گروه های عاملی و روشهای شناسایی

[smn_mrkz]

استرها


در واقع يكي از مشتقات كربوكسيليك اسيدها هستند هرگاه به جاي اتم هيدروژن در گروه كربوكسيل يك گروه آليكل قرار گيرد،‌ استر به وجود مي‌آيد. نام‌گذاري استرها * به روش آيوپاك: ابتدا نام آليكل متص

نام‌گذاري استرها

* به روش آيوپاك: ابتدا نام آليكل متصل به اكسيژن آورده سپس نام زنجير اصلي (R-COO-) را با لفظ آلكانوات مي‌آوريم.

در روش قديمي به جاي نام‌هاي جديد از الفاظ قديمي استفاده مي‌شود.

طرز تهيه استرها:
* از واكنش اسيدها با الكل‌ها (طي يك واكنش تعادلي، استرها توليد مي‌شوند. در اين واكنش اسيدسولفوريك به عنوان كاتاليزور (ماده‌اي كه سرعت واكنش را تسريع مي‌كند، يعني مسير واكنش را از سمتي پيش مي‌برد كه انرژي فعال‌سازي كمتري نياز باشد) مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

H از الكل و OH از اسيد جدا شده و تشكيل آب مي‌دهند.
* سرعت واكنش استري شدن بقدري كم است كه اگر از كاتاليزور استفاده نشود برقراري تعادل ممكن است هفته‌ها طول بكشد.
* افزودن يك ماده، آبگير به واكنش استري شدن مي‌تواند طبق اصل لوشاتوليه تعادل را به سمت راست پيش برده و موجب افزايش غلظت استر شود.
* واكنش استري شدن با تغيير انرژي زيادي همراه نيست و يك واكنش تقريباً بي‌گرما است بنابراين افزايش دما تأثيري بر ثابت تعادل ندارد و تعادل جابه‌جا نخواهد شد. افزايش دما فقط مي‌تواند سرعت واكنش را تغيير دهد.
* در اين واكنش اگر اسيد آلي يك اسيد چرب (اسيد با زنجير كربني بلند) باشد و الكل نيز گليسرول (گليسيرين) باشد، استر به دست آمده چربي يا روغن خواهد بود.

آبكافت استرها:
استرها براثر واكنش با آب طي يك واكنش برگشت‌پذير و بسيار آهسته به اسيد و الكل سازنده‌اش تجزيه مي‌شود.

فرمول عمومي استرها نيز مانند كربوكسيليك اسيدها است:
به تركيباتي كه فرمول مولكولي يكساني دارند ولي ساختار گسترده و خواص فيزيكي و شيميايي متفاوتي دارند. ايزومر يا هم پار مي‌گويند.بنابراين كربوكسيليك اسيدها و استرها با يكديگر ايزومر هستند.
* صابوني شدن:
آبكافت استرها در محيط قليايي به طور برگشت‌ناپذير روي مي‌دهد. از اين‌رو كاربردهاي ويژه‌اي پيدا كرده است.آبكافت استر اسيدهاي چرب در محيط قليايي اساس ساختن صابون است. به اين واكنش واكنش صابوني شدن مي‌گويند.

دقت كنيد زماني صابون تهيه مي‌شود كه استر به كار رفته چربي يا روغن باشد. نام اين واكنش همواره صابوني شدن، است.
* تشابه واكنش اسيدها و استرها:
واكنش با سديم هيدروكسيد

* تفاوت در واكنش اسيدها و استرها
1) واكنش با فلز سديم:

اين در حالي است كه استرها چون هيدروژن اسيدي ندارند با فلز سديم وارد واكنش نمي‌شوند.
بي اثر
2) واكنش با آب:

[الكل‌ها برخلاف استرها با فلز سديم واكنش مي‌دهند اما با خود سديم هيدروكسيد وارد واكنش نمي‌شوند.]



ل به اكسيژن آورده سپس نام زنجير اصلي (R-COO-) را با لفظ آلكانوات مي‌آوريم. در روش قديمي به جاي نام‌هاي جديد از الفاظ قديمي استفاده مي‌شود. طرز تهيه استرها: * از واكنش اسيدها با الكل‌ها (طي يك واكنش تعادلي، استرها توليد مي‌شوند. در اين واكنش اسيدسولفوريك به عنوان كاتاليزور (ماده‌اي كه سرعت واكنش را تسريع مي‌كند، يعني مسير واكنش را از سمتي پيش مي‌برد كه انرژي فعال‌سازي كمتري نياز باشد) مورد استفاده قرار مي‌گيرد. H از الكل و OH از اسيد جدا شده و تشكيل آب مي‌دهند. * سرعت واكنش استري شدن بقدري كم است كه اگر از كاتاليزور استفاده نشود برقراري تعادل ممكن است هفته‌ها طول بكشد. * افزودن يك ماده، آبگير به واكنش استري شدن مي‌تواند طبق اصل لوشاتوليه تعادل را به سمت راست پيش برده و موجب افزايش غلظت استر شود. * واكنش استري شدن با تغيير انرژي زيادي همراه نيست و يك واكنش تقريباً بي‌گرما است بنابراين افزايش دما تأثيري بر ثابت تعادل ندارد و تعادل جابه‌جا نخواهد شد. افزايش دما فقط مي‌تواند سرعت واكنش را تغيير دهد. * در اين واكنش اگر اسيد آلي يك اسيد چرب (اسيد با زنجير كربني بلند) باشد و الكل نيز گليسرول (گليسيرين) باشد، استر به دست آمده چربي يا روغن خواهد بود. آبكافت استرها: استرها براثر واكنش با آب طي يك واكنش برگشت‌پذير و بسيار آهسته به اسيد و الكل سازنده‌اش تجزيه مي‌شود. فرمول عمومي استرها نيز مانند كربوكسيليك اسيدها است: به تركيباتي كه فرمول مولكولي يكساني دارند ولي ساختار گسترده و خواص فيزيكي و شيميايي متفاوتي دارند. ايزومر يا هم پار مي‌گويند.بنابراين كربوكسيليك اسيدها و استرها با يكديگر ايزومر هستند. * صابوني شدن: آبكافت استرها در محيط قليايي به طور برگشت‌ناپذير روي مي‌دهد. از اين‌رو كاربردهاي ويژه‌اي پيدا كرده است.آبكافت استر اسيدهاي چرب در محيط قليايي اساس ساختن صابون است. به اين واكنش واكنش صابوني شدن مي‌گويند. دقت كنيد زماني صابون تهيه مي‌شود كه استر به كار رفته چربي يا روغن باشد. نام اين واكنش همواره صابوني شدن، است. * تشابه واكنش اسيدها و استرها: واكنش با سديم هيدروكسيد * تفاوت در واكنش اسيدها و استرها 1) واكنش با فلز سديم: اين در حالي است كه استرها چون هيدروژن اسيدي ندارند با فلز سديم وارد واكنش نمي‌شوند. بي اثر 2) واكنش با آب: [الكل‌ها برخلاف استرها با فلز سديم واكنش مي‌دهند اما با خود سديم هيدروكسيد وارد واكنش نمي‌شوند.]

[smn_mrkz]

ریشه لغوی

کلمه آلدئید (Aldehyde) از دو واژه الکل (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A7%D9%84%DA%A9%D9%84) (Alcohal) و هیدروژن‌گیری (dehydrogenation) گرفته شده است. هرگاه از الکل نوع اول هیدروژن‌گیری شود، در آن صورت ، ماده ای تولید می‌گردد که آلدئید نامیده می‌شود.

نامگذاری آلدئیدها

در نامگذاری قدیمی ، نام آلدئید از نام اسید آلی مربوطه آن گرفته می‌شد. مثلا آلدئید فرمیک از اسید فرمیک (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D8%AF+%D9%81%D8% B1%D9%85%DB%8C%DA%A9) ، آلدئید استیک را از اسید استیک و آلدئید پروپیونیک از اسید پروپیونیک بوجود آمده است. در نامگذاری جدیدی برای نامگذاری آلدئیدها ، ابتدا طولانی‌ترین زنجیر حاوی عامل آلدئیدی را انتخاب می‌شود و سپس شماره گذاری اتمهای کربن از جهتی که گروه آلدئیدی قرار گرفته است، انجام می‌گیرد. برای نامگذاری ، ابتدا شماره و نام شاخه‌های فرعی را نوشته ، در پایان ، اسم هیدروکربن (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D9%87%DB%8C%D8%AF%D8%B1%D9%88%DA%A 9%D8%B1%D8%A8%D9%86%D9%87%D8%A7) را بطور کامل ذکر و پسوند آل (al) بر آخر آن افزوده می‌شود.

تهیه آلدئیدها از اکسید گردن الکلهای نوع اول

با استفاده از برخی اکسید کننده‌های ملایم مثل دی‌اکسیدمنگنز ، واکنشگر CrO3/H+/CH3COCH3) Jones) یا واکنشگر CrO3/HCl/Pyridine) Sarett) یا واکنشگر (CrO3/2pyridine/CH2Cl2) و کرومیل کلرید Cr2Cl2 ، الکل های نوع اول و دوم بصورت محدود اکسید می‌شوند.

الکل های نوع اول به آلدئید و نوع دوم به کتون هم کربن خود تبدیل می‌گردند.

تهیه آلدئیدها و کتونها با استفاده از ترکیبات آلی فلزی

گاهی اوقات از ترکیبات آلی فلزی برای سنتز آلدئیدها و کتونها استفاده می‌شود. در سالهای اخیر ، برای سنتز ترکیبات کربونیل‌دار از R2Cd یا RZnX یا R2Zn استفاده زیاد شده است. قدرت هسته خواهی ملایم و محدود این واکنشگرها این امکان را فراهم می‌کند که از کلرواسیدها ، کتونهای مربوطه سنتز شود.

تهیه آلدئیدها از اورگانومنیزین‌ها

از فعل و انفعال اورگانومنیزین‌ها با نیتریل‌ها و آمیدها نیز می‌توان آلدئید و کتون تهیه نمود. البته برای تهیه آلدئید باید آمید به شکل فرم آمید باشد.

سنتز آلدئیدها از واکنش آلکوکسی هیدریدلیتیم آلومینیوم با آمیدها و کلرواسیدها

احیای کلرواسیدها و آمیدها به کمک هیدریدیهای مناسب از قبیل تری‌آلکوکسی هیدرید لیتیم آلومینیوم به تشکیل آلدئید مربوطه منجر می‌گردد. توجه به این نکته ضرورت دارد که احیای کلرواسیدها بوسیله تری‌ترسیو بوتوکسی لیتیم آلومینیوم در دمای پایین در حدود 78- درجه سانتی‌گراد و در حلالهای مناسب مانند دی‌گلایم MeO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OMe انجام می‌شود.

برای تبدیل آمیدها به آلدئیدهای مربوط ، از دی‌آلکوکسی هیدرید لیتیم آلومینیوم نیز می‌توان استفاده کرد.

تهیه آلدئیدها از طریق هیدروفرمیه کردن آلکنها

آلکنها (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A2%D9%84%DA%A9%D9%86%D9%87%D8%A 7) در حضور کاتالیزور تریس‌تری فنیل فسفین رودیم کلراید با هیدروژن (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D9%87%DB%8C%D8%AF%D8%B1%D9%88%DA%9 8%D9%86) و منوکسید کربن ترکیب و به تشکیل آلدئید منجر می‌شود. با توجه به اینکه در این واکنش به یکی از کربنهای پیوند دوگانه ، هیدروژن و به کربن دیگر ، عامل آلدئیدی (-CHO) متصل می‌شود، لذا این واکنش را هیدروفرمیله شدن می‌گویند. در حضور کاتالیزور ذکر شده فقط یک نوع آلدئید تولید می‌شود. هر گاه از اکتا کربونیل دی‌کبالت به عنوان کاتالیزور استفاده شود، دو نوع ایزومر تولید می‌شود.

تهیه آلدئیدها از نیتریل‌ها

در دمای پایین ، نیتریل‌ها با هیدریدلیتیم آلومینیوم ترکیب می‌شوند و کمپلکس حد واسط را تشکیل می‌دهند. این کمپلکس در حضور محلول اسید هیدرولیز (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D9%87%DB%8C%D8%AF%D8%B1%D9%88%D9%8 4%DB%8C%D8%B2) می‌شود و آلدئید مربوطه را تولید می‌کند.

سنتز آلدئیدهای آروماتیک با استفاده از واکنش کاترمن

یکی از روشهای تهیه آلدئیدهای آروماتیک این است که در حضور یک اسید لوئیس (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D9%86%D8%B8%D8%B1%DB%8C%D9%87+%D9% 84%D9%88%DB%8C%DB%8C%D8%B3) مناسب مثل کلروآلومینیوم یا کلرید روی ، سیانید هیدروژن و کلرید هیدروژن با ترکیبات آروماتیک واکنش داده شوند.

سنتز آلدئیدهای آروماتیک با استفاده از دی‌متیل فرم‌آمید فسفریل کلراید

از اختلاط اکسی تری‌کلرو فسفر با فرم‌آمید ، کمپلکس تشکیل می‌شود که به دی‌متیل فرم‌آمید فسفریل کلراید موسوم است و می‌تواند در واکنشهای جانشینی الکترونخواهی آروماتیک شرکت نماید. با این روش حتما آلدئیدهای هتروسیکل‌هایی مانند تیوفن و فوران نیز سنتز شده‌اند.

سنتز آلدئیدهای آروماتیک از فنل ها و کلروفرم در حضور هیدروکسید سدیم

با استفاده از واکنش کلروفرم قلیایی شده با فنل‌ها (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D9%81%D9%86%D9%84) و از طریق جانشینی الکترونخواهی دی‌کلرو کاربن روی حلقه آروماتیک می‌توان آلدئید سنتز نمود.


http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/4/43/molecules2.jpg
پروپانال و پروپنال ، دو آلدئید

[smn_mrkz]

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/f/f8/ketone.jpg

کتون
کتون‌ها ترکیباتی هستند که در آنها ، گروه کربنیل به دو گروه آلکیل و یا آریل متصل است.
گروه کربونیل

در کتون ها و آلدئیدها ، گروه کربونیل از یک پیوند δ و یک پیوند π تشکیل شده است که به‌علت عدم پخش یکنواخت بار در طول پیوند ، قطبی می‌باشد. انرژی پیوند کربونیل در آلدئیدها ، 176 کیلوکالری بر مول و در کتون‌ها 180 کیلوکالری بر مول می‌باشد. برای نامگذاری کتونها از پسوند اون (one) استفاده می‌شود.

