Спиртами называются производные углеводородов, со­держащие одну или несколько групп -ОН, называемую гидроксильной группой или гидроксилом.

Спирты классифицируют:

1. По числу гидроксильных групп, содержащихся в молеку­ле, спирты делятся на одноатомные (с одним гидроксилом), двухатомные (с двумя гидроксилами), трехатомные (с тремя гидроксилами) и многоатомные.

Подобно предельным углеводородам, одноатомные спирты образуют закономерно построенный ряд гомологов:

Как и в других гомологических рядах, каждый член ряда спиртов отличается по составу от предыдущего и последующе­го членов на гомологическую разность (-СН 2 -).

2. В зависимости от того, при каком атоме углерода находит­ся гидроксил, различают первичные, вторичные и третичные спирты. В молекулах первичных спиртов содержится группа -СН 2 ОН, связанная с одним радикалом или с атомом водорода у метанола (гидроксил при первичном атоме углерода). Для вторичных спиртов характерна группа >СНОН, связанная с двумя радикалами (гидроксил при вторичном атоме углерода). В молекулах третичных спиртов имеется группа >С-ОН, свя­занная с тремя радикалами (гидроксил при третичном атоме углерода). Обозначая радикал через R, можно написать форму­лы этих спиртов в общем виде:

В соответствии с номенклатурой ИЮПАК при построении названия одноатомного спирта к названию родоначального углеводорода добавляется суффикс -ол. При наличии в соедине­нии более старших функций гидроксильная группа обознача­ется префиксом гидрокси- (в русском языке часто используется префикс окси-). В качестве основной цепи выбирается наиболее длинная неразветвленная цепь углеродных атомов, в состав которой входит атом углерода, связанный с гидроксильной группой; если соединение является ненасыщенным, то в эту цепь включается также и кратная связь. Следует заметить, что при определении начала нумерации гидроксильная функция обычно имеет преимущество перед галогеном, двойной связью и алкилом, следовательно, нумерацию начинают с того конца цепи, ближе к которому расположена гидроксильная группа:

Простейшие спирты называют по радикалам, с которыми соединена гидроксильная группа: (СН 3) 2 СНОН - изопропиловый спирт, (СН 3) 3 СОН - трет-бутиловый спирт.

Часто употребляется рациональная номенклатура спиртов. Согласно этой номенклатуре, спирты рассматриваются как про­изводные метилового спирта - карбинола:

Эта система удобна в тех случаях, когда название радикала яв­ляется простым и легко конструируемым.

2. Физические свойства спиртов

Спирты имеют более высокие температуры кипения и значительно менее летучи, имеют более высокие температуры плавления и луч­ше растворимы в воде, чем соответствующие углеводороды; однако различие уменьшается с ростом молекулярной массы.

Разница в физических свойствах связана с высокой поляр­ностью гидроксильной группы, которая приводит к ассоциации молекул спирта за счет водородной связи:

Таким образом, более высокие температуры кипения спир­тов по сравнению с температурами кипения соответствующих углеводородов обус­ловлены необходимостью разрыва водородных связей при пе­реходе молекул в газовую фазу, для чего требуется дополни­тельная энергия. С другой стороны, такого типа ассоциация приводит как бы к увеличению молекулярной массы, что естественно, обусловливает уменьшение летучести.

Спирты с низкой молекулярной массой хорошо растворимы в воде, это понятно, если учесть возможность образования во­дородных связей с молекулами воды (сама вода ассоциирована в очень большой степени). В метиловом спирте гидроксильная группа составляет почти половину массы молекулы; неудиви­тельно поэтому, что метанол смешивается с водой во всех отно­шениях. По мере увеличения размера углеводородной цепи в спирте влияние гидроксильной группы на свойства спиртов уменьшается, соответственно понижается растворимость веществ в воде и увеличивается их растворимость в углеводородах. Фи­зические свойства одноатомных спиртов с высокой молекуляр­ной массой оказываются уже очень сходными со свойствами соответствующих углеводородов.

Вопрос 1. Предельные одноатомные спирты. Их строение, свойства, получение и применение.

