5. Способы получение предельных спиртов.

1. Гидролиз галогеналканов водным раствором щелочи (при нагревании)

CH₃−CH₂−Cl + NaOH → CH₃−CH₂−OH + NaCl

Cl−CH₂−CH₂−Cl + 2NaOH → HO−CH₂−CH₂−OH + NaCl

2. Гидратация алкенов в соответствии с правилом Марковникова (при нагревании и с H₂SO₄ в виде катализатора)

H₂C=CH₂ + HOH → CH₃−CH₂−OH,

CH₃−HC=CH₂ + HOH → CH₃−CH₂−CH₂−OH

3. Гидрирование альдегидов (для получения первичных спиртов) и кетонов (для получения вторичных спиртов)

СН₃–СН=О + Н₂ → СН₃–СН₂−О−Н,

СН₃–С(=О)−CH₃ + Н₂ → СН₃–СН(−ОН)−CH₃.

4. Специфические способы получения отдельных спиртов:

а) метанола

CO + 2H₂ → CH₃OH

б) этанола при спиртовом брожении (ферментации) глюкозы

C₆H₁₂O₆ → C₂H₅OH + CO₂↑

Суть брожения заключается в том, что один из простейших сахаров - глюкоза, получаемый в технике из крахмала, под влиянием дрожжевых грибков распадается на этиловый спирт и углекислый газ. Установлено, что процесс брожения вызывают не сами микроорганизмы, а выделяемые ими вещества - зимазы. Для получения этилового спирта обычно используют растительное сырьё, богатое крахмалом: клубни картофеля, хлебные зёрна, зёрна риса и т.д.

в) этиленгликоля (этандиола-1,2) окислением алкенов кислородом окислителя, например, KMnO₄,

CH₂=CH₂ + [O] + H₂O → HO−CH₂−CH₂−OH

3CH₂=CH₂ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3 HO−CH₂–CH₂−OH + 2MnO₂ + 2KOH

г) глицерина (пропантриол-1,2,3) щелочным гидролизом жира

CH₂−O−C(=O)−R CH₂−OH

| |

CH−O−C(=O)−R + 3NaOH ↔ CH−OH + Na−O−C(=O)−R

| |

CH₂−O−C(=O)−R CH₂−OH

д) глицерин получают еще и синтетическим способом из пропилена, который образуется при высокотемпературной переработке нефти.

CH3 | CH || CH2 Пропилен	+ Cl2	CH2−Cl | CH || CH2 Аллилхлорид	+ NaOH	CH2−OH | CH || CH2 Аллиловый спирт	+ HO−OH	CH2−OH | CH−OH | CH−OH Глицерин
	→		→		→
	− HCl		− NaCl		(WO3)

6. Химические свойства предельных спиртов. Химические свойства одноатомных предельных спиртов.

I. Реакции замещения

1. Замещение атомов водорода гидроксильной группы вследствие разрыва связи O−H

Скорость реакций, при которых разрывается связь О−Н, уменьшается в ряду: первичные спирты → вторичные → третичные.

а) Взаимодействие с активными металлами с образованием алкаголятов (алканолятов) металлов:

2C₂H₅−OH + 2Na → C₂H₅−ONa + H₂↑

Алкоголяты похожи на соли очень слабой кислоты, а также они легко гидролизуются. Алкоголяты крайне неустойчивы и при действии воды - разлагаются на спирт и щелочь. Это доказывает, что спирты — более слабые кислоты, чем вода. Отсюда следует вывод, что одноатомные спирты не реагируют со щелочами!

C₂H₅−ONa + HOH → C₂H₅−OH + NaOH

б) Взаимодействие с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров (реакция этерификации)

C₂H₅−OH + HO−NO₂ ↔ C₂H₅−O−NO₂+ HOH

Этиловый эфир азотной кислоты

CH₃−COOH + HO−C₂H₅ ↔ CH₃COO−C₂H₅ + HOH

Этиловый эфир уксусной кислоты

2. Замещение гидроксильной группы вследствие разрыва связи C−O

а) Растворы спиртов имеют нейтральную реакцию на индикаторы.

б) Взаимодействие с аммиаком с образованием первичных аминов (а при избытке спирта алькильными радикалами могут замещаться 2 или 3 атома водорода в NH3 и образовываться вторичные и третичные амины)

C₂H₅−OH + H−NH₂ → C₂H₅− NH₂ + H−OH.

Этиламин

C₂H₅−OH + H−NH−C₂H₅ → NH−(C₂H₅)₂ + H−OH.

Диэтиламин

в) Взаимодействие с галогенводородами с образованием галогеналканов

C₂H₅−OH + HCl → C₂H₅−Cl + HOH.

г) Взаимодействие с тионилхлоридом с образованием галогеналканов

C₄H₉−OH + SO₂Cl₂ → C₄H₉−Cl + HCl↑ + SO₂↑.

д) Взаимодействие с хлоридом фосфора с образованием галогеналканов

C₄H₉−OH + PCl₅ → C₄H₉−Cl + POCl₃ + HCl↑.

II. Реакции отщепления

1. Реакция дегидратации, т.е. отщепление молекулы воды

а) Межмолекулярная дегидратация спиртов с образованием простых эфиров R−O−R'

C₂H₅−OH + HO−C₂H₅ → C₂H₅−O− C₂H₅ + H−OH.

Диэтиловый эфир

б) Внутримолекулярная дегидратация спиртов с образованием алкенов

H−CH₂−CH₂−OH → CH₂=CH₂ + H−OH.

2. Реакция дегидрирования (разрыв связей O−H и C−H)

а) При дегидрировании первичных спиртов образуются альдегиды

H

|

CH₃−CH−O−H → CH₃−CH=O + H₂↑

б) При дегидрировании вторичных спиртов образуются кетоны

O─H O

| ||

CH₃−C−СH₃ → CH₃−C−СH₃ + H₂↑

|

H

в) Третичные спирты не дегидрируются

III. Реакции окисления

а) Горение (полное окисление) спиртов

C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂↑+ 3H₂O +Q.

При их горении выделяется много теплоты, которую часто используют в лабораториях (лабораторные горелки). Низшие спирты горят почти бесцветным пламенем, а у высших спиртов пламя имеет желтоватый цвет из-за неполного сгорания углерода.

б) Неполное окисление спиртов кислородом воздуха с образованием альдегидов или при дальнейшем окислении карбоновой кислоты (из первичных спиртов) и кетонов (из вторичных спиртов)

2CH₃OH + O₂ → 2HCH=O + 2H₂O,

CH₃−CH₂OH + O₂ → CH₃−COOH + H₂O,

2CH₃−CH(OH)−CH₃ + O₂ → 2CH₃−C(=O)−CH₃ + 2H₂O.

в) Неполное окисление спиртов кислородом окислителя в присутствии катализатора с образованием альдегидов или при дальнейшем окислении карбоновой кислоты (из первичных спиртов) и кетонов (из вторичных спиртов)

CH₄ + [O] → HCH=O + H₂O,

CH₃−CH₂OH + 2[O] → CH₃−COOH + H₂O,

CH₃−CH(OH)−CH₃ + [O] → CH₃−C(=O)−CH₃ + H₂O.