Вибір читачів
Популярні статті
Рано чи пізно доводиться стикатися із гідроксильними групами. Спочатку визначимо, що це таке? Адже гідроксил ВІН входить до складу багатьох хімічних сполук– лугів, спиртів, навіть води, Н+ВІН.
Гідроксил називають водним залишком. Оскільки ця група має ненасичену валентність, то самостійно існувати вона не може, і вільний стан їй недоступний. Але вона цілком добре почувається при хімічних реакціях, де реагує як одне ціле, легко переходить з однієї сполуки до іншої, будучи її елементом. Візьмемо ту саму воду. Її можна розглядати як таку, що складається з молекули водню і гідроксильного залишку Н-ОН.
Основні гідрати складаються з металу і гідроксильного залишку в кількості одного або декількох. У спиртах гідроксильна група замінює собою водневі атоми у вуглеводнях. Якщо в хімічний елементє гідроксильна група, то йому притаманні певні властивості. Взяти самі спирти як яскравий приклад, знайомий всім. Відомі етиловий, метиловий та інші спирти мають певні властивості саме завдяки гідроксилам.
Лужні властивості гідратів також залежить від них. Утворення стійкого гідроксильного іона ВІН" при розпаді у водному розчині сприятиме придбання гідроксилом негативного заряду, у той час як метал буде заряджений позитивно. Тому гідроксильний розчин, що містить вільні гідроксильні іони, буде лужним.
У фізіології даними властивостями гідроксилів користуються прискорення рухливості сперматозоїдів чи відновлення їх рухомий функції за повної їх інертності. Існує думка, що підвищується згортання крові за рахунок розпаду кров'яних пластинок, яка проявляється при підвищеній лужності, і змінюються багато інших процесів у тілах живих організмів.
Визначаючи поняття спиртів, можна сказати, що це органічні речовини, що містять одну або декілька гідроксильних груп. З'єднанням виступає вуглеводнева група. Спирти розрізняють за атомністю:
Де містяться феноли? У торфі, деревині, вугіллі та нафтових відпрацюваннях. У живій природі у вигляді похідних зустрічаються в рослинах (лігніни, таніни, флавоноїди та інші). У вільному стані можна знайти в лишайниках і соснових голках, шишках. Пірокатехін є в грейпфруті та цибулі, а флороглюцин у корі дерев яблунь та слив, у шишках секвої. Гідрохінон виявлений у груші – листі та насінні, а тимол – у листі чебрецю.
Варто відзначити, що феноли відрізняються сильним специфічним запахом. Їх відносять до групи слабких кислот.
Індивідуальний підхід до ціноутворення для кожного клієнта!
Функціональні групиутворюються атомами або їх групами, які заміняють атом водню у вуглецевій основі.
Функціональні групи мають загальні хімічні властивості, які належать до одного і того ж класу похідних вуглеводнів, що дозволяє простіше класифікувати властивості сполук (наприклад, спирти мають загальні властивості) і полегшує вивчення всієї органічної хімії.
Слід визнати, що у молекулі кількох функціональних груп значно ускладнює ситуацію, оскільки, такі молекули можуть брати участь у дуже великому кол-ве хімічних реакцій - тут нічого не вдієш - органічна хімія досить складна наука.
Спирти є похідними граничних та ненасичених вуглеводнів, у молекулах яких атом (атоми) водню замінені гідроксильною групою (групами) -OH, яка визначає загальні властивостівсіх спиртів. З цієї причини, у багатьох випадках немає значення, якою буде решта молекули спирту, т.к. функціональна група визначає загальну поведінку спиртів у багатьох хімічних реакціях.
Спирти прийнято позначати загальною формулою R-OH(R - решта молекули або вуглеводневий радикал). Назви спиртів закінчуються на суфікс -ол, який замінює суфікс -ану назві відповідного алкану.
Метанол(метиловий або деревний спирт) отримують за допомогою реакції синтезу з оксиду вуглецю та водню у присутності каталізатора при високих значеннях тиску та температури:
CO(г) + 2H 2 (г) → CH 3 OH(ж)
Метанол використовують для виробництва формальдегіду. Один із перспективних напрямів - використання метанолу як заміна бензину.
Етанол(етиловий або винний спирт) отримують з різних цукристих речовин за допомогою реакції бродіння, що викликається дією ферментів, які виробляють дріжджові грибки (даний спосіб одержання спирту застосовують для приготування алкогольних напоїв):
C 6 H 12 O 6 (р-р) → 2CH 3 CH 2 OH(ж) + 2CO 2 (г)
Другий спосіб отримання етанолу - синтез з етилену в присутності каталізаторів (етанол використовують як розчинник у парфумерній та фармацевтичній промисловості, у вигляді добавок до бензину для підвищення октанового числа):
H 2 C = CH 2 +H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH
Функціональну групу в карбонових кислотах складає карбоксильна група -COOH.
