Получение одноатомных спиртов

СПИРТЫ

Спирты – органические соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп, соединенных с углеводородным радикалом. Функциональная группа – ОН. Число гидроксильных групп определяет атомность спирта.

Одноатомные предельные спирты

Одноатомные предельные спирты содержат одну гидроксильную группу, соединенную с предельным углеводородным радикалом. Общая формула: R–OH, CnH2n+1OH, CnH2n+2O. Для спиртов характерны изомерия положения функциональной группы и изомерия углеродного скелета.

Спирты, в которых гидроксильная группа находится в положении 1 (присоединена к первичному атому углерода), называются первичными. Если гидроксильная группа расположена в середина цепи (присоединена к вторичному атому углерода), то спирт называется вторичным. Присоединение гидроксильной группы к третичному атому углерода приводит к образованию третичных спиртов.

метанол
(метиловый спирт)
этанол (этиловый спирт) пропанол-1
(н-пропиловый спирт)
(п е р в и ч н ы е)
пропанол-2
(изопропиловый спирт)
бутанол-1
(н-бутиловый спирт)
метилпропанол-1
изобутиловый спирт)
(вторичный) (п е р в и ч н ы е)
бутанол-2
(втор-бутиловый спирт)
метилпропанол-2
(трет-бутиловый спирт)
(вторичный) (третичный)

Физические свойства. Низшие спирты, содержащие менее 12 атомов углерода, – жидкости, температуры кипения которых значительно выше температур кипения соответствующих алканов. Причиной этого является образование водородных связей за счет полярности связи О–Н и наличия собственных (неподеленных) пар электронов атомов кислорода. За счет образования водородных связей спирты с небольшим числом атомов углерода в цепи хорошо растворимы в воде.

Химические свойства. Особенности химических свойств спиртов определяются наличием функциональной группы ОН. Электроотрицательный атом кислорода оттягивает на себя общие электронные пары, приобретая при этом отрицательный заряд, а соседние атомы углерода и водорода получают положительные заряды. Смещение электронных пар приводит к образованию полярных связей, менее прочных и более реакционноспособных.

Основные химические реакции предельных одноатомных спиртов:

Реакции, протекающие с разрывом связи RО–Н

а). Кислотные свойства спиртов:

2H5OH + 2Na ® H2­+ 2C2H5ONa

этилат натрия (алкоголят);

С2H5ONa + Н2O ® С2H5OH + NaOH

(гидролиз алкоголятов);

С2H5OH + NaОН ¹ (одноатомные спирты не реагируют со щелочами).

б). Образование сложных эфиров с органическими и неорганическими кислотами:

С2H5OH + СН3СООН Н2О + СН3СООС2Н5

(этилацетат);

С2H5OH + HNO3 (HO–NO2) Н2О + С2Н5ОNO2.

Реакции, протекающие с разрывом связи R–ОН

а). Замещение гидроксильной группы на галоген (проявление слабых основных свойств): С2H5OH + HCl ® C2H5Cl + H2O;

б). Внутримолекулярная дегидратация:

СH3–СН2–OH H2O + СН2=СН2

(получение алкенов);

СH3–СН2–СН(OH)–СН3 СH3–СН=СН–СH3 + H2O

(реакция протекает по правилу Зайцева – водород уходит от наименее гидрированного атома углерода).

в). Межмолекулярная дегидратация (получение простых эфиров):

(диметиловый эфир).

Простые эфиры образуют самостоятельный класс органических соединений общей формулы CnH2n+2O, который изомерен классу предельных одноатомных спиртов (межклассовая изомерия).

Реакции окисления одноатомных спиртов

а). Горение: СnH2n+2O + (1,5n +0,5)O2 ® nCO2 + (n +1)H2O.

б). Окисление кислородом воздуха в присутствии катализаторов:

(первичный спирт) (альдегид)

(вторичный спирт) (кетон)

в). Окисление оксидом меди (II):

(первичный спирт) (альдегид)

г). Окисление перманганатом калия или дихроматом калия при комнатной температуре (первичные спирты окисляются до карбоновых кислот; вторичные спирты – до кетонов; третичные спирты в указанных условиях не окисляются):

5СH3OH+6KMnO4+9H2SO4 ® 5CO2+6MnSO4+3K2SO4+19H2O;

5СH3–СН(OH)–СН3+2KMnO4+3H2SO4®

5СH3–СO–СН3+2MnSO4+K2SO4+8H2O.

Одноатомные непредельные спирты

Непредельные спирты (алкенолы и алкинолы) — производные непредельных углеводородов, в молекулах которых водородный атом замещен на гидроксильную группу.

Например,

пропенол-1 (аллиловый спирт) пропинол-1 (пропаргиловый спирт) 3-фенилпропенол-1
(коричный спирт)

Структурная изомерия непредельных спиртов связана со строением углеродной цепи и положением в ней кратной связи и гидроксильной группы.

Непредельные спирты, в которых гидроксильная группа находится непосредственно при углеродном атоме с двойной связью (этиленовые спирты или енолы), неустойчивы и в свободном состоянии не встречаются. В растворах они могут существовать непродолжительное время, изомеризуясь затем в более стабильную форму — альдегиды или кетоны:

Загрузка...

виниловый спирт этаналь

Непредельные спирты, имея в молекуле кратную связь и гидроксильную группу, проявляют свойства спиртов и непредельных соединений.

1. Гидратация алкенов:

СH3–CH=CH2+H2ОCH3–CH(ОН)–CH3.

2. Гидролиз галогеноалканов:

CH3–CH2–Br + KOHCH3–CH2–ОН + KBr.

3. Восстановление альдегидов и кетонов:

альдегид ® первичный спирт кетон ® вторичный спирт

4. Получение этанола спиртовым брожением сахаристых веществ:

С6Н12О62CH3–CH2–ОН + 2СО2.

(глюкоза)

5. Получение метанола из синтез-газа (смеси СО и Н2):

СО + 2Н2CH3–ОН.

Многоатомные предельные спирты

Многоатомные спирты содержат несколько гидроксильных групп, присоединенных к разным атомам углерода. Присоединение нескольких гидроксильных групп к одному атому углерода невозможно, так как при этом происходит процесс дегидратации и образуется соответствующий альдегид или карбоновая кислота:

Примеры многоатомных спиртов:

этандиол (этиленгликоль)
двухатомный
пропантриол (глицерин)
трехатомный
ксилит сорбит
заменители сахара

Многоатомные спирты содержат асимметрические атомы углерода и обладают оптической изомерией.

В качестве примера циклических спиртов можно привести шестиатомные циклические спирты С6Н6(ОН)6 – инозиты, один из изомеров которых (мезоинозит) входит в состав фосфолипидов:

Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Вы можете использовать HTML- теги и атрибуты:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

+ 51 = 56