Одноатомные спирты

Изомерия, номенклатура:

1) изомерия углеродного скелета;

2) изомерия по положению гидроксильной группы.

Некоторые представители:

Формула	ИЮПАК номенклатура	Тривиальная номенклатура
СH3-ОH	метанол	метиловый спирт
C2H5-OH	этанол	этиловый спирт
CH3-CH2-CH2OH	1-пропанол	первичный пропиловый спирт
СH3-CH-CH3  OH	2-пропанол	вторичный пропиловый спирт

^- ⁺

Физические свойства. Вследствие полярности ОН – связи и наличия диполя для спиртов характерно образование так называемых водородных связей (Н-связей). Н-связь – это связь по типу диполь-дипольного притяжения между электроотрицательным элементом одной молекулы (таким, как O, N, F, Cl, S), являющимся отрицательным концом диполя, и атомом водорода другой молекулы, являющимся положительным концом диполя. Эта связь слабая – 4–5 ккал/моль. Ее обозначают тремя точками. За счет Н-связи молекулы, способные к ее образованию, находятся в ассоциированном состоянии. Это объясняет повышенную температуру кипения и хорошую растворимость низкомолекулярных спиртов. С увеличением гидрофобного радикала R растворимость падает.

Химические свойства. Одноатомные спирты. Их химические свойства обуславливаются, главным образом, присутствием в них реакционноспособной гидроксильной группы. Реакции идут с разрывом связи либо R-OH (реакция S_N), либо О-Н (кислотность).

1. При взаимодействии спиртов со щелочными металлами атомы водорода гидрокси-группы замещаются металлом с образованием алкоголята спирта:

2 С₂Н₅  ОН + 2Na  2 C₂H₅ONa + H₂

алкоголят

(этилат натрия)

Алкоголяты спиртов легко разлагаются водой:

2 C₂H₅  ONa +НОН С₂Н₅ОН + NaOH

Эти реакции доказывают слабые кислотные свойства.

2. Спирты взаимодействуют с минеральными и органическими кислотами с образованием соответствующих сложных эфиров и воды:

С Н₃-СН₂-ОН + HOSO₃H H₂O + CH₃-CH₂-O-SO₃H

этилсульфат, этил-

серная кислота, сер-

ноэтиловый эфир

Н⁺

С Н₃-СН₂-ОН + Н₂О +

уксусноэтиловый

эфир, этилацетат

3. При действии на спирты водоотнимающих веществ происходит межмолекулярное или внутримолекулярное отщепление воды. Водоотнимающими веществами являются кислоты (конц. H₂SO₄, H₃PO₄, щавелевая и др.), оксиды (оксиды алюминия, тория и др.), некоторые соли (сульфат меди, хлористый цинк и др.).

При межмолекулярной дегидратации спиртов получаются простые эфиры (R-O-R):

H₂SO₄, t°

С Н₃-СН₂-О Н + НО – СН₃ СН₃-СН₂-О-СН₃

- Н₂О метил-этиловый

эфир

В случае внутримолекулярной дегидратации спиртов, проходящей на тех же катализаторах, но при более высокой температуре, образуются непредельные углеводороды. При этом водород отщепляется от наименее гидрогенизированного атома углерода, находящегося по соседству с углеродом, несущим гидроксильную группу (правило Зайцева):

t°

СН₃-СН₂-СН-СН₃  СН₃-СН = СН – СН₃ + Н₂О

 2- бутен

ОН

вторичный бутиловый

спирт

Скорость выделения воды возрастает при переходе от первичных к третичным спиртам; последние дегидратируются даже при простой перегонке.

4. Спирты при действии галогенопроизводных фосфора или галогеноводородов превращаются в галогеноалканы:

CH₃-CH₂-OH + PCl₅  CH₃-CH₂-Cl + POCl₃ + HCl

хлористый

этил

3 СН₃ – СН₂-ОН + PCl₃  3CH₃-CH₂-Cl + P(OH)₃

Реакция спиртов с галогеноводородами обратима:

СН₃ – СН₂-ОН + HCl   CH₃-CH₂-Cl + H₂O

Алкилхлориды можно получить и при действии тионилхлорида на спирты:

С₂Н₅ОН + SOCl₂  C₂H₅Cl + SO₂ + HCl

5. Спирты окисляются кислородом воздуха в присутствии медных и других катализаторов при 300–500°С, такими окислителями, как хромовая смесь, перманганат калия и др., а также дегидрируются при 100–180°С над Cu, Ag, Ni и т.д.

Во всех этих случаях первичные спирты дают альдегиды (при дальнейшем окислении – кислоты с тем же числом углеродных атомов), вторичные спирты – кетоны, которые могут быть окислены дальше до двух кислот с разрывом углеродной цепи:

каталитическое

Н₂ +