شماره گذاری اتمهای کربن از طرفی انجام می‌گیرد که گروه کربونیل ، شماره کمتری داشته باشد و پس از ذکر شماره عامل کربونیل ، اسم هیدروکربن (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D9%87%DB%8C%D8%AF%D8%B1%D9%88%DA%A 9%D8%B1%D8%A8%D9%86%D9%87%D8%A7) را ذکر کرده ، پسوند اون بر آن افزوده می‌شود. اگر ترکیب ، گروه اسیدی هم داشته باشد، اولویت شماره گذاری با گروه اسیدی خواهد بود. در این صورت ، عامل کربونیل به نام OXO مشخص می‌شود.

کتون‌های موجود در طبیعت

کتون‌های موجود در طبیعت ، بوی مطبوع دارند، آلدئیدها و کتون‌ها مواد شیمیایی (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%AF+%D8%B4%DB% 8C%D9%85%DB%8C%D8%A7%DB%8C%DB%8C) بسیار ارزشمندی هستند و در صنعت به‌عنوان حلال (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%AD%D9%84%D8%A7%D9%84) یا مواد اولیه مصرف می‌شوند و بعضی‌ها مانند تستسترون به‌عنوان هورمون (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D9%87%D9%88%D8%B1%D9%85%D9%88%D9%8 6) دارای اثرات دارویی و بیولوژیکی می‌باشند.

برخی مانند بی‌اسیل در آماده‌سازی و خوش طعم کردن کره مصنوعی ، مارگارین (Margarine) ، مورد استفاده قرار می‌گیرد. 3- متیل سیکلوپنتا دکانون (مشک آهوی ختن) که از غدد نوعی آهو بدست می‌آید، بسیار معطر می‌باشد. یکی دیگر از مواد زیر روه کربونیل ، کافور می‌باشد که یک کتون است.

تهیه کتونها از اکسید کردن الکلها

با استفاده از برخی اکسید کننده‌های ملایم مثل دی‌اکسید منگنز ، واکنشگر Jones و... ، الکلهای نوع دوم بصورت حدود اکسید می‌شوند و به کتون هم کربن خود تبدیل می‌گردند.

تهیه آلدئیدها و کتونها با استفاده از ترکیبات آلی فلزی

گاهی اوقات از ترکیبات آلی فلزی (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%AA%D8%B1%DA%A9%DB%8C%D8%A8%D8%A 7%D8%AA+%D8%A2%D9%84%DB%8C+%D9%81%D9%84%D8%B2%DB%8 C) برای سنتز آلدئیدها و کتونها استفاده می‌شود. در سالهای اخیر برای سنتز ترکیبات کربونیل‌دار از R2Cd یا RZnX یا R2Zn استفاده زیادی شده است. قدرت هسته خواهی ملایم و محدود این واکنشگرها ، این امکان را فراهم می‌کند که از کلرواسیدها ، کتونهای مربوطه سنتز شوند. واکنش ترکیبات آلی فلزی با اسیدهای کربوکسیلیک (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D8%AF+%DA%A9%D8% B1%D8%A8%D9%88%DA%A9%D8%B3%DB%8C%D9%84%DB%8C%DA%A9 ) هم به کتون منجر می‌شود.

سنتز آلدئیدها و کتونها از طریق اکسیداسیون آلکیل بنزن‌ها

یکی از روشهای مهم و تجارتی تهیه فنل ، اکسیداسیون ایزوپروپیل بنزن با اکسیژن (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A7%DA%A9%D8%B3%DB%8C%DA%98%D9%8 6) و هدرولیز هیدروپروکسید حاصل می‌باشد. در این واکنش ، استون هم تولید می‌شود.

سنتز آلدئیدها و کتونها با آب دادن آلکینها

آلکینها (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A2%D9%84%DA%A9%DB%8C%D9%86%D9%8 7%D8%A7) را می‌توان به کمک واکنشگرهای مناسب به آلدئید یا کتون تبدیل نمود. مثلا از افزایش آب (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A2%D8%A8) بر آلکینها در حضور کاتالیزور (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%DA%A9%D8%A7%D8%AA%D8%A7%D9%84%DB%8 C%D8%B2%D9%88%D8%B1) سولفات جیوه و محلول آبکی اسید سولفوریک (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D8%AF+%D8%B3%D9% 88%D9%84%D9%81%D9%88%D8%B1%DB%8C%DA%A9) ، کتون بدست می‌آید.

تهیه کتونها از طریق واکنش نوآرایی α- دیول‌ها (نوآرایی پنتاکولیک)

وقتی α- دیول‌ها در محیط اسیدی یا قلیایی قرار بگیرند، با مکانیسم خاصی ، آب از دست می‌دهند و یکی از گروهها از کربنی به کربن دیگر مهاجرت می‌کند و کتون تولید می‌شود. یک چنین بازآرایی به بازآرایی Wagner-Meerwein موسوم است.




اکسید شد همراه با شکسته شدن ، اکسید و احیای خودبخودی کتونها

از اکسید شدن الکلها بوسیله اسید کننده‌های مناسب مانند اسید کرومیک ، آلدئید یا کتون بدست می‌آید. اگر واکنش اکسید شدن بوسیله اکسید کننده‌های مناسب ادامه یابد، در این صورت اسید کربوکسیلیک تولید می‌شود. اکسید شدن کتونها بوسیله پراسیدها نیز موجب شکسته شدن پیوند گروه کربونیل یا کربن مجاور می‌‌شود که یکی از روشهای بسیار مهم تهیه استرها (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%B1) و لاکتونها (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%B1) از کتونها می‌باشد و به واکنش ««Baeyer-Viniger»» موسوم است. با استفاده از گروههای مختلف معلوم شده است که گروه مهاجر بصورت آنیونی و با حفظ آرایش ، مهاجرت می‌نماید.

واکنش هالوفرم

یکی از واکنشهایی که هم کتون را اکسید می کند و هم موجب شکسته شدن پیوند گروه کربونیل با کربن مجاور می شود، واکنش هالوفرم می‌باشد که معمولا در مورد کتونهای متیل‌دار انجام می‌گیرد. این واکنش با ید (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%DB%8C%D8%AF) نیز به سهولت انجام پذیر می‌باشد و یدوفرم زرد رنگ آزاد می‌گردد. این واکنشها در محیط قلیایی انجام می‌شوند.daneshnameh.roshd.ir

[smn_mrkz]

نام‌گذاری اترها

برای نامیدن اترها ، معمولا دو گروه متصل به اکسیژن (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A7%DA%A9%D8%B3%DB%8C%DA%98%D9%8 6) را نام می‌بریم و به دنبال آن ، واژه اتر را می‌آوریم. اگر دو گروه یکسان باشند، گفته می‌شود اتر متقارن است ( مانند دی اتیل اتر ، دی ایزوپروپیل اتر ). اگر دو گروه متفاوت باشند، اتر ، نامتقارن است مانند ترسیوبوتیل متیل اتر.

خواص فیزیکی اترها

از آنجا که زاویه پیوند C-O-C در اتر ، 180 درجه است، گشتاورهای دو قطبی دو پویند C-O یکدیگر را خنثی نمی‌کنند؛ در نتیجه ، اترها مقداری گشتاور دو قطبی برآیند دارند. (مثلا 180.1 برای دی اتیل اتر). این قطبیت کم بر دمای جوش اترها تاثیر چندانی ندارد. دماهایی که در حدود دمای جوش آلکانها (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A2%D9%84%DA%A9%D8%A7%D9%86%D9%8 7%D8%A7) با وزن مولکولی مشابهند و از دمای جوش الکلهای ایزومری (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A7%DB%8C%D8%B2%D9%88%D9%85%D8%B 1%DB%8C) ، بسیار پایین‌ترند، به عنوان مثال ، دمای جوش n- هپتان ( ْ98دجه سانتی‌گراد ) ، متیل n- پنتیل اتر ( 100درجه سانتی‌گراد ) و n- هگزیل الکل ( 157درجه سانتی‌گراد ) را با یکدیگر مقایسه کنید. پیوند هیدروژنی (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D9%BE%DB%8C%D9%88%D9%86%D8%AF+%D9% 87%DB%8C%D8%AF%D8%B1%D9%88%DA%98%D9%86%DB%8C) که مولکولهای الکل (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A7%D9%84%DA%A9%D9%84) را با قدرت در کنار یکدیگر نگه می‌دارد، در اترها ممکن نیست؛ چون آنها فقط دارای هیدروژنهایی هستند که به کربن متصل‌اند.

از سوی دیگر ، انحلال‌پذیری (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D9%82%D8%A7%D8%A8%D9%84%DB%8C%D8%A A+%D8%A7%D9%86%D8%AD%D9%84%D8%A7%D9%84+%D9%85%D9%8 8%D8%A7%D8%AF) اترها و الکلها در آب (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A2%D8%A8) در یک حدود است. به عنوان مثال ، دی‌اتیل اتر و n-بوتیل الکل ، تقریبا به میزان 8 گرم در 100 گرم آب حل می‌شوند. ما انحلال‌پذیری الکلهای سبک در آب را به پیوند هیدروژنی بین مولکولهای آب و الکهای آب نسبت دادیم. انحلال‌پذیری اترها در آبها را نیز بر همین اساس می‌توان تبیین کرد: از طریق الکترونهای به اشتراک گذاشته نشده اکسیژن ، اتر می تواند با هیدروژن آب ، پیوند هیدروژنی تشکیل دهد.
منابع صنعتی اترها

تعدادی از اترهای متقارن دارنده گروههای آلکیل کوچک در مقیاس بزرگ تولید می‌شوند و به‌عنوان حلال مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهمترین آنها ، دی‌اتیل اتر است، یعنی همان حلال آشنایی که در استخراجها و در تهیه واکنشگرهای گرینیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. نمونه‌های دیگری از این نوع اترها ، دی‌ایزوپروپیل اتر و دی-n-بوتیل اتر است.
این اترها در اثر واکنش الکلهای مربوطه با اسید سولفوریک (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D8%AF+%D8%B3%D9% 88%D9%84%D9%81%D9%88%D8%B1%DB%8C%DA%A9) حاصل می‌شوند.

از آنجا که از هر جفت الکل ، یک مولکول آب حذف می‌شود، واکنش از نوع آب‌زدایی است. الکلها می‌توانند با نوع دیگری آب‌زدایی ، واکنش حذفی به آلکن تبدیل شوند. آبگیری از الکلها و بدست آوردن اتر به جای آلکن (http://www.iran-eng.com/mavara-index.php?page=%D8%A2%D9%84%DA%A9%D9%86%D9%87%D8%A 7) ، با انتخاب شرایط واکنش کنترل می‌شود. به‌عنوان مثال ، اتیلن با گرم کردن اتیل الکل با اسید سوفلوریک غلیظ تا 180 درجه سانتی‌گراد تهیه می‌شود.

دی‌اتیل اتر با گرم کردن مخلوطی از اتیل الکل و اسیدسولفوریک غلیظ تا 140 درجه سانتی‌گراد بدست می‌آید، در حالی‌که الکل دائما به مخلوط اضافه می‌شود تا فزونی مقدار آن حفظ شود. روش آبزدایی ، عموما به تهیه اترهای متقارن محدود است، چون ، همانگونه که انتظار می‌رود، ترکیبی از دو الکل ، معمولا می‌تواند مخلوطی از سه اتر بدهد.

تهیه اترها از طریق سنتز ویلیامسون

در آزمایشگاه ، سنتز اتر به روش ویلیامسون بدلیل تنوع‌پذیری آن ، بسیار مهم است و می‌توان آن را برای سنتز اترهای متقارن و نامتقارن بکار برد. در سنتز ویلیامسون ، یک آلکیل هالید (یا آلکیل هالید استخلاف شده) را با یک سدیم آلکوکسید ترکیب می‌کنند. به‌عنوان مثال:




R-X + Na-O-R1 -----> R-O-R1 + NaX

واکنش عبارت است از جایگزین شدن هسته دوستی یون هالید با یون آلکوکسید. این واکنش شباهت بسیار زیادی به تشکیل الکلها در اثر مجاورت آلکیل هالیدها با محلول آبی هیدروکسید دارد. از آنجا که الکوکسیدها و آلکیل هالیدها ، هر دو از الکلها تهیه می‌شوند، روش ویلیامسون نهایتا سنتز اتر از دو الکل است.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/0/02/me-ether2.jpg
ساختمان دی متیل اتر :w27:

[S H i M A]

پیوند کربن-کربن دارای ویژگی غیرعادی مخصوص به خود است.اگر چه اتم های دیگر نیز می توانند این ویژگی را داشته باشند ولی

کاربرد پیوند کربن-کربن بسیار وسیع است.به دلیل این خاصیت منحصربه فرد بیشتر از سه میلیون ترکیبات مختلف حاوی کربن به

نام ترکیبات آلی در کتب شیمی گزارش شده اند.

این گروه بندی ها توسط اتم یا گروهی از اتم ها که قسمتی از مولکول آلی را تشکیل می دهند شناسایی می شوند.عموما این

اتم یا گروه اتمی را گروه عاملی می نامند.پس می توان گروه عاملی را به صورت کامل تری تعریف کرد:

به هر یک از ویژگی های ساختاری که مشخص کننده یک طبقه خاص از ترکیبات آلی باشند گروه عاملی می گویند.

هر گروه عاملی نسبت به بقیه مولکول های آلی دارای خواص شیمیایی جداگانه ایجاد خواهد کرد.

هیدروکربن ها:

ساده ترین گروه در آلی هیدروکربن ها بوده که ترکیباتی حاوی اتمهای کربن و هیدروژن میباشند.با توجه به خواص شیمیایی آنها

به سه زیرگروه تقسیم می شوند:

هیدروکربن های اشباع شده
هیدروکربن های اشباع های اشباع نشده
هیدروکربن های آروماتیکی.

