การเตรียมจากแอลกอฮอล์ ตัวเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์ ตัวเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของเอทานอล

ปัญหาพื้นฐานที่เกิดขึ้นเมื่อแอลกอฮอล์ถูกออกซิไดซ์เป็นอัลดีไฮด์ก็คือ อัลดีไฮด์จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันเพิ่มเติมได้ง่ายมากเมื่อเทียบกับแอลกอฮอล์ที่เริ่มต้น โดยพื้นฐานแล้ว อัลดีไฮด์เป็นสารรีดิวซ์อินทรีย์ที่มีฤทธิ์ ดังนั้นในระหว่างการออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ปฐมภูมิกับโซเดียมไดโครเมตในกรดซัลฟิวริก (ส่วนผสมของเบคมันน์) อัลดีไฮด์ที่เกิดขึ้นจะต้องได้รับการปกป้องจากการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมไปยังกรดคาร์บอกซิลิก ตัวอย่างเช่น เป็นไปได้ที่จะกำจัดอัลดีไฮด์ออกจากส่วนผสมของปฏิกิริยา และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากจุดเดือดของอัลดีไฮด์มักจะต่ำกว่าจุดเดือดของแอลกอฮอล์ต้นกำเนิด ด้วยวิธีนี้ประการแรกสามารถรับอัลดีไฮด์ที่มีจุดเดือดต่ำได้เช่นอะซิติก, โพรพิโอนิก, ไอโซบิวทีริก:

ภาพที่ 1.

จะได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าหากใช้กรดอะซิติกน้ำแข็งแทนกรดซัลฟิวริก

เพื่อให้ได้อัลดีไฮด์ที่มีจุดเดือดสูงจากแอลกอฮอล์ปฐมภูมิที่สอดคล้องกัน tert-butyl ester ของกรดโครเมตจึงถูกใช้เป็นตัวออกซิไดซ์:

รูปที่ 2.

ในระหว่างการออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ไม่อิ่มตัวด้วยเติร์ต-บิวทิลโครเมต (ในตัวทำละลายไม่มีขั้ว aprotic) พันธะหลายตัวจะไม่ถูกครอบครอง และอัลดีไฮด์ที่ไม่อิ่มตัวจะเกิดขึ้นและให้ผลผลิตสูง

วิธีการออกซิเดชันซึ่งใช้แมงกานีสไดออกไซด์ในตัวทำละลายอินทรีย์ เพนเทนหรือเมทิลีนคลอไรด์ ค่อนข้างเป็นแบบเฉพาะเจาะจง ตัวอย่างเช่น อัลลิลและเบนซิลแอลกอฮอล์สามารถออกซิไดซ์ในลักษณะนี้กับอัลดีไฮด์ที่เกี่ยวข้องได้ แอลกอฮอล์ที่ส่งออกจะละลายได้เล็กน้อยในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว และอัลดีไฮด์ที่เกิดขึ้นจากการออกซิเดชันจะละลายได้มากกว่าในเพนเทนหรือเมทิลีนคลอไรด์ ดังนั้นสารประกอบคาร์บอนิลจึงผ่านเข้าไปในชั้นตัวทำละลาย ดังนั้นการสัมผัสกับสารออกซิไดซ์จึงสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมได้:

รูปที่ 3.

ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ทุติยภูมิเป็นคีโตนนั้นง่ายกว่าการออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ปฐมภูมิเป็นอัลดีไฮด์มาก ผลผลิตที่นี่สูงกว่าเนื่องจากประการแรก ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ทุติยภูมิสูงกว่าแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ และประการที่สอง คีโตนซึ่งก่อตัวขึ้น มีความทนทานต่อสารออกซิไดซ์ได้ดีกว่าอัลดีไฮด์มาก

สารออกซิไดซ์สำหรับออกซิเดชันของแอลกอฮอล์

สำหรับการเกิดออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ สารออกซิไดซ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือรีเอเจนต์ที่มีโลหะทรานซิชัน - อนุพันธ์ของโครเมียมเฮกซะวาเลนต์, แมงกานีสสี่และเจ็ดวาเลนต์

สำหรับการเลือกออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ปฐมภูมิเป็นอัลดีไฮด์ รีเอเจนต์ที่ดีที่สุดในปัจจุบันถือว่าเป็นสารเชิงซ้อนที่ $CrO_3$ โดยมีไพริดีน - $CrO_(3^.) 2C_5H_5N$ (รีเอเจนต์ของ Sarrett-Collins) รีเอเจนต์ของ Corey - ไพริดิเนียม คลอโรโครเมต $CrO_3Cl ^-C_5H_5N^ ยังใช้กันอย่างแพร่หลาย +H$ ในเมทิลีนคลอไรด์ สารเชิงซ้อนสีแดง $CrO_(3^.) 2C_5H_5N$ ได้รับมาจากอันตรกิริยาช้าๆ ของ $CrO_(3^.)$ กับไพริดีนที่ 10-15 $^\circ$С ออเรนจ์ไพริดิเนียมคลอโรโครเมตเตรียมโดยการเติมไพริดีนลงในสารละลายโครเมียม (IV) ออกไซด์ในกรดไฮโดรคลอริก 20% รีเอเจนต์ทั้งสองนี้สามารถละลายได้ใน $CH_2Cl_2$ หรือ $CHCl_3$:

รูปที่ 4.