O || R-C-OH
Назви карбонових кислот закінчуються на -ова кислота.
Карбонові кислоти отримують за допомогою реакцій окисненняспиртів. Нижче наведено реакцію окислення етанолу на повітрі, внаслідок якої утворюється оцтова (етанова) кислота (не залишайте на тривалий час відкритою пляшкою з вином):
CH 3 CH 2 OH(ж)+O 2 (г) → CH 3 COOH(ж)+H 2 O(ж)
Багато карбонові кислоти мають різкий неприємний запах.
Склад складних ефірів багато в чому схожий на карбонові кислоти (атом водню у функціональній групі замінений другою групою -R).
Складні ефіри одержують із карбонових кислот при їх взаємодії зі спиртами ( реакція етерифікації), при цьому, на відміну від карбонових кислот, одержувані складні ефіри мають приємний запах (складні ефіри надають аромату квітам, запах плодам і ягодам):
O O || || R-C-OH + H-O-R" → R-C-O-R" + H 2 O
Функціональну групу простих ефірів представляє один атом кисню, пов'язаний із двома вуглеводневими групами.
Прості ефіри в хімічному плані досить інертні, використовуються як розчинники в органічних реакціях. Вступаючи (повільно) у реакцію з атмосферним киснем, прості ефіри утворюють піроксиди, які є вибухонебезпечними сполуками (саме з цієї причини медики відмовилися від використання діетилового ефіру як наркоз).
Отримують прості ефіри за допомогою реакції дегідратаціїспиртів. Наприклад, діетиловий ефір синтезують дегідратацією етилового спирту в присутності сірчаної кислоти:
2CH 3 CH 2 OH(ж) → CH 3 CH 2 -O-CH 2 CH 3 (ж) + H 2 O(ж)
Якщо використовувати два різні спирти, то вийде змішаний ефір, що містить дві різні групи -R.
Функціональна група альдегіду - двовалентна карбонільна група пов'язана з одним атомом водню та вуглеводневим радикалом:
O || R-C-H
Функціональна група кетону - двовалентна карбонільна група пов'язана з двома вуглеводневими радикалами:
O || R-C-R"
Альдегіди та кетони отримують в результаті окислення спиртів. Альдегіди, що мають у своїй структурі бензольне кільце, знайшли широке застосування в парфумерній промисловості, оскільки мають приємний аромат. Формальдегід(CH 2 =O) використовується як антисептик, а також у синтезі полімерів для отримання фенопласту. Найпростіший кетон - ацетон(CH 3 -CO-CH 3) є хорошим органічним розчинником, що використовується в лакофарбовій промисловості.
Функціональна група амінів:
Функціональна група амідів:
O || R-C-NH 2
Аміди та аміни є похідними аміаку, тому відносяться до слабких підстав. Знайшли широке застосування у виробництві синтетичних барвників, лікарських засобів, пластмас, вибухових речовин.
Фенольний гідроксил в результаті хімічних перетворень дає ті ж продукти, що і спиртовий гідроксил: феноляти, прості та складні ефіри та ін. На хід та напрямок відповідних реакцій бензольне кільце практично не впливає. А ось реакційна здатність фенольного гідроксилу через ароматичне ядро значно знижується. Прикладом може бути негативний результат, отриманий при спробах замістити гідроксил на хлор. Концентровані галогенводневі кислоти гідроксил у фенолах не заміщають, п'ятихлористий фосфор викликає хлорування в ядро, трихлористий фосфор утворює трифенілфосфат. Слід у той же час відзначити, що іноді фенольний гідроксил все ж таки вдається замістити на хлор. Це трапляється з фенолами, що містять у кільці, крім гідроксилу, електроноакцепторні замісники. З цими фенолами реакцію вдається провести як бимолекулярне нуклеофільне заміщення
14.1.2.1. Кислотність.Подібно до спиртів феноли виявляють певну кислотність. З огляду на цю особливість самого фенолу його іноді називають карболовою кислотою, карболкою. Для того щоб мати можливість судити про кислотність фенолів, можна порівняти константи кислотності Кадеяких споріднених з'єднань.