هیدروکربن های اشباع شده را هم چنین آلکان می نامند.در آلکان ها همه پیوند های کربن-کربن از نوع پیوند ساده بوده که انرژی

پیوندی آن در حدود ۳۵۰کیلوژول می باشد.انرژی پیوند های هیدروژن-کربن در حدود ۴۲۰کیلوژول است.پس آلکانها از نظر شیمیایی

تقریبا بی اثر می باشد.مهم ترین واکنش آنها سوختن است که آب و کربن دی اکسید(محصولات سوختن آلکان) تولید می شوند.

هیدروکربن های اشباع نشده دارای ۲زیر گروه آلکنها و آلکینها می باشند.آلکنها دارای یک یا چند پیوند کربن-کربن بوده و آلکینها

نیز حاوی یک یا چند پیوند سه گانه کربن-کربن می باشند.پیوند های دو گانه وسه گانه که پیوند های غیر اشباع نامیده می شوند از

نظر شیمیایی کاملا واکنش پذیر می باشند.

الکل ها:

یک الکل هیدروکربنی است که در آن یک گروه عامل- OH جانشین یک اتم هیدروژن شده باشد.همچنین یک الکل مانند آبی است که

در آن یک گروه آلکیل جانشین یک اتم هیدروژن در یک مولکول آب شده باشند.پس الکل ها خواصی بین خواص آب و هیدروکربنها دارند.

فرمول عمومی الکلها، ROH است که در آن ، R یک گروه آلکیل یا آلکیل استخلاف شده است. این گروه می‌تواند نوع اول،دوم یا سوم

باشد.ممکن است زنجیر باز یا حلقه‌ای باشد، ممکن است دارای یک اتم هالوژن، هیدروکسیل‌های بیشتر یا یکی از بسیاری گروههای

دیگری باشد.

همه الکلها، دارای گروه هیدروکسیل (-OH) هستند که بعنوان گروه عاملی، خواص مشخصه این خانواده از ترکیبها را تعیین می‌کند.

تغییر و تنوع در ساختار R می‌تواند بر سرعت واکنشهای الکلها و حتی در موارد معدودی بر نوع واکنشها نیز تاثیر گذارد.

دمای جوش در میان هیدروکربنها، به نظر می‌رسد که عوامل تعیین کننده وزن مولکولی و شکل مولکول باشند. در الکلها، با افزایش

تعداد کربن، دمای جوش بالا می‌رود و با شاخه‌دار کردن زنجیر، دمای جوش پایین می‌آید، اما نکته غیر عادی در مورد الکلها این است که

آنها در دمای بالا به جوش می‌آیند. این دمای جوش بسیار بالاتر از دمای جوش هیدروکربنها با وزن مولکولی یکسان است و حتی از دمای

جوش بسیاری از ترکیبها با قطبیت، قابل ملاحظه بالاتر است.

دمای جوش بالای آنها ، به علت نیاز به انرژی بیشتر برای شکستن پیوندهای هیدروژنی است که مولکولها را در کنار هم نگه داشته‌اند.

حل شدن الکلها رفتار الکلها بعنوان حل شده نیز توانایی آنها برای تشکیل پیوندهای هیدروژنی را منعکس می‌کند. برخلاف هیدروکربنها ،

الکلهای سبک با آب امتزاج‌پذیرند. از آنجا که نیروهای بین مولکولی الکلها همانند نیروهای بین مولکولی آب است، دو نوع مولکول با یکدیگر

قابل اختلاط هستند.

انرژی لازم برای شکستن یک پیوند هیدروژنی بین دو مولکول آب یا دو مولکول الکل ، با تشکیل یک پیوند هیدروژنی بین یک مولکول آب و یک

مولکول الکل تامین می‌شود.

آلدهید:

آلدهید دارای گروه عامل – CHO در مولکول آلی می باشد.کلمه آلدهید(Aldehyde) از دو واژه الکل و هیدروژن گیری گرفته شده است.

هرگاه از الکل نوع اول هیدروژن گیری شود در آن صورت هیدروکربنی تولید می گردد که آلدهید نامیده می شود.

کتون:

کتون یک گروه عاملی است که با یک گروه کربونیل که با دو اتم کربن دیگر پیوند دارد. یک کتون را می‌توان با فرمول زیر بیان کرد.

R۱(CO)R۲

اتم کربن که با دو اتم کربن دیگر پیوند دارد آن را از گروه‌های عاملی کربوکسیلیک اسیدها ، آلدهیدها، استرها، آمیدها و دیگر ترکیب‌های

اکسیژن دار جدا می‌کند. پیوند دوگانهٔ گروه کربونیل نیز کتون‌ها را از الکل ها و اترها باز می‌شناساند.

به کربنی که به کربن گروه کربونیل چسبیده کربن آلفا و به هیدروژنی که به این کربن چسبیده هیدروژن آلفا گویند. در حضور یک کاتالیزور

اسیدی کتون به keto-enol tautomerism مربوط می‌شود. واکنش با یک پایه قوی انول متناظر را نتیجه میدهد.

آلدهید ها و کتون ها در چند نوع فعل و انفعال شرکت می کنند که اهم آن به قرار زیر است:

۱)حمله الکترونخواهی اسیدهای لوئیس روی اکسیژن گروه کربونیل موجب افزایش دانسیته بار مثبت کربن گروه کربونیل می شود که در

نهایت موجب افزایش خصلت اسیدی پروتون ههای کربن های آلفای کربونیل می گردد.

۲)حمله هسته خواهی برکربن گروه کربونیل دومین دسته وسیع از واکنشهای آلدهید ها وکتون ها را تشکیل می دهد.

به عنوان مثال از افزایش آب بر آلدهید ها وکتون ها دیول دوقلو(gemdiol)ایجاد می شود و درصد تشکیل آن به ساختمان ماده و به پایداری

محصول حاصل بستگی دارد.

به عنوان مثال مقدار دیول دوقلوی حاصل از استون در دمای ۲۰درجه سانتی گراد خیلی کم و قابل اغماض است در صورتیکه آلدهید فرمیک

و تری کلرو استالدهید به خوبی و به طور کامل به دیول دو قلو تبدیل می شوند.

تهیه آلدهید ها و کتون ها از راه اکسایش الکل ها:

مصرف زیاد آلدهید و کتون در سنتزهای آلی باعث می شود که نحوه تهیه آنها اهمیت بسیاری داشته باشد.

این اجسام را می توان از آلکین ها –کربوکسیلیک اسیدها و مشتق کربوکسیلیک اسیدها سنتز کرد.آلکینها دراثرآبدارکردن باکاتالیزور اسید

به وسیله هیدروبوردارکردن-اکسایش به آلدهید یا کتون تبدیل می شوند.

کربوکسیلیک اسیدها یا مشتقات آنها با ترکیبات آلی فلزدار یا معرف های کاهنده دیگر ترکیب می شوند و آلدهید یا کتون می دهند.با وجود

این یکی از معمولترین روش های سنتزی اکسایش الکل های نوع اول و دوم با کرومیک اسید H2CrO4 یا پتاسیم پرمنگنات است.

در این گزارش کار نحوه مصرف کرومیک اسید در تبدیل الکلها به آلدهید ها و کتون ها مورد بحث قرار می گیرد.

کرومیک اسید برای مدت طولانی پایدار نیست و بنابراین آن را در هنگام لزوم از ترکیب سدیم یا پتاسیم دی کرومات با اسید اضافی مانند

سولفوریک یا استیک اسید یا با انحلال کرومیک انیدرید در آب تهیه می کنند.

در روش اخیر سولفوریک اسید یا استیک اسید نیز اضافه می شود زیرا که سرعت اکسایش الکل ها با کرومیک اسید در محلول اسیدی بسیار

زیادتر است.

در تهیه یا اکسایش اجسامی که در محیط اسیدی قوی تجزیه می شوند کرومیک انیدریدرا در پیریدین حل می کنند یا پتاسیم پرمنگنات بازی

را به عنوان معرف اکسید کننده به کار می برند.

الکلها در مجاورت کرومیک اسید به استر تبدیل می شوند.این عمل کاملا به واکنش الکل ها وکربوکسیلیک اسیدها شباهت دارد.


کتون ها در محیط اسیدی ملایم در برابر این اکسنده بسیار پایدارتر از آلدهیدها هستند از این رو در تبدیل الکل های نوع دوم به کتون ها میزان

واکنش های جانبی که در اکسایش الکل های نوع اول گفته شد چندان قابل ملاحظه نیستند.

ولی در شرایط بازی یا اسیدی قوی کتون هایی که به فرم انولی در می آیند اکسید می شوند و به دو قسمت کربونیل دار تجزیه می شوند.

برای مثال می توان سیکلو هگزانول را با کرومیک اسید اکسیدکرد وبازده زیادی از سیکلوهگزانون به دست آورد ولی این جسم در اثر ترکیب با

پتاسیم پرمنگنات در محیط بازی ضعیف به آدیپیک اسید تبدیل می شود.

بدون شک در این واکنش ابتدا کتون به یون انولات تبدیل می شود تبدیل می شودو بعداین یون با پرمنگنات اکسید می شود.

سیکلوهگزانون یک کتون متقارن است و فقط یک یون انولات می دهد.چنان چه کتون متقارن نباشد دو یون انولات متفاوت تولی می شود و هر

یک از آنها با پرمنگنات به محصول جداگانه ای اکسید می شود.در اکسایش کتون های نامتقارن مخلوط پیچیده ای از چند محصول تشکیل میشود

و چنین مشکلی مصرف سنتزی این واکنش ها را کم می کند.

استرها:

استر از واکنش یک اسید آلی با یک الکل تولید می شود.استرها دارای گروه عامل-COO- بوده که از یک پیوند دوگانه کربن-اکسیژن(-C=O)و

یک پیوند ساده کربن-اکسیژن(C-O-)تشکیل شده اند.اغلب استرها فرار هستند و دارای بوی مطبوعی می باشند.رایحه طبیعی بسیاری از

گلها وطعم بسیاری ازمیوه ها به حضور یک یا چند استر بستگی دارد.بعضی از استرهای طبیعی مهم در چربی وروغن ها(روغم برزک-روغن

دانه پنبه-روغن زیتون)در سنتزمارگارین(کره نباتی)کره بادام زمینی وعصاره ی سبزیجات به کار می روند.





شناسایی گروههای عاملی:


در شناسایی یک جسم مجهول پس از تجزیه و تعیین خواص فیزیکی آن با توجه به نتایج حاصله باید آزمایشات شناسایی گروههای عاملی

را روی نمونه انجام داد. مثلا اگر در تجزیه عنصری نمونه وجود O اثبات شده، حال این مسئله پیش می آید که اکسیژن ممکن است به صورت

گروه –C=O یا –OH یا C–O–C و یا غیره باشد. بنابر این یک سری آزمایشات برای تشخیص گروه عاملی نمونه لازم است. نکته ای که معمولا

باید به آن توجه کرد این است که چنانچه در انجام آزماشات برای حل کردن نمونه از یک حلال استفاده نمودید برای اطمینان خاطر برای اینکه

حتما بدانید که حلال با معرف وارد واکنش نشده یک شاهد تهیه کنید. بدین ترتیب که در یک لوله مقداری حلال ریخته و به همان اندازه معرفی

اضافه کنید که به محلول شامل حلال و نمونه مورد نظر اضافه نموده اید و دو لوله را با یکدیگر مقایسه کنید.

شناسایی آلکنها:

الف) آزمایش برم در استیک اسید: در یک لوله آزمایش ۱ میلی لیتر سیکلوهگزن ریخته و به آن محلول Br2/CH3COOH قطره قطره اضافه کنید،

با از بین رفتن رنگ برم میتوان نتیجه گرفت که برم در واکنش شیمیایی شرکت کرده و مصرف میشود.

ب) پتاسیم پرمنگنات: یک قطره سیکلوهگزن را در ۲ میلی لیتر آب حل کرده و به آن ۳ قطره محلول KMnO4 اضافه نمائید و محلول را خوب به هم

زده و نتیجه مشاهده شده را یادداشت کنید.

شناسایی الکلها:

الف) حلالیت: ۶ لوله آزمایش برداشته و در هر کدام ۱ میلی لیتر آب ریخته و هر یک از الکلهای زیر ر ا به یکی از لوله ها اضافه کنید و هم بزنید.

۱) متانول
۲) اتانول
۳) پروپانول
۴) نرمالبوتانول
۵) بوتان ۲-اُل
۶) ۲-متیل پروپان ۲ – اُل

سپس این آزمایش را برای حلال هگزان تکرار کنید.

ب) انیدریدکرومیک: ۳-۱ میلی لیتر از هر یک از الکلهای فوق را در لوله آزمایش ریخته به آن یک الی دو قطره معرف انیدرید کرومیک اضافه کنید.

تشکیل رسوب سبز مایل به آبی دلیل بر مثبت بودن آزمایش است. این آزمایش برای الکلهای نوع اول و دوم جواب مثبت میدهد.

ج) یدوفرم: در یک لوله آزمایش ۵/۰ میلی لیتر اتانول ریخته بدان ۱mL سود ۱۰% افزوده و آنقدر به محلول اخیر محلول ید در یدید پتاسیم (I2/KI)

اضافه کنید تا رنگ قهوه ای محلول اخیر باقی بماند. بعد رنگ ید اضافی را با یک قطره سود ۱۰% همراه با تکان دادن از بین ببرید. حال لوله را از

آب پر کرده و آنرا برای ۱۵ دقیقه به حال خود بگذارید. تشکیل رسوب زرد لیموئی (رسوب یدوفرم) دلیل بر مثبت بودن آزمایش است.

این آزمایش را برای متانول – نرمال بوتانول – استن – بنزآلدئید – استوفنون – ترشری بوتیل الکل انجام دهید.

د) استری شدن الکلها توسط اسیدهای آلی: یک قطره از استیک اسید غلیظ را وارد ۱mL اتانول نموده و قطره ای اسید سولفوریک غلیظ به آن

اضافه کنید حال محلول را در حمام آب گرم حرارت داده تا بجوش آید، پس از مدتی بوی مخصوصی به مشام میرسد. نوع بوی حس شده را با بوی

اسید مقایسه کنید.

آزمایش لوکاس: بر روی نیم میلی لیتر از ترشری بوتیل الکل ۳ میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ بریزید. محلول ابتدا بیرنگ است ولی کم کم کدر

شده و رسوب میدهد. مشخصات رسوب را نوشته و این آزمایش را برای اتانول و بوتان ۲-اُل هم انجام دهید.

