Межмолекулярная дегидратация спиртов

1. Общие положения
2. Дегидратация с использованием серной кислоты
3. Дегидратация гликолей
4. Получение этоксиэтана, 2-изопропоксипропана и н-дибутилового эфира

Общие положения

Образовать простые эфиры из спиртовых соединений можно лишь при наличии ионов водорода. Кислое исходное вещество, его концентрированность, а также требуемые температурные параметры реакции осуществляют с помощью подбора, принимая во внимание структуру и специфику как спиртовых веществ, так и формирующегося эфира.

Как правило, в роли кислого реактанта применяют сульфатную кислоту (\(H_2SO_4\)). Можно применять хлороводород (HCl), бензолсульфокислоты \((C_6H_5SO_3H)\), толуолсульфокислоты и нафталинсульфокислоты \((RnC_{10}H7-nSO_3M)\), метандинсульфокислоты, ортомышьяковую кислоту \((H_3AsO_4)\), а также ортофосфорную кислоту \((H_3PO_4)\), кислые и легко гидролизующиеся соли \(FeCl_3\), \(KHSO_4\), \(BF_3\), \(SnCl_4\), \(Al_2(SO_4)\) и другие.

Для того чтобы получить симметричные простые эфиры из не имеющих разветвление первичных спиртовых соединений, используют межмолекулярную реакцию отщепления воды от молекул:

Данная реакция ускоряется сконцентрированной серной кислотой (\(H_2SO_4\)) при температурных показателях в +130°C, выход вещества будет ориентировочно 72%.

При подобных условиях третичные спиртовые соединения в итоге реакции с отщеплением молекул воды формируют этиленовые углеводороды. В том числе способ не используют для того, чтобы получать смешанные эфиры. Исключительной особенностью является, если одно спиртовое соединение считается первичным, а второе считается третичным.

Реакция образования сложных эфиров при взаимодействии кислот и спиртов (этерификация) способствует присутствию арильных радикалов вместе с гидроксильной группой. К примеру, бензгидрол (дифенилкарбинол) \((C_{13}H_{12}O)\), трифенилкарбинол \(((C_6H_5)_3C—OH)\) этерифицируются в растворе спирта в наличии признаков кислоты. В данных ситуациях станет достаточно воздействия гидрохлорида на холоде.

Получение простых эфиров возможно из ароматических спиртов, к примеру, из гидроксиметилбензола \((C_6H_5CH_2OH)\), для чего используют существенное количество разведенного купоросного масла (64-73%) либо небольшие количества насыщенной кислоты.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Подобно купоросному маслу могут влиять иные многоосновные кислотные вещества: \(H_3PO_4\), \(H_3BO_3\), \(H_3AsO_4\) и другие.

Дегидрированную воду возможно убирать из области реакции как нераздельно кипящий жидкий раствор (с возникающим эфиром либо первичным спиртом).

Используя в роли катализаторов сульфоновые кислоты, возможно произвести получение простых эфиров наивысших спиртов. В то же время второстепенные реакции текут в несущественной степени.

В применении органического синтеза межмолекулярная реакция с отщеплением молекул воды в спиртах обладает несущественным весом. В промышленном производстве с помощью реакции с отщеплением молекул воды (дегидратации) осуществляют получение некоторых простых эфиров, к примеру, серный эфир (этоксиэтан).

Дегидратация с использованием серной кислоты

Для того чтобы получить эфиры из метанола (\(CH_3OH\)), этанола (\(C_2H_6O\)) и пропилового спирта (\(C_3H_7OH\)) в лаборатории и промышленности используют серную кислоту.

Для осуществления реакции с этанолом к эквимолекулярной смеси этанола (96%) и концентрированного купоросного масла (92-96%) по капелькам добавляют этанол при температурных показателях 130-140°C со скоростью, с которой отгоняется формирующийся эфир.

