Предельные одноатомные спирты

(алканолы, алкоголи)

Общая формула С_nH₂_n₊₁OH

Спирты можно рассматривать как производные воды Н – ОН, где атом водорода замещен на радикал: R – OH.

Изомерия, номенклатура

Для спиртов характерна структурная изомерия, представленная разным положением гидроксильной группы и изомерией углеродного скелета.

Номенклатура для спиртов распространена историческая – по названию радикала, рациональная – как производные карбинола СН₃ОН и современная или систематическая, которая рассматривает спирты как производные от алканов с добавлением окончания - ол к названию алкана. Цифрой указывается местоположение гидроксила. Углеродная цепочка нумеруется с того конца, к которому ближе гидроксил.

Формула спирта	Историческая номенклатура	Рациональная номенклатура	Систематическая номенклатура
СН₃ – ОН СН₃ – СН₂ОН СН₃ – СН₂ – СН₂ОН СН₃ – СН – СН₃ ОН СН₃ ОН С₁₆Н₃₃ОН С₃₀Н₆₁ОН	метиловый этиловый пропиловый изопропиловый изоамиловый цетиловый мирициловый	карбинол метилкарбинол этилкарбинол диметилкарбинол метилизопропил карбинол	метанол этанол пропанол-1 пропанол-2 3-метилбутанол-2

Способы получения

1) Гидратация олефинов в присутствии кислот

В зависимости от строения олефина при их гидратации образуются первичные, вторичные и третичные спирты. Этилен образует первичный спирт, а его гомологи – вторичные и третичные спирты. В качестве катализатора часто применяют Н₂SO₄, нанесенную на силикагель.

СН₂ = СН₂ + НОН CH₃ – CH₂OH

CН₂ + Н CH₃ _HOH CH₃ + H₂SO₄

СН₂ ОSO₃H CH₂ – OSO₃H CH₂– OH

этилсерная кислота этанол

Этилен используется для получения этанола. Реакция изучена А.М. Бутлеровым, а механизм реакции – В.В. Марковниковым:

H⁺ OH

R – C = CH₂ + HOH R – C – CH₃

R R

Механизм реакции идет по правилу Марковникова:

R – C ^δ⁺ = CH₂^δ^— + H⁺R – C⁺ – CH₃ ^HOH R – C – CH₃ + H⁺

R R R

2) Гидролиз галогенопроизводных алканов, катализируемый основаниями Реакция идет при температуре.

^HOH C₄H₉OH + HBr

С₄Н₉Br – SN₂

C₄H₉Br + NaBr

3) Каталитическое восстановление альдегидов, кетонов и органических карбоновых кислот в присутствии катализаторов: Ni, Pt, Pd

При восстановлении альдегидов или карбоновых кислот получаются первичные спирты, а кетонов – вторичные:

СН₃ – С ^δ+ = О ^δ–+ Н₂ СН₃ – СН₂ – ОН

СН₃– С = О + Н₂ СН₃ – СН = О ^Н2 СН₃ – СН₂ – ОН

ОН

R – C = О + Н₂ R – CH – OH

R' R'

В качестве восстановителей применяют либо алюмогидрид лития (LiAlH₄), либо боргидрид натрия (NaBH₄), которые являются довольно сильными восстановителями. Например, карбоновые кислоты и их производные (ангидриды, галогеноангедриды, сложные эфиры) восстанавливаются уже при комнатной температуре до первичных спиртов:

СН₃ – СН₂ – СООН ^LiAlH⁴ CН₃ – СН₂ – СН₂ОН

пропионовая кислота н-пропиловый спирт

4) Металлоорганический синтез или синтез Гриньяра

Реактивом Гриньяра называется алкимагнийгалогенит. Его получают при взаимодействии галогеноалкана с металлическим магнием в виде стружки в среде сухого диэтилового эфира:

СН₃ – СН₂ – Br + Mg CН₃ – СН₂ – MgBr

этилмагнийбромид

При взаимодействии реактива Гриньяра с альдегидами и кетонами получают спирты. Муравьиный альдегид дает первичный спирт, а остальные альдегиды – вторичные спирты; в случае кетонов и сложных эфиров получаются третичные спирты.

Реакция идет по нуклеофильному механизму – А_N: