Спирты

Общая формула спиртов R–OH.

Классификация спиртов
По числу гидроксильных групп
одноатомные (одна группа -ОН)
многоатомные (две и более групп -ОН)
Этиленгликоль - простейший двухатомный спирт. Применяется как антифриз, широко используется в органическом синтезе. Токсичен.

Глицерин - простейший трехатомный спирт. Применяется в парфюмерной, фармацевтической, текстильной промышленности, производстве ВВ (нитросоединения), как смягчитель кожи и тканей.

2. В зависимости от того, с каким атомом углерода связана гидроксигруппа, различают спирты

3. По строению радикалов, связанных с атомом кислорода, спирты подразделяются на:
предельные
СH3CH2–OH
непредельные
CH2=CH–CH2–OH
ароматические
C6H5CH2–OH

Номенклатура спиртов
Систематические названия даются по названию углеводорода с добавлением суффикса -ол и цифры, указывающей положение гидроксигруппы
Нумерация ведется от ближайшего к ОН-группе конца цепи.

Изомерия спиртов
Cтруктурная изомерия:
Межклассовая изомерия с простыми эфирами
этиловый спирт СН3CH2–OH и
диметиловый эфир CH3–O– CH3

Оптическая изомерия
бутанол-2 СH3CH(OH)СH2CH3

Строение гидроксильной группы
Полярная связь

Водородные связи и физические свойства
Следствием полярности связи О–Н и наличия неподеленных пар электронов на атоме кислорода является способность гидроксисоединений к образованию водородных связей
Ассоциация молекул ROH

Межмолекулярные связи
O, F, N

Влияние водородных связей на свойства
Увеличение температур кипения и плавления

Образование водородных связей с молекулами воды способствует растворимости гидроксисоединений в воде:
Гидратация молекул ROH

Химические свойства
Нуклеофильное замещение
Возможно, но не характерно

Реакции по связи О–Н
CH3OH > первичные > вторичные > третичные
реакции замещения атома водорода на металл (кислотные свойства);
реакции замещения атома водорода на остаток кислоты (образование сложных эфиров);
реакции отщепления водорода при окислении и дегидрировании.
Реакционная способность

2R–OH + 2Na → 2RONa + H2
2C2H5OH + 2K → 2C2H5OK + H2
Этилат калия
Алкан
Алкил
ат(алкоголят)
Этан
Этил
Этилат
+
+
Спирты являются очень слабыми кислотами

Многоатомные спирты реагируют с гидроксидами тяжелых металлов
Качественная реакция на многоатомные спирты
Ярко синяя окраска

Реакция этрификации

При реакции спиртов с азотной кислотой образуются нитроэфиры – взрывчатые вещества

Окисление
Окислители - KMnO4 , K2Cr2O7, CuO
Полное окисление - горение
2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O

Реакции по связи С–О
нуклеофильное замещение - SN :
внутримолекулярная дегидратация спиртов – образование алкенов
межмолекулярная дегидратация – образование простых эфиров
Реакционная способность спиртов в реакциях по связи С-О:
третичные > вторичные > первичные > CH3OH

Реакции дегидратации спиртов
Внутримолекулярная дегидратация спиртов с образованием алкенов идет в присутствии концентрированной серной кислоты при нагревании выше 140 °С.
спирт
алкен
Пропанол-1
Пропен

2. Межмолекулярная дегидратация спиртов происходит при температуре ниже 140 °С с образованием простых эфиров:
Механизм реакции – нуклеофильное замещение

Получение спиртов
1. Щелочной гидролиз галогеналканов:
CH3–Br + NaOH →CH3–OH + NaBr
2. Гидратация алкенов:
CH2=CH2 + H2O →CH3CH2OH

Простые эфиры
R'–O–R"
CH3OCH3 - диметиловый эфир
C2H5OCH3 - метилэтиловый эфир
R' и R" - различные или одинаковые радикалы
Номенклатура

Получение
C2H5ONa + CH3Cl → C2H5OCH3 + NaCl
симметричные
несимметричные
Нуклеофильное замещение