アルコールとエーテル CnH2n+2O

alcohol-ether
アルコール{R-OH}の構造 ({R}:炭化水素基)  炭化水素の{H}原子を{OH}基(ヒドロキシ基)で置換したもの.   名称は, アルカンの語尾(-e)をオール}(-ol)に変え,\ {OH}基の位置番号を示す.}     {C₃H₇-H}\ (プロパン)\CH₃-CH₂-CH₂}{-}{OH\ (1–プロパノール})  アルコールの分類 OH}基の数}による分類} 2価}アルコール3価}アルコール エチレングリコール} (エタンジオール) グリセリン} (プロパントリオール) エチレングリコール 自動車の不凍液, 合成繊維, 合成樹脂.        グリセリン     爆薬の原料. OH}基をもつ{C}原子}に結合している{C}原子の数}で3つに分類} {第一級}アルコール {第二級}アルコール  第三級}アルコール  {OH}基が2個以上あるアルコールを{多価アルコール}という. また,\ 炭素数の少ないアルコールを{低級アルコール},\ 多いもの({C}_6以上)を{高級アルコール}という. 要は,\ 有機化学における{低級・高級は炭素数が少ない・多い}を意味する. {OH}基が複数あるときの名称は,\ オールの前に数詞をつける.  2個ならばジ}オール 多価アルコールは,\ エチレングリコールとグリセリン(慣用名が重要)のみ覚えておけば済む. アルコールの酸化  主な酸化剤:過マンガン酸カリウム({KMnO₄}) 第一級}アルコール} アルデヒド {酸化][+{O}]} カルボン酸 第二級}アルコール{酸化][ ケトン {第三級}アルコール} 第1段階の酸化では,\ {1個の{C}原子から2個の{H}原子が失われ,\ 二重結合ができる.} 第一級アルコールである1-プロパノールの酸化({R}={C₂H₅}).        \ C₃H₇-OH}[酸化][-2{H}]}{C₂H₅-CHO}[酸化][+{O}]}{C₂H₅-COOH   次のように,\ {OH}基が{CHO}基に置換すると{誤解}している人が多いので{注意!} [0zh]    {間違い} {C₃H₇-OH}\ [酸化][-2{H}]}{C₃H₇-CHO} ({C}が増えるはずはない)    {正解}  C₂H₅}{-}{CH₂-OH[酸化][-2{H}]}{C₂H₅}{-}{CHO}   第2段階の酸化では単純に{CHO}基が{COOH}基に置換すると考えてよい. 第二級アルコールである2-プロパノールの酸化({R}={CH₃},\ {R}’={CH₃}).    \ CH₃}{-}{CH(OH){-}{CH₃}\ [酸化][-2{H}]}{CH₃}{-}{CO{-}{CH₃ アルコールの脱水   比較的低温では\分子間脱水(2分子から水1分子が失われる)され,\ エーテルが生じる. OH+{H{O-R}’\R-O-R}’}+H₂O$}   比較的高温では\分子内脱水(1分子から水1分子が失われる)され,\ アルケンが生じる. 2\ — ブタノール} 2\ — ブテン (主生成物})} 2\ — ブタノール} 1\ — ブテン (副生成物})} 分子内脱水では,\ OH}基とその隣の{C}についている{H}が失われる.} 2-ブタノールなどでは,\ 右隣の{C}から失われるか左隣の{C}から失われるかの2通りが考えられる. このとき,\ どちらのアルケンが主生成物になるかは,\ {ザイチェフ則}に従う. ザイチェフ則 H}が少ないほうの{C}からさらに{H}が失われやすい.} ちなみに,\ 2-ブテンにはシス-トランス異性体が存在する. アルコールの性質 水に溶ける}(中性}) {CH₃OH},\ {C₂H₅OH},\ {C₃H₇OH} 親水性の{OH}基}の影響大}) 水に溶けない}   {C4H9OH}\ ~疎水性の炭化水素基}の影響大}) 沸点 OH}基による水素結合ができるため, 同じ分子量のエーテルよりかなり高い.     分子式 {C₂H₆O}\ C₂H₅OH(エタノール)}常温で液体.(沸点78℃) {CH₃OCH₃}(ジメチルエーテル)}常温で気体.(沸点-25℃) $   {Na}を加えると水素が発生する.  ${メタ}ノール}2CH₃OH + {2Na -1zw}ナトリウムメトキシド}2CH₃ONa-1zw} + {OH}基の特徴は{極性が大きい}ことである.\ よって,\ 極性分子である水と混ざりやすい. おおよその目安として,\ {OH}基1つにつき{C}3個までなら水と任意の割合で混ざり合う. {OH}基が多い多価アルコール(エチレングリコール, グリセリンなど)も水によく溶ける. アルコールはわずかに{H+}を電離するが,\ 水よりも{H+}を電離しにくいために中性とみなされる. 右のように,\ 他分子の{OH}基との間に水素結合ができる アルコールと{Na}が作る塩{R-ONa}の総称を{ナトリウムアルコキシド}という. ナトリウムアルコキシドは,\ {加水分解して強塩基性}を示す. {R – ONa + H₂O R – OH} + NaOH エーテル {R-O-R}$’$ [1zh]   1個の酸素原子に2個の炭化水素基が結合した化合物.   名称は,\ 2個の炭化水素基をアルファベット順に並べてからエーテルをつける.     {C₂H₅ – O – CH₃} エチルメチルエーテル} × メチルエチルエーテル アルコールとは異なり},$ {水に溶けない. {沸点は低い. Na}と反応しない. {酸化されない. ジエチルエーテル{C₂H₅ – O – C₂H₅}   揮発性・引火性・麻酔性のある液体{水よりも軽い).  有機溶媒として利用. C4H10O}\ の異性体の構造式と名称をすべて示せ.\ ただし,\ {H}は示さなくてよい. 最大炭素鎖4}1–ブタノール 2–ブタノール 2–メチル–1–プロパノール}     } {2–メチル–2–プロパノール}     } \メチルプロピルエーテル イソプロピルメチルエーテル}  }  ジエチルエーテル} } {不飽和度を確認}する.\ {O}は無視してよく,\ {H}10(=24+2)個は4個の{C}につく最大数である. よって,\ 不飽和度は0であるから,\ すべて単結合である. さらに,\ {単結合かつ{O}を1個含む}ことから,\ {ヒドロキシ基またはエーテル結合}をもつとわかる. まず,\ ヒドロキシ基をもつ異性体(アルコール)を考える. {先に炭素骨格を考え(2通り),\ それに{OH}基をつけていけばよい.} 最大炭素鎖4のものは,\ {C4H10}(ブタン)を基準として語尾をオールにし,\ {OH}基の位置番号を示す. 最大炭素鎖3のものは,\ {C₃H₈}(プロパン)基準でメチル基の位置番号と{OH}基の位置番号を示す. さらに,\ 光学異性体の存在をそれぞれ確認すると,\ 2–}ブタノールが1個の{不斉炭素原子}をもつ. エーテルの異性体は,\ O}の左右に{C}を何個ずつ配分できるか}を考える. {C}は4個あるから,\ (3,\ 1)または(2,\ 2)で配分できる.\ (1,\ 3)は(3,\ 1)と同じ. 3個以上の{C}がある側は,\ {側鎖の可能性も考慮}する必要が生じる. エーテルの名称は,\ ジエチルエーテル以外は参考程度でよい. {C4H10O}は,\ 以下のようにポイントが凝縮されているため,\ {出題度No.1の最重要有機化合物}である. {アルコール4個(立体異性体を含めて5個),\ エーテル3個}で異性体の数が適度である(暗記推奨). アルコール4個の中に,\ 第一級,\ 第二級,\ 第三級アルコールがすべて含まれる. 2–}\ ブタノールのみ,\ 光学異性体をもち,\ ヨードホルム反応を示す. 先に示したように,\ 2–}ブタノールを脱水すると,\ 1–}ブテンと2–}ブテンが得られる. しかも,\ 2–}ブテンはシス–}トランス異性体をもつ. さらに,\ アルコール4個を沸点の違いで識別できる. OH}基周りの立体障害が小さいほど分子間で水素結合しやすくなり,\ 沸点が高くなる}からである. 1–}ブタノール(第一級}/直鎖}/117℃)\ }\ 2–}メチル–}1–}プロパノール(第一級}/側鎖}/108℃)  \ \2–}ブタノール(第二級}/99℃)2–}メチル–}2–}プロパノール(第三級}/82℃)
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