شناسایی آلدئیدها و کتونها:

الف) ۲، ۴ دی نیترو فنیل هیدرازین: ۱ میلی لیتر استن در لوله آزمایش ریخته و بدان چند قطره معرف ۲، ۴ دی نیتروفنیل هیدرازین اضافه کنید

و مشاهده خود را یادداشت کنید. این آزمایش را روی بنزآلدئید و استوفنون نیز انجام دهید. این آزمایش به آلدئیدها و کتونها جواب میدهد.

ب) سدیم بی سولفیت: یک میلی لیتر از معرف غلیظ را در یک لوله آزمایش ریخته به آن ۳/۰ میلی لیتر از جسم مورد نظر اضافه کنید و شدیدا

تکان دهید، تشکیل رسوب سفید دلیل بر مثبت بودن آزمایش است. اکثر گروههای کربونیل فعال به این آزمایش جواب مثبت میدهند، چون این

واکنش نوکلئوفیلی است هرچقدر گروه کربنیل مثبت تر باشد امکان جواب مثبت بیشتر است، در نتیجه این آزمایش بیشتر مخصوص آلدئیدها

میباشد. این آزمایش را برای استون و بنزآلدئید انجام دهید.

ج) تالنز: ۱ میلی لیتر بنزآلدئید در لوله آزمایش ریخته و به آن ۱ میلی لیتر از معرف تازه تهیه شده اضافه کنید. در صورت لزوم کمی حرارت دهید

(توسط حمام آب گرم ملایم) تشکیل آئینه نقره ای مثبت بودن آزمایش را نشان میدهد.

د) معرف کرومیک اسید: ۱ قطره از جسم مایع یا یک صدم گرم از جسم جامد را در ۱ میلی لیتر استون حل کنید و چند قطره معرف به آن اضافه

نمائید.

معرف اسید کرومیک

۲۵ گرم انیدرید کرومیک CrO3 را در ۲۵ سی سی اسید سولفوریک غلیظ حل کنید و به هم بزنید تا خمیر یکنواختی به دست آید، بعد محلول

حاصل را بوسیله ۷۵ سی سی آب مقطر با احتیاط رقیق نمائید. رنگ معرف، نارنجی روشن است.




منبع:
۱)کتاب آزمایشگاه شیمی عمومی۲
نویسندگان:جو.ا.برن-جیمزای.بردی
۲)کتاب شیمی آلی تجربی نوین
نویسندگان:رابرتس-گیلبرت-ردوالد-وینگرو

[S H i M A]

طبقه بندى و ساختمان الکلها:


الكلها بسته به نوع كربن حامل گروه OH به سه دسته زير تقسيم ميشوند.



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-01.gif

الکل نوع سوم ......... الكل نوع دوم ........... الكل نوع اول






نامگذارى الكلها طبق سيستم آيوپاك IUPAC


1- طولاني ترين زنجير پيوسته اي كه داراي گروه OH است را به عنوان ساختار مادر برگزينيد، حال اينگونه

در نظر بگيريد كه اين تركيب با جايگزين كردن هيدروژن با گروههاي گوناگون از اين ساختار مشتق شده

است. ساختار مادر، بسته به تعداد اتمهاي كربن، به عنوان اتانول، پروپانول، بوتانول، و غيره شناخته ميشود.

هر نام با افزودن لفظ اول (OL) به نام آلكان مربوطه به دست مي آيد.


2- با عدد، موقعيت گروه OH را در زنجير مادر مشخص كنيد. بايد كاري كرد (از طرفي شمارش نمود) كه اين

عدد كوچكترين عدد ممكن باشد.


3- با عددهاي ديگر موقعيت ساير گروههاى متصل به زنجير مادر را مشخص كنيد.


خواص فيزيكى الكلها


الكل داراي دو واحد ساختاري است يكي هيدروكسيل (OH) و ديگري گروه آلكيل (R) كه از دو واحد ساختاري

الكل، گروه هيدروكسيل سبب خواص فيزيكي مشخصه الكل ميشود و گروه آلكيل بسته به اندازه و شكلش

اين خواص را تعديل ميكند.


گروه هيدروكسيل كاملا قطبي است و داراي هيدروژني است كه به عنصر شديدا الكترونگاتيو اكسيژن متصل

است. بنابر اين يك الكل با استفاده از گروه هيدروكسيل ميتواند پيوند هيدروژني تشكيل دهد.



تهيه الكلها


1- اكسي جيوه دار كردن – جيوه زدايى


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-02.gif




2- هيدروبوردار كردن - اكسايش


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-03.gif




3- سنتز گرينيار


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-04.gif





4- هيدروليز آلكيل هاليدها


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-05.gif




5- تراكم آلدولى

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-06.gif




6- كاهش تركيبهاي كربونيل دار


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-07.gif




7- كاهش اسيدها و استرها


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-08.gif




8- هيدروكسيل دار كردن آلكنها


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-09.gif








واكنشهاى الكلها:



1- واكنش با هيدروژن هاليدها

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-10.gif




2- واكنش با فسفر ترى هاليد

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-11.gif





3- آبزدايى


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-12.gif





4- واكنش به عنوان اسيد (واكنش با فلزات فعال)

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-13.gif




5- تشكيل استر (با ازدست دادن آب)

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-14.gif




6- اكسايش

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0119%20alcohol%201-15.gif

[S H i M A]

شناسایی الکلها:

تست حلالیت:

خصوصيات انحلال پذيري:

الكلها در HCl، NaHCO3 و NaOH نامحلول هستند.

در اسيد سولفوريك و اتر محلولند.

الكلهاي كمتر از 6 كربن در آب محلول و بيشتر از 6 كربن در آب نا محلول هستند.





الف) تشخيص هيدروژن فعال به وسيله سديم

هيدروژن فعال الكلهاي داراي وزن مولكولي متوسط (3 الي 8 كربني) در واكنش با سديم براحتي قابل

تشخيص ميباشند ولي براي الكلهاي خارج از محدوده فوق، روش مناسبي نمي باشد.


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0122%20alcohol%201.gif




ب) تشخيص هيدروژن فعال با استفاده از استيل كلريد

الكل در واكنش با استيل كلريد، استر و گاز هيدروژن كلريد توليد ميكند.



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0122%20alcohol%202.gif


تذكر: فنلها نيز به اين آزمايش جواب مثبت ميدهند و آمينها نيز واكنش داده حرارت توليد ميكنند.




ج) اكسايش توسط معرف سريك آمونيم نيترات

الكلهاي نوع اول، دوم و سوم كه حداكثر 10 اتم كربن دارند در واكنش با اين معرف رنگ قرمزي توليد ميكنند كه

بتدريج بيرنگ ميشود. در آمينو الكلها بعلت اينكه PH محلول بالا ميرود يون سريك به صورت هيدروكسيد رسوب

مينمايد و نتيجه مطلوب به دست نمي آيد.



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0122%20alcohol%203.gif


تذكر: آمينهاي حلقوي و آمين هيدروكلريدها نيز ممكن است با اين معرف اكسيد شده و توليد رنگ يا رسوب نمايد.




د) استفاده از معرف كروميك اسيد (معرف جونز):

الكلهاي نوع اول و دوم و آلدئيدهاي خطي در زمان 5 ثانيه جواب ميدهند اما آلدئيدهاي حلقوي 30 ثانيه تا 1 دقيقه

و الكلهاي نوع سوم و كتونها تا چند دقيقه تغيير رنگ مشخصي نشان نميدهند.

فنلها و آمينهاي حلقوي و آلدئيدهاي حلقوي كه در حلقه گروه هيدروكسي يا آمين داشته باشند رسوب تيره اي

ميدهند.

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0124%20alcohol%201.gif

مكانيسم اكسايش با كروميك اسيد


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0124%20alcohol%202.gif





ه) آزمایش لوکاس:

اين آزمايش در مورد الکلهايي در واکنشگر لوکاس انحلال پذيري دارند انجام پذير است و غالباً گفته مي شود

براي الکلهايي که بيش از شش کربن دارند اين آزمايش پاسخ مثبت نمي دهند. الكلهاي نوع اول به اين آزمون

جواب منفي ميدهند.

مكانيسم تبديل ترشري بوتيل الكل به ترشري بوتيل كلريد


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0124%20alcohol%203.gif

فعاليت و واكنش پذيري الكلها نسبت به اين واكنشگر به دليل تشكيل تركيب واسطه‌اي كربوكاتيون است. يونهاي

كربونيوم نوع اول كاملا ناپايدار هستند و در شرايط اين واكنش تشكيل نمي‌شوند. بنابراين، پاسخ مثبتي براي

الكلهاي نوع اول در آزمايش لوكاس مشاهده نمي شود. اما الكلهاي نوع دوم و سوم پاسخ مثبت ميدهند و به

دليل پايداري بيشتر كربوكاتيون نوع سوم به نوع دوم سرعت واكنش الكل نوع سوم بيشتر از الكل نوع دوم ميباشد.



و) یدوفرم:

الكلهاي داراي متيل بر روي كربن حاوي گروه هيدروكسيل قادر به تشكيل رسوب يدوفرم هستند.


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0124%20alcohol%204.gif



ز) استری شدن الکلها توسط اسیدهای آلی:

الكلها با اسيدهاي آلي در حضور H+ حاصل از اسيد معدني، آب از دست داده و توليد استر ميكنند كه بوي خاصي دارد.

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0124%20alcohol%205.gif



مكانيسم استري شدن الكلها


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0124%20alcohol%206.gif

[S H i M A]

مشتق سازي الكلها:

متداولترين مشتق الكلها 3 و 5- دي نيترو بنزوات، استرها و فنيل اورتانها ميباشد. ممكن است

از آلفا-نفتيل اورتان هم استفاده شود ولي اين آزمون براي فنلها بيشتر بكار ميرود.

در تمام موارد بعد از اينكه محصول جامد و خالص تهيه شد نقطه ذوب بلور را بدست می آوریم و با

استفاده از جداول مرجع، نوع الكل را مشخص میكنيم.



الف) تهيه اورتان

وقتي يك الكل با يكي از تركيبات ايزوسيانات كه استخلاف آريل دارد تركيب شود تركيب توليد شده

به طور كلي اورتان نام دارد. (توجه داشته باشيد كه تركيبات ايزوسيانات بسيار سمي هستند)

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0130%20alcohol%201.gif

معمولا از تركيباتي مانند آلفا نفتيل ايزوسيانات و يا پارا نيترو فنيل ايزوسيانات و يا فنيل ايزوسيانات

استفاده ميكنند. هنگام استفاده از اين روش بايد الكل بدون آب باشد و اين روش براي الكلهايي كه در آب

نامحلول هستند بسيار مناسب است زيرا به آساني ميتوان آنها را بدون آب نمود و در صورتي كه آب در

محيط باشد ايزوسيانات را هيدروليز كرده و آمين حاصل شده با ايزوسيانات ديگر تركيب شده و اوره دو

استخلافي داده كه به علت تقارن داراي نقطه ذوب بالا بوده و بدين جهت خالص نمودن اورتان را مشكل مينمايد.


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0130%20alcohol%202.gif




از اين روش براي تهيه مشتق فنلها نيز استفاده ميشود.




ب) تهيه 3و5 دى نيتروبنزوات

از تركيب 3 و 5 دى نيتروبنزوئيل كلرايد با الكل، استر مربوطه بدست مي آيد و اين روش براي الكلهاي نوع اول،

دوم و سوم مناسب است. بخصوص براي الكلهايي كه در آب حل شده و ممكن است مقدار بسيار جزئي آب

داشته باشند مفيد مي باشد.



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0130%20alcohol%203.gif







ج) تهيه بنزوات و پارانيتروبنزوات

مشابه مرحله (ب)

[S H i M A]

آلدهید ها و کتون ها





http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0230%20Aldehydes%20and%20ketones%201-01.gif







آلدهید(RCHO)







http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0230%20Aldehydes%20and%20ketones%201-02.gif
کتون (RCOR')





ساختمان کربونیل

کربن كربنيل هیبریداسیون sp2 دارد.

پیوند C=O کوتاهتر قویتر و قطبی تر از پیوند C=C در آلکنهاست.


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0230%20Aldehydes%20and%20ketones%201-03.jpg




نامگذارى آلدهيدها طبق سيستم آيوپاك IUPAC

طويل ترين زنجير را كه شامل گروه –CHO است را به عنوان ساختار اصلى در نظر ميگيرند و با

افزودن پسوند –آل (-al) به نام آلكان مربوط نامگذاى ميكنند.

موضع استخلاف را با شماره نشان ميدهند، كربن كربنيل را هميشه به عنوان C-1 در نظر ميگيرند.

به صورت عمومى آلكانال ناميده ميشود.

براى نمونه:





http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0230%20Aldehydes%20and%20ketones%201-04.gif





پروپانال










نامگذارى كتونها طبق سيستم آيوپاك IUPAC

طويلترين زنجيرى را كه شامل گروه كربنيل باشد به عنوان ساختار اصلى در نظر ميگيرند و جهت

زنجير اصلى را از طرفى ميگيرند كه كوچكترين شماره به كربن كربنيل نسبت داده شود. آنرا با

افزودن -ون (-one) به نام آلكان مربوط، نامگذارى ميكنند. موضع گروههاى گوناگون را با شماره

مشخص ميكنند. به صورت عمومى n- آلكانون (در اينجا n شماره كربن كربنيل است) ناميده ميشود.

براى نمونه:


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0230%20Aldehydes%20and%20ketones%201-06.gif

2- بوتانون







http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0230%20Aldehydes%20and%20ketones%201-07.gif









4- متيل -3- هگزانون











خواص فيزيكى آلدهيدها و كتونها

گروه قطبى كربونيل موجب ميشود كه آلدئيدها و كتونها تركيباتى قطبى باشند كه در نتيجه دماى

جوش آنها در مقايسه با تركيبات غير قطبى با وزن مولكولى قابل قياس، بالاتر است. اين تركيبات

نميتوانند بين خود پيوند هيدروژنى برقرار كنند زيرا فقط داراى هيدروژن متصل به كربن ميباشند،

پس در نتيجه دماى جوش آنها پايين تر از الكلها و كربوكسيليك اسيدهاى قابل قياس است.