รีเอเจนต์เหล่านี้ให้ผลผลิตอัลดีไฮด์ที่สูงมาก แต่ไพริดิเนียมคลอโรโครเมตมีข้อได้เปรียบที่สำคัญคือรีเอเจนต์นี้ไม่ส่งผลต่อพันธะคู่หรือสามในแอลกอฮอล์ตั้งต้น ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในการเตรียมอัลดีไฮด์ไม่อิ่มตัว

แมงกานีส (IV) ออกไซด์ $MnO_2$ เป็นตัวออกซิไดซ์สากลเพื่อให้ได้ $αθβ$-อัลดีไฮด์ไม่อิ่มตัวโดยการออกซิเดชันของแอลกอฮอล์อัลลิลิกที่ถูกแทนที่

ตัวอย่างปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์กับสารออกซิไดซ์เหล่านี้แสดงไว้ด้านล่าง:

ตัวเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์

พูดอย่างเคร่งครัด การออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ต่อสารประกอบคาร์บอนิลลงมาจนถึงการแตกตัวของไฮโดรเจนจากโมเลกุลแอลกอฮอล์เริ่มต้น การกำจัดดังกล่าวสามารถทำได้ไม่เพียงแต่โดยใช้วิธีออกซิเดชันที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ แต่ยังใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันอีกด้วย ตัวเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันเป็นกระบวนการกำจัดไฮโดรเจนออกจากแอลกอฮอล์โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา (ทองแดง เงิน ซิงค์ออกไซด์ ส่วนผสมของโครเมียมและคอปเปอร์ออกไซด์) ทั้งที่มีและไม่มีออกซิเจน ปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันเมื่อมีออกซิเจนเรียกว่าปฏิกิริยาออกซิเดชันดีไฮโดรจีเนชัน

ทองแดงและเงินที่กระจัดกระจายอย่างประณีต รวมถึงซิงค์ออกไซด์มักถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์สะดวกเป็นพิเศษสำหรับการสังเคราะห์อัลดีไฮด์ซึ่งถูกออกซิไดซ์เป็นกรดได้ง่ายมาก

ตัวเร่งปฏิกิริยาที่กล่าวมาข้างต้นถูกนำไปใช้ในสถานะที่มีการกระจายตัวสูงบนตัวพาเฉื่อยที่มีพื้นผิวที่พัฒนาแล้ว เช่น แร่ใยหิน หินภูเขาไฟ ความสมดุลของปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของตัวเร่งปฏิกิริยาถูกสร้างขึ้นที่อุณหภูมิ 300-400 $^\circ$С เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงของผลิตภัณฑ์ดีไฮโดรจีเนชันเพิ่มเติม ก๊าซปฏิกิริยาจะต้องถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว การดีไฮโดรจีเนชันเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนอย่างมาก ($\triangle H$ = 70-86 kJ/mol) ไฮโดรเจนที่ผลิตได้สามารถเผาไหม้ได้หากเติมอากาศเข้าไปในส่วนผสมของปฏิกิริยา จากนั้นปฏิกิริยาโดยรวมจะมีคายความร้อนสูง ($\triangle H$ = -(160-180) kJ/mol) กระบวนการนี้เรียกว่าการดีไฮโดรจีเนชันแบบออกซิเดชันหรือการดีไฮโดรจีเนชันแบบอัตโนมัติ แม้ว่าการดีไฮโดรจีเนชันจะใช้เป็นหลักในอุตสาหกรรม แต่ยังสามารถใช้วิธีนี้ในห้องปฏิบัติการเพื่อการสังเคราะห์เชิงเตรียมการได้

การดีไฮโดรจีเนชันแบบอิ่มตัวของอะลิฟาติกแอลกอฮอล์เกิดขึ้นในอัตราผลตอบแทนที่ดี:

รูปที่ 9.

