Спирты Предельные одноатомные спирты

Общая характеристика Общая формула гомологического ряда предельных одноатомных спиртов C n H 2n+1 OH. В зависимости от того, при каком углеродном атоме находится гидроксильная группа, различают спирты первичные (RCH 2 -OH), вторичные (R 2 CH-OH) и третичные (R 3 С-ОН). Простейшие спирты: Первичные: СН 3 -ОН СН 3 -СН 2 -ОН СН 3 -СН 2 -СН 2 -ОН метанол этанол пропанол-1

вторичные спирты третичный спирт Изомерия одноатомных спиртов связана: со строением углеродного скелета (например, бутанол-2 и 2-метилпропанол-2) с положением функциональной группы ОН - (пропанол-1 и пропанол-2). пропанол-2 буганол-2 2-метилпропанол-2

Номенклатура Названия спиртов образуют, добавляя окончание - ол к названию углеводорода с самой длинной углеродной цепью, включающей гидроксильную группу. Нумерацию цепи начинают с того края, ближе к которому расположена гидроксильная группа. Кроме того, широко распространена заместительная номенклатура, по которой название спирта производится от соответствующего углеводородного радикала с добавлением, слова "спирт", например: C 2 H 5 OH этиловый спирт.

Физические свойства Низшие спирты (до C 15 ) жидкости, высшие твердые вещества. Метанол и этанол смешиваются с водой в любых соотношениях. С ростом молекулярной массы растворимость спиртов в воде падает. По сравнению с соответствующими углеводородами, спирты имеют высокие температуры плавления и кипения, что объясняется сильной ассоциацией молекул спирта в жидком состоянии за счет образования водородных связей.

Образование водородных связей Образование водородной связи между молекулами спирта … между молекулами воды … между молекулами спирта и воды

Химические свойства спиртов

Химические свойства спиртов определяются присутствием в их молекулах гидроксильной группы ОН -. Связи С-О и О- Н сильно полярный и способны к разрыву. Различают два основных типа реакций спиртов с участием функциональной группы –ОН - : Реакции с разрывом связи О-Н - : (здесь проявляются слабые кислотные свойства спиртов) взаимодействие спиртов с щелочными и щелочноземельными металлами с образованием алкоголятов; реакции спиртов с органическими и минеральны­ми кислотами с образованием сложных эфиров; окисление спиртов под действием дихромата или перманганата калия до карбонильных соединений. Скорость реакций, при которых разрывается связь О-Н, уменьшается в ряду: первичные спирты > вторичные > третичные.

Реакции сопровождающиеся разрывом связи С-О: (здесь проявляются слабые основные свойства спиртов) внутримолекулярная дегидратация с образованием алкенов межмолекулярная дегидратация: с образованием простых эфиров взаимодействие с галогеноводородами и их концентрированными растворами с образованием алкилгалогенидов. Скорость реакций, при которых разрывается связь С-О, уменьшается в ряду: третичные спирты > вторичные > первичные. Спирты являются амфотерными соединениями.

1. Кислотные свойства спиртов выражены очень слабо. Низшие спирты бурно реагируют со щелочными металлами: 2С 2 Н 5 -ОН + 2K 2С 2 Н 5 -ОK + Н 2 С увеличением длины углеводородного радикала скорость этой реакции замедляется Спирты не взаимодействуют со щелочами В присутствии следов влаги соли спиртов (алкоголяты) разлагаются до исходных спиртов: С 2 Н 5 ОK + Н 2 О С 2 Н 5 ОН + KОН. Это доказывает, что спирты более слабые кислоты, чем вода. 2. При действии на спирты минеральных и органических кислот образуются сложные эфиры. Образование сложных эфиров протекает по механизму нуклеофильного присоединения-отщепления : С 2 Н 5 ОН + СН 3 СООН СН 3 СООС 2 Н 5 + Н 2 О Этилацетат C 2 H 5 OH + HONO 2 C 2 H 5 ONO 2 + Н 2 O Этилнитрат Реакции с разрывом связи О-Н

Отличительной особенностью первой из этих реакций является то, что атом водорода отщепляется от спирта, а группа ОН - - от кислоты. (Установлено экспериментально методом "меченых атомов" ). 3. Спирты окисляются под действием дихромата или перманганата калия до карбонильных соединений. Первичные спирты окисляются в альдегиды, которые, в свою очередь, могут окисляться в карбоновые кислоты: [O] [О] R-CH 2 -OH R-CH=O R-COOH. спирт альдегид карбоновая кислота

Вторичные спирты окисляются в кетоны: Третичные спирты могут окисляться только с разрывом С-С связей.

Реакции с разрывом связи С-О. Реакции дегидратации протекают при нагревании спиртов с водоотнимающими веществами. При сильном нагревании происходит внутримолекулярная дегидратация с образованием алкенов: H 2 SO 4,t >140°С СН 3 -СН 2 -СН 2 -ОН СН 3 -СН=СН 2 + Н 2 О. При более слабом нагревании происходит межмолекулярная дегидратация с образованием простых эфиров: H 2 SO 4,t< 140°С 2CH 3 -CH 2 -OH C 2 H 5 -O-C 2 H 5 + H 2 O. Спирты обратимо реагируют с галогеноводородными кислотами (здесь проявляются слабые основные свойства спиртов): ROH + HCl RCl + Н 2 О Третичные спирты реагируют быстро, вторичные и первичные - медленно.

Получение 1. Самый общий способ получения спиртов, имеющий промышленное значение, гидратация алкенов. Реакция идет при пропускании алкена с парами воды над фосфорно­кислым катализатором: H 3 PO 4 СН 2 =СН 2 + Н 2 О СН 3 СН 2 ОН. Из этилена получается этиловый спирт, из пропена изопропиловый. Присоединение воды идет по правилу Марковникова, поэтому из первичных спиртов по данной реакции можно получить только этиловый спирт. 2. Другой общий способ получения спиртов гидролиз алкилгалогенидов под действием водных растворов щелочей: RBr + NaOH ROH + NaBr. По этой реакции можно получать первичные, вторичные и третичные спирты.

3. Восстановление карбонильных соединений. При восстановлении альдегидов образуются первичный спирты, при восстановлении кетонов вторичные: RCH=O + Н 2 RCH 2 OH, (1) RCOR' + Н 2 RCH(OH) R'. (2) Реакцию проводят, пропуская смесь паров альдегида или кетона и водорода над никелевым катализатором. 4. Действие реактивов Гриньяра на карбонильные соединения. 5. Этанол получают при спиртовом брожении глюкозы: С 6 Н 12 О 6 2С 2 Н 5 ОН + 2СО 2.

Применение спиртов Спирты главным образом используют в промышленности органического синтеза. Этанол - важное сырье пищевой промышленности.

Применение этанола