در مورد حلاليت، آلدهيدها و كتونهاى سبكتر، احتمالا به علت پيوند هيدروژنى بين جسم حل شده

و مولكولهاى حلال، به مقدار قابل توجه در آب انحلال پذيرند، در حوالى 5 اتم كربن به مرز حلاليت

ميرسيم. آلدهيدها و كتونها در حلالهاى آلى معمولى انحلال پذيرند.




تهيه آلدهيدها و كتونها


1- ازونوليز (اوزون كافت) آلكنها



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0231%20Aldehydes%20and%20ketones%201-01.gif




تهيه آلدهيدها


1- اكسايش الكلهاى نوع اول


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0231%20Aldehydes%20and%20ketones%201-02.gif

شكل: اكسايش الكل نوع اول در حضور پيريدينيوم كلرو كرومات





2- اكسايش متيل بنزنها



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0231%20Aldehydes%20and%20ketones%201-03.gif







3- كاهش اسيد كلريدها



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0231%20Aldehydes%20and%20ketones%201-04.gif






4- واكنش رايمر - تيمن – آلدهيدهاى فنولي


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0231%20Aldehydes%20and%20ketones%201-05.gif








تهيه كتونها


1- اكسايش الكلهاى نوع دوم


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0231%20Aldehydes%20and%20ketones%201-06.gif






2- آسيل دار كردن فريدل كرافتس (آسيلاسيون فريدل كرافتس)


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0231%20Aldehydes%20and%20ketones%201-07.gif








3- واكنش اسيدكلريدها با تركيبهاى آلى مس


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0231%20Aldehydes%20and%20ketones%201-08.gif





4- سنتز استواستيك استر


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0231%20Aldehydes%20and%20ketones%201-09.gif


توضيح شكل بالا:

1- استر استواستيك

2- يك استر مونو آلكيل استواستيك

3- يك استون يك استخلافي

4- يك استر دى آلكيل استو استيك

5- يك استون دو استخلافي

[S H i M A]

واكنشهاى آلدهیدها و کتونها


1- اكسايش



الف) آلدهيدها


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-01.gif





ب) متيل كتونها


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-02.gif




2- كاهش


الف) كاهش به الكلها



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-03.gif






ب) كاهش به هيدروكربنها
http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-04.gif



روش 1 كاهش كلمانسن نام دارد و براى تركيبات حساس به باز به كار ميرود:



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-05.jpg




روش 2 كاهش ولف – كيشنر نام دارد و براى تركيبات حساس به اسيد به كار ميرود:

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-06.jpg





3- افزايش سيانيد – تشكيل سيانو هيدرين


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-07.gif







4- افزايش مشتقهاى آمونياك و تشكيل ايمينها


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-08.gif





فراورده
H2N-G


اكسيم
RR'C=N-OH
هيدروكسيل آمين
H2N-OH


هيدرازون
RR'C=N-NH2
هيدرازين
H2N-NH2


فنيل هيدرازون
RR'C=N-NHC6H5
فنيل هيدرازين

H2N-NHC6H5


سمى كربازون
RR'C=N-NHCONH2
سمى كربازيد
H2N-NHCONH2











مكانيسم تشكيل ايمين:



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-09.jpg






5- افزايش الكلها


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-10.gif


مكانيسم:

افزایش H+ به کربونیل باعث فعال شدن کربونیل برای حمله نوکلئوفیل های ضعیف میشود(ROH).

ابتدا همی استال تشکیل میشود سپس در محیط اسیدی آب خارج میشود به دنبال آن مول بعدی الکل

اضافه و استال تشکیل میشود.

همه مراحل برگشت پذیر است.

مکانیزم تشکیل همی استال:



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-11.jpg

مكانيسم تبديل همی استال به استال:

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-12.jpg








6- واكنش كانيزارو


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-13.gif









7- واكنش ويتيگ

افزایش نوکلئوفیلی ایلید های فسفر

ایلید های فسفر از واکنش تری فنیل فسفین و یک الکیل بدون ممانعت فضایی تشکیل میشود.

سپس بوتیل لیتیم از کربن متصل به فسفر هیدروژن میگیرد.



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-15.gif


http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-14.jpg



مکانیسم واکنش ویتیک:

http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0232%20Aldehydes%20and%20ketones%201-16.jpg

[S H i M A]

شناسایی آلدئیدها و کتونها

الف) تست حلالیت:

خصوصيات انحلال پذيري:

آلدهيدها و كتونها در HCl، NaHCO3، NaOH نامحلول هستند.

در اسيد سولفوريك و اتر محلولند.

آلدهيدها و كتونهاى كمتر از 5 كربن در آب محلول و بيشتر از 5 كربن در آب نا محلول هستند

(برخى از 6 كربن دارها نيز در آب محلولند).



ب) 2، 4 دی نیترو فنیل هیدرازین:

بيشتر آلدهيدها و كتونها با اين معرف ايجاد رسوب جامد زرد تا قرمز رنگ ميكنند.



http://azshimi.ir/uploads/functional-groups/0233%20Aldehydes%20and%20ketones%201-01.gif

كربونيلهاى غير مزدوج رسوب زرد رنگ و كربونيلهاى مزدوج رسوب نارنجى مايل به قرمز ميدهند. تركيباتى كه

مزدوج شدگى بالايى دارند رنگ قرمز ايجاد ميكنند. براى نمونه استون رسوب زرد و استالدئيد رسوب زرد مايل

به نارنجى و استوفنون رسوب نارنجى توليد ميكند.

فنيل هيدرازين و پارانيترو فنيل هيدرازين نيز به گروههاى كربونيل فعال پاسخ مثبت ميدهند ولى اغلب فنيل

هيدرازونها (محصول واكنش فنيل هيدرازين با كتون يا آلدهيد) به صورت روغنى هستند و نميتوان نقطه ذوب

آنها را تعيين كرد. لذا از آنها كمتر استفاده ميشود.


بعضى الكلهاي آليلى و بنزيلى به اين آزمون جواب مثبت ميدهند. بعضى الكلها ممكن است در اثر اكسيژن هوا

به اندازه كافى براى اين تست به آلدهيد يا كتون تبديل شده باشند و جواب مثبت بدهند و يا اينكه ابتدا توسط

معرف اكسيد شده و بعد به معرف جواب مثبت ميدهد.

[S H i M A]

فنل ( Phenol )

ترکیبی است که از جایگزینی هیدروژن یک هسته آروماتیک با گروه هیدروکسیل ( OH ) ایجاد

می‌شود. از این لحاظ از نظر ساختمان شیمیایی ، فنل یک الکل نوع سوم مخصوص می‌باشد.


http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/c/c4/2ph.gif





http://www.uc-njavan.ir/images/y59wpmwkn9wqibl5xihc.gif




فنل ، اکثرا بنام اسید کاربولیک نامیده می‌شود، چون خاصیت اسیدی ضعیفی دارد. فنل به شکل

کریستالهای سوزنی شکل بهم پیچیده یا جدا از هم ، یا توده کریستالی بیرنگ یا کمی صورتی و

با بوی مخصوص وجود دارد. آب به نسبت 10 درصد در فنل حل می‌شود. فنل پایدارترین جسم از

دسته فنل‌هاست. در اثر هوا کمی اکسیده می‌شود بوسیله حرارت می‌تواند استرلیزه شود.



http://www.uc-njavan.ir/images/jgp7837c24s3jicwzdlb.gif



فنل یکی از قدیمی‌ترین آنتی سپتیک‌ها است که در سال 1867 در جراحی وارد شد. اثر فنل

روی نسوج سمی است و فنل خالص روی پوست اثر خورنده داشته، بسیاری نسوج را ضایع می‌کند.



تفاوت فنل با الکل نوع سوم گرچه فنل‌ها از یک نظر می‌توانند بعنوان الکل‌های نوع سوم فرض شوند، آنها با الکلها این تفاوت

را دارند که بطور ضعیف ، اسیدی هستند.



خصوصیات فنل

- قدرت اسیدی فنل یک خاصیت اسیدی بعلت وجود اوربیتال n ، مربوط به حلقه بنزن است. قدرت اسیدی فنل‌ها بوسیله

جانشین‌های جاذب یا دافع الکترون تغییر می‌کند. از طرف دیگر ، وارد شدن گروههای جاذب الکترون ،

مانند گروههای نیترو بسته به تعداد آنها موجب افزایش قدرت اسیدی فنل می‌شود.


- حلالیت فنل در آب مطابق قانون عمومی با افزوده شدن تعداد گروه هیدروکسیل در یک ترکیب میزان حلالیت آن در آب

افزایش پیدا می‌کند، ولی در مورد فنل چند ظرفیتی صادق نیست.


- رنگ فنل بسیاری از فنل‌ها بصورت محلولهای خیلی رقیق در آب یا الکل بوسیله میکرورفریک ایجاد رنگهای

مشخص می‌نمایند. گاهی برای ایجاد رنگ ، محلول غلیظ الکلی فنل لازم است. این رنگها بر حسب

نوع فنل در تعداد گروه‌های هیدروکسی و محل قرار گرفتن آنها متفاوت است. برای مثال ، فنل بنفش،

گایاکول آبی یا سبز و …


- پایداری فنل فنل‌ها در مقابل حمله اکسیژن هوا و عوامل اکسید آن ، مانند میکرورفریک و اسید کرومیک حساس

هستند. گروههای جاذب الکترون مانند Cl ، NO2 و غیره پایداری فنل‌ها را افزایش می‌دهد، در حالیکه

گروههای الکترون‌دهنده موجب کاهش پایداری آنها در مقابل اکسید شدن بوسیله هوا و غیره می‌شود.



http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/9/98/phen_h2o.gif






خصوصیات فیزیولوژیکی PH محیط که ترکیبات قبلی در آن آزمایش می‌شوند یا مورد استعمال قرار می‌گیرند، می‌تواند

تا حد زیادی قدرت اثر آنها را تغییر دهد. بنابراین PH کمتر می‌تواند قدرت اثر فنل‌های اسیدی‌تر

را از طریق جلوگیری از یونیزاسیون آنها افزایش دهد. علت این مطلب این است که نوع خنثی ،

بیشتر ، محلول در چربی بوده و می‌تواند سریعتر از نوع یونیزه که کمتر محلول در چربی است

در غشای سلول میکروبی نفوذ کند.

در مورد فنل‌هایی که کمتر اسیدی هستند، این موضوع صدق نمی‌کند. فعالیت بیولوژیکی ( در

بعضی حالات اثرات سمی ) فنل‌ها کم و بیش می‌تواند تحت نفوذ مستقیم تغییرات PH محیط

باشد که میزان دسوسیه شدن فنل را تعیین کند. تقریبا تمام ترکیبات فنلی تا حدی از خود ،

فعالیت ضد میکروبی نشان می‌دهند و این فعالیت خیلی اختصاصی نیست. در بعضی حالات ،

ترکیبات فنلی ممکن است بمنظور ایجاد بعضی اثرات تکاملی با DNA تداخل حاصل نماید.

فعالیت ضد میکربی فنل‌ها ممکن است در نتیجه زیان وارد شدن به ساختمان و تغییر مکانیسم

نفوذ پذیری میکرو اورگانیسم ، لیزوزومها و دیوار سلول باشد.

گرچه این نوع فعالیت مخصوص بعضی آنتی بیوتیکها است، اثرات عمومی ضد میکروبی بسیاری

فنل‌ها با رقیق نمودن با آب غیر قابل برگشت است. بعلاوه باکتریها در مقابل غلظت مهار کننده

اولیه یک فنل نمی‌توانند ایمنی کسب کنند.

بنابراین فنل‌ها از نظر اقتصادی عوامل ضد میکربی بسیار با ارزشی هستند. فنل دارای فعالیت

کرم ‌کشی مشخص است که با وجود گروههای آلکیل افزایش می‌یابد. موثرترین ترکیبات ضد

کرم در این دسته باید حلالیت نسبتا کمی در آب داشته باشد تا از معده و روده زیاد جذب

نمی‌شود.


استخراج فنل فنل از مونوهیدروکسی بنزن که از قطران زغال سنگ در محیط قلیایی با راندمان 0.7 درصد

استخراج می‌شود.

فنل معمولی یا اسید فنیک (C6H5OH )، ماده‌ای است که در آن ، به جای یک اتم هیدروژن

از هیدروکربن سیر نشده بنزن ، یک عامل هیدروکسیل یا OH قرار دارد. فنل به صورت

بلورهای جامد و بی‌رنگ با بوی تند و مخصوص است که در نتیجه اکسایش در هوا صورتی

رنگ می‌گردد. نقطه ذوب آن پایین (42درجه سانتی‌گراد ) و در دمای معمولی در آب ، کم

محلول و در اثر گرم شدن ، حلالیت آن افزایش یافته و در 70درجه سانتی‌گراد به هر نسبت

با آب ، قابلیت مخلوط شدن دارد.

این جسم ، خاصیت ضدعفونی کننده دارد و از بهترین حلال‌های آن ، می‌توان اتانول و اتر را

نام برد. فنل ، ماده‌ای سمی وخطرناک است و نباید دست و صورت با آن تماس پیدا کند، زیرا

تولید زخمهای خطرناک می‌نماید. از این جهت در آزمایشگاه باید از دستکش و عینک هنگام

کار با این ماده استفاده کرد.


واکنشهای فنل


1) تشکیل نمک :




http://www.uc-njavan.ir/images/mawmstl6xcd7css2t0a.gif


این واکنش انجام می گیرد ، در حالی که واکنش بین ROH و NaOH انجام نمی گیرد

R یک گروه آلکیل هست.

دلیل این موضوع رو می توانیم در قدرت اسیدی ترکیبات و قدرت جدا شدن هیدروژن جستجو

کنیم .

(همان طور که می دانیم قدرت اسیدی به این ترتیب هست: phOH > H2O > ROH )







2) تشکیل اتــر (سنتز ویل یامسون) :





http://www.uc-njavan.ir/images/y4h42peqkcbk0whaxgcn.jpg


در این واکنش هم ابتدا فنل در حضور NaOH قرار می گیرد و یونیزه می شود سپس

در واکنشِ تصویر فوق قرار می گیرد. بنابراین واکنش 2 مرحله ای هست .


اگر فنل در مقابل کلرو استیک اسید قرار بگیرد ، باید توجه کنیم که هیدروژنِ کلرو استیک اسید ،

اسیدی هست و در حضور NaOH که در محیط وجود داشت ، سریع وارد واکنش می شود و سدیم

جایگزینِ هیدروژنِ ترکیب می شود .