З'єднання Ка
спирти 10 -16 - 10 -18
феноли 10 -10
карбонові кислоти 10 -5
п-крезол 0,67 · 10 -10
о-хлорфенол 77 · 10 -10
о-нітрофенол 600 · 10 -10
пірокатехін 1·10 -10
резорцин 3 · 10 -10
гідрохінон 2 · 10 -10
З цих даних видно, що кислотність фенолів набагато порядків вище, ніж спиртів. Це пояснюється тим, що феноксид-аніон, що утворюється при депротонуванні фенолу, значною мірою стабілізовано за рахунок ділалізації негативного заряду за участю бензольного кільця.
На стабільність феноксид-аніону, отже, і кислотність фенолу впливають і заступники в ароматичному кільці. Цей вплив залежить від природи заступника, від їх числа та положення у бензольному кільці. У загальному випадку електронодонорні замісники знижують кислотність фенолів, а електроноакцепторні замісники підвищують її.
Будучи кислотами, феноли з основами дають солі, які називаються фенолятами
При додаванні до фенолів хлористого заліза у розведених водних або спиртових розчинах з'являється фіолетове (фенол) або синє фарбування (крезоли). Поява забарвлення у випадках пов'язують із заснуванням фенолятів тривалентного заліза, поглинаючих світло у видимій області.
14.1.2.2. Утворення простих ефірів.Просто реакцією фенолів зі спиртами прості ефіри фенолів не одержати. Це вдається тільки за умови використання сильних алкілуючих засобів (диметилсульфат) або використання реакції Вільямсона. В обох випадках реакція проводиться в лужному середовищі, В якій фенол існує у вигляді фенолят-аніону. Цей нуклеофіл, який набагато сильніший за сам фенол, атакує галогенід або сульфат з утворенням простого ефіру (реакція S N 2)
Неважко бачити, що у реакції Вільямсона для отримання одного й того ж простого ефіру можна використовувати й іншу пару реагентів – арилгалогенід та алкоголят спирту. Однак ароматично пов'язаний галоген нездатний брати участь у цій реакції. Це вдається лише в тому випадку, коли в ароматичному кільці, крім галогену, є активуючі групи електроноакцепторні групи. В цьому випадку реакція йде як звичайна реакція бімолекулярного заміщення
Реакція Вільямсона використовується як лабораторний метод, а й у отримання деяких простих ефірів у промисловому масштабі. Відомим прикладом є синтез 2,4-дихлорфеноксиоцтової кислоти (2,4-Д) реакцією 2,4-дихлорфеноляту натрію з натрієвою сіллю монохлороцтової кислоти
Внаслідок реакції Вільямсона кисневий атом фенолу отримує алкільний заступник, тому кажуть, що відбувається Про-алкілування. При цьому практично не відбувається З-алкілування, тобто. вступу заступника до кільця. Пояснюється це тим, що із двох конкуруючих реакцій Про- І З-алкілування перша йде швидше. Крім того, у багатьох випадках продукт Про-алкілування термодинамічно більш стійкий. Однак, це не завжди так. При 200 0 С аллілфеніловий ефір ізомеризується в о-алілфенол
Ця реакція властива лише алліловим ефірам і має назву перегрупування Кляйзена(1912 р.). Передбачається, що реакція йде через циклічний перехідний стан
У реакції Кляйзена відбувається міграція алільної групи о-положення з одночасним алільним перегрупуванням цієї групи. Якщо обидві о-положення зайняті, то мігруюча алільна група може зайняти п-Положення. Досліди з міченим вуглецем показали
що в цьому випадку переміщення алільної групи в кільце відбувається не так, як у попередньому випадку. Схоже на те, що при п-міграції алільна група відщеплюється від ефіру і у вигляді алільного катіону атакує вільне положення бензольного кільця Це нагадує перегрупування Фріса за участю складних ефірів фенолів.
Своєрідними простими ефірами фенолів є так звані оксиетильовані алкілфеноли, які виявилися хорошими неіоногенними миючими засобами. Їх одержують реакцією алкілфенолів з окисом етилену в лужному середовищі при 180 0 С
До простих ефірів фенолів відносяться і епоксидні смоли, одержувані на основі біс-фенолу та епіхлоргідрину.
Позначимо середній фрагмент біс-фенолу через R
Тоді реакцію біс-фенолу з двома молекулами епіхлоргідрину можна записати так
Дієпоксид, що утворився, вступає в реакцію розкриття епоксидного кільця
При багаторазовому повторенні цих реакцій (Вільямсона та розкриття епоксидного кільця) виходить епоксидна смола
Смола може бути отверждена - перетворена на полімер з тривимірною структурою декількома способами. Найчастіше при цьому використовуються трифункціональні аміни, зокрема діетилентріамін.
