Transcript ALKOHOLI - data.sfb.rs

ALKOHOLI
R–H
R–O–H
• Alkoholi su jedinjenja opšte formule R-OH.
• Funkcionalna grupa alkohola je hidroksilna grupa (-OH).
• Alkoholi se mogu smatrati derivatima vode, gde je jedan vodonikov
atom zamenjen alkil grupom ili
• derivatima alkana gde je jedan vodonikov atom zamenjen hidroksilnom
grupom (-OH).
H–O–H
R–O–H
Imenovanje alkohola
Po sistematskoj nomenklaturi alkoholi se tretiraju kao derivati alkana.
Imenu alkana se dodaje nastavak –ol, tako alkan postaje alkanol.
metan
etan
metanol
etanol
Najduži niz u molekulu alkohola je najduži niz ugljenikovih atoma na kome
se nalazi hidroksilna grupa, to ne mora biti i najduži niz u molekulu.
OH
17
OH
7
1
2
6
53 4
4
62
53
6
7
8
3-metil-1-heptanol
3-butil-3-metil-1-heptanol
9
Ugljenikovi atomi se numerišu sa onog kraja koji je bliži OH-grupi.
2-heksanol
2-metil-2-pentanol
6-metil-3-heptanol
OH-grupa ima prednost u odnosu na atome halogena.
3-fluor-1-propanol
Ciklični alkoholi zovu se cikloalkanoli. Kod njih ugljenikov atom za
koji je vezana hidroksilna grupa je prvi ugljenikov atom.
1-metilcikloheksanol
sec-butil-alkohol
Izobutil-alkohol
Podela alkohola
A. Prema broju OH – grupa:
1.
1.
2.
3.
4.
monohidroksilni
dvohidroksilni
trohidroksilni i
polihidroksilni.
CH 3 CH 2 OH
etanol
2.
HO
CH 2 CH 2
OH
1,2-etandiol
glikol
4.
3.
HO
CH 2 CHCH
2
OH
1,2(R),3(S),4(S),5(R),6-heksanheksitol
D-galaktikol
1,2,3-propantriol
glicerol
glicerin
OH
B. Prema vrsti ugljenikovog atoma za koji je vezana OH – grupa:
1. primarni
2. sekundarni i
3. tercijarni.
1. CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH
2.
CH 3 CHCH
2 CH 3
OH
CH 3
3.
CH 3 CCH
OH
3
ALKOHOLI
tercijarni C atom
FORMULE
C4H9OH
Fizičke osobine alkohola
Alkoholi sadrže vrlo polarnu –OH grupu, koja sadrži
vodonik vezan za izrazito elektronegativan atom kiseonika,
koji sadrži slobodne elektonske parove i samim tim –OH
grupe grade vodonične veze.
Posledica velike polarnosti veze između kiseonika i vodonika
i građenja vodoničnih veza između molekula alkohola su
relativno visoke tačke ključanja i dobra rastvorljivost u
vodi i drugim polarnim rastvaračima.
Sa povećanjem broja ugljenikovih atoma (nepolarnog dela)
opada rastvorljivost u vodi i polarnim rastvaračima, a
raste u nepolarnim rastvaračima.
H
R
O
H
R
O
H
R
O
O
H
H
R
O
O
H
R
R
H
R
O
H
H
O
H
R
O
O
H
H
H
O
O
H
R
R
Alkoholi do tri ugljenikova atoma se rastvaraju u vodi u
svim odnosima, sa 4 i 5 C-atoma se dobro rastvaraju, a
sa šest i više ugljenikovih atoma su slabo rastvorni vodi.
