organska hemija...organska hemija viit a lkoholi, fenoli hidroksilna funkcionalna grupa alkoholi -...

ORGANSKA HEMIJA VII– ALKOHOLI, FENOLI

Hidroksilna funkcionalna grupa ALKOHOLI- derivati ugljovodonika koji u svom molekulu sadrže hidroksilnu grupu (- OH) vezanu za ugljovodonični ostatak različite strukture.

Formalno se mogu smatrati i kao derivati vode u čijem je molekulu vodonikov atom zamenjen ugljovodoničnim ostatkom.

2

R-OH

alkohol

R-H

ugljovodonikH-OH

voda

Hidroksilna funkcionalna grupa ALKOHOLI – podela- prema broju hidroksilnih grupa alkoholi se dele na:

Monohidroksilne i polihidroksilne

3

H3C OH H2C CH2

OH OH

H2CHC CH2

OHOHOH

monohidroksilni

alkohol

trohidroksilni

alkoholdvohidroksilni

alkohol

Hidroksilna funkcionalna grupa ALKOHOLI- ugljovodonični ostatak alkohola može biti različite strukture, na primer, nezasićeni, aliciklični, aromatični, supstituisani i dr.

4

H2C CH

H2C OH OH CH2OH H2C

Cl

CH2CH2 OH

nezasiceni

alil-alkohol

aliciklicni

cikloheksanolaromaticni

benzil-alkohol

supstituisani

3-hlor-1-propanol

Alifatični monohidroksilni alkoholi Alifatični monohidroksilni alkoholi su derivati alkana opšte molekulske formule, ili prostije ROH.

Zbog nekih razlika u hemijskom ponašanju, alkoholi se dele na : primarne, sekundarne i tercijarne. Ovakva podela je izvršena u zavisnosti od strukture ugljenikovog atoma za koji je vezana hidroksilna –OH grupa.

5

CnH2n+1OH

Alifatični monohidroksilni alkoholi

6

Alifatični monohidroksilni alkoholi U molekulu primarnog alkohola hidroksilna grupa vezana je za primarni ugljenikov atom, odnosno za ugljenikov atom koji je vezan za samo još jedan ugljenik ili alkil ostatak. Kod sekundarnih alkohola hidroksilna grupa vezana je za ugljenikov atom koji je vezan za dva alkil ostatka, a kod tercijarnih, za ugljenikov atom koji je vezan za tri alkil ostatka.

7

Alifatični monohidroksilni alkoholi NOMENKLATURA- prema IUPAC-ovoj nomenklaturi alifatični alkoholi dobijaju naziv prema odgovarajućem alkanu u kojem je nastavak ‚‚an‚‚ zamenjen nastavkom ‚‚ol‚‚.

8

CH3CH2CHCH3

OH

2-butanol

CH3CHCH2CHCH2CH3

CH3 OH

2-metil-4-heksanol

4 3 2 1 1 2 3 4 5 6

Alifatični monohidroksilni alkoholi NOMENKLATURA-

neki niži alkoholi,

kao što je to slučaj i sa

drugim klasama organskih

jedinjenja, zadržali su

uobičajena imena.

9

Alifatični monohidroksilni alkoholi FIZIČKE OSOBINE-zbog vrlo polarne hidroksilne grupe, niži alkoholi se rastvaraju u vodi. To se objašnjava time što molekuli alkohola i vode asosovani, tj.međusobno vezani vodoničnom vezom koja je ostvarena privlačenjem između pozitivnog kraja jednog molekula (vodonik) i negativnog kraja drugog molekula (kiseonik sa slobodnim elektronskim parovima).

10

Polarnost veze

Alifatični monohidroksilni alkoholi FIZIČKE OSOBINE-vodonična veza

11

OH-grupa

metanol

Alifatični monohidroksilni alkoholi FIZIČKE OSOBINE-vodonična veza-zbog građenja vodonične veze:

Njihove tačke ključanja su znatno više od tačaka ključanja odgovarajućih ugljovodonika približne molekulske mase.

U vodi se rastvraraju samo normalni primarni alkoholi, koji sadrže 4-5 ugljenikovih atoma.

Metanol i etanol su tečnosti, viši članovi su uljasti a alkoholi sa više ugljenikovih atoma su čvrste supstance.

