Физические свойства спиртов и фенолов

Спирты до С₁₀ при комнатной температуре – жидкости (плотности менее 1г/мл), С₁₁ и выше - твердые вещества. Спирты С₁-С₃ смешиваются с водой в любых соотношениях и имеют характерный запах. С увеличением молекулярной массы растворимость жидких спиртов уменьшается, а их запах становится неприятным. Твердые спирты – вещества без запаха, не растворяются в воде.

Спирты нормального строения кипят при более высокой температуре, чем спирты с разветвленной цепью. При переходе первичный → вторичный →третичный спирт температура кипения уменьшается.

Температуры кипения спиртов значительно выше температур кипения соответствующих углеводородов и даже галогенопроизводных. Так, этан кипит при –68 ˚С, хлорэтан – при 12 ˚С, а этанол – при 78 ˚С. Это различие объясняется высокой полярностью ОН группы, которая приводит образованию водородных связей и ассоциации молекул спирта.

Низшие гликоли и глицерин - сиропообразные бесцветние жидкости без запаха, очень хорошо растворимы в воде, обладают сладким вкусом. Плотность простейших гликолей и глицерина больше 1г/мл. Высшие гликоли – бесцветные кристаллические вещества. Высшие полиолы (пентиты, гекситы) - также бесцветные кристаллические вещества, они обладают сладким вкусом.

Спирты обладают сильным физиологическим действием. Метанол – яд.

Низшие одноатомные спирты обладают наркотическим действием.

Фенолы – бесцветные низкоплавкие кристаллические вещества с характерным запахом карболки, в воде растворяются значительно хуже, чем спирты. С ростом числа гидроксильных групп растворимость в воде повышается. Фенолы неустойчивы при хранении, легко окисляются.

Фенолы ядовиты, сброс фенолов в природные водоемы наносит непоправимый ущерб живой природе.

Способы получения гидроксипроизводных

Спирты

1. Гидролиз моногалогенопроизводных водными растворами щелочей.

Гидролиз моногалогенопроизводных – обратимый процесс.

 

Hal = CI, Br, I

Щелочи ускоряют этот процесс и, связывая образующуюся кислоту, делают реакцию необратимой.

 

2. Действие воды на этиленовые углеводороды.

Реакция протекает при нагревании алкенов с водой обязательно в присутствии катализаторов: серной кислоты, хлорида цинка и др. При гидратации этилена образуется этанол –первичный спирт.

Присоединением воды к алкенам можно получать и другие спирты. Реакция протекает по правилу Марковникова. Так присоединением воды к пропилену получают пропанол-2 (вторичный спирт):

 

 

3. Восстановление альдегидов и кетонов в присутствии Ni, Cu, Pt, Pd. Восстановлением альдегидов получают первичные спирты, а кетонов – вторичные.

 

 

 

4.Синтез спиртов с использованием реактивов Гриньяра.

Имеет большое значение в лабораторной практике для получения спиртов с более сложным строением скелета, чем у исходных альдегидов и кетонов.

 

Благодаря поляризации в карбонильной группе у атома углерода возникает дробный положительный заряд, а у атома кислорода - дробный отрицательный заряд. В магнийгалогеналкиле R-MgI остаток R ведет себя как нуклеофильная частица. Она легко присоединяется к атому углерода карбонильной группы. Образующийся магниййодалкоголят подвергается гидролизу, образуя спирт.

Варьируя заместители у атома углерода карбонильной группы можно получать спирты с различным скелетом. Так, из формальдегида получают первичные спирты, из других альдегидов – вторичные, а из кетонов – третичные.

4. Сбраживание растительного сырья, содержащего крахмал.

Общее уравнение превращения сахаров в этанол:

5. Нагревание под давлением СO и Н₂ в присутствии катализаторов.

 

 

Гликоли. Полиолы

 

1. Синтез гликолей гидролизом вицинальных дигалогенопроизводных или хлоргидринов:

 

 

Другие двухатомные спирты получают аналогично из дигалогенопроизводных.

 

2. Окисление алкенов в мягких условиях (по Вагнеру)

 

3. Гидратация окиси этилена

 

 

4. Синтез глицерина щелочным гидролизом жиров.

Гидролиз жиров в щелочной среде можно изобразить следующей общей схемой:

 

R, R₁, R₂ – остатки высших карбоновых кислот

 

Фенолы

1. Из каменноугольного дегтя (фракция 160 – 230 ºС содержит фенол и крезолы).

2. Сплавление солей сульфокислот со щелочами (t = 320 - 350ºС)

 

С₆H₅SO₃Na + 2 NaOH → C₆H₅ONa +Na₂SO₄ + H₂O

Метод позволяет получать фенолы с выходами до 70%.

 

3. Гидролиз арилгалогенидов

Атомы галогена, связанные с бензольным кольцом являются малоподвижными в силу p π-сопряжения, поэтому процесс ведут в присутствии солей меди в автоклаве при 250 ºС.

 

4. Кумольный метод

(Окисление изопропилбензола с последующим

кислотным разложением гидроперекиси кумола)

 

 

Преимущество данного способа получения заключается в том, что он дает возможность получать не только фенол, но и другой ценный продукт – ацетон.

 

5. Гомологи бензола (наряду с описанными выше общими методами 2, 3) часто получают алкилированием фенола спиртами в присутствии ZnCI₂