Polarni
CH 3 OH
deo
CH
Polarni
OH
3 CH 2deo
Nepolarni deo
Polarni
Nepolarni
deo
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OHdeo
CH
Polarni
Nepolarni
CH
OH
3 CHdeo
2 CH 2 deo
Polarni
Nepolarni deo
OH
deo
3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
Polarni
Nepolarni
deo
OH
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
deo
Polarni
deo
OH
CH 3 CH 2 CHNepolarni
deo
2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
Oksidacija alkohola:
Oksidacija primarnih alkohola:
Primarni alkohol
Aldehid
Karboksilna kiselina
KMnO4
3-fluoro-1-propanol
3-fluoropropanska kiselina
Oksidacija sekundarnih alkohola:
sekundarni alkohol
cikloheksanol
keton
cikloheksanon
ALDEHIDI I KETONI
O
Metanal
C
Aldehid
Keton
Imenovanje aldehida
i ketona
• za neke aldehide i ketone i dalje se koriste stara imena
• Chemical Abstracts koristi uobičajena imena za aldehide
sa 1 i 2 C-atoma i keton sa 3 C-atoma (dimetilketon-aceton)
O
O
O
C
C
H
C
H
metanal
formaldehid
H 3C
H
H
etanal
acetaldehid
benzenkarbaldehid
benzaldehid
O
O
CH 3 CCH
CH 3 CCH 2 CH
3
propanon
dimetil-keton
aceton
O
3
CH 3 CH 2 CCH 2 CH
butanon
etil-metil-keton
3-pentanon
dietil-keton
Imena fenil-ketona završavaju se nastavkom -fenon
O
C
O
1
2
C
CH 3
1-feniletanon
acetofenon
benzofenon
3
IUPAC – ova pravila
• aldehidi se tretiraju kao derivati alkana, imenu alkana dodaje
se nastavak –al, tako alkan postaje alkanal.
metan – metanal; etan – etanal; propan – propanal itd.
• osnovni niz se numeriše polazeći od karbonilne grupe,
ugljenikov atom iz karbonilne grupe je uvek C1
• imena aldehida su analogna imenima 1-alkohola
• ciklični aldehidi se imenuju kao karbaldehidi.
O
O
3
4
CH 3 CH 2 CH
propanal
ClCH
2
1
2 CH 2 CH 2CH
4-hlorbutanal
6
7
5
4
3
2
1
H
O
4,6-dimetilheptanal
O
OH
OCH
3
CHO
C
H
Br
CHO
2-fenilpropandial
4-hidroksi-3-metoksi
benzenkarbaldehid
4-hidroksi-3-metoksi
bezaldehid
vanilin
4,4-dimetilpentanal
o-brombenzaldehid
5-heksenal
cikloheksankarbaldehid
2-naftalenkarbaldehid
• Ketoni se, takođe, tretiraju kao derivati alkana. Imenu
alkana se dodaje nastavak –on. Alkan  Alkanon
• karbonilna grupa u najdužem nizu se numeriše najmanjim
brojem, bez obzira na prisustvo drugih supstituenata ili
funkcionalnih grupa (-OH, C=C, C≡C)
• ciklični ketoni zovu se cikloalkanoni
3-heksanon
O
1
2
CH 3
CH 3
2,2-dimetilciklopentanon
4-metil-2-pentanon
CH
3
CH 3 CHCH
Cl O
2 CHCCH
O
2 CH 3
HC
4-hlor-6-metil-3-heptanon
propinal
O
O
HC
CH 3 C
O
RC
CCH
alkanoil
acil
Ako u istom molekulu imamo
prisutne keto i aldehidnu grupu,
keto grupa se imenuje kao
okso grupa.
