздействии больших доз возникают нарушения важнейших функций организма и тяжелейшие поражения всех органов и тканей, вызывая органические заболевания нервной и сердечно-сосудистой систем, печени, пищеварительного тракта, эндокринных органов, нарушение липидного обмена. Оказывает эмбриотоксическое и тератогенное действие.

При однократном приеме этанола (концентрация в крови 300 мг/л) у человека наступает эйфория, при 500 мг/л – нарушение координации движения, при 1000 мг/л – атаксия. Смертельной дозой считается 200–300 мл чистого этанола, однако эта колеблется в зависимости от возраста, состояния здоровья и др. Средней смертельной концентрацией этанола в крови считается 3,5–5 ‰, а концентрация выше 5 ‰ – абсолютно смертельная. При ингаляции в дыхательных путях человека задерживается около 62% этанола, причем сорбция его начинается уже в верхних отделах. Метаболизм этанола происходит преимущественно в печени (70–95%) и в незначительном количестве – в сердце, почках, мозге, скелетных мышцах. Скорость метаболизма – 85 (женщины) и 100 (мужчины) мг/кг за 1 ч. С выдыхаемым воздухом, с потом, мочой, калом выделяется 2–5% этанола.

Бутиловые С. наряду с наркотическим эффектом оказывают раздражающее действие, обладают кожно-резорбтивным действием, нарушают функцию печени. В опытах на животных выявлено эмбриотоксическое и мутагенное действие 2-метил-2-пропанола. Смертельная при приеме внутрь для человека – 30 г. У 45% лиц с острым отравлением находили изменения на глазном дне, сужение полей зрения, иногда вплоть до атрофии зрительного нерва и развития слепоты.

Пентиловые (амиловые) и гексиловые С. оказывают общетоксическое и выраженное раздражающее действие на слизистую верхних дыхательных путей и желудка. Гексиловые спирты обладают кожно-резорбтивным действием (для гексанола установлен ПДУкожа = 0,02 мг/см2). Смертельная 1-пентанола при приеме внутрь для человека – 10 г. Признаки отравления: головная боль, головокружение, приливы крови к голове, тошнота, рвота, понос, иногда бред, галлюцинации, глухота. Смерть – при явлениях поражения ЦНС.

Хроническое воздействие пентиловых и гексиловых С. может вызывать тремор рук, невриты и полиневриты, заболевания желудочно-кишечного тракта, поражения сердца, почек, психические расстройства. Возможны нарушения зрения, конъюнктивит. Пенитиловые С. в организме окисляются до альдегидов и кислот, выделяются с мочой и выдыхаемым воздухом. Гептиловые, октиловые и следующие за ними в гомологическом ряду одноатомные предельные С. оказывают преимущественно раздражающее действие на слизистые оболочки и кожу, обладают кожно-резорбтивным действием (для деканола установлен ПДУкожа = 0,02 мг/см2).

Одноатомные непредельные алифатические С. являются токсичными соединениями с выраженным наркотическим эффектом, за исключением аллилового спирта (сильного гепатотропного яда). Ведущими проявлениями в картине острого отравления при ингаляционном и пероральном поступлении являются наркотический эффект, нарушение координации движений.

(двухатомные С.) и их производные обладают умеренно выраженным токсическим эффектом с преимущественным нарушением функции и структуры нервной системы, почек и печени. Острые ингаляционные отравления маловероятны в связи с их низкой летучестью, возможны хронические отравления.

Этиленгликоль очень токсичен при попадании в желудок; поражает ЦНС и почки, вызывает гемолиз эритроцитов, изменяет течение окислительно-восстановительных процессов. Токсичны и метаболиты этиленгликоля – альдегиды и , обусловливающая образование и накопление в почках оксалатов кальция. Поражение ЦНС также связывают с отложением кристаллов оксалата кальция в клетках нервной системы и с нарушением микроциркуляции в сосудах головного мозга, печени, почек. Выявлено мутагенное действие. Есть подозрение на возможность канцерогенного действия. Для человека минимально смертельная доза при приеме внутрь – 70 мг/кг.