ในกรณีแอลกอฮอล์ที่มีจุดเดือดสูง ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นภายใต้ความดันลดลง ภายใต้สภาวะดีไฮโดรจีเนชัน แอลกอฮอล์ที่ไม่อิ่มตัวจะถูกแปลงเป็นสารประกอบคาร์บอนิลอิ่มตัวที่สอดคล้องกัน การเติมไฮโดรเจนของพันธะ $C = C$ หลายพันธะเกิดขึ้นกับไฮโดรเจนซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการทำปฏิกิริยา เพื่อป้องกันปฏิกิริยาข้างเคียงนี้และเพื่อให้สามารถได้รับสารประกอบคาร์บอนิลไม่อิ่มตัวโดยการเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชัน กระบวนการนี้จึงดำเนินการในสุญญากาศที่ 5-20 มม. ปรอท ศิลปะ. ต่อหน้าไอน้ำ วิธีนี้ทำให้สามารถรับสารประกอบคาร์บอนิลไม่อิ่มตัวได้หลากหลาย:

รูปที่ 10.

การใช้แอลกอฮอล์ดีไฮโดรจีเนชัน

การดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์เป็นวิธีการทางอุตสาหกรรมที่สำคัญสำหรับการสังเคราะห์อัลดีไฮด์และคีโตน เช่น ฟอร์มาลดีไฮด์ อะซีตัลดีไฮด์ และอะซิโตน ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ผลิตในปริมาณมากทั้งโดยการดีไฮโดรจีเนชันและดีไฮโดรจีเนชันแบบออกซิเดชันโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงหรือเงิน

ปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์เป็นสิ่งจำเป็นในการผลิตอัลดีไฮด์และคีโตน คีโตนได้มาจากแอลกอฮอล์ทุติยภูมิ และอัลดีไฮด์จากแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ ตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการ ได้แก่ ทองแดง เงิน คอปเปอร์โครไมต์ ซิงค์ออกไซด์ เป็นต้น เป็นที่น่าสังเกตว่าเมื่อเปรียบเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดง ซิงค์ออกไซด์มีความเสถียรมากกว่าและไม่สูญเสียกิจกรรมในระหว่างกระบวนการ แต่สามารถกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาขาดน้ำได้ โดยทั่วไป ปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์สามารถแสดงได้ดังนี้

ในอุตสาหกรรม การดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์ทำให้เกิดสารประกอบต่างๆ เช่น อะซีตัลดีไฮด์ อะซิโตน เมทิลเอทิลคีโตน และไซโคลเฮกซาโนน กระบวนการนี้เกิดขึ้นในกระแสไอน้ำ กระบวนการที่พบบ่อยที่สุดคือ:

1. ดำเนินการกับตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงหรือเงินที่อุณหภูมิ 200 - 400 ° C และความดันบรรยากาศ ตัวเร่งปฏิกิริยาคือพาหะของ Al 2 O 3, SnO 2 หรือคาร์บอนไฟเบอร์ซึ่งมีส่วนประกอบของเงินหรือทองแดงสะสมอยู่ ปฏิกิริยานี้เป็นหนึ่งในองค์ประกอบของกระบวนการ Wacker ซึ่งเป็นวิธีการทางอุตสาหกรรมในการผลิตอะซีตัลดีไฮด์จากเอทานอลโดยการดีไฮโดรจีเนชันหรือออกซิเดชันกับออกซิเจน

2. สามารถดำเนินการได้หลายวิธีขึ้นอยู่กับสูตรโครงสร้างของสารตั้งต้น 2-โพรพานอลซึ่งเป็นแอลกอฮอล์ทุติยภูมิจะถูกดีไฮโดรจีเนชันเป็นอะซิโตน และ 1-โพรพานอลซึ่งเป็นแอลกอฮอล์ปฐมภูมิจะถูกดีไฮโดรจีเนชันเป็นโพรพานัลที่ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิกระบวนการ 250 - 450 °C

3. นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับโครงสร้างของสารประกอบตั้งต้นซึ่งส่งผลต่อผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย (อัลดีไฮด์หรือคีโตน)

4. เมธานอลดีไฮโดรจีเนชัน- กระบวนการนี้ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างสมบูรณ์ แต่นักวิจัยส่วนใหญ่เน้นย้ำว่าเป็นกระบวนการที่น่าหวังสำหรับการสังเคราะห์ฟอร์มาลดีไฮด์ไร้น้ำ มีพารามิเตอร์กระบวนการต่างๆ ให้เลือก: อุณหภูมิ 600 - 900 °C, สังกะสีหรือทองแดงที่เป็นส่วนประกอบของตัวเร่งปฏิกิริยา, ตัวพาซิลิกอนออกไซด์, ความเป็นไปได้ในการเริ่มต้นปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ฯลฯ ปัจจุบันฟอร์มาลดีไฮด์ส่วนใหญ่ในโลกผลิตโดยการเกิดออกซิเดชันของเมทานอล

ขึ้นอยู่กับชนิดของอนุมูลไฮโดรคาร์บอน รวมถึงในบางกรณี คุณลักษณะของการเกาะกลุ่ม -OH กับอนุมูลไฮโดรคาร์บอนนี้ สารประกอบที่มีหมู่ฟังก์ชันไฮดรอกซิลจะถูกแบ่งออกเป็นแอลกอฮอล์และฟีนอล

