Спирты. Номенклатура, получение, свойства

spirtyСегодня урок по химии 36 — Спирты. Номенклатура, получение, свойства

Спиртами называют производные углеводородов, где один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильные группы (-ОН, окси- или гидроксигруппа).

По числу гидроксильных групп спирты делятся на одно-, двух-, трех-, многоатомные спирты; по положению гидроксильной группы на первичные, вторичные и третичные. По строению углеводородного радикала спирты могут быть ароматическими (например, бензиловый спирт С6Н5 – СН2ОН), предельными (алканолы —  С2Н5ОН) и непредельными (алкенолы — СН2 = СН – СН2ОН и алкинолы, например, СН ≡ С – СН2ОН.

По международной номенклатуре спирты называют прибавлением окончания «-ол» к названию углеводорода, указывая цифрой положение гидроксила.

Для двухатомных спиртов используется окончание  –диол, трехатомных  — триол

Например:

СН3 – СН2 – СН2ОН – пропанол-1  (первичный пропиловый спирт)

СН3 – СН(ОН) – СН3 – пропанол-2   (вторичный пропиловый спирт)

СН3 – (СН3)С(ОН) – СН3 — 2-метил-пропанол-2 (третичный изобутиловый

                                                                       спирт

 СН3 – СН(ОН) – СН2— ОН  — пропандиол-1,2

СН2 (ОН) – СН(ОН) – СН2— ОН– пропантриол – 1,2,3  (глицерин)

 Способы получения спиртов 

 1. Гидролизом сложных эфиров:

СН3СООСН3  +  Н2О « СН3ОН +  СН3СООН

 2. Гидратацией этиленовых углеводородов:

Н2С = СН2  +  Н2О  →  С2Н5ОН

 3.   Из галоидных алкилов путем замещения галогена на гидроксил:

      СН3 — СН2 – СН2Вr  +  КОН   →   СН3 – СН2 – СН2ОН  + КВr

4.  Из ацетилена в две стадии через уксусный альдегид:

     а) С2Н2  +  Н2О → СН3 — СОН

     б) СН3 – СОН  +  Н2 → С2Н5ОН

 5. При брожении сахаристых веществ, например глюкозы

С6Н12О6  →  2С2Н5ОН  +  2СО2

 6. Восстановлением альдегидов и кетонов получают соответственно первичные и вторичные спирты.

      СН3 – СН2 — СОН  +  Н2  →  СН3 – СН2 – СН2ОН

      СН3 – С(O) – СН3  + Н2  →  СН3 – СН(OH) – СН3

 Химические свойства спиртов 

 Спирты — практически нейтральные вещества: они не изменяют окраски индикаторов, не вступают в реакции ни с водными растворами щелочей, ни с разбавленными кислотами. Однако в определенных реакциях они проявляют свойства очень слабых кислот и оснований, т.е. являются амфотерами, подобно воде. Кислотные свойства спиртов выражены несколько слабее, чем у воды, хотя связь кислород–водород поляризована: Оδ––Нδ+. Алкильные группы отталкивают от себя электроны, снижая тем самым легкость отщепления протона по сравнению с водой. У третичных спиртов кислотные свойства выражены наиболее слабо. Если же в радикал спирта ввести электроноакцепторный атом, то кислотные свойства усиливаются. Примером может служить перфторпроизводное триметилкарбинола, кислотные свойства его заметно выражены (разлагает соли угольной кислоты).

1. Замещение водорода в гидроксиле на металлы с образованием алкоголятов

2СН3ОН  + 2Nа  →   2СН3ОNа  +  Н2

 2. Реакция со спиртами с образованием простых эфиров

СН3ОН  +  НОСН3  →   СН3 – О – СН3  +  Н2О

3. Замещение атома водорода в гидроксиле на остаток кислоты с образованием сложных эфиров

С2Н5ОН  +  НООС – СН3⇄ С2Н5ООС – СН3  +  Н2О

 4. Замещение гидроксила на галоген

2Н5ОН  +  РСI3  →  3С2Н5СI  +  Н3РО3

5. Замещение атомов водорода в радикале на галогены

Н3С – СН2ОН  +  3СI2  →  СI3С – СН2ОН  +  3НСI

 6. Окисление первичных спиртов дает альдегиды, а вторичных – кетоны:

СН3 – СН2 – СН2ОН  +  [О]  →   СН3 – СН2 – СОН  +  Н2О

СН3 – СН(ОН)  — СН3  + [О]  →  СН3 – С(О) – СН3  +  Н2О

  7. Дегидратация спиртов приводит к образованию алкенов

СН3 – СН2 – СН2ОН  →   СН3 – СН = СН2  +  Н2О

Главное промышленное применение метилового спирта – получение формальдегида. Он используется также для синтеза метилирующих средств (хлористого метила, диметилсульфата), получения уксусной кислоты. Также используется как растворитель.