Ответ. Одноатомные спирты – органические вещества, молекулы которых содержат одну гидроксильную групп, соединенную с углеводородным радикалом.

Гомология

Общая формула˸ C n H 2 n +1 OH, или R-OH.

Номенклатура

Названия спиртов производят от названий соответствующих углеводородов, прибавляя окончание ʼʼ-олʼʼ, или от названий радикалов с добавлением окончания ʼʼ-овыйʼʼ и слова ʼʼспиртʼʼ. Например˸

(этиловый спирт)

Нумеруют атомы углерода в структурной формуле спирта, начиная с того конца главной цепи, к которому ближе расположена OH – группа. Цифрой указывают атом углерода, при котором находится гидроксильная группа.

Изомерия

Спирты ˸ первичные R-OH, вторичные R 1 -CH(OH)-R 2 , третичные R 1 -C(OH)(R 2)-R 3 .

1. Изомерия углеродного скелета ˸

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 OH,

бутанол-1

(первичный бутиловый спирт)

CH 3 -CH-CH 2 OH,

2- метилпропанол-1

(первичный изобутиловый спирт)

CH 3 -CH 2 -CH-CH 3

бутанол-2

(вторичный бутиловый спирт)

CH 3 - C - CH 3 .

2-метилпропанол-2

(третичный бутиловый спирт)

2. Изомерия положения гидроксильной группы ˸

CH 3 CH 2 CH 2 OH,

пропанол-1

CH 3 CH(OH)-CH 3 .

пропанол-2

3. Межклассовая изомерия ˸

диметиловый эфир

Физические свойства

Спирты до С 12 – жидкости, начиная с С 13 – твердые вещества, низкие температуры кипения и плавления, растворимы в воде.

Химические свойства

Молекулы спиртов ассоциированы, поскольку между ними существуют водородные связи ˸

O-H‣‣‣ ‣‣‣ ‣‣‣O-H‣‣‣ ‣‣‣ ‣‣‣ O-H‣‣‣ ‣‣‣ ‣‣‣

1. Горение˸

2CH 3 OH + 3O 2 = 2CO 2 + 4H 2 O.

2. Взаимодействие с активными металлами ˸

2K + 2CH 3 OH = 2CH 3 OK + H 2 .

метилат калия

3. Взаимодействие с щелочами ˸

C 2 H 5 OH + NaOH = C 2 H 5 ONa + H 2 O.

4. Взаимодействие с галогеноводородами ˸

ROH + HBr = RBr + H 2 O.

5. Дегидратация ˸

а) при нагревании с водоотнимающим веществом ˸

C 2 H 5 OH CH 2 = CH 2 + H 2 O;

б) пропускание паров этанола над катализатором (по Лебедеву) ˸

2C 2 H 5 OH CH 2 = CH - CH = CH 2 + H 2 + 2H 2 O;

в) Получение простых эфиров ˸

C 2 H 5 OH + C 2 H 5 OH C 2 H 5 – O- C 2 H 5 + H 2 O.

6. Взаимодействие с оксидом меди ˸

C 2 H 5 OH + CuO Cu + CH 3 CHO + H 2 O.

(уксусный альдегид)

7. Этерификация ˸

С 2 H 5 OH + CH 3 COOH CH 3 COO – C 2 H 5 + H 2 O.

этилацетат

Спирты дают нейтральную реакцию, в их присутствии окраска лакмуса и фенолфталеина не изменяется.

Получение

1. Щелочной гидролиз˸

C 2 H 5 Cl + KOH = C 2 H 5 OH + KCl.

2. Гидротация алкенов ˸

CH 2 = CH 2 + H 2 O C 2 H 5 OH.

3. Восстановление альдегидов ˸

CH 3 CHO + H 2 = C 2 H 5 OH.

4. Брожение глюкозы ˸

C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 .

5. Из оксида углерода (II) и водорода ˸

CO + 2H 2 CH 3 OH.

p метанол

(древесный спирт)

6. Гидролиз крахмала и клетчатки.

