Спиртами называются соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп (√ОН), связанных с углеводородным радикалом. Вещества, у которых гидроксил находится непосредственно у бензольного кольца, называются фенолами.
В зависимости от числа гидроксильных групп спирты делят на одно-, двух- и трёхатомные.
В зависимости от того, при каком углеродном атоме
находится гидроксильная группа, различают спирты:
первичные R√CH2√OH,
|
вторичные |
R |
|
и третичные R▓√ |
R |
Низшие спирты (до С12) √ жидкости, температуры кипения которых значительно
выше, чем у соответствующих алканов из-за образования водородных связей за счёт
полярной связи О√Н
|
┘┘.. : |
O√H ┘..
: |
O√H ┘┘
|
Метанол и этанол смешиваются с водой в любых соотношениях; с увеличением молекулярной массы растворимость спиртов в воде уменьшается.
Таблица. Физические свойства спиртов и фенолов
|
Название |
Формула |
d420 |
tпл╟C |
tкип╟C |
|
Спирты |
|
|
|
|
|
метиловый |
СН3OH |
0, 792 |
-97 |
64 |
|
этиловый |
С2Н5OH |
0,79 |
-114 |
78 |
|
пропиловый |
СН3СН2СН2OH |
0,804 |
-120 |
92 |
|
изопропиловый |
СН3√СН(ОH)√СH3 |
0,786 |
-88 |
82 |
|
бутиловый |
CH3CH2CH2CH2OH |
0,81 |
-90 |
118 |
|
вторбутиловый |
CH3CH2CH(CH3)OH |
0,808 |
-115 |
99 |
|
третбутиловый |
(СН3)3С√OH |
0,79 |
+25 |
83 |
|
циклогексанол |
С6Н11OH |
0,962 |
-24 |
161 |
|
бензиловый |
C6H5CH2OH |
1,046 |
-15 |
205 |
|
этиленгликоль |
HOCH2CH2OH |
1,113 |
-15,5 |
198 |
|
глицерин |
НО√СН2√CH(ОН)√СН2OH |
1,261 |
-18,2 |
290 |
|
Фенолы |
|
|
|
|
|
фенол |
С6Н5OH |
1,05(43╟) |
43 |
180 |
|
пирокатехин |
о - С6Н4(OH)2 |
√ |
105 |
245 |
|
резорцин |
м - С6Н4(OH)2 |
√ |
110 |
281 |
|
гидрохинон |
n - С6Н4(OH)2 |
√ |
170 |
285 |
Общая формула гомологического ряда предельных одноатомных спиртов √ CnH2n+1OH.
Изомерия
1. Изомерия углеродного радикала (начиная с C4H9OH).
2. Изомерия положения гидроксильной группы, (начиная с С3Н7ОН).
3. Межклассовая изомерия с простыми эфирами (СН3√СН2√ОН и СН3√О√СН3).
Название спиртов включает в себя наименование соответствующего углеводорода с добавлением суффикса -ол (положение гидроксильной группы указывают цифрой) или к названию углеводородного радикала добавляется слово "спирт"; также часто встречаются тривиальные (бытовые) названия:
СН3√ОН
√ метанол, метиловый спирт;
СН3√СН2√ОН √ этанол, этиловый спирт;
СН3√СН√СН3 √ пропанол-2, изопропиловый спирт.
I
OH
В промышленности.
1.
Метанол
синтезируют из синтез-газа на катализаторе (ZnO, Сu) при 250╟C и давлении 5-10 МПа:
СО + 2Н2 ╝ СН3ОН
Ранее метанол получали сухой перегонкой древесины без доступа воздуха.
2. Этанол получают:
a) гидратацией этилена (Н3РО4; 280╟C; 8 МПа)
СН2=СН2 + Н2О ╝ СН3√СН2√ОН
b) брожением крахмала (или целлюлозы):
крахмал ╝ С6Н12О6(глюкоза) √√ферменты╝ 2С2Н5ОН
+ 2СО2╜
(источник крахмала √ зерно, картофель)
В лаборатории.
