HYDROXYDERIVÁTY Alkoholy Fenoly Bc. Miroslava Wilczková HYDROXYDERIVÁTY ¢-OH skupina vázána na uhlíkový atom alifatického řetězce ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢-OH skupina vázána na uhlíku, který je součástí aromatického jádra ¢Alkoholy ¢Fenoly ROZDĚLĚNÍ ¢podle typu uhlíkového atomu,na němž je vázána –OH skupina dělíme alkoholy na: ¢ ¢ - primární R-CH2OH (uhlík kromě –OH ¢ váže 2 vodíky) ¢ ¢ - sekundární R–CH–R (uhlík váže 1 vodík) ¢ | ¢ OH ¢ ¢ - terciální R ¢ | ¢ R - C - R (uhlík s OH již ¢ | neváže vodíky) ¢ OH ¢ ¢podle počtu –OH skupin vázaných v molekule dělíme alkoholy na: - ¢ - jednosytné: CH3CH2OH ¢ - dvojsytné: OH-CH2-CH2-OH ¢ - vícesytné ¢Podle počtu –OH skupin se dělí fenoly podobně jako alkoholy na jedno- a vícesytné ¢ ¢-jednosytný: ¢ ¢ ¢ ¢-trojsytný: ¢ ¢ ¢ Phenol_chemical_structure str026 PŘÍPRAVA HYDROXYDERIVÁTŮ ¢Příprava alkoholů: -Z přírodních látek – př. ethanol kvašením cukrů -Výchozími látkami pro průmyslovou výrobu bývají nejčastěji nenasycené uhlovodíky, halogenderiváty, nebo aldehydy a ketony. ¢- Adice na dvojnou vazbu: ¢ kyselina sírová ¢ H2C=CH2 + H2O → CH3-CH2-OH ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ Adicí vody na alkeny s delším řetězcem vznikají sekundární alkoholy. Je-li řetězec v místě dvojné vazby současně větven, vznikají alkoholy terciální. ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢Platí Markovníkovo pravidlo ¢ str027 ¢ Dvojsytné alkoholy se připravují oxidací alkenů zředěným roztokem manganistanu draselného: ¢ KMnO4,H2O ¢ R–CH=CH–R + H2O → R-CH - CH-R ¢ | | ¢ OH OH ¢Příprava fenolů: ¢ Nejčastěji se syntetizují přímo z aromatických uhlovodíků. ¢Příklad: ¢ + H2SO4 → + H2O ¢ ¢ ¢ + 2NaOH → + Na2SO3 + H2O ¢ ¢ ¢ + CO2 + H2O → + NaHCO3 Benzene_structure sulfobe2 220px-Fenolan_sodu 220px-Fenolan_sodu Phenol_chemical_structure str028 FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI HYDROXYDERIVÁTŮ ¢-OH skupiny hydroxyderivátů se podílejí na tvorbě vodíkových můstků ¢Bod varu roste s počtem –OH skupin vázaných v molekule hydroxyderivátu ¢Přítomnost –OH skupin má vliv i na rozpustnost hydroxyderivátů. Nižší alkoholy až po propanol jsou s vodou neomezeně mísitelné, vyšší alkoholy jsou mísitelné omezeně a nejvyšší alkoholy se s vodou nemísí. ¢Fenoly se ve vodě rozpouštějí poměrně málo. ¢Vícesytné fenoly se rozpouštějí ve vodě lépe než jednosytné. CHEMICKÉ VLASTNOSTI HYDROXYDERIVÁTŮ ¢Alkoholy jsou méně kyselé než voda ¢Primární alkohol je nejvíce kyselý a terciální nejméně ¢Fenoly jsou více kyselé než alkoholy ¢Vliv substituentů – např. kladný indukční efekt methylové skupiny způsobí, že o- a p- kresol jsou méně kyselé než fenol. Záporný indukční efekt halogenu, zvyšuje kyselost vodíkového atomu –OH skupiny ¢S rostoucí vzdáleností substituentu od –OH skupiny klesá jeho vliv na kyselost hydroxylové skupiny Vliv substituentů na kyselost fenolu: str032 REAKCE ¢Alkoholy s alkalickými kovy: ¢ ¢ ¢ ¢ ¢Fenoly reagují