При затвердінні кожна аміногрупа діє як нуклеофіл на епоксидну групу
По завершенні розкриття епоксидних кілець виходить полімер із поперечними зв'язками.
14.1.2.3. Утворення складних ефірів.Як від гідроксилсодержащих сполук від фенолів можна було б очікувати на участь у реакції Фішера (етерифікації) з кислотами з утворенням складних ефірів. Однак, цього не відбувається. Для фенолів карбонові кислоти – надто слабкі агенти, що ацилюють. Тому для отримання складних ефірів фенолів доводиться використовувати ангідриди та галогенангідриди карбонових кислот у лужному середовищі. (метод Шоттен-Баумана)
Складні ефіри фенолів мають цікаву властивість – при нагріванні з хлористим алюмінієм вони зазнають перегрупування з міграцією ацильної частини ефіру у вільне о- І п-положення бензольного кільця ( перегрупування Фріса, 1908 р.)
Передбачається, що перегрупування Фріса протікає як реакція внутрішньомолекулярного ацилювання: спочатку відбувається генерація ацилій-катіону RCO + , який далі атакує бензольне кільце
Деякі складні ефіри фенолів знайшли як полімери поліефірного типу.
Ще в 1953 році в Німеччині було отримано складний ефір. біс-фенолу та вугільної кислоти – полі-, що має унікальні властивості. Полімер (лексан, мерлон, полікарбонат) виявився прозорим як скло та міцним як сталь. Полікарбонат зазвичай отримують реакцією біс-фенолу з фосгеном
14.1.2.4. Відщеплення гідроксильної групи.У фенолах гідроксильна група з бензольним кільцем пов'язана досить міцно. Можна навіть провести аналогію з ароматично пов'язаним галогеном. Проте знайдено умови елімінування гідроксилу фенолів. Це відбувається при нагріванні фенолів із цинковим порошком.
Гідроксильна група у спиртах
Гідроксильна група функціональна група OH органічних і неорганічних сполук, в якій атоми водню та кисню пов'язані ковалентним зв'язком. В органічній хімії зветься також назва «спиртової групи».
Атом кисню зумовлює поляризацію молекули спиртів. Відносна рухливість атома водню призводить до того, що нижчі спирти вступають у реакції заміщення із лужними металами. У неорганічній хімії входять до складу основ, у тому числі лугів.
Гідроксильний радикал - високореакційний і короткоживучий радикал OH, утворений сполукою атомів кисню та водню. Зазвичай утворюється при розпаді гідропероксидів, в атмосферній хімії, взаємодією збуджених молекул кисню з водою або при дії іонізуючого випромінювання.
Гідроксильний радикал відноситься до реактивних форм кисню і є найактивнішим компонентом оксидативного стресу. Він утворюється в клітині переважно при відновленні перекису водню у присутності перехідного металу. Час напівжиття t 1/2 гідроксильного радикала in vivo дуже короткий близько 10 с, що в сукупності з його високою реактивною здатністю призводить до того, що він є одним з найбільш небезпечних агентів, що утворюються в організмі. На відміну від супероксиду, який може бути детоксифікований супероксиддисмутазою, не існує ферменту, який елімінував би гідроксильний радикал, через занадто короткий час життя, не достатнього для дифузії його в активний центр ферменту. Єдиний захист клітини від цього радикалу високий рівеньнизькомолекулярних антиоксидантів, таких як глутатіон. Утворений гідроксильний радикал миттєво реагує з будь-якою молекулою, що окислюється в найближчому оточенні. З найбільш біологічно важливих компонентів клітини гідроксильний радикал здатний окислювати вуглеводи, нуклеїнові кислоти, ліпіди та амінокислоти.
ГІДРОКСИЛ, ГІДРОКСИЛЬНА ГРУПА
[див. гідр (огеніум) + окс (ігеніум)]
група він (кисень-водень); входить до складу води нон, основ, напр. напр. напр. cjh6oh та інших сполук.
Словник іноземних виразів. 2012
Статті на тему: | |
Вироби з каміння та морської гальки (40 фото) Що зробити з каміння з моря
Настінне мозаїчне панно здатне перетворити самий на оригінальний, і... Жива стіна в інтер'єрі квартири своїми руками: фіто стіна зі штучних рослин у кухні, картина з квітів у вітальні або звукопоглинаюче полотно з моху в залі
Дуже красиво виглядають у квіткових композиціях, як між собою, так і... Одноповерховий або двоповерховий будинок: порівнюємо плюси та мінуси, вважаємо, що дешевшими Переваги проектів двоповерхових будинків
У приватному будівництві двоповерхові будинки (фото та проекти... |