Применение

1.Как сырье в производстве многих органических соединений.

2.В производстве синтетического каучука и пластмасс.

Вопрос 1. Предельные одноатомные спирты. Их строение, свойства, получение и применение. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Вопрос 1. Предельные одноатомные спирты. Их строение, свойства, получение и применение." 2014, 2015-2016.

Предельные одноатомные спирты (алканолы) содержат одну гидроксильную группу –ОН, соединённую с насыщенным углеводородным радикалом. Общая формула алканолов: С n H 2 n +1 OH

Гидроксильная группа – ОН является функциональной группой спиртов. Функциональными группами называются группы атомов, которые обусловливают характерные химические свойства данного класса веществ.

Гомологический ряд алканолов : CH 3 OH метанол, метиловый спирт

C 2 H 5 OH этанол, этиловый спирт

C 3 H 7 OH пропанол

C 4 H 9 OH бутанол

C 5 H 11 OH пентанол

Изомерия C 4 H 9 OH

CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 – OH бутанол-1

СН 3 -СН-СН 2 -ОН СН 3 -СН 2 -СН-СН 3

2-метилпропанол-1 2-бутанол

Физические свойства. Одноатомные предельные первичные спирты с короткой цепью углеродных атомов – жидкости, а высшие (начиная с С 12 Н 25 ОН) – твёрдые вещества. Метанол, этанол, пропанол – бесцветные жидкости, растворимы в воде, имеют спиртовой запах. Метанол – сильный яд. Все спирты ядовиты, обладают наркотическим действием.

Химические свойства

1. Растворы спиртов имеют нейтральную реакцию на индикаторы

2. Взаимодействие с щелочными металлами

2C 2 H 5 OH + 2Na → 2C 2 H 5 ONa + H 2

этанол этилат натрия

3. Взаимодействие с галогеноводородами

C 2 H 5 OH + HCl →C 2 H 5 Cl + H 2 O

хлорэтан

4. Дегидратация (при t и в присутствии H 2 SO 4)

C 2 H 5 OH → C 2 H 4 + H 2 O

2 C 2 H 5 OH→ C 2 H 5 –О- C 2 H 5

диэтиловый эфир

5. Горение

C 2 H 5 OH + 3O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O +Q

6. Окисление

C 2 H 5 OH + CuO → Cu + H 2 O + CH 3 -CHO

этанол уксусный альдегид

7. Взаимодействие с карбоновыми кислотами (реакция этерификации)

C 2 H 5 OH + CH 3 COOH → CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O

Получение этанола:

Этанол получают из

1) этилена: C 2 H 4 + HOH → C 2 H 5 OH (при катализаторе и t)

2) брожением глюкозы: C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

Применение этанола : получение уксусной кислоты, лекарств, духов и одеколонов, каучуков, горючего для двигателей, красителей, лаков, растворителей и других веществ.

12. Глицерин – представитель многоатомных спиртов. Строение, физические и химические свойства (реакция этерификации), применение.

Глицерин – трёхатомный спирт:

Глицерин – бесцветная сиропообразная жидкость сладковатого вкуса, хорошо растворимая в воде, гигроскопичная. Глицерин получают расщеплением жиров.

Химические свойства.

1. Взаимодействие с щелочными металлами

СН 2 ОН CH 2 ONa

СНОН + 2Na → CHONa + H 2

СН 2 ОН CH 2 OH

2. Взаимодействие с галогеноводородами

СН 2 ОН CH 2 Cl

СНОН +3HCl → CH Cl + 3H 2 O

СН 2 ОН CH 2 Cl

3. Реакция этерификации (нитрование-взаимодействие с азотной кислотой)

4. Качественная реакция на многоатомный спирт

СН 2 ОН CH 2 O

СНОН + Cu(OH) 2 → CHO - Cu +H 2 O

СН 2 ОН CH 2 OH

Образуется синий раствор глицерата меди.

Применение глицерина – в медицине – для смягчения кожи и приготовлении мазей, в кожевенном производстве – для предохранения кож от высыхания, для получения пластмасс и взрывчатых веществ (нитроглицерин).

