Спирты и их производные

I. Особенности строения спиртов
Спирты − производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильную группу −ОН.
В спиртах С-атом, связанный с ОН-группой находится в sp3-гибридизации.

IIа. Классификация, номенклатура спиртов
По характеру радикала различают предельные, непредельные
и ароматические спирты:
пропанол-2 пропен-2-ол-1 фенилметанол
(изопропиловый спирт) (аллиловый спирт) (бензиловый спирт)

IIа. Классификация, номенклатура спиртов
По числу ОН-групп в молекуле спирта различают одноатомные, двухатомные (гликоли) и многоатомные спирты:
этанол этандиол-1,2 пропантриол-1,2,3
этиленгликоль глицерин

IIа. Классификация, номенклатура спиртов
По характеру С-атома, связанного с ОН-группой различают первичные, вторичные и третичные спирты:
первичный вторичный третичный
этанол пропанол-2 2-метилпропанол-2

IIб. Изомерия спиртов
Изомерия углеродной цепи:
бутанол-1 2-метилпропанол-1
Изомерия положения ОН-группы:
пропанол-1 пропанол-2
Межклассовая изомерия (спирты − простые эфиры):

III. Физические свойства
Предельные одноатомные спирты С1 – С12 – жидкости (при ст.у.),
С13 – С20 – мазеобразные вещества,
> С20 – твердые вещества.
Плотность < 1 г/мл.
Спирты С1 – С3 – смешиваются в любых соотношениях, имеют характерный (алкогольный) запах;
С4 – С5 – ограниченно растворимы со сладковато-удушливым запахом, С6 – С11 – неприятный запах.
Твердые спирты – практически нерастворимы, без запаха .
Жидкие спирты являются растворителями.

III. Физические свойства
Ткип спиртов значительно выше Ткип соответствующих углеводородов из-за наличия водородных связей.

IV. Химические свойства
Спирты являются химически активными веществами за счет наличия в молекулах полярных связей С−О и О−H.
Реакции спиртов с участием ОН-группы могут идти с разрывом
связи О − Н
или связи С − ОН.

1. Реакции замещения атома водорода ОН-группы
Кислотные свойства спиртов (реагент − щелочные и щел/зем. металлы).
Соли спиртов (алкоголяты) легко разлагаются водой.
Кд(С2Н5ОН) = 10-18, Кд(Н2О) = 1,8∙10-16.

1. Реакции замещения Н-атома
б) Реакция этерификации − образование сложных эфиров (реагенты − карбоновые и минеральные кислородсодержащие кислоты)
* Способ получения сложных эфиров.

1. Реакции замещения Н-атома
б) Реакция этерификации. Сложными эфирами являются природные воски − эфиры высших спиртов и высших карбоновых кислот.
* Способ получения искусственных восков.

2. Реакции дегидратации
а) межмолекулярная дегидратация (реагент − [H2SO4], [H3PO4], Al2O3)
* Способ получения простых эфиров.

2. Реакции дегидратации
б) внутримолекулярная дегидратация (реагент − [H2SO4], [H3PO4], Al2O3)
* Способ получения алкенов.

3. Реакции замещения ОН-группы
а) Замещение на −Hal (реагент − PCl5, PCl3, SOCl2)
* Способ получения галогенпроизводных углеводородов.

3. Реакции окисления

3. Реакции окисления
Окисление вторичного спирта → кетон.

3. Реакции окисления
Окисление третичного спирта → смесь кетонов и/карбоновых кислот.

3. Реакции окисления
Полное окисление спирта − горение.

4. Дегидрирование спиртов
условия − 250-300°С, кат (Cu, Ni, Ag)

Многоатомные спирты
− спирты, содержащие несколько ОН-групп.
Гликоли − двухатомные спирты (этиленгликоль, пропиленгликоль).
Устойчивыми являются многоатомные спирты, содержащие ОН-группы при разных С-атомах.

Многоатомные спирты
обладают всеми химическими свойствами, характерными для спиртов: образование солей, простых и сложных эфиров, галогенпроизводных и т.д.
Особенности многоатомных спиртов:
Гидроксильные группы могут реагировать независимо друг от друга или одновременно (поэтому иногда образуется смесь продуктов).
С увеличением числа ОН-групп усиливаются кислотные свойства спиртов. Поэтому в отличие от одноатомных спиртов многоатомные спирты взаимодействуют и с растворимыми и нерастворимыми основаниями.

Образование солей (полных и неполных)
а)
б)
Многоатомные спирты. Химические свойства

Многоатомные спирты. Химические свойства
2. Образование сложных эфиров (полных и неполных)
а)
б)

Многоатомные спирты. Химические свойства
3. Дегидратация может иметь внутри- и межмолекулярный характер
а)
б)

Многоатомные спирты. Химические свойства
4. Замещение ОН-группы на галоген

Многоатомные спирты. Химические свойства
5. Окисление идет ступенчато

V. Методы получения
Гидратация алкенов (+Н2О).
Гидролиз в щелочной среде моногалогенпроизводных углеводородов.
Восстановление альдегидов, кетонов, сложных эфиров.
Гидролиз сложных эфиров.
Спиртовое брожение углеводов (этанол).
Из синтез-газа (метанол).
Окисление алкенов по Вагнеру (получение гликолей).

Отдельные представители
Метиловый (древесный) спирт − синтез формальдегида, красителей, фармацевтических препаратов. Растворитель лаков, красителей. Получение высокооктанового топлива. Метилирующий агент.
Этиловый (винный) спирт − растворитель и антисептик в медицине и парфюмерии. Синтез каучука, уксусной кислоты, красителей, эссенций, пороха, пластмасс. (абсолютный спирт, ректификат, гидролизный спирт, денатурат)