Физические свойства

Спирты с длиной углеродной цепочки до С₁₁ – жидкости с характерным запахом, содержащие более 11 атомов углерода – твердые вещества без запаха. Спирты легче воды, многие ядовиты (10 мл метанола вызывает слепоту, большее количество – смерть), все – токсичны. Из-за ассоциации молекул за счет водородных связей спирты имеют более высокие t_кип по сравнению с ранее изученными классами органических соединений. Зависимость t_кип и t_пл от строения молекул спиртов имеет обычные, ранее наблюдавшиеся в других гомологических рядах закономерности.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Химические свойства спиртов обусловлены наличием группы –ОН. Кислород гидроксила как более электроотрицательный атом оттягивает на себя электронную плотность от атома водорода и от атома углерода, связанных с ним:

Поэтому спирты в определенных условиях могут проявлять либо слабые кислотные, либо щелочные свойства, т.е. являются амфотерными соединениями.

Строение углеводородного радикала и положение группы –ОН существенно влияют на реакционную способность спиртов.

Все химические свойства спиртов можно разделить на реакции, протекающие с разрывом связей О–Н, С–ОН, а также дегидрирование и окисление.

1) Реакции, протекающие с разрывом связи О–Н.

Подвижность водорода в гидроксиле уменьшается в ряду метанол > первичные спирты > вторичные спирты > третичные спирты, т.е. по мере роста цепи реакционная способность уменьшается.

1.1 Образование алкоголятов. Спирты – слабые кислоты, но при действии металлов: К, Na, Mg или Al дают соли – алкоголяты, представляющие собой твердые вещества белого цвета.

1.2 Реакция Чугаева-Церевитинова – взаимодействие спиртов с магнийорганическими соединениями – протекает с выделением газообразного алкана, по количеству выделившегося газа судят о количестве групп –ОН.

1.3 Реакция этерификации. При взаимодействии спиртов с органическими или неорганическими кислотами образуются сложные эфиры. В реакции выделяется вода (молекула воды образуется из водорода гидроксила спирта и –ОН кислоты), при ее накоплении в продуктах происходит гидролиз полученного сложного эфира. Поэтому, из-за обратимости реакции этерификацию ведут при подкислении минеральными кислотами.

1.4 Образование простых эфиров. При взаимодействии двух молекул спирта при нагревании в присутствии водоотнимающих средств (Al₂O₃, H₂SO₄, H₃PO₄) происходит межмолекулярная дегидратация и образуется простой эфир.

Механизм реакции:

2) Реакции, идущие с разрывом связи С–ОН.

2.1 Замена гидроксила на галоген происходит при действии на спирты НСl_сух, SOCl₂, PCl₃ или PCl₅.

По уменьшению реакционной способности спирты располагаются в ряд: аллиловый > бензиловый > третичный > вторичный > первичный > метиловый.

2.2 Дегидратация спиртов. При нагревании молекулы спирта в присутствии водоотнимающих средств происходит внутримолекулярная дегидратация (отщепление воды происходит по правилу Зайцева). Реакционная способность падает в ряду: третичный спирт > вторичный > первичный.

Механизм реакции:

3) Дегидрирование спиртов протекает при пропускании спирта над раскаленными катализаторами Cu, Fe или Ni. При дегидрировании первичных спиртов образуются альдегиды, вторичных – кетоны.

4) Окисление происходит под действием на спирты KMnO_4конц. при нагревании, хромовой смеси (H₂SO₄ + K₂Cr₂O₇), О₂ в присутствии катализатора (Сu). Первичные спирты окисляются до альдегидов, вторичные – до кетонов, третичные – с разрывом углеродной цепочки до смеси карбонильных соединений.

Легче окисляются первичные, труднее – вторичные, еще труднее – третичные спирты.