ęść
2
Fenole
Fenole
- Hydroksylowe pochodne węglowodorów aromatycznych, w których grupa
hydroksylowa związana jest z atomem węgla pierścienia aromatycznego
Wła
ś
ciwo
ś
ci chemiczne fenolu:
Û
fenol jest słabym kwasem - ulega dysocjacji:
Û
Zwiększona kwasowość fenoli w porównaniu z alkoholami wynika z oddziaływania
wolnych par elektronowych atomu tlenu z sekstetem elektronowym pierścienia
aromatycznego. Następuje zmniejszenie polaryzacji wiązania C-O i zwiększenie
polaryzacji wiązania O-H, co ułatwia oderwanie protonu.
reakcje charakterystyczne:
1.
reagują z roztworami wodorotlenków litowców dając sole - fenolany.
2.
Fenolany jako sole słabych kwasów i mocnych zasad ulegają w wodzie
hydrolizie zasadowej:
3.
reagują z roztworami rekcje tworzenia barwnych związków
kompleksowych z solami Ŝelaza (III) - kolor fioletowy, granatowy lub
czerwonobrunatny
4.
reakcje podstawienia wodoru w pozycjach orto i para względem grupy
hydroksylowej w pierścieniu aromatycznym
5.
Reakcja ze stęŜonym kwasem bromowodorowym w obecności stęŜonego
kwasu siarkowego nie zachodzi w przeciwieństwie do alkoholi
(odróŜnianie fenoli i alkoholi).
6.
Reakcja uwodornienia
7.
Reakcje estryfikacji z kwasami karboksylowymi
.
Zastosowanie fenoli:
Û
krezole są stosowane jako środki do dezynfekcji pomieszczeń sanitarnych. np. Lizol -
roztwór krezoli w mydle potasowym.
Û
benzodiole słuŜą do produkcji barwników
Û
hydrochinon stosowany jako składnik wywoływacza fotograficznego
Û
naftole są stosowane do wyrobu barwników, leków, środków zapachowych
Û
fenol stosowany do produkcji tworzyw sztucznych, barwników, farb, materiałów
wybuchowych wodny roztwór fenolu
Û
karbol uŜywany jest do dezynfekcji pomieszczeń
Etery
R
1
– O – R
2
MoŜna je dalej klasyfikować jako: etery o budowie łańcuchowej etery pierścieniowe,
nasycone, nienasycone itp.
Etery cykliczne nazywamy
oksiranami
lub
epoksydami.
W nazwie eterów występuje słówko eter i po nim nazwa grup związanych tlenem eterowym,
albo wyraźnie określającej jedną resztę alkoholową lub fenolową jako
alkoksy-
lub
–aroksy
,
połączone z nazwą drugiej grupy związanej z tlenem eterowym.
CH
3
CH
2
-O-CH
2
CH
3
,
Eter etylowy
Jeśli dwie grupy związane z tlenem są identyczne, to mówimy, Ŝe eter jest symetryczny, a
jeśli dwie grupy związane z tlenem eterowym są róŜne to mówimy, Ŝe eter jest
niesymetryczny.
Reakcje eterów:
Û
Etery są mało reaktywne chemicznie.
Û
Odczynniki wyjątkowe silnie zasadowe, przede wszystkim niektóre związki metalo-
organiczne, działają na etery powodując ich rozkład.
Aldehydy, ketony chinony
H R
C=O C=O
R R’
aldehyd
keton
róŜnice w reaktywności między aldehydami i ketonami:
Û
aldehydy utleniają się dość łatwo, podczas gdy ketony bardzo trudno
Û
aldehydy są znacznie bardziej podatne na reakcje addycji elektrofilowej niŜ ketony, a
są to reakcje bardzo charakterystyczne dla związków karbonylowych.
Systematyczną nazwą aldehydu urabia się według JUPAC od nazwy węglowodoru,
zastępując końcówkę
an
końcówką
–
al
, przy czym atom węgla grupy karbonylowej przybiera
zawsze numer C-1, jeśli zajdzie potrzeba wskazania połoŜenia róŜnych grup ówcześnie.
Û
RównowaŜną do podanych wyŜej nazwy wyŜej nazwy tworzy się przez uŜycie
wyraŜenia aldehyd z dodaniem wyraŜania określającego szkielet węglowy związku.
Wiele aldehydów ma nazwy zwyczajowe jak:
H
2
C=O, CH
3
HC=O
Formaldehyd Metanal acetaldehyd
(r-r wodny to formalina) atanal
Najprostszym ketonem jest dobrze znany
aceton
. W większości nazw ketonów alifatycznych
uwzględnia się nazwy obydwu podstawników związanych z atomem węgla karbonylowego i
dodaje wyraŜenie keton. Pierścień fenylowy z grupą karbonylową ma nazwę
fenon
.
