- •Спирты т Пособие для самостоятельной работы студентов
- •Оглавление Введение 2
- •Введение
- •1. Источники спиртов
- •2. Реакции спиртов
- •2.1. Кислотно-основные свойства спиртов
- •2.2. Реакции замещения гидроксильной группы
- •А. Реакции с галогенводородами
- •Дегидратация спиртов
- •Б. Действием галогенидов фосфора
- •Окисление спиртов
- •4. Реакции спиртов с кислотами
Б. Действием галогенидов фосфора
Для превращения спиртов в алкилгалогениды применяют различные три- и пентагалогениды фосфора: PBr3, PCl3, POCl3 или PI3. Последний получают из красного фосфора и йода непосредственно во время реакции:
Галогениды и оксигалогениды фосфора относятся к умеренно сильным кислотам Льюиса.
Механизм
Образующийся HOPBr2 далее реагирует со спиртом по аналогичному механизму, и в конечном итоге все три атома галогена принимают участие в реакции. Замещение гидроксильной группы на галоген в этих реакциях происходит с инверсией конфигурации.
Замещение гидроксильной группы первичных и вторичных спиртов на галоген под действием трибромида фосфора и других галогенидов и оксигалогенидов фосфора происходит с перегруппировками.
Поскольку замещение гидроксильной группы на галоген с помощью галогенидов фосфора часто сопровождается изомеризацией и перегруппировками, эти реагенты следует применять только в простых случаях, где перегруппировка и изомеризация невозможны.
Г. Действием на спирты тионилхлорида
Одним из лабораторных способов превращения спиртов в алкилхлориды является их взаимодействие с тионилхлоридом. Тионилхлорид превращает первичные и вторичные спирты в алкилхлориды с выходом 70-90%. Образующиеся наряду с продуктом замещения хлороводород и диоксид серы газы, что облегчает выделение целевого продукта.
Д. Образование алкилтозилатов
Еще один путь превращения гидроксильной группы спиртов в хорошую уходящую группу - превращение их в тозилаты. Спирты реагируют с п-толуолсульфонилхлоридом (тозилхлоридом ТsCl) превращаясь в алкилтозилаты.
п-толуолсульфонилхлорид этил-п-толуолсульфонат
или
тозилхлорид этилтозилат
Алкилтозилаты вступают во все реакции нуклеофильного замещения. Из них, например, могут быть получены различные галогензамещенные углеводороды. Для этого спирты сначала превращают в алкилтозилаты, которые легко могут быть выделены и очищены. Далее тозилатную группу замещают на другую функциональную группу.
Дегидратация спиртов
Спирты могут быть превращены в алкены путем дегидратации (отщепления или элиминирования воды) от соседних атомов углерода. В лаборатории дегидратацию проводят путем нагревания спиртов с концентрированной серной или 85% фосфорной кислотой.
Условия проведения реакции зависят от строения спирта. Наиболее трудно дегидратируются первичные спирты, наиболее легко - третичные
Первичные спирты дегидратируются по механизму E2 в довольно жестких условиях 170 200оС с использованием концентрированной серной кислоты.
Механизм Е2
Дегидратация вторичных спиртов происходит по механизму Е1 при температуре 100 150оС с менее концентрированными кислотами. Отщепление воды протекает согласно эмпирическому правилу Зайцева: протон отщепляется предпочтительно от наименее гидрогенизированного -атома углерода. Иными словами, двойная связь образуется у наиболее замещенного атома углерода:
Еще легче отщепляют воду третичные спирты 50 100оС в присутствии более мягких дегидратирующих агентов (разбавленная серная кислота, щавелевая или п-толуолсульфоновая кислота):
Дегидратация третичных спиртов проходит по механизму Е1.
Образующиеся в качестве промежуточных частиц карбокатионы склонны к перегруппировкам, при которых менее стабильные катионы превращаются в более стабильные