nejen s alkalickými kovy, ale i s roztoky alkalických hydroxidů: ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ str0 str OXIDACE HYDROXYDERIVÁTŮ ¢Primární alkoholy se oxidují (za současné dehydrogenace) na aldehydy ¢Sekundární alkoholy na ketony ¢ oxidace alkoh ¢Vznikající aldehydy mohou být dále oxidovány až na karboxylové kyseliny: ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢Produkty oxidace sekundárních alkoholů – ketony jsou vůči další oxidaci odolné. ox ¢Oxidací terciálních alkoholů vzniká většinou uhlovodík s násobnou vazbou a na rozdíl od předchozích se odštěpuje voda (dehydratace): ¢ ox ¢Fenoly (zvláště vícesytné), které mají hydroxyskupiny v poloze ortho nebo para, lze oxidovat snadno: ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢Alkoholy lze podrobit i eliminační reakci. Dochází k odštěpení vody za vzniku alkenu. ¢ ox ESTERIFIKACE ¢Nejvýznamnější reakcí hydroxyderivátů patří rekce alkoholů s organickými kyselinami. Produktem je ester a voda. ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢Podrobněji strana 75 – kapitolka estery karboxylových kyselin str035 VYUŽITÍ HYDROXYDERIVÁTŮ ¢METHANOL (methylalkohol) CH3OH -vyrábí se nejčastěji katalytickou hydrogenací CO: ¢ ¢ Cr2O3, ZnO ¢ CO + 2H2 → CH3OH ¢ -prudce jedovatá kapalina po požití (poškození nebo ztráta zraku, případně smrt – smrtelná dávka v rozmezí 10 – 100ml) -používá se jako rozpouštědlo ¢ ¢ETHANOL (ethylalkohol, líh) CH3CH2OH -vyrábí se kvašením cukerných šťáv v cukrové řepě, cukrové třtině atd. a také synteticky reakcí ethenu s vodou (katalýza kys.sírovou nebo fosforečnou) -jedovatý!!!! (požití větší dávky může mít za následek až smrt!!!!) -využití při výrobě léčiv, v kosmetice apod. -alkoholické nápoje - - - ¢ - Dvojsytné a trojsytné alkoholy ¢ETHYLENGLYKOL (1,2-ethandiol) HOCH2CH2OH -Jako složka těžko mrznoucích směsí a surovina pro výrobu polyesterů -Jedovatý ¢ ¢GLYCEROL (1,2,3-propantriol) -triviálně glycerin -Součást přírodních tuků a olejů -Není jedovatý -používá se do kosmetických přípravků Fenoly ¢FENOL -bílá krystalická látka -jedovatý -leptá pokožku -jeho 2% roztok (karbolová voda) se používal k desinfekci -k výrobě léčiv, barviv, výbušnin a plastů ¢Dvojsytné fenoly pyrokatechol, resorcinol, hydrochinon -tuhé, ve vodě rozpustné látky - - - - -pyrokatechol a hydrochinon se používají jako vývojky v černobílé fotografii -resorcinol se používá pro výrobu barviv - str037 Otázky: ¢Podle jakých kritérií a jak dělíme alkoholy a fenoly? ¢Jakou reakcí se nejčastěji alkoholy vyrábějí? ¢Proč má dimethylether bod varu nižší než ethanol, přestože mají stejnou molekulovou hmotnost? ¢Které alkoholy jsou nejkyselejší a které nejméně kyselé? ¢Je fenol kyselejší než alkohol? ¢Vyjmenujte alespoň 2 reakce hydroxyderivátů. ¢Vyjmenujte alespoň 5 možností využití hydroxyderivátů. ¢ ZDROJE: ·Mareček A. & Honza J. 2000: Chemie pro čtyřletá gymnázia 3.díl. 1.vyd. Olomouc, 250 s. ISBN 80-7182-057-1 ¢