แอลกอฮอล์เป็นสารประกอบที่หมู่ไฮดรอกซิลเชื่อมต่อกับอนุมูลไฮโดรคาร์บอน แต่ไม่ได้เกาะติดกับวงแหวนอะโรมาติกโดยตรง หากมีอยู่ในโครงสร้างของอนุมูล

ตัวอย่างแอลกอฮอล์:

หากโครงสร้างของอนุมูลไฮโดรคาร์บอนประกอบด้วยวงแหวนอะโรมาติกและหมู่ไฮดรอกซิล และเชื่อมต่อโดยตรงกับวงแหวนอะโรมาติก สารประกอบดังกล่าวจะถูกเรียกว่า ฟีนอล .

ตัวอย่างของฟีนอล:

เหตุใดฟีนอลจึงจัดเป็นประเภทแยกจากแอลกอฮอล์ ท้ายที่สุดแล้วตัวอย่างเช่นสูตร

มีความคล้ายคลึงกันมากและให้ความรู้สึกถึงสารที่เป็นสารประกอบอินทรีย์ประเภทเดียวกัน

อย่างไรก็ตาม การเชื่อมต่อโดยตรงของกลุ่มไฮดรอกซิลกับวงแหวนอะโรมาติกส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติของสารประกอบ เนื่องจากระบบคอนจูเกตของพันธะ π ของวงแหวนอะโรมาติกก็ถูกคอนจูเกตกับอิเล็กตรอนคู่เดียวของอะตอมออกซิเจนด้วย ด้วยเหตุนี้ พันธะ O-H ในฟีนอลจึงมีขั้วมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแอลกอฮอล์ ซึ่งเพิ่มการเคลื่อนที่ของอะตอมไฮโดรเจนในกลุ่มไฮดรอกซิลอย่างมีนัยสำคัญ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ฟีนอลมีคุณสมบัติเป็นกรดเด่นชัดมากกว่าแอลกอฮอล์

คุณสมบัติทางเคมีของแอลกอฮอล์

โมโนไฮดริกแอลกอฮอล์

ปฏิกิริยาการทดแทน

การทดแทนอะตอมไฮโดรเจนในกลุ่มไฮดรอกซิล

1) แอลกอฮอล์ทำปฏิกิริยากับโลหะอัลคาไลโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทและอลูมิเนียม (ทำความสะอาดจากฟิล์มป้องกันของ Al 2 O 3) และแอลกอฮอล์ของโลหะจะเกิดขึ้นและปล่อยไฮโดรเจนออกมา:

การก่อตัวของแอลกอฮอล์จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อใช้แอลกอฮอล์ที่ไม่มีน้ำละลายอยู่เนื่องจากแอลกอฮอล์จะถูกไฮโดรไลซ์ได้ง่ายเมื่อมีน้ำ:

CH 3 ตกลง + H 2 O = CH 3 OH + KOH

2) ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน

ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันคือปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์กับกรดอนินทรีย์ที่ประกอบด้วยอินทรีย์และออกซิเจน ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเอสเทอร์

ปฏิกิริยาประเภทนี้สามารถย้อนกลับได้ ดังนั้นหากต้องการเปลี่ยนสมดุลไปสู่การก่อตัวของเอสเทอร์ แนะนำให้ทำปฏิกิริยาด้วยความร้อนตลอดจนต่อหน้ากรดซัลฟิวริกเข้มข้นในฐานะสารกำจัดน้ำ:

การทดแทนหมู่ไฮดรอกซิล

1) เมื่อแอลกอฮอล์สัมผัสกับกรดไฮโดรฮาลิก หมู่ไฮดรอกซิลจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมฮาโลเจน จากปฏิกิริยานี้ haloalkanes และน้ำจึงเกิดขึ้น:

2) โดยการส่งส่วนผสมของไอแอลกอฮอล์และแอมโมเนียผ่านออกไซด์ที่ให้ความร้อนของโลหะบางชนิด (ส่วนใหญ่มักเป็น Al 2 O 3) สามารถรับเอมีนปฐมภูมิ ทุติยภูมิ หรือตติยภูมิได้:

ประเภทของเอมีน (ปฐมภูมิ ทุติยภูมิ ตติยภูมิ) จะขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของแอลกอฮอล์เริ่มต้นต่อแอมโมเนียในระดับหนึ่ง

ปฏิกิริยาการกำจัด

ภาวะขาดน้ำ

ภาวะขาดน้ำซึ่งจริงๆ แล้วเกี่ยวข้องกับการกำจัดโมเลกุลของน้ำ ในกรณีของแอลกอฮอล์จะมีความแตกต่างกัน การคายน้ำระหว่างโมเลกุลและ การคายน้ำภายในโมเลกุล