Этиловый спирт является сырьем для получения синтетического каучука. Также он используется как растворитель для экстракции и кристаллизации, для изготовления лаков и красок, для консервирования анатомических препаратов, как дезинфицирующее средство, для изготовления лекарственных веществ, в парфюмерной промышленности для  изготовления одеколона и духов. Большие количества спирта расходуются для синтеза эфира, сложных эфиров органических кислот, хлороформа, йодоформа и др.

Пропиловые, бутиловые и амиловые спирты используются в качестве растворителей. Высшие жирные спирты применяются в качестве ПАВ: антииспарителей (защита водоемов), пенообразователей и др. Диэфиры на основе высших жирных спиртов – хорошие смазочные масла для авиационных двигателей. В большом количестве высшие жирные спирты используются для получения синтетических моющих средств. На основе высших жирных спиртов получают четвертичные аммониевые соли, микродобавки которых в воду обеззараживают ее.

Наиболее важное значение из многоатомных спиртов имеют этиленгликоль (двухатомный) и глицерин (трехатомный). Этиленгликоль – бесцветная жидкость, которая смешивается с водой в любых соотношениях. Гликоли как и одноатомные спирты не изменяют окраски индикатора, но обладают несколько более кислотным характером по сравнению с одноатомными спиртами. Соли образуются при действии не только щелочных металлов, но и гидроксидов тяжелых металлов. Причиной легкого образования гликолятов тяжелых металлов является не только повышенная кислотность этиленгликоля, но и повышенная устойчивость этих гликолятов, имеющих характер внутрикомплексных соединений.

Гидроксильные группы в этиленгликоле могут замещаться на галоген. При действии хлористого или бромистого водорода замещается одна гидроксогруппа и получается галогенгидрин. Вторая гидроксогруппа замещается труднее – под действием PCl5 или SOCl2. Этиленгликоль образует простые и сложные эфиры. Водный 50%-ный раствор этиленгликоля используется в качестве незамерзающей жидкости (антифриза) для охлаждения автомобильных двигателей.

Глицерин – вязкая гигроскопическая жидкость сладкого вкуса, смешивающаяся с водой в любых соотношениях. Глицерин входит в состав жиров и других веществ, образующих животные ткани. По своим свойствам глицерин подобен этиленгликолю: легко дает с гидроксидами тяжелых металлов глицераты; гидроксильные группы обмениваются на галоген, дает простые и сложные эфиры. Эфир глицерина и азотной кислоты – тринитрат глицерина по ошибке называют “нитроглицерином”. При обычных условиях это жидкость, чувствительная к удару, является сильно взрывчатым веществом. Разложение нитроглицерина – сильно экзотермическая реакция, при этом выделяется большое количество газов:

4CH2(ONO2)CH(ONO2)CH2(ONO2) = 12CO2 + 6N2 + 10H2O + O2

Для повышения стабильности нитроглицерина и обеспечения безопасности в обращении нитроглицерином пропитывают пористую массу и готовят так называемые динамиты. Они используются в военном и горном деле.

Благодаря гигроскопичности глицерин используется в качестве увлажняющего средства при изготовлении фармацевтических препаратов и косметических средств, а также в кожевенной и текстильной промышленности. В пищевой промышленности его применяют для подслащивания ликеров и др.

Из непредельных спиртов наибольшее промышленное значение имеет аллиловый спирт СН2=СН–СН2-OH. Получают в промышленности из пропилена высокотемпературным хлорированием и последующим гидролизом. Аллиловый спирт является промежуточным продуктом для синтеза глицерина.

Это был урок по химии 36 — Спирты. Номенклатура, получение, свойства

 

 

{lang: 'ru'}

Расскажите об этой статье друзьям:

Friend me:

Вы можете оставить комментарий, к нашему сайту.

Оставить отзыв