1. Гидратация алкенов (согласно правилу Марковникова):
|
СH3√СH=CH2
+ H2O ═√√H+╝═ СH3√ |
CH√ СH3 |
2. Гидролиз галогенопроизводных углеводородов:
СH3√СH2√Br + H2O ╚ СH3√CH2√OH + HBr
Чтобы сдвинуть равновесие вправо, добавляют щёлочь, которая связывает образующийся HBr.
3.
Восстановление
карбонильных соединений:
Альдегиды образуют первичные спирты, а кетоны √ вторичные.
|
СH3√СH2- |
O |
√√2[H]╝ ═СH3√CH2- |
-CH2OH |
|
СH3- |
-C- |
-CH3═√√2[H]╝ ═CH3- |
-CH- |
-СH3 |
Свойства спиртов ROH определяются наличием полярных связей Od-√Hd+ и Cd+√Od-, и неподеленных электронных пар на атоме кислорода.

При реакции спиртов возможно разрушение одной из двух связей: C√OH (с отщеплением гидроксильной группы) или O√H (с отщеплением водорода). Это могут быть реакции замещения, в которых происходит замена OH или H, или элиминирование (отщепление), когда═ образуется двойная связь. На реакционную способность спиртов большое влияние оказывает строение радикалов, связанных с гидроксильной группой.
1. Спирты реагируют с щелочными и щелочноземельными металлами, образуя солеобразные соединения √ алкоголяты. Со щелочами спирты не взаимодействуют.
2СH3CH2CH2OH + 2Na ╝ 2СH3CH2CH2ONa + H2╜
2СH3CH2OH + Сa ╝ (СH3CH2O)2Ca + H2╜
В присутствии воды алкоголяты гидролизуются:
(СH3)3С√OK + H2O ╝═ (СH3)3C√OH + KOH
Это означает, что спирты √ более слабые кислоты, чем вода.
2. Взаимодействие с органическими кислотами (реакция этерификации) приводит к образованию сложных эфиров.
|
|
O |
|
|
O |
|
|
CH3√ |
C- |
-OH + H - |
-OC2H5═ ╛H2SO4╝═CH3√ |
C |
√O√C2H5(уксусноэтиловый эфир (этилацетат)) + H2O |
В общем виде:
|
|
O |
|
|
H+ |
|
O |
|
|
R√ |
C- |
-OH + H- |
-OR▓ |
╛╝ |
R√ |
C |
√O√R▓ + H2O |
1. С галогеноводородами:
R√OH + HBr ╚ R√Br + H2O
2. С концентрированной серной кислотой:
|
C2H5O- |
-H + H√O |
|
O |
|
C2H5O |
O |
|
|
|
\ // |
|
╝ |
|
\ // |
|
|
H√O |
|
O |
|
H√O |
O |
|
|
C2H5√O |
|
O |
|
C2H5O |
O |
|
|
|
\ // |
|
╝ |
|
\ // |
|
C2H5O- |
-H + H√O |
|
O |
|
C2H5O |
O |
1. Спирты горят:
2С3H7ОH + 9O2 ╝ 6СO2 + 8H2O
2. При действии окислителей:
a) первичные спирты превращаются в альдегиды (или в карбоновые кислоты)
|
|
|
|
|
O |
|
|
═ O |
|
|
R- |
-CH2√OH |
(первичный спирт) √√[O]╝ |
R- |
-C |
(альдегид) √√[O]╝ |
R- |
-C |
(карбоновая к-та) |
|
|
|
|
|
I |
|
|
I |
|
|
|
K2Cr2O7 |
O |
K2Cr2O7 |
O |
|
CH3√CH2√OH |
√√√√╝ |
CH3√C |
√√√√╝ |
CH3√C |
|
|
H2SO4 |
I |
H2SO4 |
I |
|
O |
+ Cu + H2O |
b) вторичные спирты окисляются до кетонов
|
R- |
-CH- |
-R▓(вторичный спирт) √√[O]╝ |
R- |
-C- |
-R'(кетон) |
|
|
I |
|
|
II |
|
|
CH3√ |
CH√CH2√CH3 |
√√K2Cr2O7,H2SO4╝ |
CH3√ |
C√CH2√CH3 |
c) третичные спирты устойчивы к действию окислителей.