اگر بخواهیم ترکیب فوق را به اسید تبدیل کنیم باید اسید کلریدریک HCL به محیط وارد کنیم

(http://www.njavan.com/forum/showthread.php?p=238644#post238633)


phOH + ClCH2COOH --NaOH--> ph - OCH2COONa --HCl---> ph-OCH2COOH




3) تشکیل استـــر:

این واکنشِ فنل ها تقریبا شبیه واکنش های تشکیل اتر هست .






http://www.uc-njavan.ir/images/0cqxf4gwi33r8jg729h6.gif ( 1








در این واکنش مرحله ی اولش کشیده نشده است:

http://www.uc-njavan.ir/images/gaf9fv9g0kr60getzzsn.gif ( 2









http://www.uc-njavan.ir/images/gn4q378zzy6pa8x2hfjy.gif( 3








این جا هم مرحله ی اول واکنش کشیده نشده است:

http://www.uc-njavan.ir/images/fe62ats73zhbxf4lz14u.jpg ( 4











4 ) سولفناسیون فنل ها :

مطابق شکل : H2SO4 یک الکترون کشنده به حساب می آید . بنابراین موقعیت های اورتو

و پارا را در حلقه فعال می کند .

مقایسه ی محصولات:

محصول اورتو: انرژی فعال سازی کمی دارد و سریع تر تشکیل می شود ، ولی سریع تر نیز از تپه ی

انرژی عبور کرده و یونیزه می شود.

محصول پارا: انرژی فعال سازی زیادی دارد که نشان دهنده ی کند بودن واکنش است ، در عین حال

به کندی یونیزه می شود ، چرا که باید از تپه ی انرژی بالاتری عبور کند .

نکته : همیشه محصول پایدار تر سریع تر تشکیل نمی شود.




http://www.uc-njavan.ir/images/57wkxgadz6xunrh989qv.jpg









5) هالوژناسیون فنل ها :

در این واکنش ها برای انجام واکنش از یون الکتروفیل قوی استفاده می کنند، و چون قوی است

حالت انتخاب گری ندارد .

در غیاب کاتالیزور یون حمله کننده به صورت Br2 و Cl2 هست که توسط حلقه پلاریزه می شود.

نکته: Br2 نه فقط سبب جایگزینی هیدروژن های اورتو و پارا نسبت به گروه OH می شود بلکه باعث

جابجایی برخی گروه های دیگر نیز می شود .

افزایش غلظت Br2 سبب می شود که مشتقات تری هالوژنه تشکیل گردد.


http://www.uc-njavan.ir/images/t3u77gb93bh6octyefwa.jpg


http://www.uc-njavan.ir/images/p2tdvyqz6m9o4tybst1u.gif

http://www.uc-njavan.ir/images/rzbzhkmnhpwhjqbhht.gif











6) سنتز اسیدهای فنلی (واکنش کلب Kolbe) :

برای تولید صنعتی اسید سالسیلیک یا همان آسپرین از این روش استفاده می کنند.

CO2 الکتروفیل نسبتا ضعیفی است ولی در اثر اتصال به یون مثبت سدیم در کمپلکس کی لیت پیوند

بین کربن و اکسیژن قطبی شده و به این ترتیب حمله ی الکتروفیل آروماتیک آسان تر صورت می گیرد .

البته محصول پارا هم تشکیل می شود که مقدار آن کم هست.




مکانیسم واکنش :


http://www.uc-njavan.ir/images/nrq7ddshxr8tjcsjy6g.jpg

انواع :


http://www.uc-njavan.ir/images/3ur82v8gfz6ka38q5fb.gif








7) واکنش ریمر تیمن Remer-Tiemann _ سنتز آلدهید های فنلی با استفاده از دی کلرو کاربن :

در این واکنش محصول اورتو و پارا هیدروکسی آلدهید بدست می آید ، نسبت مخلوط ایزومر های حاصل بستگی

به تعداد استخلاف موجود در فنل و همچنین به نوع حلال دارد.

از آن جایی که بازده این واکنش از 20 الی 30% تجاوز نمی کند این روش کمتر مورداستفاده قرا می گیرد.






http://www.uc-njavan.ir/images/ny7oge0is75caz0bbw1n.gif

[S H i M A]

شیمی الکل ها ( THE CHEMISTRY OF ALCOHOLS )


لینک 1 (http://normalite.ir/post/normality.persiangig.com/document/power%20poit%20ENG/ALCPP.ppt)

لینک 2 (http://s1.picofile.com/file/7352431933/ALCPP.ppt.html)






شیمی آمین ها ( THE CHEMISTRY OF AMINES )

لینک 1 (http://normality.persiangig.com/document/power%20poit%20ENG/AMINEPP.ppt)
لینک 2 (http://s1.picofile.com/file/7352432903/AMINEPP.ppt.html)

[termah]

استرها




استرها در واقع يكي از مشتقات كربوكسيليك اسيدها هستند هرگاه به جاي اتم هيدروژن در گروه كربوكسيل يك گروه آليكل قرار گيرد، استر به وجود ميآيد.



نامگذاري استرها


* به روش آيوپاك: ابتدا نام آليكل متصل به اكسيژن آورده سپس نام زنجير اصلي (R-COO-) را با لفظ آلكانوات ميآوريم.
در روش قديمي به جاي نامهاي جديد از الفاظ قديمي استفاده ميشود.


طرز تهيه استرها:

* از واكنش اسيدها با الكلها (طي يك واكنش تعادلي، استرها توليد ميشوند. در اين واكنش اسيدسولفوريك به عنوان كاتاليزور (مادهاي كه سرعت واكنش را تسريع ميكند، يعني مسير واكنش را از سمتي پيش ميبرد كه انرژي فعالسازي كمتري نياز باشد) مورد استفاده قرار ميگيرد.
H از الكل و OH از اسيد جدا شده و تشكيل آب ميدهند.
* سرعت واكنش استري شدن بقدري كم است كه اگر از كاتاليزور استفاده نشود برقراري تعادل ممكن است هفتهها طول بكشد.
* افزودن يك ماده، آبگير به واكنش استري شدن ميتواند طبق اصل لوشاتوليه تعادل را به سمت راست پيش برده و موجب افزايش غلظت استر شود.
* واكنش استري شدن با تغيير انرژي زيادي همراه نيست و يك واكنش تقريباً بيگرما است بنابراين افزايش دما تأثيري بر ثابت تعادل ندارد و تعادل جابهجا نخواهد شد. افزايش دما فقط ميتواند سرعت واكنش را تغيير دهد.

* در اين واكنش اگر اسيد آلي يك اسيد چرب (اسيد با زنجير كربني بلند) باشد و الكل نيز گليسرول (گليسيرين) باشد، استر به دست آمده چربي يا روغن خواهد بود.


آبكافت استرها:

استرها براثر واكنش با آب طي يك واكنش برگشتپذير و بسيار آهسته به اسيد و الكل سازندهاش تجزيه ميشود.
فرمول عمومي استرها نيز مانند كربوكسيليك اسيدها است:
به تركيباتي كه فرمول مولكولي يكساني دارند ولي ساختار گسترده و خواص فيزيكي و شيميايي متفاوتي دارند. ايزومر يا هم پار ميگويند.بنابراين كربوكسيليك اسيدها و استرها با يكديگر ايزومر هستند.

* صابوني شدن:
آبكافت استرها در محيط قليايي به طور برگشتناپذير روي ميدهد. از اينرو كاربردهاي ويژهاي پيدا كرده است.آبكافت استر اسيدهاي چرب در محيط قليايي اساس ساختن صابون است. به اين واكنش واكنش صابوني شدن ميگويند.
دقت كنيد زماني صابون تهيه ميشود كه استر به كار رفته چربي يا روغن باشد. نام اين واكنش همواره صابوني شدن، است.

* تشابه واكنش اسيدها و استرها:

واكنش با سديم هيدروكسيد


* تفاوت در واكنش اسيدها و استرها

1) واكنش با فلز سديم:
اين در حالي است كه استرها چون هيدروژن اسيدي ندارند با فلز سديم وارد واكنش نميشوند.


2) واكنش با آب:
[الكلها برخلاف استرها با فلز سديم واكنش ميدهند اما با خود سديم هيدروكسيد وارد واكنش نميشوند.]

[termah]

واکنشهای هسته دوستی و استری شدن الکل ها

واکنشهای هسته دوستی

گروه هیدروکسیل الکل یک گروه ترک کنندهٔ (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%DA%AF%D8%B1%D9%88%D9%87_%D8%AA%D8 %B1%DA%A9%E2%80%8C%DA%A9%D9%86%E2%80%8B%D9%86%D8%A F%D9%87&action=edit) خوب است و سبب میشود که الکلها بتوانند در واکنشهای هسته دوستی شرکت جویند.

استری شدن

الکل با اسیدهای آلی در محیط اسیدی به کندی تشکیل استر (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%B1) میدهد.
اکسایش === الکلهای نوع اول میتوانند در واکنشهای اکسایش تبدیل به آلدهید (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A2%D9%84%D8%AF%D9%87%DB%8C%D8%AF) و پس از آن تبدیل به کربوکسیلیک اسید (http://fa.wikipedia.org/wiki/%DA%A9%D8%B1%D8%A8%D9%88%DA%A9%D8%B3%DB%8C%D9%84%D B%8C%DA%A9_%D8%A7%D8%B3%DB%8C%%E2%80%8BD8%AF) شوند هرچند که الکل های نوع دوم در واکنش های اکسایش تنها تبدیل به کتون (http://fa.wikipedia.org/wiki/%DA%A9%D8%AA%D9%88%D9%86) میشوند ولی الکلهای نوع سوم در واکنشهای اکسایش شرکت نمیکنند.



http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/48/Alcohol_to_aldehyde_to_acid.png/500px-Alcohol_to_aldehyde_to_acid.png (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D8%B5%D9%88%DB%8C%D8%B1:Alcohol_to_aldehyde _to_acid.png)

(http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D8%B5%D9%88%DB%8C%D8%B1:Alcohol_to_aldehyde _or_ketone.png)
الکلهای نوع اول میتوانند بدون واسطه نیز به روشهای زیر به کربوکسیلیک اسیدها تبدیل شوند:



با حضور پتاسیم پرمنگنات (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%BE%D8%AA%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D9% 85_%D9%BE%D8%B1%D9%85%D9%86%DA%E2%80%8B%AF%D9%86%D 8%A7%D8%AA&action=edit) (‎KMnO4‏).
PDC (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=PDC&action=edit) در DMF (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=DMF&action=edit).
اکسایش جونز (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A7%DA%A9%D8%B3%D8%A7%DB%8C%D8% B4_%D8%AC%D9%88%D9%86%D8%B2&action=edit)
اکسایش هنس (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A7%DA%A9%D8%B3%D8%A7%DB%8C%D8% B4_%D9%87%D9%86%D8%B3&action=edit)
روتنیوم تتراکسید (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%B1%D9%88%D8%AA%D9%86%DB%8C%D9% 88%D9%85_%D8%AA%D8%AA%D8%B1%D8%E2%80%8B%A7%DA%A9%D 8%B3%DB%8C%D8%AF&action=edit) (‎RuO4‏).



http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1e/Alcohol_to_acid.png/250px-Alcohol_to_acid.png (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D8%B5%D9%88%DB%8C%D8%B1:Alcohol_to_acid.png )http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b3/Oxidative_breakage_of_1%2C2-diol.png/250px-Oxidative_breakage_of_1%2C2-diol.png (http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D8%B5%D9%88%DB%8C%D8%B1:Oxidative_breakage_ of_1%2C2-diol.png)


یک الکل با دو عامل مجاور میتواند در مجاورت سدیم پراکسید (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%B3%D8%AF%DB%8C%D9%85_%D9%BE%D8 %B1%D8%A7%DA%A9%D8%B3%DB%8C%D8%E2%80%8B%AF&action=edit)(‎NaIOsub>4‏) یا سرب تترا استات (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%B3%D8%B1%D8%A8_%D8%AA%D8%AA%D8 %B1%D8%A7%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%E2%80%8B%A7%D8%AA&action=edit) (‎Pb(OAc)4‏) پیوند کربنش گسستهشده و به دو کربوکسیلیک اسید تبدیل شود.

الکلها و فنول هااگر گروه هیدروکسیل الکل به کربنی که روی یک حلقه آروماتیک است، متصل باشد آنگاه به آن فنول گویند که در دستهٔ دیگری از ترکیبها دستهبندی میشود و ویژگیهای متفاوتی از الکلها دارد

[termah]

الکل صنعتی

تاریخچه

نخستین بار، ابوبکر محمدبن زکریای رازی پزشک و شیمیدان ایرانی از تقطیر شراب در قرع و انبیق ، مادهای بدست آورد که آن را الکحل نام نهاد؛ پس از مدتی ، "دکتر واندیک" آمریکایی واژه الکحل را به الکل (alcohol) تبدیل کرد.

ساختمان الکل اتیلیک

مشخصات کلی

امروزه این ماده ، به نام اتیلن الکل -الکل معمولی ، الکل اتیلیک ، روح الخمر ، الکل شراب ، اتانول ، نتیل کربینول ، جوهر شراب ، الکل کشمش ، ئیدروکسیل و...) مشهور است. الکل ، آبگونهای است فرار ، بیرنگ ، با بوی ویژه و مزه سوزان ، رطوبت گیر و از آب سبکتر است. وزن ویژه یا جرم حجمی آن 0.795 تا 0.8 ، در فشار متعارفی ، نقطه جوش آن 78.53 تا 78.5 درجه سانتیگراد و نقطه انجماد آن ، 114درجه سانتیگراد است.
از اینرو ، آن را در دماسنجهایی که برای سنجش سرما بکار میرود، استفاده میکنند. الکل جامد در 130درجه سانتیگراد گداخته میشود. قابلیت حل شدن اتیل الکل در آب بسیار زیاد است و به هر نسبت با آب مخلوط میشود. از آمیختن آب و الکل ، کمی گرما هم تولید میشود، الکل یکی از حلالهای بسیار خوب است ، ید ، کافور ، عطرها ، عسل و ... را در خود ناپدید میکند.
الکل به غیر از آب ، در اغلب حلالهای آلی محلول است. الکل خاصیت گندزدایی دارد و آلبومینها را منعقد میکند.

