Kyslíkaté deriváty

1. Kyslíkaté deriváty • Hydroxyderiváty: -OH • Alkoholy • Fenoly • Ethery: R-O-R • Karbonylové sloučeniny: a) Aldehydy b) ketony • Karboxylové sloučeniny: RCOOH

2. Alkoholy, Fenoly Dělení: Podle počtu OH skupin: jednosytné a vícesytné Podle uhlíku nesoucího OH skupinu: Primární CH3CH2CH2OH Sekundární CH3 CH CH3 OH OH Terciární CH3 C CH3 CH3

3. Názvosloví alkoholů, fenolů • OH skupina je hlavní • Systematické názvosloví - k názvu uhlovodíku přidáme koncovku –ol a příslušný lokant (případně –diol apod.) • Aditivní princip (dvousložkové) - spojíme název uhlovodíkového zbytku + slovo alkohol

4. Názvosloví alkoholů, fenolů • Triviální názvosloví - líh (S: ethanol) - fenol - etylenglykol (S: ethan-1,2-diol) - glycerol (S: propan-1,2,3-triol) - hydrochinon (S: benzen-1,4-diol) - resorcinol (S: benzen-1,3-diol) -pyrokatechol (S: benzen-1,2-diol) - kyselina pikrová (S: 2,4,6-trinitrofenol)

5. Názvosloví alkoholů, fenolů Příklady: • CH3OH • CH3CH2OH • CH3CH/OH/CH3 • HOCH2CH2OH • CH2=CHOH • HOCH2CH /OH/CH2OH methanol, methylalkohol ethanol, ethylalkohol, líh propan-2-ol, isopropylalkohol ethan-1,2-diol, ethylenglykol ethenol, vinylalkohol propan-1,2,3-triol, glycerol

6. Názvosloví alkoholů, fenolů • Procvičení: napiš racionální vzorce: a) propan-2ol b) naft-2-ol c) 3-ethylhexan-1-ol d) benzen-1,4-diol e) 4-methylcyklohexanol f) ethenol g) terciární butylalkohol h) cyklohexylalkohol

7. Alkoholy, Fenoly Výskyt: V přírodě se vyskytují hojně, jako produkty a meziprodukty metabolismu.

8. Fyzikální vlastnosti alkoholů • Kapaliny, nebo tuhé látky. • Vyšší teploty varu než uhlovodíky, od kterých jsou odvozeny. Důvod – vodíkové můstky. • Nižší a vícesytné alkoholy jsou dobře rozpustné ve vodě. • Nižší alkoholy – charakteristický zápach.

9. Stabilita alkoholů • Podmínky stability: • 1. Na atomu uhlíku jedna skupina OH. • 2. Z atomu uhlíku nesoucího OH skupinu nesmí vycházet násobné vazby.

10. Chemické vlastnosti alkoholů • Vazba O – H je polární. • Má slabě kyselý charakter /podobný jako uvody/ • Má slabě zásaditý charakter – díky nevazebným elektronovým párům na kyslíku. • Tedy alkoholy mají amfoterní charakter. • Tvoří dvojí druh solí – alkoxidy neboli alkoholáty a alkoxoniové soli.

11. 1) Acidobazické vlastnosti Alkoholy mají amfoterní charakter (dle partnera) • Kyselé chování CH3OH CH3O- alkoholátový anion - H+

12. Co myslíte, je kyselejší fenol nebo alkohol? A proč?

13. Fenoly jsou v důsledku kladného mezomerního efektu kyselejší než alkoholy

14. Fenoly jsou v důsledku kladného mezomerního efektu kyselejší než alkoholy Zde je obsažen substituent I. třídy, který způsobuje svými volnými elektronovými páry +Mefekt.Substituent odpuzuje volné elektronové páry od sebe do jádra a zvyšuje tak elektronovou hustotu jádra jako celku - tím celkově usnadňuje další substituci - zvyšuje elektronovou hustotu v poloze ortho a para (polohy 2,4,6),kam orientuje další substituci (i když ne zpravidla ze 100 %).