2,2′-Оксидиэтанол оказывает преимущественно нефротоксическое действие, а также кожно-резорбтивное, гонадотоксическое и (возможно) канцерогенное. Известны смертельные случаи при приеме внутрь около 0,75 мг/кг. Клиническая картина отравления: чувство опьянения, боли в животе, рвота, одышка, потеря сознания, судороги, протеинурия, гематурия, анурия; смерть – через 2–3 дня. На вскрытии – поражение головного мозга, нефроз. Триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пентаэтиленгликоль и пропиленгликоль малотоксичны при различных путях поступления в организм. Раздражающее действие выражено умеренно. Картина отравления: нарушение дыхания и движений, судороги; смерть – в течение суток. У тетра- и пентаэтиленгликолей выявлено мутагенное действие.

Бутандиолы (бутиленгликоли) обладают слабым наркотическим действием, вызывают слабое раздражение кожи и слизистых оболочек. В производственных условиях малоопасны (за исключением 1,4-бутандиола). Гександиолы при остром отравлении вызывают избирательное поражение лимфоидной ткани, при длительном действии – центральных и периферических отделов нервной системы. 1,5-гександиол при ингаляционном воздействии раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз.

Ненасыщенные спирты могут быть этиленового, ацетиленового и других рядов ненасыщенных соединений. Следует иметь в виду, что алкены не могут нести гидроксил при углероде во втором валентном состоянии (sp 2). Структуры

неустойчивы и изомеризуются в

Вот некоторые ненасыщенные спирты:

Виниловый спирт, СН 2 =СН–ОН, в свободном состоянии не существует. Однако, известны его эфиры, например, винилацетат, получаемый из уксусной кислоты и ацетилена:

Винилацетат используется для получения поливинилацетата и поливинилового спирта, из которого готовят ценные полимеры.

Аллиловый спирт обладает свойствами как спиртов, так и олефинов. Получают его гидролизом хлористого аллила в 5 %-ном растворе щёлочи.

Используют в производстве глицерина.

Пропаргиловый спирт получают конденсацией ацетилена с формальдегидом:

Является промежуточным продуктом в синтезах аллилового спирта, глицерина, дивинила.

2.1.2 Многоатомные спирты

2.1.2.1 Гликоли

Гидроксильные группы в гликолях содержатся у различных атомов углерода. Гликоли с двумя гидроксилами у одного углеродного атома нестойки. Они отщепляют воду с образованием альдегидов или кетонов.

Изомерия гликолей определяется взаимным расположением гидроксильных групп и изомерией углеродного скелета. В зависимости от взаимного расположения групп OH– различают α-, β-, γ-, δ-, … гликоли. В зависимости от характера углеродных атомов, несущих гидроксилы, гликоли могут быть первично-вторичными, первично-третичными, двупервичными, двувторичными и т.д.

Названия гликолей могут даваться двумя способами. По номенклатуре ИЮПАК к названию основной углеродной цепи добавляют суффикс –диол иуказывают номера углеродных атомов самой длинной углеродной цепи, несущих гидроксильные группы. Названия α- гликолей могут производиться от названия соответствующего этиленового углерода с добавлением слова гликоль . Классификация и названия гликолей даны ниже на примере бутандиолов:

Способы получения

В принципе, гликоли могут быть получены всеми обычными синтетическими методами получения спиртов.

Примером могут служить следующие реакции.

– Гидролиз дигалогенпроизводных насыщенных углеводо-родов и галогенгидринов:

– Гидратация α -окисей в кислой среде:

– Окисление олефинов перманганатом калия в разбавленном водном слабощелочном растворе (реакция Вагнера) или пероксидом водорода в присутствии катализаторов (CrO 3):

Физические свойства

Низшие гликоли хорошо растворимы в воде. Плотность их выше, чем у одноатомных спиртов. Соответственно выше и температуры кипения из-за значительной ассоциации молекул: например, этиленгликоль кипит при температуре 197,2 °C; пропиленгликоль – при температуре 189 °C и бутандиол-1,4 – при температуре 230 °C.

Химические свойства

Все сказанное ранее о свойствах соответствующих одноатомных спиртов приложимо и к гликолям. При этом следует помнить, что в реакцию может вступать как один гидроксил, так и сразу оба.

– Окисление двупервичных гликолей дает альдегиды:

– При окислении α- гликолей йодной кислотой происходит разрыв связи между углеродными атомами, несущими гидроксилы, и образование соответствующих альдегидов или кетонов:

Метод имеет большое значение для установления строения α- гликолей.

– Результаты внутримолекулярного отщепления воды от гликолей в значительной мере зависят от типа гликоля .