Спиртами называются производные углеводородов, со­держащие одну или несколько групп -ОН, называемую гидроксильной группой или гидроксилом.

Спирты классифицируют:

1. По числу гидроксильных групп, содержащихся в молеку­ле, спирты делятся на одноатомные (с одним гидроксилом), двухатомные (с двумя гидроксилами), трехатомные (с тремя гидроксилами) и многоатомные.

Подобно предельным углеводородам, одноатомные спирты образуют закономерно построенный ряд гомологов:

Как и в других гомологических рядах, каждый член ряда спиртов отличается по составу от предыдущего и последующе­го членов на гомологическую разность (-СН 2 -).

2. В зависимости от того, при каком атоме углерода находит­ся гидроксил, различают первичные, вторичные и третичные спирты. В молекулах первичных спиртов содержится группа -СН 2 ОН, связанная с одним радикалом или с атомом водорода у метанола (гидроксил при первичном атоме углерода). Для вторичных спиртов характерна группа >СНОН, связанная с двумя радикалами (гидроксил при вторичном атоме углерода). В молекулах третичных спиртов имеется группа >С-ОН, свя­занная с тремя радикалами (гидроксил при третичном атоме углерода). Обозначая радикал через R, можно написать форму­лы этих спиртов в общем виде:

В соответствии с номенклатурой ИЮПАК при построении названия одноатомного спирта к названию родоначального углеводорода добавляется суффикс -ол. При наличии в соедине­нии более старших функций гидроксильная группа обознача­ется префиксом гидрокси- (в русском языке часто используется префикс окси-). В качестве основной цепи выбирается наиболее длинная неразветвленная цепь углеродных атомов, в состав которой входит атом углерода, связанный с гидроксильной группой; если соединение является ненасыщенным, то в эту цепь включается также и кратная связь. Следует заметить, что при определении начала нумерации гидроксильная функция обычно имеет преимущество перед галогеном, двойной связью и алкилом, следовательно, нумерацию начинают с того конца цепи, ближе к которому расположена гидроксильная группа:

Простейшие спирты называют по радикалам, с которыми соединена гидроксильная группа: (СН 3) 2 СНОН - изопропиловый спирт, (СН 3) 3 СОН - трет-бутиловый спирт.

Часто употребляется рациональная номенклатура спиртов. Согласно этой номенклатуре, спирты рассматриваются как про­изводные метилового спирта - карбинола:

Эта система удобна в тех случаях, когда название радикала яв­ляется простым и легко конструируемым.

2. Физические свойства спиртов

Спирты имеют более высокие температуры кипения и значительно менее летучи, имеют более высокие температуры плавления и луч­ше растворимы в воде, чем соответствующие углеводороды; однако различие уменьшается с ростом молекулярной массы.

Разница в физических свойствах связана с высокой поляр­ностью гидроксильной группы, которая приводит к ассоциации молекул спирта за счет водородной связи:

Таким образом, более высокие температуры кипения спир­тов по сравнению с температурами кипения соответствующих углеводородов обус­ловлены необходимостью разрыва водородных связей при пе­реходе молекул в газовую фазу, для чего требуется дополни­тельная энергия. С другой стороны, такого типа ассоциация приводит как бы к увеличению молекулярной массы, что естественно, обусловливает уменьшение летучести.

Спирты с низкой молекулярной массой хорошо растворимы в воде, это понятно, если учесть возможность образования во­дородных связей с молекулами воды (сама вода ассоциирована в очень большой степени). В метиловом спирте гидроксильная группа составляет почти половину массы молекулы; неудиви­тельно поэтому, что метанол смешивается с водой во всех отно­шениях. По мере увеличения размера углеводородной цепи в спирте влияние гидроксильной группы на свойства спиртов уменьшается, соответственно понижается растворимость веществ в воде и увеличивается их растворимость в углеводородах. Фи­зические свойства одноатомных спиртов с высокой молекуляр­ной массой оказываются уже очень сходными со свойствами соответствующих углеводородов.