Лабораторно-практическое занятие № 24. «Спирты и тиолы: получение и идентификация » (3ч)

Цель:изучить способы получения иидентификации спиртов, их тиоаналогов.

Вопросы для обсуждения:

1. Получение спиртов: гидратация алкенов, гидролиз галогенопроизводных, брожение

2. Получение тиолов: присоединение серосодержащих соединений к алкенам, взаимодействие гидросульфидов щелочных металлов с первичными галогеноалканами, восстановление сульфонилхлоридов.

3. Способы идентификации одноатомных и многоатомный спиртов.

Материалы и примеры для самостоятельного изучения

Пример 1. Покажите как осуществляется превращение альдегидов и кетонов с помощью реактивов Гриньяра (магнийалкилгалогенидов):

Задачи для самостоятельного решения

Задача 24.1. Какие спирты образуются в результате щелочного гидролиза следующих галогенопроизводных:

а) изопропилхлорид;

б) 2-бром-2-метилбутан;

в) 1-бром-3-метилпентан;

г) 1,2-дихлорэтан;

д) 2-метил-3-хлорбутанол-2.

Напишите уравнения реакций; рассмотрите их механизм.

Задача 24.2. Гидратацией каких алкенов можно получить следующие спирты:

а) изопропанол;

б) бутанол-1;

в) 2-метилбутанол-2;

г) 3-метилбутанол-2?

Задача 24.3. Какие вещества образуются при взаимодействии метил-магнийбромида со следующими соединениями:

а) формальдегид;

б) уксусный альдегид;

в) 2-метилпропаналь;

г) диметилкетон.

Назовите продукты гидролиза полученных соединений.

Задача 24.4. Используя магнийорганические вещества, проведите син­тез по реакции Гриньяра следующих спиртов:

а) пропанол-1;

б) пропанол-2;

в) 2-метилпропанол-1;

г) 2-метилпропанол-2;

д) 3-метилпентанол-2.

Задача 24.5. Напишите схемы получения бутанол-2 из следующих ре­агентов:

а) н-бутан;

б) бутен-1;

в) бутанон-2;

г) 2-хлорбутан;

д) бутин-2.

Задача 24.6. Напишите схемы получения:

а) этиленгликоля из этилена;

б) глицерина из пропилена;

в) глицерина из ацетилена.

Задача 24.7. Осуществите следующие превращения:

Задача 24.8. Определите строение вещества состава С₅Н₁₂О, если изве­стно, что оно реагирует с металлическим натрием, при окисле­нии дает кетон и при дегидратации — алкен, который, окисля­ясь, образует кетон и кислоту.

Задача 24.9. Два амиловых спирта при каталитической дегидратации дают один и тот же алкен — 2-метилбутен-2. Напишите структур­ные формулы этих спиртов.

Задача 24.10. Установите строение вещества состава С₄Н₈О, которое обесцвечивает бромную воду, взаимодействует с металлическим натрием с выделением водорода, а при осторожном окислении образует винилуксусный альдегид.

Задача 24.11. Каково строение вещества состава С₇Н₁₆О, которое при действии метилмагнийбромида выделяет метан, а при дегидрата­ции переходит в углеводород; озонолиз последнего приводит к образованию ацетона и масляной кислоты.

Задача 24.12.Оптически активный спирт С₅Н₁₂О при дегидратации пре­вращается в соединение, озонолиз которого дает ацетон и уксусный альдегид. Установите строение исходного спирта. Какова конфигурация спирта, если он с уксусной кислотой в присутствии минеральной кислоты образует сложный эфир с D-конфигурацией?

Задача 24.13.Установите строение соединения состава С₄Н₁₀S, если извест­но, что оно взаимодействует с оксидом ртути(II), при взаимодействии с метилиодидом в щелочной среде образует вещество состава C₅H₁₂S. В ре­зультате окисления его кислородом воздуха получается продукт C₈H₁₈S₃, а при действии азотной кислоты — 2-метилпропансульфоновая кислота.

Лабораторная работа № 6. «Идентификация спиртов»

Цель: изучить методы идентификации одноатомных и многоатомных спиртов

Формируемые умения:

· осуществлять пробу Лукаса, на основе которой идентифицировать первичные, вторичные и третичные одноатомные спирты

· окислять спирты хромовой смесью

· осуществлять пробу на -диольный фрагмент

Реактивы и оборудование: реактив Лукаса, спирты (пропиловый, изопропиловый, трет-бутанол, глицерин), хромовая смесь, 2%-ный раствор сульфата меди (II), 10%-ный раствор гидроксида натрия; фуксинсернистая кислота, спиртовка, держатель для пробирки, пробирки.

Методика

1. Проба Лукаса. Первичные, вторичные и третичные алифатические спирты, с числом атомов углерода меньше 6, взаимодействуют с концентрированной хлоро­водородной кислотой в присутствии хлорида цинка (реактивом Лукаса) с получением соответствующих галогеноалканов. Галогеноалканы образу­ются с различными скоростями, что используется для идентификации исходных спиртов. Третичные спирты реагируют очень быстро с выделением несмешивающегося с водой слоя хлороалкана, вторичные — медленнее, с помутнением раствора и выделением капель хлороалкана. За исключением аллилового и бензинового спиртов растворы первичных спиртов в реактиве Лукаса остаются прозрачными.

В каждую из трех пробирок, содержащих по 3—4 капли соот­ветственно этилового, изопропилового и трет-бутилового спиртов, добавьте по 6 капель реактива Лукаса, встряхните и наблюдайте за изменениями, происходящими в пробирках при комнатной температуре в течение 5 мин.

2. Окисление спиртов хромовой смесью. В пробирку помес­тите 2 капли этанола, 1 каплю 10%-го раствора серной кислоты и 2 капли 10%-го раствора дихромата калия. Полученный рас­твор имеет оранжевую окраску. Нагревайте его над пламенем горел­ки, пока раствор не начнет приобретать синевато-зеленую окраску (одновременно ощущается характерный запах уксусного альдегида, напоминающий запах антоновских яблок). Внесите 1 каплю полу­ченного раствора во вторую пробирку с 3 каплями фуксинсернистой кислоты. Появляется розово-фиолетовое окрашивание.

Напишите схему реакции окисления этанола в уксусный альдегид. Будут ли в условиях этого опыта окисляться вторичные и третичные спирты?

3. Обнаружение многоатомных спиртов взаимодействием с гидроксидом меди (II) в щелочной среде. В пробирку внесите 4 капли 2%-го раствора сульфата меди(II) и 6 капель 10%-го раствора гидроксида натрия. К об­разовавшемуся голубому хлопьевидному осадку гидроксида меди(II) добавьте 2 капли глицерина и встряхните пробирку. Образуется глицерат меди(II), раствор которого имеет си­нюю окраску.

Напишите схему реакции глицирина с гидроксидом меди(II). Какой структурный фрагмент содержат органические соединение растворяющие гидроксид меди(II)?

Литература для самостоятельной работы

Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 кн./В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П. Тюкавкина; Под ред. Н.А. Тюкавкиной. - М.: Дрофа, 2002. – Кн. 1: Основной курс. – 620с. (С. 342 – 344; 410- 413)