ที่ การคายน้ำระหว่างโมเลกุล ในแอลกอฮอล์ น้ำหนึ่งโมเลกุลจะเกิดขึ้นจากการที่อะตอมไฮโดรเจนถูกแยกออกจากแอลกอฮอล์หนึ่งโมเลกุล และกลุ่มไฮดรอกซิลจากอีกโมเลกุลหนึ่ง

จากปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดสารประกอบที่อยู่ในกลุ่มอีเทอร์ (R-O-R):

การคายน้ำภายในโมเลกุล กระบวนการแอลกอฮอล์เกิดขึ้นในลักษณะที่น้ำหนึ่งโมเลกุลถูกแยกออกจากแอลกอฮอล์หนึ่งโมเลกุล ภาวะขาดน้ำประเภทนี้ต้องใช้เงื่อนไขที่ค่อนข้างเข้มงวดกว่า ซึ่งประกอบด้วยความต้องการใช้ความร้อนที่แรงกว่ามากเมื่อเทียบกับภาวะขาดน้ำระหว่างโมเลกุล ในกรณีนี้จากแอลกอฮอล์หนึ่งโมเลกุลจะมีอัลคีนหนึ่งโมเลกุลและน้ำหนึ่งโมเลกุล:

เนื่องจากโมเลกุลเมทานอลมีอะตอมของคาร์บอนเพียงอะตอมเดียว จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะเกิดภาวะขาดน้ำภายในโมเลกุล เมื่อเมทานอลถูกทำให้ขาดน้ำ จะเกิดเพียงอีเทอร์ (CH 3 -O-CH 3) เท่านั้น

มีความจำเป็นต้องเข้าใจอย่างชัดเจนว่าในกรณีของการขาดน้ำของแอลกอฮอล์ที่ไม่สมมาตร การกำจัดน้ำภายในโมเลกุลจะดำเนินการตามกฎของ Zaitsev เช่น ไฮโดรเจนจะถูกกำจัดออกจากอะตอมคาร์บอนที่เติมไฮโดรเจนน้อยที่สุด:

การดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์

ก) การดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์ปฐมภูมิเมื่อถูกความร้อนต่อหน้าโลหะทองแดงจะทำให้เกิดการก่อตัวของมัน อัลดีไฮด์:

b) ในกรณีของแอลกอฮอล์ทุติยภูมิ สภาวะที่คล้ายกันจะนำไปสู่การก่อตัว คีโตน:

c) แอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิไม่เกิดปฏิกิริยาที่คล้ายกันเช่น ไม่อยู่ภายใต้การดีไฮโดรจีเนชัน

ปฏิกิริยาออกซิเดชัน

การเผาไหม้

แอลกอฮอล์ทำปฏิกิริยาได้ง่ายเมื่อเกิดการเผาไหม้ สิ่งนี้ทำให้เกิดความร้อนปริมาณมาก:

2CH 3 -OH + 3O 2 = 2CO 2 + 4H 2 O + Q

ออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์

ออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์ของแอลกอฮอล์ปฐมภูมิสามารถนำไปสู่การก่อตัวของอัลดีไฮด์และกรดคาร์บอกซิลิก

ในกรณีที่เกิดออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์ของแอลกอฮอล์ทุติยภูมิจะเกิดได้เพียงคีโตนเท่านั้น

ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ที่ไม่สมบูรณ์เกิดขึ้นได้เมื่อสัมผัสกับสารออกซิไดซ์ต่างๆ เช่น ออกซิเจนในอากาศเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา (ทองแดงโลหะ) โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต โพแทสเซียมไดโครเมต ฯลฯ

ในกรณีนี้สามารถหาอัลดีไฮด์ได้จากแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ อย่างที่คุณเห็น การออกซิเดชันของแอลกอฮอล์กับอัลดีไฮด์โดยพื้นฐานแล้วจะนำไปสู่ผลิตภัณฑ์อินทรีย์เช่นเดียวกับการดีไฮโดรจีเนชัน:

ควรสังเกตว่าเมื่อใช้สารออกซิไดซ์เช่นโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตและโพแทสเซียมไดโครเมตในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด แอลกอฮอล์ออกซิเดชันที่ลึกยิ่งขึ้นเป็นไปได้ กล่าวคือ กรดคาร์บอกซิลิก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งนี้จะแสดงออกมาเมื่อใช้สารออกซิไดซ์มากเกินไปในระหว่างการทำความร้อน แอลกอฮอล์ทุติยภูมิสามารถออกซิไดซ์เป็นคีโตนได้เฉพาะภายใต้สภาวะเหล่านี้

