Alkoholy, fenoly, thioly

 

Alkoholy

-hydroxyderiváty uhlovodíků (mají navázanou OH^– skupinu na uhlíku)

 

Názvosloví – dvojího typu

1) název uhlovodíku + koncovka ol (používanější)

2) název uhlovodíkového zbytku + alkohol

 

např: CH₃-OH (ad1) metanol; ad 2) metylalkohol)

CH₃-CHOH-CH₂-CH₂OH (ad1) butan-1,3-diol; ad 2) 1,3-butylalkohol)

CH₂=CH-CHOH-CH₃ (ad1) but-3-en-2ol; ad 2) 3-butenalkohol) – přednost OH skupiny dvojnou vazbou

ad 1) fenylakohol; ad2) benzylalkohol (častější pojmenování)

 

Rozdělení alkoholů

1. I) podle počtu OH skupin – jednosytné, dvojsytné,…, vícesytné
2. II) podle polohy OH skupiny:
3. a) primární alkohol – OH skupina na krajním uhlíku se 2 vodíky (ethanol)
4. b) sekundární alkohol – OH skupina na uhlíku uprostřed s 1 vodíkem (propan-2-ol)
5. c) terciální alkohol – OH skupina na uhlíku bez vodíku (2-metylpropan-2-ol)

 

Fyzikální vlastnosti

– do 15 C jsou to kapaliny, nad 15 C jsou pevné látky; nikdy alkohol nemůže být plyn

– bezbarvé, jednosytné mají charakteristický zápach, vícesytné sladkou chuť

– rozpustnost ve vodě klesá s M_r, stoupá s počtem OH skupin

– teploty varů alkoholů oproti stejným uhlovodíkům jsou vyšší, což je způsobeno vodíkovými můstky

– většina alkoholů je jedovatá, alkoholy hoří na CO₂ a H₂0

 

Chemické vlastnosti

– neexistují alkoholy se dvěma OH skupinami na 1 uhlíku

CH₃-CH(OH)₂ (odštěpí se voda) ® CH₃-CH=O (acetaldehyd)

 

– alkoholy s OH skupinou na uhlíku s dvojnou vazbou jsou nestálé a mění se

CH₂=CHOH (etenol) ® CH₃-CH=O (ketoforma)

 

– chovají se jako kyselina (ale slabá)

CH₃-CH₂OH ® CH₃-CH₂O- + H⁺

CH₃-CH₂OH + Na ® CH₃-CH₂ONa + H₂ (etanolát sodný)

– s hydroxidy nereagují, alkoholy jsou slabší kyselina než H₂O

CH₃-CH₂ONa + H₂O ® CH₃-CH₂OH + NaOH

 

– se silnou kyselinou jsou alkoholy donuceny se chovat jako zásady

CH₃-CH₂OH + HCl ® CH₃-CH₂OH-H⁺ (vznikla koordinačně kovalentní vazba) + Cl^– vznikají oxoniové soli

 

=> alkoholy se chovají amfoterně

 

Reakce

I.Oxidace alkoholů

 

1) primární

alkohol až na kyselinu

CH₃-CH₂OH (oxidace za podmínky roztoku KMn0₄) ® CH₃-CH=O (KMn0₄) ®

CH₃-COH=O (kys. octová)

 

2) sekundární

alkohol na keton

CH₃-CH=O-CH₃ (odštěpuje se H₂) ® CH₃-CO-CH₃ (propanon)

 

3) terciální

za normálních podmínek není možná

 

1. Substituce nukleofilní

– nejlépe na uhlíku, kde se nachází skupina OH

CH₃-CH₂OH + HI ® CH₃-CH₂I + H₂O

CH₃-CH₂OH + CN ® CH₃-CH₂CN + H₂O

 

III. Eliminace

-průběh lze urychlit zvýšením teploty

CH₃-CH₂OH (v kyselém prostředí-H₂SO₄ + nějaká hygroskopická látka např. P₂O₅) ® CH₂=CH₂ + H₂O

 

Příprava a výroba

1) etanol

příprava – nejčastěji z brambor, obilí

C₆H₁₂O₆ (kvasinky, bez přístupu O₂) ® C₂H₅OH + 2CO₂

i jiný sacharid; dále se destiluje, bod varu je 78,5^oC

výroba

CH₂=CH₂ (v kyselém prostředí-H₂SO₄, ve vodě) ® CH₃-CH₂OH – technický líh, na výrobu barev, laků, plastů, jako rozpouštědlo

– k zamezení pití technického líhu se líh denaturuje, např. benzen => vzniká azeotropická směs = směs dvou sloučenin, které od sebe nejdou oddělit

