Спирты

План лекции
1. Общая характеристика спиртов. Классификация спиртов.
2. Гомологический ряд предельных одноатомных спиртов. Изомерия. Номенклатура.
3. Физические свойства
4. Химические свойства спиртов
5. Получение предельных одноатомных спиртов

Кислородсодержащие органические соединения – соединения, содержащие помимо углерода и водорода, еще один элемент – кислород.
Атом кислорода содержится в различных функциональных группах, определяющих принадлежность соединения к конкретному классу.
Функциональная группа – группа атомов, которая определяет принадлежность вещества к определенному классу соединений.
К кислородсодержащим органическим соединениям относится большой класс органических соединений: спирты, фенолы, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, простые и сложные эфиры и т.д.
Общие сведения о кислородсодержащие органические соединения

Название этого класса происходит от латинского слова «дух вина». А с XVIII века наряду со словом «спирт» употребляется и другое их название – «алкоголь» (по- арабски – «ал-кугул»), что означает «одурманивающий».
спирты
Спиртами называются органические соединения, в молекулах которых содержится одна или несколько гидроксильных групп (-ОН), соединенных с углеводородным радикалом.
Спирты – это производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов углерода замещены на гидроксильную группу (-ОН).

по числу гидроксильных групп (атомности) спирты

По строению радикала, связанного с функциональной группой
а) насыщенные СН3-СН2-ОН (этанол)
б) ненасыщенные СН2=СН-СН2-ОН (2-пропен-1-ол)
в) ароматические (фенол)
Классификация спиртов

Общая формула – СnH2n+2O или CnH2n+1OH или R–OH, где R – углеводородный радикал
.
Предельные одноатомные спирты

Гомологический ряд предельных одноатомных спиртов
Первым членом гомологического ряда спиртов является метанол Н3С–ОН, каждый последующий член гомологического ряда отличается на группу СН2.

изомерия

Номенклатура
Название спиртов по заместительной номенклатуре ИЮПАК образуется от названия соответствующих алканов с добавлением суффикса -ол и цифры, указывающей положение гидроксигруппы (если это необходимо).
Нумерацию цепи начинают с того края, ближе к которому расположена гидроксильная группа. Цифрами после суффикса «ол» указывают положение гидроксильной группы в главной цепи.

В нумерации атомов углерода в главной цепи положение гидроксильной группы имеет приоритет перед положением кратных связей.
Непредельные спирты, содержащие гидроксильную группу у атома углерода, связанного двойной связью, называются енолами. Название этого класса соединений образовано из суффиксов -ен и -ол, указывающих на присутствие в молекулах двойной связи и гидроксильной группы.
Енолы, как правило, неустойчивы и самопроизвольно превращаются (изомеризуются) в карбонильные соединения — альдегиды и кетоны.

Низшие и средние члены ряда предельных одноатомных спиртов, содержащих от 1 до 11 атомов углерода, — жидкости. Высшие спирты начиная с C12Н25OН) при комнатной температуре — твердые вещества. Низшие спирты имеют характерный алкогольный запах и жгучий вкус, они хорошо растворимы в воде. По мере увеличения углеводородного радикала растворимость спиртов в воде понижается, а октанол уже не смешивается с водой.
Спирты могут образовывать водородные связи как между молекулами спирта, так и между молекулами спирта и воды.
Физические свойства

А знаете ли вы?
Одноатомным спиртом является и холестерин. Его еще называют холестеролом. Холестерин – компонент желчи, играет важную роль в организме, из него синтезируются многие биологически активные соединения. Он участвует в обмене желчных кислот, в синтезе гормонов коры надпочечников и половых желез. Отложение холестерина на стенках сосудов приводит к атеросклерозу, а в желчном пузыре – к образованию желчных камней.

Химические свойства спиртов

Продукты замещения атома водорода гидроксильной группы спирта атомом металла называются алкоголятами.

Реакция с галогеноводородами
Реакция с галогеноводородами протекают как реакции обмена: атом галогена замещает гидроксогруппу, образуется молекула воды.

Реакции с кислотами
В результате реакций спиртов с кислотами образуются различные эфиры.

Дегидратация спиртов
Дегидратация спиртов (отщепление воды) идет при повышенной температуре в присутствии серной кислоты (водоотнимающего) компонента.
Возможен межмолекулярный механизм дегидратации (при t < 140°С), в результате которого образуются простые эфиры. При более высокой температуре (t > 140°С) механизм дегидратации становится внутримолекулярный - образуются алкены.
Названия простых эфиров формируются проще простого - по названию радикалов, входящих в состав эфира. Например:
Диметиловый эфир - CH3-O-CH3
Метилэтиловый эфир - CH3-O-C2H5
Диэтиловый эфир - C2H5-O-C2H5

Окисление спиртов
Качественной реакцией на спирты является взаимодействие с оксидом меди II. В ходе такой реакции раствор приобретает характерное фиолетовое окрашивание.

Вторичные и третичные спирты определяются другой качественной реакцией с хлоридом цинка II и соляной кислотой. В результате такой реакции выпадает маслянистый осадок.

Первичные спирты окисляются до альдегидов, а вторичные - до кетонов. Альдегиды могут быть окислены далее - до карбоновых кислот, в отличие от кетонов, которые являются "тупиковой ветвью развития" и могут только снова стать вторичными спиртами.
Окисление спиртов

Кислотные свойства многоатомных спиртов
Важным отличием многоатомных спиртов от одноатомных является их способность реагировать со щелочами (что невозможно для одноатомных спиртов). Это говорит об их более выраженных кислотных свойствах.

Получение предельных одноатомных спиртов
В реакциях галогеналканов со спиртовым раствором щелочи получаются - алкены, а в реакциях с водным раствором щелочи образуются спирты.
Гидролиз галогеналканов водным раствором щелочи

Гидратация алкенов
Присоединения молекулы воды (HOH) протекает по правилу Марковникова. Атом водорода направляется к наиболее гидрированному атому углерода, а гидроксогруппа идет к соседнему, наименее гидрированному, атому углерода.

Восстановление карбонильных соединений
В результате восстановления альдегидов и кетонов получаются соответственно первичные и вторичные спирты.

Получение этанола брожением глюкозы
В ходе брожения глюкозы выделяется углекислый газ и образуется этанол.