Спирты

Спирты (устар. алкоголи) — органические соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп (гидроксил, —OH), непосредственно связанных с атомом углерода в углеводородном радикале. Общая формула простых предельных (ациклических) спиртов CnH2n+1OH.


 

Классификация

Высокомолекулярные спирты, содержащие 1—3 гидроксильные группы так же относят к жирным спиртам на основании их растворимости в жирах, и нерастворимости в воде.

Ароматическими являются спирты, включающие бензольное кольцо, причём гидроксильная группа у них не связана непосредственно с углеродом бензольного кольца. Если же группа —OH присоединена непосредственно к бензольному кольцу, такие соединения называют фенолами (например, фенол — C6H5OH).

Названия алифатических одноатомных спиртов образуются из названия углеводорода с самой длинной углеродной цепью, содержащей гидроксильную группу, путём добавления суффикса -ол. Для многоатомных спиртов перед суффиксом -ол по-гречески (-ди-, -три-, ...) указывается количество гидроксильных групп.

Распространены также традиционные названия спиртов, например, этиловый спирт (этанол), этиленгликоль (этандиол), глицерин (пропантриол).

Физические свойства

Физико-химические свойства

Физико-химические свойства спиртов определяются в основном строением углеводородного радикала и функциональной группы -OH, а также их взаимным влиянием:

1) Чем больше радикал, тем сильнее он влияет на функциональную группу, снижая полярность связи O—Н, и реакции, основанные на разрыве этих связей, протекают более медленно.

2) Гидроксильная группа —ОН влияет на углеводородный радикал, уменьшая электронную плотность сигма — связей соседнего атома радикала, вызывая индуктивный эффект по всей углеродной цепи.

Химические свойства

1) Кислотные свойства:

Алифатические спирты — слабые кислоты, могут образовывать соли и комплексы с активными металлами. Например:

СН3—ОН + Na → СН3—О—Na + Н2

При увеличении количества электронакцепторных заместителей на углеводородном радикале, увеличивается кислотность соответствующих спиртов (например трифторэтанол более сильная кислота чем 2-фторэтанол, и оба фторированных спирта более сильные кислоты чем этанол). Полифторированные спирты (например трет-перфторбутанол) превосходят по pKa уксусную кислоту.

Соли одноатомных спиртов называются алкоголятами. Отдельные представители называются: CH3ONa — метилат натрия; C2H5ONa — этилат натрия. Алкоголяты представляют собой твердые вещества, растворимые в спирте. Они легко гидролизуются водой с образованием соответствующего спирта и щелочи:

СН3—ONa + H2O → СН3—ОН + NaOH

2) Взаимодействие с галогеноводородами:

R—OH + HHal → RHal + H2O

HF не вступает в эту реакцию так как его кислотность недостаточна. Для проведения этой реакции используют реактив Лукаса (Лукаша): безводный хлорид цинка, растворенный в концентрированной соляной кислоте. Реакция протекает быстрее всего с третичными спиртами, медленнее всего — с первичными. Данная реакция отображает способность спирта образовывать карбокатион.

3) Межмолекулярная дегидратация(образование простых эфиров):

R—OH + R'—OH → R—O—R' + H2O

Катализатором данной реакции служит кислота. Чаще всего используют серную кислоту. Легче всего реагируют третичные спирты.

4) Внутримолекулярная дегидратация: C2H5OH → CH2=CH2 + H2O Спирты дегидратируются по правилу Зайцева. Легче всего отщепляют воду третичные спирты. Межмолекулярная и внутримолекулярная дегидратация являются конкурирующими реакциями. Но вторая протекает при более высокой температуре.

5) Реакция этерификации

Спирты реагируют с кислотами при этом образуются сложные эфиры.

1)R—ОН + HNO3 → R—О—NO2 + Н2О

2)R'—OH + R—COOH → R—C(O)—OR' + H2O

Реакция является обратимой. Также при взаимодействии с неорганическими кислотами-окислителями(например с азотной) протекает побочная реакция — окисление.

6) Окисление спиртов Спирты окисляются легче, чем углеводороды. Первичные и вторичные спирты окисляются легче третичных. Первичные окисляются до альдегидов, вторичные — до кетонов. В случае первичных спиртов может протекать дальнейшее окисление образующихся альдегидов до соответствующих карбоновых кислот.

R—OH → R—CHO → R—COOH

Третичные спирты устойчивы к окислению, но сильные окислители расщепляют молекулу. При этом образуется кетон и кислота.

Способы получения

R—Cl + NaOH → R—ОН + NaCl

СН2=СН2 + Н2O → СН3—СН2—ОН

Применение

<НАЗАД ^ ВПЕРЕД>