แอลกอฮอล์โพลีเอธิคอลจำกัด

การทดแทนอะตอมไฮโดรเจนของกลุ่มไฮดรอกซิล

โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์เหมือนกับโมโนไฮดริก ทำปฏิกิริยากับโลหะอัลคาไล โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท และอะลูมิเนียม (ดึงออกจากฟิล์ม)อัล 2 โอ 3 ); ในกรณีนี้สามารถเปลี่ยนอะตอมไฮโดรเจนของกลุ่มไฮดรอกซิลในโมเลกุลแอลกอฮอล์ได้จำนวนต่างกัน:

2. เนื่องจากโมเลกุลของโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์มีกลุ่มไฮดรอกซิลหลายกลุ่ม พวกมันจึงมีอิทธิพลซึ่งกันและกันเนื่องจากมีผลเสียต่อการเหนี่ยวนำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งนี้นำไปสู่การอ่อนตัวของพันธะ O-H และคุณสมบัติที่เป็นกรดของกลุ่มไฮดรอกซิลเพิ่มขึ้น

บี โอความเป็นกรดที่มากขึ้นของโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์นั้นแสดงออกมาในความจริงที่ว่าโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ซึ่งแตกต่างจากแอลกอฮอล์โมโนไฮดริกจะทำปฏิกิริยากับไฮดรอกไซด์ของโลหะหนักบางชนิด ตัวอย่างเช่น คุณต้องจำไว้ว่าคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ที่เพิ่งตกตะกอนจะทำปฏิกิริยากับโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์เพื่อสร้างสารละลายสีน้ำเงินสดใสของสารประกอบเชิงซ้อน

ดังนั้นการทำงานร่วมกันของกลีเซอรอลกับคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ที่ตกตะกอนใหม่ทำให้เกิดสารละลายคอปเปอร์กลีเซอเรตสีน้ำเงินสดใส:

ปฏิกิริยานี้ก็คือ คุณภาพสำหรับโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์หากต้องการผ่านการสอบ Unified State ก็เพียงพอที่จะรู้สัญญาณของปฏิกิริยานี้ แต่ไม่จำเป็นต้องเขียนสมการปฏิสัมพันธ์ได้

3. เช่นเดียวกับโมโนไฮดริกแอลกอฮอล์ โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์สามารถเข้าสู่ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันได้ เช่น ตอบสนอง ด้วยกรดอนินทรีย์อินทรีย์และออกซิเจนด้วยการก่อตัวของเอสเทอร์ ปฏิกิริยานี้ถูกเร่งด้วยกรดอนินทรีย์เข้มข้นและสามารถย้อนกลับได้ ทั้งนี้ เมื่อทำปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน เอสเทอร์ที่ได้จะถูกกลั่นออกจากส่วนผสมของปฏิกิริยาเพื่อเปลี่ยนสมดุลไปทางขวาตามหลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์:

หากกรดคาร์บอกซิลิกที่มีอะตอมของคาร์บอนจำนวนมากในอนุมูลไฮโดรคาร์บอนทำปฏิกิริยากับกลีเซอรอล เอสเทอร์ที่เกิดขึ้นจะเรียกว่าไขมัน

ในกรณีของเอสเทอริฟิเคชันของแอลกอฮอล์ด้วยกรดไนตริกจะใช้สิ่งที่เรียกว่าส่วนผสมไนเตรตซึ่งเป็นส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ปฏิกิริยาเกิดขึ้นภายใต้การทำความเย็นอย่างต่อเนื่อง:

เอสเทอร์ของกลีเซอรอลและกรดไนตริกที่เรียกว่าไตรไนโตรกลีเซอรีนเป็นสารระเบิดได้ นอกจากนี้สารละลาย 1% ของสารนี้ในแอลกอฮอล์ยังมีฤทธิ์ขยายหลอดเลือดที่มีประสิทธิภาพซึ่งใช้สำหรับข้อบ่งชี้ทางการแพทย์เพื่อป้องกันโรคหลอดเลือดสมองหรือหัวใจวาย

การทดแทนหมู่ไฮดรอกซิล

ปฏิกิริยาประเภทนี้ดำเนินการผ่านกลไกของการทดแทนนิวคลีโอฟิลิก ปฏิกิริยาประเภทนี้รวมถึงปฏิกิริยาของไกลคอลกับไฮโดรเจนเฮไลด์

ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยาของเอทิลีนไกลคอลกับไฮโดรเจนโบรไมด์เกิดขึ้นพร้อมกับการแทนที่กลุ่มไฮดรอกซิลตามลำดับด้วยอะตอมฮาโลเจน:

คุณสมบัติทางเคมีของฟีนอล

ตามที่กล่าวไว้ในตอนต้นของบทนี้ คุณสมบัติทางเคมีของฟีนอลแตกต่างจากคุณสมบัติทางเคมีของแอลกอฮอล์อย่างเห็นได้ชัด นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าหนึ่งในคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวของอะตอมออกซิเจนในกลุ่มไฮดรอกซิลนั้นถูกคอนจูเกตกับระบบ π ของพันธะคอนจูเกตของวงแหวนอะโรมาติก

ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับหมู่ไฮดรอกซิล

คุณสมบัติของกรด

ฟีนอลเป็นกรดที่แรงกว่าแอลกอฮอล์ และถูกแยกตัวออกเล็กน้อยในสารละลายที่เป็นน้ำ:

บี โอความเป็นกรดของฟีนอลที่มากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับแอลกอฮอล์ในแง่ของคุณสมบัติทางเคมีนั้นแสดงออกมาในความจริงที่ว่าฟีนอลซึ่งแตกต่างจากแอลกอฮอล์สามารถทำปฏิกิริยากับด่างได้:

อย่างไรก็ตามคุณสมบัติที่เป็นกรดของฟีนอลนั้นเด่นชัดน้อยกว่ากรดอนินทรีย์ที่อ่อนแอที่สุดแม้แต่กรดคาร์บอนิก ดังนั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อผ่านสารละลายฟีโนเลตของโลหะอัลคาไลที่เป็นน้ำจะแทนที่ฟีนอลอิสระจากอย่างหลังเป็นกรดที่อ่อนกว่ากรดคาร์บอนิก:

แน่นอนว่ากรดที่แรงกว่าอื่นๆ ก็จะเข้ามาแทนที่ฟีนอลจากฟีโนเลตด้วย:

3) ฟีนอลเป็นกรดที่แรงกว่าแอลกอฮอล์ และแอลกอฮอล์ทำปฏิกิริยากับโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ท ในเรื่องนี้เห็นได้ชัดว่าฟีนอลจะทำปฏิกิริยากับโลหะเหล่านี้ สิ่งเดียวก็คือปฏิกิริยาของฟีนอลกับโลหะออกฤทธิ์นั้นต่างจากแอลกอฮอล์ตรงที่ต้องใช้ความร้อนเนื่องจากทั้งฟีนอลและโลหะเป็นของแข็ง:

ปฏิกิริยาการทดแทนในวงแหวนอะโรมาติก

หมู่ไฮดรอกซิลเป็นส่วนประกอบทดแทนประเภทแรกซึ่งหมายความว่ามันเอื้อต่อการเกิดปฏิกิริยาทดแทนใน ออร์โธ-และ คู่-ตำแหน่งที่เกี่ยวข้องกับตนเอง ปฏิกิริยากับฟีนอลเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่รุนแรงกว่ามากเมื่อเทียบกับเบนซีน

ฮาโลเจน

การทำปฏิกิริยากับโบรมีนไม่จำเป็นต้องมีเงื่อนไขพิเศษใดๆ เมื่อน้ำโบรมีนผสมกับสารละลายฟีนอล จะเกิดตะกอนสีขาว 2,4,6-ไตรโบรโมฟีนอลทันที:

ไนเตรชัน

เมื่อฟีนอลสัมผัสกับส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น (ส่วนผสมไนเตรต) จะเกิด 2,4,6-trinitrophenol ขึ้นซึ่งเป็นวัตถุระเบิดผลึกสีเหลือง:

ปฏิกิริยาการเติม

เนื่องจากฟีนอลเป็นสารประกอบไม่อิ่มตัว จึงสามารถเติมไฮโดรเจนได้เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ที่เกี่ยวข้อง

การให้ความชุ่มชื้นของอัลคีนมูลค่าทางอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดคือความชุ่มชื้นของโอเลฟินส์ การเติมน้ำลงในโอเลฟินสามารถทำได้เมื่อมีกรดซัลฟิวริก - การให้ความชุ่มชื้นของกรดซัลฟิวริกหรือโดยการส่งส่วนผสมของโอเลฟินกับไอน้ำไปบนตัวเร่งปฏิกิริยาฟอสเฟต H3P04 บนอะลูมิโนซิลิเกต...
(เคมีอินทรีย์)

(เคมีอินทรีย์)

ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์

เมื่อแอลกอฮอล์เผาไหม้จะเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ: ภายใต้การกระทำของสารออกซิไดซ์ทั่วไป - ส่วนผสมของโครเมียม, โพแทสเซียมเปอร์แมงเกต, อะตอมของคาร์บอนซึ่งกลุ่มไฮดรอกซิลตั้งอยู่นั้นจะขึ้นอยู่กับออกซิเดชันเป็นหลัก หลักแอลกอฮอล์จะผลิตอัลดีไฮด์ในระหว่างการออกซิเดชัน ซึ่งเปลี่ยน...
(เคมีอินทรีย์)

