Краткая экспериментальная стратегия (шаги, ожидаемые результаты и объяснения):
1) Lucas‑тест (смесь $ZnC{l}_2$ в концентр. $HCl$, комнатная или пониженная температура):
- Выполнить при $0^{\circ }C$ и затем при $20-25^{\circ }C$.
- Ожидаемо: третичный спирт даёт помутнение/выпадение алкилхлорида мгновенно (SN1), вторичный — через минуты, первичный — очень медленно или не даёт.
- Объяснение: третичный карбокатион стабилен → быстрая реакция; первичный через SN2 медленно.
2) Окисление хроматной смесью ($K_{2}C{r}_2{O}_7/H_{2}S{O}_4$) — контроль:
- Добавить реагент при охлаждении, наблюдать изменение окраски (оранжевый $C{r}^{6+}$ → зелёный $C{r}^{3+}$).
- Ожидаемо: первичный спирт окисляется (до альдегида/кислоты при избытке) — изменение цвета; третичный — практически не окисляется (цвет остаётся).
- Объяснение: у первичного есть альфа‑H → окисление, у третичного нет α‑H на том же углероде → устойчив к окислению.
3) Мягкое окисление и тест на альдегид:
- Окисление PCC или слабое окисление даст альдегид из первичного; проверить прямым реактивом Тольенса или Фелинга.
- Ожидаемо: первичный даст положительный Тольенс (серебряное зеркало) при превращении в альдегид; третичный — отрицательно.
- Объяснение: только первичный даёт легко окисляемый альдегид.
4) Кислотная дегидратация (конц. $H_{2}S{O}_4$):
- Нагреть с концентрированным $H_{2}S{O}_4$.
- Ожидаемо: третичный спирт легко дегидратирует с образованием алкена (быстро), первичный — требует более жёстких условий и даёт меньше продукта.
- Анализ продуктов (IR, GC): алкен показывает пик $C=C$ около $1640{\text{cm}}^{-1}$.
5) Аналитика (подтверждение структуры продуктов):
- 1H NMR: первичный спирт имеет сигнал $C{H}_{2}O$ при примерно $3.3-4.0$ ppm (двухпротонный), у третичного отсутствует протон на том же углероде (нет сигнала $CH$ при этой области).
- IR: широкая полоса O–H около $3200-3600{\text{cm}}^{-1}$; появление карбонильной полосы (альдегид/кислота) около $1700-1720{\text{cm}}^{-1}$ у окисленного первичного.
- GC‑MS: сравнение масс‑спектров и времени выхода продуктов (алкен/хлорид/карбоновая кислота) даст дополнительную идентификацию.
Рекомендованная последовательность для минимизации разрушения образца: Lucas‑тест (быстрое различие), затем мягкое окисление с PCC + Тольенс, и при необходимости дегидратация/дальнейший анализ; подтверждение NMR/IR/GC‑MS.
Коротко о безопасности: работать в вытяжном шкафу при обращении с концентр. кислотами и хроматовыми реагентами.