10.1.4. Получение и применение спиртов

В свободном виде спирты в природе встречаются в небольших количествах.

Получают спирты:

а) щелочным гидролизом алкилгалогенидов (замещением галогена на гидроксил); сравним с действием на алкилгалогениды спиртового раствора щелочи:

N aOH (водн.)

(– NaBr)

CH₃ – CH₂ – Br

галогенид NaOH (спирт.)

(– НBr)

б) гидратацией алкенов (присоединением воды в присутствии минеральных кислот):

(t°C)

C H₃ – CH = CH₂ + H–OH → CH₃ – CH – CH₃ (71)

(H⁺) │

[Пропен] OH

[Пропанол 2]

в) гидрированием (восстановлением) альдегидов и кетонов (см. дальше, реакции 85 и 86).

Получение спиртов в промышленности – многотоннажные производства.

Метанол (около 20 млн т/год) получают при гидролизе древесины и из синтез-газа:

t°C; давл;

СО + 2Н₂ → CH₃ – OH (72)

Katal

Идет на производство формальдегида, оргстекла; используется как растворитель и как топливо для ДВС.

Этанол (около 3 млн т/год) технический получают гидратацией этилена водяным паром, а медицинский – брожением углеводов (см. дальше, реакцию 123). Используется для получения ацетальдегида и уксусной кислоты, дивинила (и далее – каучука и резины – см. реакцию 29), как растворитель лекарств и в ликероводочной промышленности.

Вторбутанол (около 850 тыс. т/год) – основной компонент тормозных жидкостей для автомобилей.

10.2. Многоатомные спирты (полиолы)

Многоатомные спирты содержат в одной молекуле несколько гидроксилов у разных атомов углерода:

H₂C – CH₂ H₂C – CH – CH₂

│ │ │ │ │

OH OH OH OH OH

этиленгликоль глицерин

[этандиол – 1,2] [пропантриол – 1,2,3]

Это вязкие сиропообразные жидкости, без цвета и запаха, хорошо растворимые в воде, имеющие плотности, соответственно –1,11 и 1,26 г/мл.

По химическим свойствам схожи с обычными (одноатомными) спиртами: реагируют со щелочными металлами, внутри- и межмолекулярно дегидратируются, образуют сложные эфиры с кислотами.

Отличие полиолов в том, что они могут образовывать моно-, ди- и тризамещенные продукты (по количеству прореагировавших гидроксилов).

Качественной для многоатомных спиртов является их реакция со свежеосажденным гидроксидом меди (II): светло-голубой осадок Cu(OH)₂ растворяется в многоатомном спирте с образованием раствора ярко-синего цвета:

C H₂ –O H + HO CH₂ –O

│ Cu → Cu (73)

C H₂ –O H HO (–2H₂O) CH₂ –O

этиленгликоль гликолят меди (II)

О чень важными являются реакции образования сложных эфиров глицерина с карбоновыми кислотами и с HNO₃:

О

CH₂ –O – NO₂ CH₂ –OH О CH₂ –O –C –R

│ 3HО–NO₂ │ 3HO–C–R │ О

CH –O – NO₂ ← CH –OH → CH –O –C –R (74)

│ (–3H ₂O) │ (–3H₂O) │ О

CH₂ –O – NO₂ CH₂ –OH CH₂ –O –C –R

нитроглицерин глицерин жир¹]

Нитроглицерин – взрывчатое вещество (входит в состав динамита), при ударе, трении, от электрической искры взрывается с выделением большого количества газов:

4C₃H₅(ONO₂)₃ → 12CO₂ + 6N₂ + 10H₂O + O₂ (75)

Глицерин и этиленгликоль очень широко используются в различных областях: в медицине и парфюмерии (кремы и мази), в консервной промышленности, при изготовлении синтетических волокон (лавсан) и пластмасс (целлофан, полиуретаны, глифталевые смолы и др.); входят в состав антифризов.