Дегидратация α-гликолей протекает с образованием альдегидов или кетонов, γ-гликоли за счет атомов гидроксильных групп отщепляют воду с образованием гетероциклических соединений – тетрагидрофурана или его гомологов:

Первая реакция идёт через образование карбониевого иона с последующим перемещением атома водорода с его электронной парой:

При парофазной дегидратации над Al 2 O 3 α- двутретичных гликолей , называемых пинаконами, получаются диеновые углеводороды:

– Межмолекулярная дегидратация приводит к образованию гидроксиэфиров или циклических простых эфиров:

Температура кипения диэтиленгликоля 245,5 °C. Его используют как растворитель для заполнения тормозных гидравлических систем, при отделке и крашении тканей.

Среди циклических простых эфиров наибольшее распространение как растворитель получил диоксан. Он получен впервые А.Е. Фаворским нагреванием этиленгликоля с серной кислотой:

Этиленгликоль – это вязкая бесцветная жидкость, сладковатая на вкус, t кип = 197,2 °C. В промышленных масштабах получается из этилена по трем схемам.

В смеси с водой этиленгликоль сильно понижает температуру её замерзания. Например, 60 %-ный водный раствор гликоля замерзает при температуре – 49 ° C и с успехом применяется как антифриз . Большая гигроскопичность этиленгликоля используется для приготовления печатных красок. Большое количество этиленгликоля идёт на получение пленкообразующих материалов, лаков, красок, синтетических волокон (например, лавсана – полиэтилентерефталата), диоксана, диэтиленгликоля и других продуктов.

СПИРТЫ. 10 класс.

Материал к уроку закрепления темы.

СПИРТЫ

Классификация

Одноатомные Двухатомные Трехатомные

СН 3 -СН 2 -ОН СН 2 - СН 2 СН 2 - СН- СН 2

| | | | |

ОН ОН ОН ОН ОН

этанол-1 этандиол-1,2 пропантриол-1,2,3

СПИРТЫ

Классификация

• Предельные СН 3 -СН 2 -ОН

эт ан ол-1

• Непредельные СН 2 = СН -ОН

эт ен-1- ол-1

СПИРТЫ

• Составить структурные формулы следующих спиртов. К каким спиртам следует их отнести?

• бутанол-2
• бутен-3-ол-1
• пентен-4-диол-1,2

СПИРТЫ

Изомерия.

• Начиная с третьего члена гомологического ряда, у спиртов появляется изомерия положения функциональной группы.
• Начиная с четвертого – изомерия углеродного скелета.
• Для спиртов характерна и межклассовая изомерия – спирты изомерны простым эфирам.

СПИРТЫ

• Сколько спиртов имеют молекулярную формулу С 5 Н 12 О?

Составьте структурные формулы этих спиртов и назовите их.

Только ли спиртам может соответствовать эта формула? Составьте структурные формулы двух веществ, имеющих формулу С 5 Н 12 О и не относящихся к спиртам.

СПИРТЫ

Химические свойства.

• .I.Реакции, идущие с участием атома водорода гидроксильной группы

• 1.Взаимодействие со щелочными металлами

C 2 H 5 OH+2Na → C 2 H 5 ONa+H 2

• 2.Взаимодействие с карбоновыми кислотами

СПИРТЫ

Химические свойства.

• II.Реакции, идущие с участием гидроксильной группы

• 1.Взаимодействие с галогеноводородами

C 2 H 5 OH+HBr → C 2 H 5 Br+HOH

• 2.Отщепление воды

C 2 H 5 OH → CH 2 =CH 2 +H 2 0

• 3.Межмолекулярная дегидратация

C 2 H 5 OH+HOC 2 H 5 → (C 2 H 5) 2 O+H 2 O

СПИРТЫ

Химические свойства.

• III.Реакции окисления

• 1.Реакции горения спиртов

C 2 H 5 OH+3O 2 → 2CO 2 +3H 2 O

• 2.Окисление спиртов сильными окислителями [например KMnO 4 +H 2 SO 4 и CuO ]

СПИРТЫ

Составьте уравнения реакций

• гидрирования,
• гидратации,
• галогенирования,
• гидрогалогенирования

пропен-2-ол-1

СПИРТЫ

• При взаимодействии первичного предельного одноатомного спирта с натрием выделилось 8,96 л газа. При дегидратации той же массы спирта образуется алкен массой 56 г. Установите формулу спирта.