formil
acetil
O
O
CH 3 C CH 2 CH
3-oksobutanal
Dobijanje aldehida i ketona
Industrijsko dobijanje:
• za industriju najvažniji aldehid je formaldehid (metanal), a
najvažniji keton je aceton (propanon)
• formaldehid se upotrebljava u obliku vodenog rastvora
″formalin″ kao dezinfekciono, germicidno i fungicidno sredstvo,
najviše se koristi za dobijanje ″fenolnih smola″
Laboratorijsko dobijanje:
Oksidacija alkohola
1. Oksidacija primarnih alkohola
2. Oksidacija sekundarnih alkohola
sekundarni alkohol
cikloheksanol
keton
cikloheksanon
Fizičke osobine aldehida i
ketona
• aldehidi i ketoni su polarna jedinjenja, zbog prisustva
polarne karbonilne grupe
• imaju relativno visoke tačke ključanja u poređenju sa
nepolarnim jedinjenjima slične molekulske mase
• ne mogu da grade vodonične veze i zbog toga imaju niže
tačke ključanja od odgovarajućih alohola i karboksilnih
kiselina
• niži aldehidi i ketoni (metanal, etanal, propanal) se dobro
rastvaraju u vodi i polarnim rastvaračima
• aldehidi i ketoni sa 5 i više C atoma se slabo rastvaraju u
polarnim rastvaračima i vodi, dominira nepolarni – R ostatak
formula
T.T.
T.K.
Rastvorljivost
g/100 g H2O
Veoma rastvoran
Slabo rastvoran
KARBOKSILNE KISELINE
Nomenklatura:
• IUPAC – nazivu odgovarajućeg alkana dodaje se nastavak – ska kiselina
• stara (trivijalna) imena – na osnovu izvora odakle su kiseline prvobitno
izolovane
• osnovni niz numeriše se tako da je C-1 karboksilni ugljenik, a zatim označuju svi
supstituenti na najdužem nizu koji sadrži karboksilnu grupu
• zasićene ciklične kiseline imenuju se kao cikloalkankarbonske kiseline
• aromatične kiseline su benzoeve kiseline
H 3C
Br
CH 2
CH 3 CHCOOH
2-brompropanska kiselina
-brompropionska kiselina
CH 3
CH 3 CH 2 CHCHCOOH
CHCOOH
propenska kiselina
akrilna kiselina
2,3-dimetilpentanska kiselina
,-dimetilvalerijanska kiselina
O
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2
CH 2
CH 3 CCHCH 2 CH 2 COOH
CHCHCH 2 CH 2 CH 2 COOH
CH 2 CH 2 CH 3
5-butil-6-heptenska kiselina
5-okso-4-propilheksanska kiselina
Cl
COOH
Br
HO
COOH
1-brom-2hlorciklopentankarboksilna kiselina
2-hidroksibenzoeva kiselina
oksalna kiselina (etandikiselina), malonska(3), ćilibarna(4), glutarna(5),
adipinska(6), maleinska(cis-2-buten-dikiselina), fumarna(trans)
STRUKTURA I FIZIČKE OSOBINE:
O
R
H
O
C
C
O
H
R
O
• karboksilna grupa je izrazito polarna i kaarboksilne kiseline grade
dimere vezane vodoničnim vezama
• posledica dimerizacije su visoke tačke ključanja
Soli karboksilnih kiselina, sapuni i deterdženti
Nezasićene kiseline (%)
Zasićene kiseline (%)
Mast ili ulje
-dien
-en
C12
C14
C16
C18
C16
C18
C18
C18
Goveđi loj
0,2
2-3
25-30
21-26
2-3
39-42
0,3
2
Maslac
1-4
8-13
25-32
8-13
2-5
22-29
0,2-1,5
3
Koksovo ulje
44-51
13-18
7-10
1-4
-
5-8
0-1
1-3
Kukuruzno ulje
-
0-2
8-10
1-4
1-2
30-50
0-2
34-56
Svinjska mast
-
1
25-30
12-16
2-5
41-51
-2-3
3-8
Maslinovo ulje
0-1
0-2
7-20
1-3
1-3
53-86
0-3
4-22
Palmino ulje
-
1-6
32-47
1-6
-
40-52
-
2-11
Ulje kikirikija
-
0,5
6-11
3-6
1-2
39-66
-
17-28
Sojino ulje
-
0.3
7-11
2-5
0-1
22-34
-
50-60
Riblje ulje
-
2-6
7-14
0-1
10-20
25-31
35-52
-
Laneno ulje
-
0,2
5-9
4-7
-
9-29
-
8-29