8 Дәріс. Спирттер (гидрооксиқосылыстар). Біратомды спирттер

Көмірсутектер құрамындағы сутегін, гидроксил тобына айырбастағанда пайда болатын органикалық қосылыстарды спирттер деп атайды.

Олардың жалпы формуласы:

Құрамындағы гидроксил тобының санына қарай спирттер үшке бөлінеді. Бір атомды спиртер: этил спирті , аллил спирті

Екі атомды спирттер: этиленгликоль

пропиленгликоль

Үш атомды спирттер: глицерин

Бір атомды спирттер. Изомерлері мен аталуы. Спирттер изомериясы радикал құрылысына және гидроксил тобының орналасу орнына байланысты болады. Гидроксил тобының қандай көміртегімен байланысқанына қарай спирттерді біріншілік, екіншілік және үшіншілік деп бөлінеді.

біріншілік екіншілік үшіншілік

Аталуы. Рационалды номенклатура бойынша олардың аттары сәйкес көмірсутек радикалдарына спирті деген жұрнақты қосу арқылы аталады.

Мысалы: изобутил спирті

Ал жүйелік номенклатура (ЖН) бойынша сәйкес көмірсутек атына -ол жұрнағы жалғануы арқылы аталады.

Әлбетте, басты тізбекті нөмірлеу, тізбектің гидроксил тобы жағынан немесе гидроксилге жақын жақтан басталады. Мысалы:

Н₃С- С (СН₃) - ОН



СН₃

РН: изобутил спирті ЖН: 2-метилпропанол-2

ЖН: 2-метил-пропанол -1 РН: үшіншілік метил спирті

ЖН: 2-этилбутанол-1

Физикалық қасиеттері. Спирттер құрамындағы көміртек саны С₁-С₁₁-сұйықтар. Олардың қайнау температуралары құрамдарының күрделіленуіне байланысты жоғарылап отырады.

Жоғары спирттер, яғни С₁₂-С₂₀ май тәрізді қою, С₂₁-ден бастап қатты заттар. Спирттер көпшілік жағдайда суда жақсы ериді, бірақ жоғары спирттер суда ерімейді.

Спирттерге сутектік байланыс түзу тән. Сутектік байланыс дегеніміз сутегі атомы мен оттегі атомының арасындағы химиялық байланыстың бір түрі. Мысалы су молекуласы арасында мынадай сутектік байланыс бар:

Ал спирттер молекуласы арасында да осындай байланыс болады:

Осы екі атом арасындағы сутектік байланыс түзу энергиясы шамамен 20-30 кДЖ/моль (немесе 3-8 ккаль).

Атомдар ара қашықтығы

Спирттердегі гидроксил тобын басқа атоммен немесе топтарға алмастырсақ, бұл өзгеріс сол заттардың қайнау температурасына тікелей әсер етеді.

Айталық :

қ.т. 78,3⁰С хлорлы диэтил эфирі

этил 13⁰С 34,6⁰С

Спирттерде немесе органикалық еріткіштерде жақсы ериді.

Химиялық қасиеттері. Спирттердің химиялық қасиеттерін құрамындағы гидроксил тобы анықтайды. Бұлар өте активті химиялық заттар. Себебі көміртек - оттек - сутек байланысы химиялық реакцияның пәрменділігіне /С-О-Н/ қарай әр жерден үзіліп, реакцияға түсуі мүмкін.

А) Гидроксил тобының тек сутегі атомының қатысуымен жүретін реакциялар.

Б) Гидроксил тобының толық қатысуымен жүретін реакциялар

В) Гидроксил тобы және сол топтағы сутегі атомы мен бірге көміртегі атомының қатысуымен жүретін тотығу реакциялары.

А. Гидроксил тобындағы сутегі атомының қатысуымен жүретін реакциялар.

1. Сілтілік металдармен әрекеттесу реакциясы

немесе

натрий алкоголяты

Су ерітіндісі үстіне Na салғанда оның қаншалықты жылдам қозғалып еритіндігін білеміз. Бірақ спирттермен Na суға қарағанда аз жылдамдықпен реакцияға түседі. Және де спирт құрамындағы радикалдар саны артқан сайын, бұл реакция жылдамдығы онан әрі төмендей түседі. Бұл реакцияда спирттер аздап та болса қышқылдық қасиет көрсетеді.