W systemie nazw JUPAC nazwę ketonu tworzy się od najdłuŜszego łańcucha, w którym jest
grupa karbonylowa, wskazując liczbowo jej połoŜenie i zmieniając końcówkę –
an
łańcucha
na –
on
.
np.
CH
3
COCH
3
Propanom acetofenon benzofenon
aceton
Otrzymywanie
Û
Utlenianie alkoholi, dioli i arenów otrzymuje się aldehydy
Û
Reakcja Reimera-Tiemanna (na fenol działa się chloroformem i wodnym roztworem
zasad co pozwala na wprowadzenie do pierścienia benzenowego grupy aldehydowej,
praktycznie wyłącznie w połoŜenie orto do grupy hydroksylowej.
Û
Utleniając alkohole drugorzędowe otrzymuje się ketony.
Reakcje aldehydów i ketonów
1.
Utlenianie (aldehydy ulegają łatwo utlenianiu do kwasów, natomiast ketony w
podobnych warunkach nie dają się utlenić. RóŜnica w zachowaniu się tych grup
związków względem czynników utleniających jest bezpośrednim następstw róŜnicy w
strukturze.:
Û
Aldehydy ulegają utlenieniu pod wpływem łagodnych czynników utleniających,
jak np. jonów srebra.
Û
Utlenianie ketonów wymaga rozerwania wiązania węgiel- węgiel i wyłączając
reakcje haloformową, potrzebuje „ostrych warunków”. Rozerwanie wiązania
zachodzi poprzez utlenienie wiązania podwójnego formy enolowej i jeśli struktura
na to pozwala występuje po obydwu stronach grupy karboksylowe, dając
mieszaninię kwasów.
2.
Redukcja
3.
Aldehydy ulegają redukcji do alkoholi pierwszorzędowych, a ketony do alkoholi
drugorzędowych, zarówno na drodze katalitycznego uwodornienia, jak i za pomocą
czynników chemicznych.
4.
Addycja jonu cyjankowego aldehydy i ketony przyłączają elementy HCN, dając
związki zwane cyjanohydynami.
5.
Addycja pochodnych amoniaku. Amoniak i pierwszorzędowe aminy reagują ze
związkami karbonylowymi dając iminy.
6.
Addycja wody - przyłączając wodę do aldehydów i ketonów otrzymuje się hydraty –
związki te są trwałe tylko w roztworach wodnych i rozkładają się podczas destylacji
np. wodzian chloralu.
7.
Addycja alkoholi. W obecności bezwodnego HCl aldehydy reagują z alkoholami dając
acetale.
8.
Równoczesne utlenienie i redukcja aldehydów. Aldehydy nie zawierające atomów
a
Chinony
Chinony są właściwie sprzęŜonymi, cyklicznymi diketonami, a nie związkami
aromatycznymi, ale łatwo ulegają redukcji do difenoli, a te z kolei mogą być utleniane do
chinonów Wiele własności chinonów wynika z ich tendencji do tworzenia hydrochinonowego
ulegają w obecności stęŜonych alkaliów samoutlenieniu – redukcji, dając mieszaninę
alkoholu i kwasu karboksylowego.
układu aromatycznego. Z powodu daleko posuniętego sprzęŜenia chinony są związkami
barwnymi.
Kwasy karboksylowe
Û
Grupa karboksylowa –
COOH
jest grupa funkcyjną kwasów, nadającą im charakter
chemiczny.
Û
NiezaleŜnie od tego, czy grupa karboksylowa jest związana z resztą alkilową, arylową,
nasyconą, nienasyconą, niepodstawioną i podstawioną w zasadzie nieznacznie zmienia
ona swe właściwości
Kwasy karboksylowe, w których R jest resztą alkilową lub alkenylową są równieŜ zwane
kwasami tłuszczowymi.
Nazwy tej uŜywa się jednak głównie w przypadku kwasów
alifatycznych występujących w przyrodzie. zawierających nasycone lub nienasycone
łańcuchy proste; estry tych kwasów wchodzą w skład tłuszczów wosków olei itp.
Alifatyczne kwasy karboksylowe są znane od dawna i dlatego ich nazwy pochodzą raczej od
źródła czy źródeł, z których zostały wyizolowane lub gdzie występują, a nie są związane ze
strukturą. Np. kwas mrówkowy występuje w jadzie mrówek, kwas masłowy w maśle, kwas
kapronowi i kaprylowy występują w tkance tłuszczowej kozła (łac. Caper – kozioł), kwas
walerianowy w walerianie itp.).
Szereg homologiczny kwasów karboksylowych