Протекает
при нагревании с водоотнимающими реагентами.
1. Внутримолекулярная дегидратация приводит к образованию алкенов
CH3√CH2√OH═ √√t╟>140╟C,H2SO4╝═ CH2=CH2 + H2O
|
CH3 |
|
|
|
CH3 |
|
CH3√C√ |
CH√CH3 |
√√t╟,H2SO4╝ |
CH3√═ |
C=CH√CH3 + H2O |
|
I |
I |
|
|
|
При отщеплении воды от молекул вторичных и третичных спиртов атом водорода отрывается от соседнего наименее гидрогенизированного атома углерода; образующийся алкен содержит наибольшее число заместителей при двойной связи (правило Зайцева).
2. Межмолекулярная дегидратация даёт простые эфиры
|
R- |
-OH + H- |
-O√R √√ t╟,H2SO4╝ R√O√R(простой эфир) + H2O |
|
CH3√CH2- |
-OH + H- |
-O√CH2√CH3 √√t╟<140╟C,H2SO4╝ CH3√CH2√O√CH2√CH3(диэтиловый эфир) + H2O |
Обе реакции конкурируют между собой. Увеличение температуры и разбавление инертным растворителем благоприятствуют внутримолекулярному процессу.
1. Этиленгликоль (этандиол-1,2) синтезируют из этилена различными способами:

3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O ╝ 3HO√CH2√CH2√OH + 2MnO2 + 2KOH
2. Глицерин (пропантриол -1,2,3) получают гидролизом жиров (см. "Жиры") или из пропилена по схемам:

Этиленгликоль и глицерин √ бесцветные, вязкие жидкости, хорошо растворимые в воде, имеют высокие температуры кипения.
Для многоатомных спиртов характерны основные реакции одноатомных спиртов. В отличие от них, они могут образовывать производные по одной или по нескольким гидроксильным группам, в зависимости от условий проведения реакций.
Многоатомные спирты, как и одноатомные, проявляют свойства кислот при взаимодействии с активными металлами, при этом происходит последовательное замещение атомов водорода в гидроксильных группах.
|
CH2√OH |
Na |
CH2√ONa |
Na |
CH2√ONa |
Увеличение числа гидроксильных групп в молекуле приводит к усилению кислотных свойств многоатомных спиртов по сравнению с одноатомными.
Так, они способны растворять свежеосаждённый гидроксид меди (II) с образованием внутрикомплексных соединений:
|
CH2√OH
|
|
(одноатомные спирты с Cu(OH)2 не реагируют).
Глицерин легко нитруется, давая тринитроглицерин √ сильное взрывчатое вещество (основа динамита):
|
CH2√O- |
-H |
|
HO- |
-NO2 |
|
CH2√O√NO2 |
|
|
I |
|
|
|
|
H2SO4 |
═I |
|
|
CH √O- |
-H ═══ |
+ |
HO- |
-NO2 |
√√√╝ |
CH√O√NO2 |
+ 3H2O |
|
I |
|
|
|
|
|
═I |
|
|
CH2√O- |
-H |
|
HO- |
-NO2 |
|
CH2√O√NO2 |
|
При его взрыве выделяется большое количество газов и тепла:
|
CH2√O√NO2 |
Этиленгликоль применяют:
1) в качестве антифриза;
2) для синтеза высокомолекулярных соединений (например, лавсана).
Глицерин применяют:
1) в парфюмерии и в медицине (для изготовления мазей, смягчающих кожу);
2) в кожевенном производстве и в текстильной промышленности;
3) для производства нитроглицерина.
Фенолы содержат гидроксил непосредственно связанный с атомом углерода ароматического кольца. По числу гидроксильных групп, присоединенных к кольцу, фенолы подразделяются на одно-, двух- и многоатомные.
Изомерия фенолов обусловлена взаимным положением заместителей в бензольном кольце.
орто-крезол
мета-крезол
пара-крезол ![]()
Фенол в промышленности получают:
1) окислением изопропилбензола (кумола) в гидроперекись с последующим разложением её серной кислотой.
|
CH3 |
|
CH3 |
|
|
|
|