химический каталог




Спирты

Автор Н.Е.Кузьменко

Спиртами называют соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп, непосредственно связанных с углеводородным радикалом. В зависимости от характера углеводородного радикала, спирты делятся на алифатические, алициклические и ароматические, причем у последних гидроксильная группа не связана с атомом углерода бензольного кольца. Спирты, у которых гидроксильная группа связана с ароматическим кольцом, называются фенолами. 

В зависимости от числа гидроксильных групп, спирты подразделяют на одно-, двух- и трехатомные. Двухатомные спирты часто называют гликолями. Спирты, содержащие несколько групп -ОН, объединяют общим названием многоатомные спирты. В зависимости от того, при каком углеродном атоме находится гидроксильная группа, различают спирты первичные (R-CH2-ОН), вторичные (R2-СН-ОН) и третичные (R3-С-ОН). 

Одноатомные алифатические спирты

Структурная изомерия предельных одноатомных спиртов определяется строением углеродной цепи и положением гидроксильной группы в цепи. Изомерия двух- и трехатомных спиртов, кроме того, определяется взаимным расположением гидроксильных групп. По систематической номенклатуре названия спиртов образуют, добавляя суффикс -ол к названию углеводорода с самой длинной углеродной цепью, включающей гидроксильную группу. Нумерацию цепи начинают с того края, ближе к которому расположена гидроксильная группа. 

Физические свойства спиртов зависят от строения углеводородного радикала, количества гидроксильных групп и их положения. Первые представители гомологического ряда спиртов - жидкости, высшие - твердые вещества. Метанол и этанол смешиваются с водой в любых соотношениях. С ростом молекулярной массы растворимость спиртов в воде падает. Высшие спирты практически не растворимы в воде. Спирты обладают аномально высокими температурами кипения по сравнению с углеводородами, что объясняется сильной ассоциацией молекул спирта в жидком состоянии за счет образования достаточно прочных водородных связей.

Способы получения
Получение из алкенов. Гидратация алкенов протекает по механизму электрофильного присоединения по правилу Марковникова. Это один из наиболее важных промышленных способов получения спиртов.

Получение из галогенпроизводных. Галогеналканы гидролизуются под действием водных растворов щелочей. Реакция протекает по механизму нуклеофильного замещения: 

R-Br + NaOH -> R-ОН + NaBr

Восстановление карбонильных соединений. При восстановлении альдегидов образуются первичные спирты, при восстановлении кетонов — вторичные: 

СН3-СН=0 + 2[Н] -> СН3-СН2-ОН

СН3-СО-СН3 + 2[Н] -> СН3-СН(ОН)-СН3

Действие реактивов Гриньяра на карбонильные соединения. При взаимодействии реактива Гриньяра с формальдегидом можно получить практически любой первичный спирт, кроме метанола. Для этого продукт присоединения реактива Гриньяра гидролизуют водой.

Химические свойства. Различают два основных типа реакций спиртов с участием функциональной группы -ОН:

Реакции с разрывом связи О-Н:
а) взаимодействие спиртов с щелочными и щелочноземельными металлами с образованием алкоксидов;
б) реакции спиртов с органическими и минеральными кислотами с образованием сложных эфиров;
в) 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:
а) каталитическая дегидратация с образованием алкенов (внутримолекулярная дегидратация) или простых эфиров (межмолекулярная дегидратация);
б) замещение группы -ОН галогеном, например при действии галогеноводородов с образованием алкилгалогенидов. Скорость реакций, при которых разрывается связь С-О, уменьшается в ряду: третичные спирты > вторичные > первичные. 

Спирты являются амфотерными соединениями.
Кислотные свойства спиртов выражены очень слабо. Низшие спирты бурно реагируют с щелочными металлами: 

2Н5-ОН + 2К -> 2С2Н5-ОК + Н2 

С увеличением длины углеводородного радикала скорость этой реакции замедляется. В присутствии следов влаги образующиеся алкоголяты разлагаются до исходных спиртов: 

С2НбОК + Н2O -> С2Н5ОН + КОН 

Это доказывает, что спирты — более слабые кислоты, чем вода.

Слабые основные свойства спиртов обусловлены наличием неподеленной электронной пары на атоме кислорода и проявляются в обратимых реакциях с галогеноводородами:

С2Н5ОН + НВг <-> С2Н5Вг + Н2O

Положение равновесия зависит от соотношения реагентов. 

Образование сложных эфиров протекает по механизму нуклеофильного присоединения-отщепления: 

СН3СООН + НО-СН3 <-> СН3СООСН3 + Н2O

В качестве нуклеофила выступает молекула спирта, атакующая атом углерода карбоксильной группы, несущий частичный положительный заряд. Отличительной особенностью этой реакции является то, что замещение протекает у атома углерода, находящегося в состоянии sp2-гибридизации. 

Межмолекулярная дегидратация спиртов. При нагревании спирта в присутствии каталитических количеств сильной кислоты происходит отщепление молекулы
воды от двух молекул спирта и образуется простой эфир:

2Н5ОН -> С2Н5-О-С2Н5 +  Н2O

Реакция элиминирования, или внутримолекулярной дегидратации

СН3-СН2-СН2-OH -> CH3-CH=CH2 + Н2O

Реакции окисления. Первичные спирты окисляются в альдегиды, которые, в свою очередь, могут окисляться в карбоновые кислоты:

R-СН2-ОН -> R—СН=O -> R-СООН

Вторичные спирты окисляются в кетоны. Третичные спирты более устойчивы к окислению. При действии на третичные спирты сильных окислителей может происходить расщепление углеродного скелета молекулы третичного спирта с образованием карбоновых кислот и кетонов с меньшим числом углеродных атомов, чем в молекуле исходного третичного спирта. Окисление обычно проводят дихроматом или перманганатом калия с серной кислотой.

Далее многоатомные спирты и фенолы


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
полная экипировка футболиста
tf60/hy термостат защиты от замерзания с dbz-05
Купить коттедж в Николо-Урюпино с бассейном
купить электро самокат в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.11.2017)