تهیه الکل از راه تخمیر

مخمر

مخمر آبجو ، قارچی است که با جوانه زدن تکثیر میکند، اگر این قارچ در مجاور یک ماده قندی تخمیر شود، موادی از خود خارج میکند که خاصیت آنزیمی داشته و موجب دگرگونی قند میشود. در بین قندها ، گلوکز به فرمول C6H12O6 است که در انگور وجود دارد، تخمیر شده، الکل میدهد (تهیه شراب(.

تهیه الکل از گلوکز

آنزیمی که عمل تخمیر گلوکز بوسیله آن انجام می گیرد، زیماز یا الکلاز نامیده میشود. هر گاه مخمر آبجو را به گلوکز اضافه کنیم، الکل و دیاکسید کربن یا گاز کربونیک بدست میآید.
گاز کربونیک + الکل <------- گلوکز
این واکنش در حضور زیماز یا الکاز صورت میگیرد.
C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2
تهیه الکل از مواد نشاسته دار
برای تهیه الکل از مواد نشاسته دار مانند برنج ، گندم ، ذرت ، سیب زمینی ، آنزیمی به نام مالتاز ، مالت را به مالتوز تبدیل میکند. سپس مالتوز بوسیله هیدرولیز (آبکافت) به گلوکز تبدیل می گردد و گلوکز هم تخمیر حاصل میکند، گاز کربونیک و الکل میدهد (برای تبدیل مالت به مالتوز ، محیط باید اسیدی باشد.)
گلوکز <------ آب + نشاسته
این واکنش در حضور اسیدسولفوریک 2% صورت میگیرد.

محلولهای الکلی که از تخمیر بدست میآید، از نظر مقدار الکل تفاوت دارند. در شرابها ، 10% و در آبجو 6% و در عرق بیش از 30% تا 50% است. در تخمیر الکلی لازم است که یکی از از فسفاتها در محیط عمل باشد تا تخمیر الکلی به آسانی و بسادگی انجام گیرد. بر حسب موادی که در محیط عمل وجود داشته باشند، مواد گوناگونی بدست میآید که سودمندترین آنها تبدیل گلوکز به گلسیرین است. مثلا در مجاورت بیسولفیت سدیم یا سولفیت هیدروژن سدیم به فرمول NaHSO3 معادله واکنش تخمیر گلوکز چنین است:
گلیسیرین + استالدئید + دی اکسید کربن <------- گلوکز (قند انگور)

C6H12O6 → CH3CHO + C3H5(OH)3 +CO2

تهیه الکل از شراب

نخستین بار ابوبکر محمدبن زکریا رازی از تقطیر شراب در قرع و انبیق ، الکل را بدست آورد. در فرانسه اغلب الکل را از شراب بدست میآورند. علاوه بر این روش ، مقدار زیادی الکل صنعتی و نوشابه الکلی را از راه تخمیر بدست میآورند. عمل تخمیر بر روی هگزوزها (قند شش کربندار) انجام میگیرد، ولی چون در این قندها ماده اولیه گرانبها است، اغلب از چند قندیها (پلی ساکاریدها) مانند نشاسته ، سلولز و ... به عنوان ماده اولیه بهره میگیرند. از دی ساکاریدها مانند ملاس کارخانههای قند و... هم به عنوان ماده اولیه میتوان برای تهیه اتیل الکل بهره گرفت.
تهیه الکل از ساکاروز یا قند معمولی :
ساکارز را آنزیمی به نام انورتاز (invertase) یا انورتین (invertine) هیدرولیز (آبکافت) میکند و به گلوکز و لولز تبدیل مینماید.
لولز + گلوکز <------ آب + ساکاروز
C6H12O6 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6
این دو واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.
C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2
این واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.

الکل صنعتی

تهیه الکل از راه سنتز :

تهیه الکل از اتیلن :

نخستین بار برتلو (Berthelot) شیمیدان فرانسوی ، الکل را از اثر آب بر اتیلن به کمک اسید سولفوریک بدست آورد.
سولفات هیدروژن اتیل <------ اسید سولفوریک + اتیلن
C2H4 → C2H5HSO4
الکل + اسیدسولفوریک <----- آب + سولفات هیدروژن اتیل
C2H5HSO4 + H2 → H2SO4 + C2H5OH

تهیه الکل از استیلن :

الکل را بیشتر در صنعت از اثر احیا کردن (هیدروژن افزایی) استالدئید بدست میآورند. برای تهیه استالدئید از استیلن بهره میگیرند:
استالدئید <----- آب + استیلن
در این واکنش از یون جیوه (II) استفاده شده است.
C2H2 + H2O → CH3CHO
الکل اتیلیک <------ هیدروژن + استالدئید
در این واکنش ا ز نیکل احیا شده استفاده شده است.


ریشه لغوی

واژه متیل الکل ریشه یونانی دارد. Methuبه معنی شراب و hyel به معنی چوب است. متیل در سال 1840 از کلمه متیلن مشتق شد و برای نامیدن متیل الکل استفاده شد. درسال 1892 از طرف انجمن بین المللی نامگذاری ترکیبات شیمیایی ، متیل الکل به متانول تغییر نام یافت.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/e/ee/methanol.gif مولکول متانول

نگاه کلی

متانول به نام متیل الکل و الکل چوب هم شناخته میشود. متانول یک ترکیب شیمیایی با فرمول CH3OH بوده و سادهترین نوع الکل است. متانول مایعی سبک ، فرار ، بدون رنگ و قابل اشتعال است. در اثر سوختن در هوا دیاکسید کربن و آب تولید میکند. متانول با شعلهای تقریبا بیرنگ میسوزد. این ترکیب از متابولیسم غیر هوازی گونههای زیادی از باکتریها تولید میشود. در نتیجه مقدار اندکی از بخار متانول در جو وجود دارد.

متانول موجود در اتمسفر بعد از گذشت چند روز توسط اکسیژن و نور خورشید به CO2 اکسید میشود.

تاریخچه

در فرآیند مومیایی کردن در مصر باستان ، از مادهای استفاده میشد که حاوی متانول بود و از تجزیه حرارتی چوب بدست میآمد. متانول خالص اولین بار در سال 1661 توسط رابرت بویل از چوب استخراج شد. در سال 1834 شیمیدانهای فرانسوی انجمن Jean-Babtist ، ترکیب عناصر آن را بدست آوردند و همچنین کلمه متیلن را به شیمی آلی معرفی کردند.

در سال 1923 شیمیدان آلمانی ، "ماتیاس" پیر ، متانول را از گاز سنتز (مخلوطی از CO و H2 که از کک بدست میآید) تولید کرد. در این فرآیند ، از کرومات روی به عنوان کاتالیزور استفاده میشد و واکنش در شرایط سختی مانند فشار 1000-300 اتمسفر و دمای حدود 400 درجه سانتیگراد انجام میگرفت. در شیوه مدرن تولید متانول ، از کاتالیزورهایی استفاده میشود که در فشارهای پائین عمل میکنند و کارایی موثرتری دارند.

تولید

امروزه گاز سنتز مورد نظر برای تولید متانول مانند گذشته از زغال بدست نمیآید، بلکه از واکنش متان موجود در گازهای طبیعی تحت فشار ملایم 10-20 اتمسفر و دمای 850 درجه سانتیگراد با بخار آب و در مجاورت کاتالیزور نیکل تولید میشود. CO و H2 تولید شده ، تحت تاثیر کاتالیزوری که مخلوطی از مس و اکسید روی و آلومینیوم است، واکنش داده و متانول ایجاد میکنند. این کاتالیزور اولین بار درسال 1966 توسط ICI استفاده شد. این واکنش در فشار 50-100 اتمسفر و دمای 250 درجه سانتیگراد صورت میگیرد.

روش دیگر تولید متانول ، واکنش دیاکسیدکربن با هیدروژن اضافی است که تولید متانول و آب میکند.

کاربرد

متانول به صورت محدود به عنوان سوخت در موتورهایی با سیستم احتراق داخلی استفاده میشود. متانول تولید شده از چوب و سایر ترکیبات آلی را متانول آلی یا بیو الکل مینامند که یک منبع تجدید شدنی برای سوخت است و میتواند جایگزین مشتقات نفت خام شود. با این همه ، از بیو الکل 100 درصد نمیتوان در ماشینهای دیزلی بدون ایجاد تغییر در موتور ماشین استفاده کرد. متانول به عنوان حلال ، ضدیخ و در تهیه سایر ترکیبات شیمیایی استفاده میشود.

40 درصد از متانول تولیدی برای تهیه فرمالدئید استفاده میشود که آن هم در تهیه پلاستیک ، تخته سه لایی ، رنگ و مواد منفجره استفاده میشود. برای تغییر ماهیت اتانول صنعتی و جلوگیری از کاربرد آن به عنوان نوشیدنی ، مقداری متانول به آن اضافه میکنند. دی متیل اتر از مشتقات متانول است که به جای CFC ها در افشانههای آتروسل به عنوان پیشرانه استفاده میشود.

نکات ایمنی

متانول ترکیبی سمی است. محصول متابولیت آن ، اسید فرمیک و فرمالدئید ، سبب نابینایی و مرگ میشود. متانول از طریق نوشیده شدن ، تنفس و جذب از راه پوست وارد بدن میشود. بطور مداوم در معرض آن بودن و استفاده از آن بدون محافظ (ماسک و دستکش) خطرناک است. در صورت نوشیدن آن بلافاصله باید با پزشک تماس گرفته شود. اثرات سمی متانول چند ساعت بعد از مصرف شروع میشود.

بنابراین استفاده سریع از پاد زهر مناسب میتواند از بروز آسیبهای دائمی جلوگیری کند. دوز کشنده متانول ، 100-125 میلی لیتر است. یکی از پاد زهرهای متانول ، استفاده از تزریق اتانول میباشد که به آهستگی آن را در کبد تجزیه میکند، بطوریکه این مواد ، متابولیزه شده نمیتوانند دوباره ترکیب شوند. نشانههای نوشیدن متانول شامل سردرد ، سرگیجه ، تهوع ، عدم تعادل ، پریشانی ، خواب آلودگی و سرانجام بیهوشی و مرگ است.
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/8/85/axsh030.gif




دید کلی

اگر ، بعنوان یک شیمیدان آلی ، قرار بود ده ترکیب آلیفاتیک انتخاب کنید و سپس در جزیرهای رها شوید، شما قطعا الکلها را برمیگزیدید. شما میتوانید از آنها تقریبا هر ترکیب آلی دیگر را بسازید، آلکیل هالیدها ، آلکنها ، اترها ، آلدئیدها ، کتونها ، اسیدها ، استرها و دهها ترکیب دیگر.

از آلکیل هالیدها ، میتوانید واکنشگرهای گرینیار را بسازید و از واکنش این واکنشگرها با آلدئیدها و کتونها الکلهای پیچیدهتری را بدست آورید و غیره. در آن جزیره دور افتاده ، از الکلهای خود ، نه فقط بعنوان ماده خام استفاده میکنید، بلکه آنها را به دفعات ، بعنوان حلال برای انجام واکنشها و برای متبلور کردن فراوردهها بکار میبرید.


اهمیت الکلها

ما نمیتوانیم در هیچ یک از بخشهای شیمی آلی خیلی جلو برویم، بدون اینکه به الکلها بربخوریم. الکلها در استخلاف هسته دوستی بعنوان سوبسترا و بعنوان هستهدوست شرکت میکنند. مهمترین و سادهترین اثر کاتالیزوری متعلق به الکلهاست که در شیمی انواع ترکیبها ، در لوله آزمایش و در ارگانیسم زنده ، نقش کلیدی برعهده دارد.

الکلها به آلکیل هالیدها و سایر ترکیباتی که استخلاف هستهدوستی انجام میدهند، تبدیل میشوند، استخلافی که معرفی انواع گروههای عاملی در یک مولکول را امکان پذیر میسازد. الکلها امکان دسترسی ما به ترکیبهایی با حالتهای اکسایش بالاتر ، یعنی آلدئیدها ، کتونها و اسیدهای کربوکسیلیک را فراهم میسازند.


ساختار الکلها

فرمول عمومی الکلها ، ROH است که در آن ، R یک گروه آلکیل یا آلکیل استخلاف شده است. این گروه میتواند نوع اول ، دوم یا سوم باشد، ممکن است زنجیرباز یا حلقهای باشد، ممکن است دارای یک اتم هالوژن ، هیدروکسیلهای بیشتر یا یکی از بسیاری گروههای دیگری باشد که فعلا برای ما ناآشنا است.

همه الکلها ، دارای گروه هیدروکسیل (-OH) هستند که بعنوان گروه عاملی ، خواص مشخصه این خانواده از ترکیبها را تعیین میکند. تغییر و تنوع در ساختار R میتواند بر سرعت واکنشهای الکلها و حتی در موارد معدودی بر نوع واکنشها نیز تاثیر گذارد.


http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/c/c4/2ph.gif

[termah]

نکتهای در مورد تفاوت الکلها و فنلها

ترکیباتی که در آنها گروه هیدروکسیل مستقیما به یک حلقه آروماتیک متصل است، الکل نیستند، بلکه این ترکیبات ، فنل هستند و با الکلها آنچنان تفاوت فاحشی دارند که آنها را در مبحثی دیگر باید مورد بررسی قرار داد.

طبقه بندی الکلها

الکلها بسته به نوع کربن حامل گروه OH- ، به سه دسته نوع اول ، نوع دوم یا نوع سوم طبقهبندی میشوند:

C®_3-OH ، C®_2H-OH ، CR(H)_2-OH .

یک واکنش اکسایش که مستقیما با دخالت اتمهای هیدروژن متصل به کربن حامل گروه OH- انجام میشود، در طبقه از الکلها ، روندی کاملا متفاوت دارد.

اما ، معمولا ، الکلهای طبقات مختلف ، فقط از نظر سرعت یا مکانیسم واکنش و به هر طریقی هماهنگ با ساختارشان ، با هم تفاوت دارند. بعضی از استخلافها میتوانند آنچنان بر واکنش پذیری یک الکل تاثیر گذارند که آن را با الکلهای طبقههای دیگر مشابه سازند.

