Предельные одноатомные спирты

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ

По теме: «СПИРТЫ»

Спирты - это производные углеводородов, содержащие в молекуле 1 или несколько гидроксильных групп –ОН у насыщенных атомов углерода.

 

Общая формула: R – (ОН)n

 

Классификация:

· По строению радикала:

1. предельные спирты (алканолы) – производные предельных углеводородов алканов

Например, СН₃ОН- метанол

1. непредельные спирты – производные непредельных углеводородов алкенов (алкенолы) и алкинов (алкинолы)

        Например, СН₂= СН – СН₂ОН – аллиловый, пропен-2-ол-1

                           НС=С – СН₂ОН – пропангиловый, пропин-2-ол-1

1. ароматические – производные ароматических углеводородов Аренов

 Например, бензиловый спирт    

· По количеству групп –ОН:

 

1. Одноатомные (n=1)

         Например, СН₃ – СН₂ – ОН - этиловый спирт, этанол

2. Двухатомные (n=2)

         Например, СН₂ – СН₂ – этиленгликоль, этандиол-1,2

              

                            ОН ОН

3. Трёхатомные (n=3)

         Например, СН₂ – СН – СН₃ - глицерин, пропантриол-1,2,3

              

                            ОН ОН ОН

1. Многоатомные (n>3)

         Например, СН₂ОН – (СНОН)₄ – СН₂ОН – сорбит

 

! АТОМНОСТЬ определяется количеством групп –ОН.

 

• По расположению –ОН групп у одноатомных спиртов:

1. первичный: СН₃ – (СН₂)₃ – ОН      – бутанол-1

2. вторичный: СН₃ – СН₂ – СН – СН₃       – бутанол-2

 

                                          ОН

3. третичный: СН₃

 

         СН₃ – С –  СН₃         – 2- метилпропанол-2

                    ОН

 

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОДНОАТОМНЫЕ СПИРТЫ

 - это производные предельных углеводородов - алканов, в которых 1 атом водорода (Н) замещен на гидроксильную группу –ОН.

Общая формула: С_nН_2n+1OH

 

Гомологический ряд:

Формула	Номенклатура
	Историческая	Заместительная (международная, ИЮПАК)	Радикально-функциональная (рациональная)
СН3ОН	карбинол, древесный спирт	метанол	метиловый спирт
С2Н5ОН	винный спирт	этанол	этиловый спирт
С3Н7ОН		пропанол	пропиловый спирт
С4Н9ОН		бутанол	бутиловый спирт
С5Н11ОН		пентанол	пентиловый спирт
С6Н13ОН		гексанол	гексиловый спирт
С7Н15ОН		гептанол	гептиловый спирт
С8Н17ОН		октанол	октиловый спирт
С9Н19ОН		нонанол	нониловый спирт
С10Н21ОН		деканол	дециловый спирт

   

  Правила номенклатуры:

1. Найти самую длинную цепь, содержащую – ОН группу

2. Пронумеровать, начиная от атома углерода (С), к которому присоединена группа

– ОН

3. Назвать алкан самой длинной цепи

4. Обозначить группу – ОН окончанием ол

5. Цифрой указать положение группы – ОН.

  

Виды изомерии:

Метанол и этанол изомеров не имеют

1. Изомерия углеродного скелета:

Например, бутанол С₄Н₉ОН имеет 2 изомера:

             1)  СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₂ОН - бутанол-1

             2) СН₃ – СН – СН₂ОН     - 2- метилпропанол-1

 

                            СН₃

2. Изомерия положения группы - ОН:

Например, пропанол С₃Н₇ ОН имеет 2 изомера:

             1) СН₃ – СН₂ – СН₂ОН - пропанол-1

             2) СН₃ – СН – СН₃ - пропанол-2

 

                            ОН

3. Межклассовая изомерия:

Например, вещество составом С₃Н₈О имеет 2 изомера:

             1) С₃Н₇ОН - пропанол

             2) СН₃ – О – С₂Н₅ – метилэтиловый эфир

Физические свойства:

1) спирты с количеством атомов С₁ – С₁₁ - жидкости, а с С₁₂ – твёрдые вещества;

2) с повышением количества атомов углерода растворимость спиртов уменьшается;

3) спирты легче воды;

4) молекулы спиртов ассоциированы вследствие возникновения между ними водородных связей:

 

              R          R            R         - ассоциаты

            

       О - Н … О – Н … О - Н

 

Поэтому спирты имеют высокие температуры кипения, хорошо растворимы в воде

СН₃ОН- t _кип  =65°С

С₂Н₅ОН- t _кип  =78°С

Получение спиртов:

1. Гидролиз сложных эфиров:

                                                   t, H₂SO₄

СН₃ – СОО – С₂Н₅ + Н₂О → С₂Н₅ОН + СН₃СООН

  этилацетат                           эт спирт укс. к-та

2. Брожение:

                 f дрожжей

С₆Н₁₂О₆  → 2 С₂Н₅ОН + 2СО₂ ↑

глюкоза           эт. спирт

3. Из галогенопроизводных:

                          t

С₂Н₅Сl + NаОН → С₂Н₅ОН + NaCl

хлорэтан 

4. Гидратация алкенов:

                               Н₃РО₄, t=300°С

Н₂С=СН₂ + Н₂О →     С₂Н₅ОН

этен

5. Восстановление альдегидов:

                            Ni

СН₃СОН  +     Н₂ → С₂Н₅ОН

ацетальдегид

6. Промышленный способ получения спиртов:

            250атм, 300°С,каt (ZnO,CuO,Cr₂O₃)

 СО + Н₂          →              СН₃ОН

синтез газ                       метанол

Химические свойства:

   Н 

                                

Н – С – Н – О^δ- … Н^δ+

             

  Н

Кислород более электроотрицателен, чем водород, поэтому электронная плотность смещается от водорода к кислороду О ← Н. На атоме кислорода накапливается частично отрицательный заряд, а на атоме водорода – положительный.

Т.к. спирты содержат группу ОН, то они должны проявлять основные свойства, а т.к. электронная плотность смещается от водорода к кислороду О ← Н  – Н⁺ , то - кислотные

Реакции, доказывающие, что спирты могут реагировать как кислоты:

1. Замещение на атом металла:

2С₂Н₅ОН + 2 Nа → 2 С₂Н₅ОNа + Н₂ ↑ – качественная реакция  

                          этилат натрия

Натрий реагирует с этиловым спиртом не так энергично, как с во­дой, поэтому спирт часто используют в лаборатории для уничтожения остат­ков натрия.

 

Соли спиртов называются алкоголятами.

 

2. Замещение на радикал – дегидратация:

                                   Н₂SО₄, t>140°С

 С₂Н₅ОН + С₂Н₅ОН → С₂Н₅ – О - С₂Н₅   + Н₂О

                                            диэтиловый эфир

С₂Н₅ОН + Н₂SО₄  → С₂Н₄  + Н₂О + Н₂SО₄

               конц.

3. Этерификация (от лат ether - эфир)

                               t>140°С

С₂Н₅ОН + НОSО₃Н  ↔        Н₃С – СН₂ – О – SО₃Н + Н₂О

                                           гидролиз                     этиловый эфир

                      сложных эфиров        серной кислоты

Реакции, доказывающие, что спирты могут реагировать как основания:

 

1. Замещение на атом галогена:

                               к-та, t

С₂Н₅ОН + НВr → C₂Н₅Вr + Н₂О

                               бромэтан

2. Отщепление группы ОН:

             Н₂SО₄, t=170°С

С₂Н₅ОН →      Н₂С=СН₂ + Н₂О

 

Реакции, происходящие в радикале:

                                                            Вr

                                            к-та, t                       

1.   2 СН₃ – СН₂ – ОН + 3Вr₂ → 2 Вr – С – СН₂ОН + 3 НВr

 

                                                  Вr

                                               трибромэтан (нарколан)

2. Качественная реакция на метанол:

СН₃ – СН₂ – ОН + I₂ → CH₃COH + 2HI                  

                             йодная

                           настойка

 CH₃COH + 3I₂ → CI₃COH + 3HI

 

 CI₃COH + NaOH  →  CHI₃ ↓+ HCOONa                                                    

                 водный     йодоформ

                раствор (осадок жёлтого цвета)

                                                                                            

Окисление:

1. первичных спиртов:

С₂Н₅ОН + [O] → СН₃СОН + Н₂О

                       ацетальдегид

2. вторичных спиртов:

                                      t

 СН₃ – СН – СН₃ + [O] → СН₃ – С – СН₃ + Н₂О

                                                       ‌

              ОН                                    О

                                                       ацетон

3. третичных спиртов:

      СН₃

                           t

 СН₃ – С – ОН + [O] → СН₃ – С – СН₃ + НСООН + Н₂О

                                                          

      СН₃                              О

                                                   ацетон

Горение:

                      t

С₂Н₅ОН + 3О₂ → 2СО₂ ↑ + 3Н₂О