15. 1) Acidobazické vlastnosti • Zásadité chování • Vůči silným kyselinám (např.HCl) ROH + HCl R – O – H+ Cl- H alkyloxoniová sůl alkoxonium halogenid (chlorid) Napiš vzoreček methyloxonium chlorid

16. 2Na + 2CH3CH2OH → 2CH3CH2O- Na ++ H2 ethanolát sodný natrium-ethoxid • Napište reakci sodíku s bezvodým ethanolem • Napište reakci propan-1-olu s kyselinou chlorovodíkovou CH3CH2CH2OH + HCl → CH3CH2CH2OH2 +Cl- propyloxoniumchlorid

17. Použití alkoholátů • Alkoholáty se používají jako silné zásady a jako nukleofilní činidla. • Např. reakce alkoholátů s halogenderiváty • Napište reakci 1-brompropanu s propanolátem sodným (natrium-propoxid) CH3CH2CH2-O-- Na+ + CH3CH2CH2-Br CH3CH2CH2-O-CH2CH2CH3 + NaBr !vznik éterů!

18. Použití alkoxoniových solí • Alkoxoniové soli jsou meziprodukty řady reakcí, např. substituce alkoholů, eliminace alkoholů a esterifikace.

19. 2) Substituce alkoholů • Účinkem halogenovodíků na alkoholy lze provést substituci skupiny OH halovým prvkem. • Například: Reakce ethanolu s bromovodíkem za vzniku vody a bromethanu C2H5OH + HBr  → C2H5Br + H2O jedná se o nukleofilní substituci • Není pravděpodobná u fenolů (SE jako u arenů)

20. 3) Esterifikace • Je to reakce alkoholů s minerálními nebo organickými kyselinami za vzniku vody a esteru. • Větší význam má reakce alkoholů s organickými kyselinami. • Příklad: Reakce ethanolu a kyseliny octové /pozor na pořadí reaktantů/. CH3COOH +C2H5OH⇄H2O + CH3COOC2H5 ethylester kyseliny octové

21. 4) Dehydratace alkoholů • Dehydratace je eliminace (odštěpení) vody, platí Zajcevovo pravidlo. • Působením silných kyselin, nejčastěji koncentrované kyseliny sírové, vznikají nenasycené uhlovodíky. Lze provést za použití i jiných katalyzátorů (Al2O3)

22. 4) Dehydratace alkoholů • Napište rovnici dehydratace ethanolu kyselinou sírovou, která je tu katalyzátor. • Provádí se při teplotě od 100oC do 140oC. Při teplotě do 100oC vzniká ethylester kyseliny sírové. C2H5OH H2O + H2C= CH2

23. 5) Oxidace alkoholů • Oxidace: • Primární alkoholy ….na aldehydy a pak na karboxylové kyseliny • Sekundární alkoholy …na ketony. • Terciární alkoholy….neoxidují se běžnými oxidačními činidly. • Napište reakční schéma oxidace ethanolu a propan-2-olu.

24. 6) Oxidace fenolů • Fenoly s jednou hydroxylovou skupinou jsou poměrně stálé vůči oxidaci • Fenoly se dvěma hydroxylovými skupinami v poloze ortho nebo para se oxidují za porušení aromatického jádra na CHINONY o-benzochinon

25. Použití alkoholů • Methanol – kapalina char. vůně, rozpouštědlo, palivo a výroba formaldehydu. Vyrábí se z vodního plynu. CO + 2 H2 CH3OH • Ethanol – kapalina char. vůně,rozpouštědlo, palivo,dezinfekční prostředek, výroba alkohol.nápojů.Vyrábí se kvašením cukrů nebo adicí vody na ethen • Ethylenglykol – kapalina sladké chuti, jedovatá, nemrznoucí směsi,rozpouštědlo, výroba plastů. Vyrábí se oxidací ethenu.

26. Použití alkoholů • Glycerol – kapalina sladké chuti,neomezeně mísitelná s vodou, kosmetika, výroba plastů, celofánu, výroba nitroglycerinu, výroba dynamitu • Cyklohexanol – výroba plastů, polyamidů.