12

Alifatični monohidroksilni alkoholi FIZIČKE OSOBINE

vodonična veza

zbog građenja vodonične veze:

13

Alifatični monohidroksilni alkoholi FIZIČKE OSOBINE

Rastvorljivost u vodi:

14

Alifatični monohidroksilni alkoholi HEMIJSKE OSOBINE:

1. Građenje alkoholata

Alkoholi su neutralna jedinjenja, tj. ne pokazuju ni kiselu ni baznu reakciju prema lakmusu. Međutim, u reakciji s metalnim natrijumom, alkoholi pokazuju slabo kisele osobine s obzirom na to da se vodonik hidroksilne grupe zamenjuje metalom i postaju jonska jedinjenja tipa soli koja se nazivaju alkoholati.

15

Alifatični monohidroksilni alkoholi HEMIJSKE OSOBINE:

1. Građenje alkoholata

Alkoholati su nestabilna jedinjenja i pri doditu sa vodom lako hidrolizuju na alkohol i bazu.

16

Alifatični monohidroksilni alkoholi HEMIJSKE OSOBINE:

2. Obrazovanje estara-esterifikacija

Alkoholi reaguju sa karboksilnim kiselinama pri čemu kao proizvodi reakcije postaju estri, a reakcija se naziva esterifikacija. Alkoholi daju estre i sa neorganskim kiselinama.

17

Alifatični monohidroksilni alkoholi HEMIJSKE OSOBINE:

3. Halogenovanje alkohola- pri dejstvu halogenvodonika ili halogenida fosfora dobijaju se alkil-halogenidi

18

Alifatični monohidroksilni alkoholi HEMIJSKE OSOBINE:

4. Dehidratacija alkohola- zagrevanjem sa sumpornom ili fosfornom kiselinom, ili prevođenjem para etanola preko aluminijum-oksida kao katalizatora, vrši se njegova dehidratacija, izdvaja se molekul vode i nastaje etilen.

19

Alifatični monohidroksilni alkoholi HEMIJSKE OSOBINE:

5. Oksidacija alkohola- oksidacijom alkohola dobijaju se različiti proizvodi što zavisi od vrste alkohola.

1° alkoholi

20

2° alkoholi

aldehid kiselina

keton

Sa istim brojem C atoma kao početni alkohol

Alifatični monohidroksilni alkoholi HEMIJSKE OSOBINE:

5. Oksidacija alkohola- oksidacijom alkohola dobijaju se različiti proizvodi što zavisi od vrste alkohola.

3° alkoholi se oksiduju u kiseloj sredini dajući keton i karboksilnu kiselininu sa manjim brojem ugljenikovih atoma od početnog alkohola

21

+ + H2O[O]

CH3 C

O

CH3 H C

O

HC

CH3

CH3

CH3

OH

HCOOH CO2 + H2O

[O]HCOOHH C

O

H

[O]

Alifatični monohidroksilni alkoholi Neki važniji alkoholi

Metanol-u slobodnom stanju se nalazi u malim količinama, ali se zato u obliku estara može naći u mnogim etarskim uljima.

Bezbojna tečnost, znatno otrovniji od etanola, prouzrokuje slepilo a u većim dozama i smrt.

Upotrebljava se kao dobar rastvarač u mnogim granama industrije, u industriji boja i lakova i dr.

22

CH3OH

Alifatični monohidroksilni alkoholi Neki važniji alkoholi

Etanol-je najvažniji alkohol jer je njegova primena mnogostruka. Još davno se dobijao alkoholnim vrenjem šećera, a u novije vreme i industrijskim postupkom hidratacije etilena.

Za alkoholna pića može se upotrebiti samo fermentacijom dobiveni etanol.

Alkoholno vrenje šećera (fermentacija) je razlaganje šećera u jednostavnije molekule dejstvom bioloških katalizatora-enzima.

23

CH3CH2OH

Alifatični monohidroksilni alkoholi Neki važniji alkoholi

Etanol-karakterističan miris, koristi se za dobijanje sintetičkog kaučuka, za proizvodnju alkoholnih pića.

Primenjuje se u industriji mirisa, kozmetici, kao i za različite sinteze.

24

Alifatični monohidroksilni alkoholi Neki važniji alkoholi

Etanol-dobija se:

Hidratacijom etena i fermentacijom šećera.

