4.1.8. Основные способы получения кислородсодержащих соединений.Получение одноатомных cпиртов Гидратация алкенов В присутствии сильных минеральных кислот, алкены вступают в реакцию гидратации с образованием спиртов: В случае несимметричных алкенов присоединение происходит в соответствии с правилом Марковникова – атом водорода молекулы воды присоединяется к более гидрированному атому углерода, а гидрокси-группа к менее гидрированному при двойной связи: Гидрирование (восстановление) альдегидов и кетонов Гидрирование альдегидов на металлических катализаторах (Pt, Pd или Ni) при нагревании приводит к образованию первичных спиртов: В аналогичных условиях из кетонов получаются вторичные спирты: Гидролиз сложных эфиров При действии на сложные эфиры сильных минеральных кислот они подвергаются гидролизу с образованием спирта и карбоновой кислоты: Гидролиз сложных эфиров в присутствии щелочей называют омылением. Данный процесс является необратимым и приводит к образованию спирта и соли карбоновой кислоты: Данный процесс протекает по действием на моногалогенпроизводные углеводородов водного раствора щелочи: Другие способы получения отдельных представителей одноатомных спиртов Спиртовое брожение глюкозы В присутствии некоторых дрожжей, точнее под действием вырабатываемых ими ферментов, возможно образование этилового спирта из глюкозы. При этом в качестве побочного продукта образуется также углекислый газ: Получение метанола из синтез-газа Синтез-газом называют смесь угарного газа и водорода. Действием на данную смесь катализаторов, нагрева и повышенных давлений в промышленности получают метанол: Получение многоатомных спиртов Реакция Вагнера (мягкое окисление алкенов) При действии на алкены нейтрального раствора перманганата калия на холоду (0oC) образуются вицинальные двухатомные спирты (диолы): Схема, представленная выше, не является полноценным уравнением реакции. В таком виде ее проще запомнить, для того чтобы суметь ответить на отдельные вопросы тестовые вопросы ЕГЭ. Однако, если данная реакция попадется в заданиях высокой сложности, то ее уравнение обязательно нужно записывать в полном виде: Хлорирование алкенов с последующим гидролизом Данный метод является двустадийным и заключается в том, что на первой стадии алкен вступает в реакцию присоединения с галогеном (хлором или бромом). Например: А на второй, полученный дигалогеналкан подвергается обработке водным раствором щелочи: Получение глицерина Основным промышленным способом получения глицерина является щелочной гидролиз жиров (омыление жиров): Получение фенола Трехстадийный метод через хлорбензол Данный метод является трехстадийным. На первой стадии осуществляют бромирование или хлорирование бензола в присутствии катализаторов. В зависимости от используемого галогена (Br2 или Cl2) в качестве катализатора используется соответствующий галогенид алюминия или железа (III) На второй стадии полученное выше галогенпроизводное обрабатывается водным раствором щелочи: На третьем этапе фенолят натрия обрабатывается сильной минеральной кислотой. Фенол вытесняется поскольку является слабой кислотой, т.е. малодиссоциирующим веществом: Окисление кумола Получение альдегидов и кетонов Дегидрирование спиртов При дегидрировании первичных и вторичных спиртов на медном катализаторе при нагревании получаются альдегиды и кетоны соответственно Окисление спиртов При неполном окислении первичных спиртов получаются альдегиды, а вторичных – кетоны. В общем виде схемы такого окисления можно записать как: и Как можно заметить неполное окисление первичных и вторичных спиртов приводит к тем же продуктам, что и дегидрирование этих же спиртов. В качестве окислителей можно использовать оксид меди при нагревании: Или другие более сильные окислители, например раствор перманганата калия в кислой, нейтральной, или щелочной среде. Гидратация алкинов В присутствии солей ртути (часто вместе с сильными кислотами) алкины вступают в реакцию гидратации. В случае этина (ацетилена) образуется альдегид, в случае любого другого алкина — кетон: Пиролиз солей карбоновых кислот двухвалентных металлов При нагревании солей карбоновых кислот двухвалентных металлов, например, щелочно-земельных, образуется кетон и карбонат соответствующего металла: Гидролиз геминальных дигалогенпроизводных Щелочной гидролиз геминальных дигалогенпроизводных различных углеводородов приводит к альдегидам если атомы хлора были прикреплены к крайнему атому углерода и к кетонам,если не к крайнему: Каталитическое окисление алкенов Каталитическим окислением этилена получают ацетальдегид: Получение карбоновых кислот Каталитическое окисление алканов Окисление алкенов и алкинов Для этого чаще всего используют подкисленный раствор перманганата или дихромата калия. При этом происходит разрыв кратной углерод-углеродной связи: Окисление альдегидов и первичных спиртов В этом способе получения карбоновых кислот также наиболее распространенные используемые окислители это подкисленный раствор перманганата или дихромата калия: С помощью гидролиза тригалогензамещенных углеводородов На первой стадии тригалогеналкан подвергается обработке водным раствором щелочи. При этом образуется соль карбоновой кислоты: На второй стадии следует обработка соли карбоновой кислоты сильной минеральной кислотой. Т.к. карбоновые кислоты являются слабыми они легко вытесняются сильными кислотами: Гидролиз сложных эфиров Из солей карбоновых кислот Данная реакция уже была рассмотрена при получении карбоновых кислот посредством гидролиза тригалогенпроизодных (см. выше). Заключается в том, что карбоновые кислоты, являясь слабыми, легко вытесняются сильными неорганическими кислотами: Специфические методы получения кислот Получение муравьиной кислоты из угарного газа Данный метод является промышленным и заключается в том, что на первой стадии угарный газ под давлением при высоких температурах реагирует с безводной щелочью: а на второй полученный формиат обрабатывают сильной неорганической кислотой: 2HCOONa + H2SO4 > 2HCOOH + Na2SO4 Получение высших карбоновых кислот гидролизом жиров Данный метод является основным для получения высших карбоновых кислот: Получение бензойной кислоты окислением гомологов бензола
