2. Физические свойства спиртов
Низшие и средние члены гомологического ряда предельных одноатомных с С1 до С11 спиртов – жидкости, высшие (начиная с С11) – твердые вещества. Плотности предельных и непредельных одноатомных спиртов меньше единицы. У ароматических спиртов немного больше единицы. Первые три члена (метанол, этанол, пропанол) имеют характерный запах и жгучий вкус, смешиваются с водой в любых соотношениях. Высшие спирты, так же как и высшие углеводороды, практически нерастворимы в воде.
3. Одноатомные предельные спирты.
Методы получения и химические свойства
3.1 Методы получения
А. Гидратация алкенов:
СН3–CH=CH2+HOН--------------------- СН3–CH–CH3
[H3PO4], T=3000C, P
OH
Б. Ферментативное брожение углеводов:
Углеводы (глюкоза, сахароза, крахмал) ----------------
Био-катализаторы (ферменты)
С2Н5ОН (этанол) + (побочные продукты: пропиловый, бутиловый, амиловый спирты)
В. Гидролиз галогенпроизводных
CH3– CH2–Cl + HOH CH3– CH2–OH + HCl
Этилхлорид Этанол
Г. Восстановление альдегидов, кетонов, эфиров
– из альдегидов
CH3– CОН + Н2 ------- CH3– CH2–OH
Уксусный альдегид (Pt, Ni) Этанол
– из кетонов (получаются вторичные спирты)
СН3 – С –СН3 + Н2 ------- СН3 – СН –СН3
(Pt) пропанол-2
О ОН
Пропанон-2
3.2 Химические свойства предельных спиртов
Строение гидроксильной группы
Свойства спиртов определяется строением гидроксильной группы, характером ее химических связей, строение углеводородных радикалов и их взаимным влиянием. Связи О–Н и С–О – полярные ковалентные. Электроотрицательность атома кислорода (3,5), водорода (2,1), углерода (2,4). Электронная плотность обеих связей смещена к наиболее электроотрицательному атому кислорода. Атому кислорода в спиртах свойственна Sp3–гибридизация. В образовании его связей С и Н участвуют Sp3–атомные орбитали, валентный угол С–О–Н близок к тетраэдрическому (около 108,50). Каждая из двух Sp3–АО кислорода занята неподеленной парой электронов.
Предельные одноатомные спирты – практически нейтральные вещества. Они не изменяют окраски индикаторов, не вступают в реакцию ни сводным раствором щелочей, ни с разбавленными кислотами.
Однако в определенных реакциях спирты все же проявляют свойства очень слабых кислот и оснований, т.е. являются амфотерными подобно воде.
Таблица 2 – Кислотные и основные свойства спиртов
Соединение |
Кдис |
Н–ОН |
1,8*10-16 |
Н2СО3 (угольная кислота) |
4,9*10-7 |
СН3СООН (уксусная кислота) |
1,8*10-5 |
С2Н5ОН (спирт) |
1,0*10-18 |
С6Н5–ОН (фенол) |
1,3*10-10 |
А) Кислотные свойства спиртов
Взаимодействие со щелочными металломи:
2CH3– СH2–OH + 2 Na 2CH3– СH2–ONa + H2
Этанол Этаноат Na
Б) Основные свойства спиртов
B) Образование сложных эфиров. Реакции этерификации
CH3– СH2–OH + CH3– СOOH CH3– СH2–O–C–CH3 + Н2О
Этанол уксусная к-та этиловый эфир
O уксусной кислоты
Г) Дегидратация спиртов.
При образовании молекулы воды водород, в соответствии с правилом Зайцева, всегда отнимается от наименее гидрогенизированного атома углерода, находящегося по соседству с углеродом, связанным с гидроксильной группой
CH3– СH2– СH2–OH ––––– CH3– CH=СH2 + H2O
Кат.: (Н+) пропен-1
2CH3– СH2–OH –– C2H5 –O–С2H5 + H2O
диэтиловый эфир
Д) Окисление спиртов:
При горении : CH3– СH2–OH + 4О2––––2СО2 + 4Н2О
При действии обычных окислителей – хромовой смеси, перманганата калия окислению подвергается в первую очередь атом углерода, при котором стоит гидроксильная группа.
первичные
[ О] [ О]
CH3– СH2–OH–––– CH3– СOH–––– CH3– СOOH
Этанол этаналь этановая кислота