25

Alifatični monohidroksilni alkoholi Neki važniji alkoholi

Etanol

26

Alifatični monohidroksilni alkoholi Neki važniji alkoholi

Etanol- za alkoholna pića

27

Alifatični monohidroksilni alkoholi Neki važniji alkoholi

Etanol- za alkoholna pića-fiziološki efekat

28

Alifatični monohidroksilni alkoholi Neki važniji alkoholi

Etanol- u medicini kao antiseptik

29

Alifatični monohidroksilni alkoholi Neki važniji alkoholi

Etanol- kao rastvarač

30

Alifatični monohidroksilni alkoholi Neki važniji alkoholi

Izopropanol – upotreba

Rastvarač

Čišćenje i odmašćivanje el.uređaja

Dezinfekcija površina...

31

Dvohidroksilni alkoholi Dvohidroksilni alkoholi (dioli ili glikoli) sadrže u svom molekulu dve hidroksilne grupe vezane za dva različita ugljenikova atoma.

32

Dvohidroksilni alkoholi Najprostiji dvohidroksilni alkohol je etan-1,2-diol ili etilen-glikol.

To je bezbojna otrovna tečnost rastvorljiva u vodi.

Dobija se oksidacijom etilena.

33

Dvohidroksilni alkoholi Najprostiji dvohidroksilni alkohol je etan-1,2-diol ili etilen-glikol.

Upotrebljava se za proizvodnju ‚‚antifriza‚‚ sredstva protiv

Smrzavanja vode u hladnjacima raznih vrsta motora, jer ima

veoma nisku tačku mržnjenja.

U industriji plastičnih masa.

Nitratni estar etilen-glikola upotrebljava se kao eksploziv.

34

Dvohidroksilni alkoholi Najprostiji dvohidroksilni alkohol je etan-1,2-diol ili etilen-glikol.

35

Trohidroksilni alkoholi Najprostiji, ali i najvažniji predstavnik ove vrste alkohola je glicerol (glicerin) ili propan-1,2,3-triol, koja je osnovna supstanca veoma važnih prirodnih proizvoda kao što su masti, ulja i fosfatidi.

36

H2CHC

OH

CH2

OH OH

ili

H2C OH

HC OH

H2C OH

gricelor (propan-1.2.3-triol)

Trohidroksilni alkoholi Glicerol se u velikim količinama dobija kao sporedni proizvod u industriji sapuna. On pri tome nastaje hidrolizom masti koja se može vršiti pod dejstvom kiselina, alkalija ili vodene pare.

To je bezbojna gusta tečnost slatkog ukusa koja se meša sa vodom u svim razmerama.

37

Glycerol tristearate, a typical triglyceride, is an ester of glycerol (shown in red) and stearic acid. Glycerol

Trohidroksilni alkoholi Glicerol se primenjuje u raznim tehnologijama:

U industriji boja i lakova, u kozmetici za spravljanje pomada i sapuna, u industriji kože, farmaceutskoj i prehrambenoj industriji, kao i za proizvodnju emulgatora i drugih hemikalija.

38

Trohidroksilni alkoholi Glicerol primena u prehrambenoj industriji

Aditiv za hranu E422

Za održavanje vlažnosti

Zaslađivač

Zgušnjivač kod sokova

39

Trohidroksilni alkoholi Glicerol

Koristi se u medicinskim i kozmetičkim preparatima radi poboljšanja mekoće, vlažnosti i mazivosti.

Nalazi se u sirupima za kašalj, pastama za zube, tečnostima za ispiranje usta, sapunima...

40

Trohidroksilni alkoholi Najveće količine glicerola koriste se za proizvodnju ‚‚nitroglicerina‚‚-glicerol-trinitrat.

Nitroglicerin je veoma eksplozivno jedinjenje čak i na potres i udar, zbog čega se u čistom stanju i ne upotrebljava.

41

CH

CH2

CH2

OH

OH

OH

HONO2+H2SO4 CH

CH2

CH2

ONO2

ONO2

ONO2

+ H2O33

Trohidroksilni alkoholi Nitroglicerin je veoma eksplozivno jedinjenje čak i na potres i udar, zbog čega se u čistom stanju i ne upotrebljava.

Smesa koja sadrži 75% nitroglicerina i 25% infuzorijske zemlje naziva se dinamit (otkrio ga je Alfred Nobel).

42