منابع صنعتی الکلها

الکلها ، موادی این چنین مهم در شیمی آلیفاتیک ، نه تنها باید از نظر واکنشها بسیار گوناگون و تنوع پذیر باشند، بلکه به مقدار زیاد و با قیمت ارزان نیز باید قابل تهیه باشند. برای بدست آوردن الکلهای سبک که تکیهگاه سنتز آلی آلیفاتیک هستند، سه روش اصلی وجود دارد، روشهایی که میتوانند همه منابع مواد آلی را مورد استفاده قرار دهند. یعنی نفت ، گاز طبیعی ، زغال سنگ و زیست توده. این سه روش عبارتند از:




آبدارکردن آلکنهای بدست آمده از کراکینگ نفت.
فرایند السک از آلکنها ، مونوکسید کربن و هیدروژن.
تخمیر کربوهیدراتها.


علاوه بر این سه روش اصلی ، روشهای دیگری نیز با کاربرد محدود وجود دارند. بعنوان مثال ، متانول از هیدروژندار کردن کاتالیزوری مونوکسید کربن بدست میآید. مخلوط هیدروژن و مونوکسید کربن با نسبت ضروری ، از واکنش آب با متان ، آلکانهای دیگر ، یا زغال سنگ در دمای بالا بدست میآید.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/9/97/products_actis_formula_ma.gif


خواص فیزیکی الکلها

دمای جوش

در میان هیدروکربنها ، به نظر میرسد که عوامل تعیین کننده دمای جوش ، عمدتا وزن مولکولی و شکل مولکول باشند. در الکلها ، با افزایش تعداد کربن ، دمای جوش بالا میرود و با شاخهدار کردن زنجیر ، دمای جوش پایین میآید، اما نکته غیر عادی در مورد الکلها این است که آنها در دمای بالا به جوش میآیند. این دمای جوش بسیار بالاتر از دمای جوش هیدروکربنها با وزن مولکولی یکسان است و حتی از دمای جوش بسیاری ترکیبها با قطعیت قابل ملاحظه بالاتر است.

دمای جوش بالای آنها ، به علت نیاز به انرژی بیشتر برای شکستن پیوندهای هیدروژنی است که مولکولها را در کنار هم نگه داشتهاند.


حل شدن الکلها

رفتار الکلها بعنوان حل شده نیز توانایی آنها برای تشکیل پیوندهای هیدروژنی را منعکس میکند. برخلاف هیدروکربنها ، الکلهای سبک با آب امتزاجپذیرند. از آنجا که نیروهای بین مولکولی الکلها همانند نیروهای بین مولکولی آب است، دو نوع مولکول با یکدیگر قابل اختلاط هستند. انرژی لازم برای شکستن یک پیوند هیدروژنی بین دو مولکول آب یا دو مولکول الکل ، با تشکیل یک پیوند هیدروژنی بین یک مولکول آب و یک مولکول الکل تامین میشود.

اتانول

تاریخچه

اتانول برای انسان از دوران باستان شناخته شده بود، زیرا این ماده ، جزء اصلی مشروبات الکلی است. جداسازی آن بصورت اتانول نسبتا خالص احتمالا اولین بار توسط "جابر بن حیان" که صنعت تقطیر را گسترش داد، انجام شده است. البته بیشتر گمان میرود که اتانول خالص توسط "محمد زکریای رازی" دانشمند ایرانی تولید شده باشد.

فرایند تولید

اتانول مورد استفاده در نوشابههای الکلی توسط فرایند تخمیر از متابولیسم گلوکز توسط گونه مخصوصی از مخمرها در غیاب اکسیژن تولید میشود و در پایان فرایند تخمیر غلظت اتانول را با تقطیر بالا میبرند. برای مخلوط اتانول با آب بالاترین نقطه آزئوتروپ جوش برای 95% الکل و 5% آب است. بنابراین جزء تقطیر شده مخلوط اتانول و آب نمیتواند خالصتر از 95 درصد باشد. برای تولید اتانول خالصتر ، مقدار کمی بنزن به آن اضافه میشود.

بنزن ، آزئوتروپ سهگانه ای با آب و اتانول تشکیل میدهد و مخلوط دوباره تقطیر میشود. نتیجه این فرایند بدست آوردن اتانول بدون آب است. با این همه چند ppm بنزن در اتانول باقی میماند که جذب آن در بدن از مشخصههای آسیب کبدی است که در افراد الکلی دیده میشود.


تولید اتانول صنعتی

اتانول سوخت نسبتا خوبی برای موتورهاست و در صنعت ، بصورتهای مختلفی استفاده میشود. اتانول مورد مصرف در صنعت را معمولا از واکنش کاتالیزوری آب با اتیلن تولید میکنند. این یک واکنش افزایشی است که در آن یک مولکول آب شکافته شده ، قطعات حاصل از آن به اتمهای کربن در پیوند دوگانه اضافه میشود. این فرایند ، تولید اتانول اقتصادیتر از تولید آن با مخمر است.

امروزه برای تولید تجارتی آسان آن تخمیر مواد آلی زائد مانند خرده چوب و خاک اره پیشنهاد شده است. اتانول صنعتی برای مصرف انسان ، نامناسب است، زیرا به آن ، مقادیر کمی متانول و مواد سمی دیگر اضافه میشود.


خواص فیزیکی

اتانول ، مایعی قابل احتراق و بیرنگ بوده ، یکی از انواع الکلهای موجود در نوشابههای الکلی است. گرانروی آن ، مانند آب است و بوی نسبتا تندی دارد. در صنعت بعنوان حلال و ماده واسطه شیمیایی برای تولید بیشتر ترکیبات آلی استفاده میشود. بدلیل تشکیل پیوند هیدروژنی با هر نسبتی در آب حل میشود. اتانول در مقایسه با ترکیبات آلی که وزن مولکولی یکسانی با آن دارند، نقطه جوش بالاتری دارد.

به عنوان مثال نقطه جوش پروپان که تقریبا وزن مولکولی برابری با اتانول دارد، 43- درجه سانتیگراد است، درحالیکه نقطه جوش اتانول 78 درجه سانتیگراد است. دلیل این اختلاف ، وجود پیوندهای هیدروژنی مربوط به گروه OH است که نیروی جاذبه میان مولکولهای مجاور را افزایش میدهد. اتانول خاصیت ضعیف اسیدی و بازی از خود نشان میدهد که خاصیت بازی آن بدلیل جفت الکترون تنهای اکسیژن بوده و خاصیت اسیدی آن ، بخاطر پیوند هیدروژن با عنصر الکترونگاتیو اکسیژن است. اتانول با فلزات فعال ( Na و K و Mg و … ) وارد واکنش شده ، اتوکسید ایجاد میکند.

کاربرد

اتانول بدلیل نقطه ذوب پائین در صنعت ضدیخسازی استفاده میشود. حلال بسیار خوبی است و در صنعت عطرسازی ، رنگسازی و … استفاده میشود. محلول %85 – 70 آن بعنوان محلول ضدعفونی کننده کاربرد دارد. اتانول با تغییر دادن پروتئین و حل کردن چربی ، میکرو ارگانیسمهای آنها را از بین میبرد. البته این عمل فقط در برابر باکتریها و ویروسها و قارچها موثر است، ولی در مقابل هاگ ، باکتریها تاثیری ندارد. اتانول همچنین در صنایع مشروبات الکلی به میزان گسترده ای مورد استفاده قرار میگیرد.


http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/1/15/ethanol.gif ساختمان اتانول


نکته مهم

مصرف بیش از حد مشروبات الکلی ، بدلیل وجود اتانول در ترکیب آنها باعث ایجاد عوارض بسیاری در سلامتی انسان میشود که عبارتند از :

عوارض حاد

تهوع ، استفراغ ، افسردگی ، تنگی نفس.

عوارض مزمن


اعتیاد به الکل (الکسیم) ، سایروز کبدی ، تاثیر در سلسله اعصاب مرکزی ، تاثیر در حافظه در بلند مدت

[fa7alveh]

http://image.tutornext.com/cms/images/80/list-of-functional-groups.JPG

[termah]

مقدمه


آمینها ، دسته وسیعی از مواد آلی نیتروژندار را تشکیل می‌دهند که در آنها ، اتم نیتروژن به یک یا دو یا سه گروه آلکیل و یا آریل متصل می‌باشد. آمینها بسته به تعداد گروههای موجود ، بعنوان نوع اول ، دوم و سوم تقسیم‌بندی می‌شوند. در این بخش ، آمینهای آلیفاتیک مورد مطالعه و بررسی قرار می‌گیرند.


نامگذاری آمینها


برای نامگذاری آمینها ، روشهای متعددی مورد استفاده قرار می‌گیرند. ساده‌ترین و مرسوم‌ترین آنها ، روش استفاده از کلمه آلکیل آمین یا آریل آمین می‌باشد. مانند:


C6H11-NH2: سیکلو هگزیل آمین
PhCH2)2NH): دی بنزیل آمین
CH3-NH2: متیل آمین

برای نامگذاری آمینهای نوع اول ، از آمینو آلکان نیز استفاده می‌شود، مانند:


C5H9NH2: آمینو سیکلو پنتان
C2H5-NH2: آمینو اتان

برخی از آمینهای حلقه‌ای نام خاصی دارند و معمولا از این اسامی برای معرفی آنها استفاده می شود. آمینهای حلقه‌ای با نام azacycloalkane نیز مشخص می‌شوند.


خواص آمینهای آلیفاتیک


تعدادی از آمینهای آلیفاتیک مانند 1 ,4- دی‌آمینو بوتان (Putrescine) و 1 ,5- دی‌آمینو پنتان (Codaverine) سمّی هستند و از فاسد شدن گوشت و ماهی ایجاد می‌شوند. برخی دیگر مانند 2- متیل آزیریدین ، سرطانزا تشخیص داده شده‌اند.
با وجود این ، بسیاری از آمینها و مشتقات آنها ، دارای اثرات زیستی می‌باشند. از آن جمله پیپرازین (ضد انگل) ، هیستامین (تنگ کننده رگها) و نواکائین (بیهوش کننده) را می‌توان نام برد.
خواص فیزیکی و خصلت اسیدی و بازی آمینهای آلیفاتیک
آمینهای نوع اول ، دوم و سوم می‌توانند بعنوان دهنده و یا پذیرنده پیوند هیدروژنی عمل نمایند. ولی پیوند هیدروژنی آنها ضعیفتر از الکلها و آب می‌باشد و به همین علت ، آمینها نقطه ذوب و جوش پایینتری نسبت به الکلهای هم‌کربن دارند. مثلا نقطه جوش متیل آمین ، 6- درجه و متانول ، 64 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. آمینهای کوچک با هر نسبتی در آب حل می‌شوند.

آمینها در مقایسه با الکل ، اسیدهای ضعیفتری می‌باشند، ولی با وجود این می‌توان به کمک بازهای قوی عمل پروتون‌گیری از آمینها انجام داد. خاصیت بازی آمینها قابل ملاحظه می‌باشد و قدرت بازی آنها بوسیله استخلاف کنترل می‌شوند. لازم به یادآوری است که آلکیل آمینها درمقایسه با آریل آمینها قدرت بازی بیشتری از خود نشان می‌دهند.

روشهای تهیه آمینهای آلیفاتیک




از واکنش آمونیاک یا آمینهای نوع اول و دوم با هالیدهای آلکیل ، می‌توان آمینها را تهیه نمود. از فعل و انفعال آمونیاک با هالیدهای آلکیل ، ابتدا منوآلکیل آمین تولید می‌شود. برای جلوگیری از ادامه واکنش ، لازم است که غلظت هالید آلکیل کم انتخاب شود. معمولا نوع محصول واکنش به مدت زمان انجان واکنش ، طبیعت ، غلظت هالید آلکیل ، نوع هالوژن و نوع کربنی که هالوژن روی آن قرار گرفته است، بستگی دارد. با کلریدها ، واکنش قابل کنترل‌تر می‌باشد و در صورت استفاده از یدید آلکیل ، آمونیوم چهارتایی تشکیل می‌شود. اگر غلظت CH3I کم باشد، می‌توان آمینهای نوع دوم یا سوم را سنتز نمود.
می‌توان با انجام واکنش آمیدور سدیم با یدیدهای آلکیل نوع اول در دمای پایین ، آمین نوع اول را بدست آورد. هالیدهای آلکیل نوع دوم و سوم به واکنش حذفی منجر می‌شوند و لذا برای تهیه آمین مربوطه مناسب نمی‌باشند
واکنشهای شیمیایی آمینهای آلیفاتیک


آمونیاک و آمینهای آلیفاتیک در نقش بازهای قوی ، هسته خواه قوی و همچنین بعنوان اسید ضعیف در واکنشهای گوناگون شرکت می‌کنند. ساده‌ترین واکنش آمینها ، پروتون‌دار شدن آنهاست که به نمک مربوطه منجر می‌شود. به همین علت ، معمولا از آمینها جهت جذب اسیدهای آزاد شده در فعل و انفعالات شیمیایی استفاده می‌شود.


منبع : وبلاگ شیمی

[S H i M A]

بنا به درخواست دوست عزیزی، آشنایی با انواع استرهای استیک اسید:

[S H i M A]

http://uploadkon.ir/uploads/ef590b99892df1ed6296c769976342e9.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/0d76d65da6492394aeb6cab80ec26d13.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/4ca98f2f7583a7c84312c22a5d7eb27c.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/39240f0ee0e2b831251b6db58155223d.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/4857a3ae6fd33c2fcca49fb54b508820.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/1db8688e34d0874fd645218645a6054f.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/30543ac30a260322bcdcc46989518973.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/ea3b0fc574f4a8a019ceb4fc1fb50ce3.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/c982ac7a86d525019394325b97aae238.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/e8821239a46444ddb74283ff66e94b93.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/33e3bdc62566ffd062ca8d1b0e848ec1.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/69f439f8b9962ac60884832c2cca710d.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/0c047e86a9768f15a2e8f40d479ab561.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/08ea484eb7bb8727286c2de4717729d0.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/ad49ccf17837a1d784674f06afbecc5f.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/deec737eb0e47c2ab7b662983dd9ae4f.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/112853df1f643411def3024e0d076aa8.jpg

http://uploadkon.ir/uploads/7bd011f3f2c3ce2520ceb886c49fcddf.jpg

[termah]

فنول ومشتقات آن



دانلود (http://www.4shared.com/file/92077869/d7482244/karborde_phenol_va_moshtaghate_an.html)