أحدث الموضوعات

طرق تحضير الكحولات Methods of Preparation of Alcohols

.



الكحولات : هي مركبات عضوية تتميز بوجود مجموعة الهيدروكسيل في جزيئاتها وتعتبر مشتقة من الهيدروكربونات باستبدال ذرة هيدروجين بمجموعة هيدروكسيل.

  كنا قد تحدثنا فى الدرس السابق عن تسمية وتصنيف الكحولات : أضغط هنا ، وفى هذا الموضوع سوف نتحدث عن طرق تحضير الكحولات وهي :

1- إماهة الألكينات Hydration of alkenes

يتم إضافة الماء للألكين في وسط حمضي حيث تتبع الإضافة قاعدة ماركونيكوف


حيث يضاف حمض الكبريتيك المركز البارد للألكينات لتتكون كبريتات ألكيل هيدروجينية وبحسب قاعدة ماركينكوف التى تتعرض بعد ذلك للتحلل المائي لتعطي الكحولات .

ويحضر الإيثانول صناعياً بإماهة الإيثيلين المستمد من النفط الخام كما يلي :-


أو

2- من هاليدات الألكيل Alkyl halide

يمكن تحضير الكحولات بتسخين هاليدات الألكيل التى يتكون شقها الألكيلي من الشق الألكيلي للكحول المطلوب مع المحاليل المائية للقلويات القوية مثل هيدروكسيد الصوديوم  ، فتحل مجموعات الهيدروكسيل محل شق الهاليد ويتكون الكحول المقابل .


أولاً: تحضير الكحولات الأولية 


ثانياً: تحضير الكحولات الثانوية 


ثالثاً : تحضير الكحولات الثالثية


ترتيب الهالوجينات حسب سهولة انتزاعها من هاليد الألكيل كما يلي :

اليود  <  البروم   < الكلور

3- إماهة الألكينات بواسطة ثلاثي هيدريد البورون (البوران)
Hydration of alkene with trihydridboron (borane)

  يتم تميه الألكين باستخدام ثلاثي هيدريد البورن حيث تُضاف الرابطة B-H من البورن إلى الألكين فيتكون ناتج يسمى  organoborane


وعند تفاعل ثلاثي الألكيل بورن مع محلول مائي من فوق أكسيد الهيدروجين في وسط قاعدي ينتج كحول بإضافة عكس قاعدة ماركونيكوف.


  يعتمد ناتج هذا التفاعل على حجم الألكين حيث تسبب الإعاقة المجسامية توقف التفاعل عند الخطوة الأولى أو الثانية فعلى سبيل المثال المركب  يتفاعل مع البورن ويعطي ناتج واحد فقطmonoalkyl borane بسبب الإعاقة الفراغية.


ويمكن بنفس الطريقة الحصول على نفس النتائج السابقة فى حالة استخدام مركب ثنائي البوران B2H6 بدلاً من ثلاثي هيدريد البورون ( البوران) BH3

4- تفاعل الألكينات مع أسيتات الزئبقيك Oxymercuration-demercuration

  حيث تضاف عناصر الماء إلى الألكينات بطريقة غير مباشرة وذلك باستخدام اسيتات الزئبقيك فى مخلوط من الماء ورباعي هيدرو فيوران THF ، ويؤدي هذا إلى تكون مركب وسيط ( هيدروكسي ألكيل زئبقيك) تتصل فية ذرة الزئبق بذرة الكربون الاقل إستبدالاً (في الألكين) ، فإذا ما اختزل هذا المركب الوسيط باستخدام هيدريد صوديوم البورون NaBH4 في محلول قاعدى حلت ذرة الهيدروجين محل ذرة الزئبق ويتكون كحول حسب قاعدة ماركنيكوف .


5-  تفاعل جرينارد Grignard reaction

يتفاعل كاشف جرينارد RMgX  مع مركبات الكربونيل والإيبوكسيدات والألكاينات الطرفية.


حيث يمكن تحضير الكحولات الأولية والثانوية والثالثية وذلك باستخدام المتفاعلات المناسبة فمثلاً عند استخدام فورمالدهيد فأننا نحصل على كحول أولي ، ونحصل على كحول ثنائي إذا ما استخدمت اسيتالدهيد ، ويتكون كحول ثلثي إذ استخدم أسيتون كما يتضح من المعادلات التالية بالطرق الآتية : 





6- اختزال مركبات الكربونيل Reduction of Carbonyl compounds

   يتم اختزال مجموعة الكربونيل إلى مجموعة هيدروكسيل  حيثيضاف الهيدروجين إلى مجموعة الكربونيل في الألدهيدات أو الكيتونات وكذلك الأحماض الكربوكسيلية وكلوريدات الأحماض والأنهيدريدات والاسترات وذلك باستخدام مكوناً  كحولات أولية و كحولات ثانوية وذلك باستخدام العوامل التالية في وجود الهيدروجين :   (RONa) , (NaBH4) , (LiAlH4) , (Ni , Pt or Pd)حيث لا تؤثر العوامل المختزلة (NaBH4 or LiAlH4)  على روابط  C-C  المتعددة. 



يختزل هيدريد الصوديوم مجموعة الفورميل فقط ولا يختزل مجموعة النيترو .


7- اختزال الألدهيدات والكيتونات Aldehydes and KetonesReduction of  

  تختزل الألدهيدات والكيتونات بغاز الهيدروجين وعامل حفاز ( مثل النيكل أو برادة النحاس) أو باستخدام  (NaBH4) أو (LiAlH4) لتعطي كحولات أولية من الألدهيدات وثنائية من الكيتونات.


وإذا وجدت رابطة مزدوجة فى الجزئ ، فإن الهيدريدات الفلزية تختزل مجموعة الكربونيل دون المساس برابطة C=C 

8- اختزال الأحماض الكربوكسيلية Reduction of Carboxylic acids

  يتم اختزال الأحماض الكربوكسيلية ( مجموعة الكربوكسيل)  إلى كحولات أولية باستخدام LiAlH4  ولا يستخدم NaBH4  لأنه أقل حامضية من LiAlH4  وذلك لأن الرابطة Al-H تكون أكثر قطبية من الرابطة B-H



9- من بعض الأمينات Amines

تتم معالجة الأمينات بحمض النيتروز (NaNO2 + HCl) لنحضر بعض الكحولات الخاصة كما يلي :



10 - الطرق الصناعية لتحضير الكحولات  

أ-  الميثانول Methanol

يتم إنتاج الميثانول في الصناعة بمعاملة مخلوط من أول أكسيد الكربون والهيدروجين بعامل مساعد عند درجة حرارة وضغط مناسبين.


ب- الأيثانول Ethanol

ويحضر الإيثانول صناعياً بإماهة الإيثيلين المستمد من النفط الخام وذلك بمعاملة الإثيلين بحمض الكبريتيك ، ثم تحلل السلفات الناتجة بوساطة الماء، إلا أن الطريقة الحديثة تتضمن إضافة الماء مباشرة إلى الإثيلين عند درجة حرارة وضغط مناسبين وبوجود عامل مساعد.



 المراجع :
- أسس الكيمياء العضوية . وائل غالب محمد - وليد محمد السعيطي ، الطبعة الأولى (2008) / دار الكتب الوطنية - بنغازي - لبيبا
- أساسيات الكيمياء العضوية. محمد مجدي واصل ، جامعة الأزهر - جمهورية مصر العربية

.

ليست هناك تعليقات