ออกซิเดชันของเอทิลแอลกอฮอล์เป็นกรดอะซิติก

เอทิลแอลกอฮอล์ถูกออกซิไดซ์เป็นกรดอะซิติกภายใต้อิทธิพลของแบคทีเรียกรดอะซิติกของสกุล Gluconobacter และ Acetobacter เหล่านี้เป็นแกรมลบ, คีโมออร์กาโนเฮเทอโรโทรฟิค, ไม่สร้างสปอร์, สิ่งมีชีวิตที่มีรูปร่างคล้ายแท่ง, เคลื่อนไหวได้หรือเคลื่อนที่ไม่ได้ แบคทีเรียกรดอะซิติกในสกุลเหล่านี้มีความแตกต่างกันใน...
(พื้นฐานของจุลชีววิทยา)

ตัวเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์

การเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นอัลดีไฮด์และคีโตนสามารถทำได้โดยการดีไฮโดรจีเนชัน - ส่งไอแอลกอฮอล์ผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาที่ให้ความร้อน - ทองแดงหรือเงินที่ 300 ° C: ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์กับสารประกอบออร์กาโนแมกนีเซียม (รีเอเจนต์ Grignard) นำไปสู่การก่อตัวของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว : นี้...
(เคมีอินทรีย์)

แอลกอฮอล์และผลิตภัณฑ์ที่มีแอลกอฮอล์

สินค้าสรรพสามิตรวมเฉพาะเอทิลแอลกอฮอล์ (แอลกอฮอล์ดิบและแอลกอฮอล์ปรุงแต่ง) โดยไม่คำนึงถึงประเภทของวัตถุดิบที่ใช้ผลิต (อาหารหรือไม่ใช่อาหาร) แอลกอฮอล์อุตสาหกรรม (ไม่ใช่เอทิลแอลกอฮอล์) ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์สรรพสามิต แต่ได้มาจากไม้หรือผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม สำหรับการผลิตสรรพสามิต...
(การเก็บภาษีกิจกรรมเชิงพาณิชย์)

Divinyl และ isoprene สามารถรับได้โดยการแยกน้ำของไกลคอลที่เกี่ยวข้องหรือแอลกอฮอล์ไม่อิ่มตัว ปฏิกิริยาสุดท้ายคือขั้นตอนกลางในการผลิต divinyl ทางอุตสาหกรรมโดยใช้วิธี S.V. Lebedev - จากเอทิลแอลกอฮอล์: 120_บทที่ 8 Diene hydrocarbons_ การใช้วิธีนี้ใน ...
(เคมีอินทรีย์)

การกำจัดน้ำออกจากแอลกอฮอล์ (การคายน้ำ):

รีเอเจนต์ที่เป็นกรดใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการคายน้ำ: กรดซัลฟิวริกและฟอสฟอริก, อะลูมิเนียมออกไซด์ ฯลฯ ลำดับการกำจัดมักถูกกำหนดโดยกฎของ Zaitsev (1875) ว่าเมื่อน้ำเกิดขึ้น ไฮโดรเจนจะถูกกำจัดออกจากอะตอมของคาร์บอนที่เติมไฮโดรเจนน้อยที่สุดที่อยู่ใกล้เคียงได้ง่ายที่สุด...
(เคมีอินทรีย์)

ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์

แอลกอฮอล์ออกซิไดซ์ได้ง่ายกว่าไฮโดรคาร์บอน และคาร์บอนที่มีหมู่ไฮดรอกซิลเป็นคาร์บอนชนิดแรกที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน สารออกซิไดซ์ที่เหมาะสมที่สุดในสภาวะห้องปฏิบัติการคือส่วนผสมโครเมียม ในอุตสาหกรรม - ออกซิเจนในชั้นบรรยากาศเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา หลัก...
(เคมีอินทรีย์)

ออกซิเดชันของเอทิลแอลกอฮอล์เป็นกรดอะซิติก

เอทิลแอลกอฮอล์ถูกออกซิไดซ์เป็นกรดอะซิติกภายใต้อิทธิพลของแบคทีเรียกรดอะซิติกของสกุล Gluconobacter และ Acetobacter เหล่านี้เป็นแกรมลบ, คีโมออร์กาโนเฮเทอโรโทรฟิค, ไม่สร้างสปอร์, สิ่งมีชีวิตที่มีรูปร่างคล้ายแท่ง, เคลื่อนไหวได้หรือเคลื่อนที่ไม่ได้ แบคทีเรียกรดอะซิติกในสกุลเหล่านี้มีความแตกต่างกันใน...
(พื้นฐานของจุลชีววิทยา)

การเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของพาราฟิน

วิธีการทางอุตสาหกรรมที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งก็คือการเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของพาราฟินเหนือโครเมียมออกไซด์: วิธีการในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่สำหรับการผลิตโอเลฟินส์จะขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของการกำจัด (การกำจัด) ของรีเอเจนต์ต่างๆ ได้แก่ น้ำ ฮาโลเจน หรือไฮโดรเจนเฮไลด์จากอนุพันธ์ที่สอดคล้องกันของสารอิ่มตัว .
(เคมีอินทรีย์)