Вместе с формированием простого эфира осуществляется неполный распад этилсерной кислоты на этен (\(C_2H_4\)) и серную кислоту. При увеличении температурных показателей до 170°C данный распад стает преимущественным.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

В итоге формирования определенного количества этена (\(C_2H_4\)), продуктов его полимеризации, их обугливание некоторое количество купоросного масла возобновляется до двуокиси серы \(SO_2\). Вода со временем скапливается и производит разбавление реакционного раствора, и это осуществляет торможение формирования эфира. Фактически одна весовая доля серной кислоты предназначается для того, чтобы получить 200 весовых долей эфира.

Применяемая для реакции с отщеплением молекул воды кислота обязана обладать некоторым количеством качеств:

• Насыщенность обязана быть более 92%. При падении насыщенности кислоты менее 60%, она заканчивает действовать.
• Кислота не должна содержать соли серной кислоты \(H_2SO_4\), непосредственно азотной кислоты (\(HNO_3\)), а также железа (допускается менее 0,035%).

Определенные соединения демонстрируют положительное воздействие на реакцию. К примеру, если добавить сульфат алюминия \(Al_2(SO_4)_3\), немногим более 5% температурные показатели реакции уменьшаются до 110°C, а выход увеличивается до 25%.

Из бутанола (\(C_4H_9OH\)) и высших спиртов получение эфиров межмолекулярной дегидратацией нет возможности, поскольку потребуется намного больше температура реакции, что благоприятствует расщеплению алкилсерной кислоты с формированием этиленового углеводорода.

Дегидратация гликолей

Дегидратация двухатомных спиртов под воздействием серной кислоты либо ее солей может выполняться в двух направлениях:

• Межмолекулярная реакция с отщеплением молекул воды с формированием линейных полигликолей.
• Внутримолекулярные циклические соединения, при условии, что присутствует возможность формирования спокойных пятичленных и шестичленных циклических соединений:

Рисунок 1.

Если между гидроксогруппами располагается две либо три метиленовые группы, тогда осуществляется реакция с отщеплением молекул воды с формированием пятичленных либо шестичленных циклов с эфирной взаимосвязью.

К примеру, в итоге дегидратации из 1,5-пентаметиленгликоля формируется окись пентаметиленгликоля, а из 1,4-бутандиола формируется окись бутиленгликоля:

Рисунок 2.

Циклические соединения с эфирной взаимосвязью обладают возможностью появления при реакции с отщеплением молекул воды поливинилового спирта, с химической формулой (\(C_2H_4O\))x:

Рисунок 3.

Получение этоксиэтана, 2-изопропоксипропана и н-дибутилового эфира

Получение этоксиэтана, 2-изопропоксипропана (\(C_6H_{14}O\)) и н-дибутилового эфира (\(C_8H_{18}O\)) осуществляется в промышленных объемах. Для того чтобы их получить применяют соответственные спирты и серную кислоту.

Получение при дегидратации эфиров, а не этиленовых углеводородов осуществляется выбором требуемых условий реакции.

К примеру, этен формируется в процессе нагрева этанола с насыщенной серной кислотой при температуре +180°C. Получение этоксиэтана осуществляется при нагреве смеси этилового спирта и насыщенной серной кислоты при температуре +180°C, все время, осуществляя добавление спирта, чтобы он был в изобилии.

Реакция дегидратации спирта с дальнейшим формированием простого эфира считается нуклеофильным замещением. При данном замещении протонированный спирт считается субстратом, а вторая молекула спирта играет роль нуклеофила.

Реакция выполняется как по \(S_N1\)-механизму, так и по \(S_N2 \)-механизму, что находится в зависимости от того, когда протонированный спирт утратит молекулу воды: ранее либо вместе с атакой второй молекулой спирта. Скорее всего, вторичные и третичные спирты взаимно воздействуют по \(S_N1\)-механизму:

\(ROH+H^+\leftrightarrow ROH_2\)

Рисунок 4.