2. Спирттер мен органикалық қышқылдар қосылып күрделі эфирлер түзеді.

сірке қышқылының метил эфирі

Бұл реакция эфирлену реакциясы деп аталады. Бұл қайтымды реакция, себебі пайда болған күрделі эфир суда ыдырап қайтадан қышқыл мен спиртті береді. Мұндай реакцияны гидролиз реакциясы деп атайды.

Сол сияқты спирттер минералды қышқылдармен де әрекеттесіп күрделі эфирлер түзеді.

Мысалы, этил спирті мен азот қышқылының арасындағы реакцияны жазып көрейік.

азот қышқылының этил эфирі

(этилнитрат)

Б. Гидроксил тобы арқылы жүретін реакциялар:

1. Спирттерге галогентуындыларының әсері

CH₃ – CH₂ – OH + PCI₅ → CH₃ – CH₂ – CI + POCI₃ + HCI

этил спирті бес хлорлы хлорэтан

фосфор

Бұл реакцияда қайтымды реакцияға қатарына жатады. Күкірт қышқылын катализатор есебінде қолдану арқылы реакция тепе-теңдігін оңға қарай жылжытуға болады.

2. Спиртті күкірт қышқылы мен немесе хлорлы мырышпен Al₂O₃ алюминий тотығының қатысында қыздырғанда 350⁰-500⁰ сусызданады.

Мысалы: CH₃ – CH₂ –OH + AI₂O₃+ H₂SO₄ → CH₂ = CH₂+ H₂O

Зайцев ережесі бойынша үшіншілік спирт, екіншілік немесе біріншілік спирттерге қарағанда оңай сусызданады.

,

I II III ацетон

үшіншілік спирт қышқыл

Үшіншілік спирт көміртегінде сутегі болмағандықтан олар екіншілік және біріншілік спирттерге қарағанда қиын тотығады.

В. Тотығу реакциясы

Біріншілік, екіншілік және үшіншілік спирттер тотыққанда әр түрлі заттар түзіледі. Мысалы, біріншілік спирттер тотыққанда, әруақытта альдегидтер пайда болады.

,

Этил спирті сірке альдегиді

біріншілік альдегид

спирт

Екіншілік кетон

спирт

Қанықпаған бір атомды спирттер. Қанықпаған спирттер этилендік, ацетилендік және басқа қатардағы болуы мүмкін.

Сәйкес қос байланысты көміртекке гидроксилі бар қанықпаған спирттер бос күйінде болмайды. Бұл Эльтеков заңы. Олар құрылу кезінде оңай альдегидтер мен кетондарға изомерленеді.

Мұндай қанықпаған спирттердің күрделі эфирлері мысалы винил эфирлері

Техникада олар пластмассалар алу үшін және синтетикалық мата алуда, тамақ өндірісінде, сол сияқты медицина да кеңінен қолданылады. Мысалы, пропиленнен мынадай заттарды синтездеуге болады.

1 аллил спирті

² ацетон

³ пропион альдегиді

Алайда 2 және 3 спирттер бос күйінде кездеспейді, сондықтан ацетон мен пропион альдегидіне изомерленеді.

Номенклатура. Қанықпаған спирттердің атын өздеріне сәйкес қанықпаған көмірсутек атына ол жалғауын қосып атайды, ал гидроксилдің қосылған орны цифрмен көрсетіледі.

аллил спирті, винилкарбинол

Негізгі әдебиеттер: 1[170-194], 3[120-148]

Қосымша әдебиеттер: 4[157-174]

Бақылау сұрақтары

1. Спирттердің атомдылығы деген не? Мысал келтіріп түсіндіріп беріңіз.

2. Біріншілік, екіншілік, үшіншілік спирттер. Мысал келтіріңіз.

3. Бір атомды спиртердің химиялық қасиеттері.

4. Спиртердің аталауы және изомерлері .

5. Сутектік байланыс деген не? Оның спирттер үшін маңызы қандай?