9 Спирты

Спиртами или алкоголями называют производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены на соответствующее число гидроксильных групп (-ОН).

Спирты в зависимости от числа гидроксильных групп бывают одноатомные, двухатомные, трехатомные.

Общая формула одноатомных предельных спиртов C_nH_2n+1OH или R-OH.

Двухатомные спирты (гликоли) содержат в молекуле две гидроксидные группы при разных углеродных атомах. Общая формула C_nH_2n+1(OH)₂.

Трехатомные спирты (глицерины) содержат в молекуле три гидроксидные группы при разных углеродных атомах.

В зависимости от характера углеродного атома, с которым связана гидроксильная группа, различают спирты первичные, вторичные, третичные:

Номенклатура и изомерия

По систематической номенклатуре спирты называют по названию алкана с добавлением суффикса –ол, для многоатомных спиртов –диол, -триол. Главную цепь нумеруют с того конца, к которому ближе расположена гидроксильная группа. Цифра, отражающая местоположение ОН-группы, обычно ставится после суффикса "ол" (например, 2-метилбутанол-1).

пропен-2-ол-1 пропандиол-1,2

пропантриол пропанол-2 2-метилпропанол-2

глицерин изопропиловый спирт

Согласно правилам радикально-функциональной номенклатуры названия спиртов производят от названий углеводородных радикалов с добавлением слова "спирт".

Изомерия спиртов зависит от структуры углеродной цепи и положения в ней гидроксильной группы.

пропанол – 1 пропанол-2

Способы получения

1. Брожение углеводов (спиртовое). Старый технический способ получения из виноградного сахара, крахмала.

С₆Н₁₂О₆  2СО₂ + 2 С₂Н₅ОН

глюкоза этанол

2. Взаимодействие галогенпроизводных со щелочами

С₂Н₅Cl + NaOH  C₂H₅OH + NaCl

хлорэтан этанол

ClCH₂–CH₂Cl + 2 NaOH  HOCH₂–CH₂OH + 2NaCl

1,2-дихлорэтан этиленгликоль

2. Гидратация этиленовых углеводородов в присутствии серной кислоты

CH₂=CH₂ + H₂O  CH₃CH₂OH

этен этанол

Присоединение воды к несимметричным алкенам идет по правилу Марковникова с образованием вторичных и третичных спиртов:

CH₃–CH=CH₂ + H₂O  CH₃CH(OH)CH₃

пропен изопропиловый спирт

2. Восстановление альдегидов и кетонов. В присутствии катализаторов (Ni, Pt, Co) альдегиды при восстановлении переходят в первичные спирты, а кетоны - во вторичные.

Физические свойства

Предельные одноатомные спирты от С1, до С12 – жидкости. Высшие спирты от С13 до С20 – мазеобразные, а от С21 и выше – твердые вещества.

Спирты С1 - С3 смешиваются с водой во всех соотношениях и имеют характерный (алкогольный) запах, спирты С4 и С5 обладают сладковатым удушливым запахом, с С6 по С11 – неприятным запахом. Твердые спирты лишены запаха и практически нерастворимы в воде. Все спирты легче воды (их плотность ниже единицы).

В гомологическом ряду предельных одноатомных спиртов при переходе от низшего члена к высшему возрастает плотность, повышается температура кипения и понижается температура самовоспламенения.

Низшие гликоли – сиропообразные, сладкие (от греч. «гликос» -сладкий) на вкус, растворимые в воде вещества. Гликоли кипят при более высокой температуре и имеют большую плотность, чем соответствующие им (с тем же числом углеродных атомов) одноатомные спирты. Это объясняется присутствием в молекуле второй гидроксильной группы, что ведет к образованию дополнительных водородных связей.