 

 

2) metanol = dřevní líh

– kdysi se získával při výrobě dřevěného uhlí

dnes CO + 2 H₂ → CH₃OH

 

– další alkoholy vznikají oxidací alkanů ci alkenů

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ → CH₃-CH₂-CH₂-CHOH (nebo CH₃-CH₂-CHOH-CH₃)

CH₂=CH₂ (KMnO₄) → CH₂OH-CH₂OH (etylenglykol = ethandiol)

 

Přehled

– metanol – kapalina podobná etanolu, charakteristický zápach, prudce jedovatá (slepota až smrt); použití: rozpouštědlo, bionafta, výroba plastů

– etanol – bezbarvá kapalin, charakteristický zápach, t.v. =78,5oC, s vodou tvoří azeotropní směs; použití: potravinářství, výroba léků

– propanol, butanol… – kapaliny charakt. zápachu, při destilaci se mohou dostat do etanolu – tzv. přiboudlina, zápach, chuť

– ethandiol (CH₂OH-CH₂OH) – sladká kapalina, použití: výroba plastů, do nemrznoucí směsi do aut

glycerol (CH₂OH-CHOH-CH₂OH) – viskózní sladká kapalina, e estery VMK dává tuk, nejedovatý; použití: umělé sladidlo, kosmetický průmysl

s HNO₃ dává vzniku trinitrongylcerin (objevil A. Nobel), výbušná kapalina, extrémně citlivá na otřesy, převáží se ve speciální hlíně

 

Fenoly

– skupina OH navázaná na uhlíku na aromatickém jádře

alfa-naftol

Fyzikální vlastnosti

– pevné látky, většinou krystalické, měkké a bílé, charakteristický zápach, žíravé a jedovaté

 

Chemické vlastnosti

-reagují jako kyseliny

fenol + NaOH → fenolát sodný + H₂O

 

– s jinou kyselinou reaguje tak, že silnější kyselina vnutí vyloučí aniont slabší kyseliny

CH₃-CH₂ONa + fenol → fenolát sodný + etanol, další reakce

fenolát sodný + CH3COOH → CH3COONa + fenol

CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl

 

Příprava a výroba

1) výroba izolací z černouhelného dehtu nebo oxidací kumenu

2) příprava – reakce fenolových solí a kyseliny (fenolát sodný + HCl → fenol NaCl)

 

Přehled

– fenol – bílá až průhledná krystalická látka, časem tmavne, žíravý; použití: výroba plastových hmot, barvy, laky

– kresoly – jediné kapalné fenoly, s draselnými mýdly jako dezinfekce, výroba barev

– naftol – pevná, krystalická látka charakteristického zápachu, výroba barev

– pyrokatechol, hydrochinon – jako slabá redukční při výrobě fotografií

– resorcinol – pevná, bílá látka, užití v kožním lékařství, k důkazu sacharidů

– kyselina pikrová (=trinitrofenol) – silná kyselina, explozivní účinky, sůl pikrát amonný jako výbušnina

 

Etery

– odvozujeme od uhlovodíků náhradou vodíků alkoxyskupinou R-O-

– dvojí pojmenování:

1) alkoxy + název uhlovodíku

2) název uhlovodíkového zbytku + eter

 

CH₃-O-CH₃ ad1) dimetyleter, ad 2) metoxymetan

1) ethoxybenzen, 2) ethylfenylbenzen podtržené – přednost mají zbytky začínající na písmeno dřív v abecedě

 

etylenoxid = oxiran

 

Fyzikální vlastnosti

– kapaliny s nízkou t_v (až na CH₃-O-CH₃-plyn)

– hořlavé, narkotické účinky, nemísitelné s vodou

 

Chemické vlastnosti

– nejsou příliš reaktivní, chová se jako zásada

CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃ + H⁺ → CH₃-CH₂-OH⁺-CH₂-CH₃ (oxoniová sůl)

 

– hoření

CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃ + 6O₂ → 4CO₂ + 5H₂O

 

Příprava a výroba

1) symetrické – stejná příprava i výroba a to z alkoholů

CH₃-CH₂OH + HOCH₂-CH₃ (v kyselém prostředí H2SO4, odštěpila se voda) →

CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃

 

2) asymetrické – stejná příprava i výroba a to z alkoholátů a halogenderivátů

CH3-ONa + ClCH2-CH3   CH₃-CH₂-O-CH₃ + NaCl

 

Přehled

– dietyleter (=eter) – kapalina, charakteristický zápach, páry vybuchují, použití kdysi v lékařství