План изучения класса: «Спирты» 1. С С пппп ииии рррр тттт ыыыы ( ( ( ( оооо пппп рррр ееее дддд ееее лллл ееее нннн ииии ееее )))) 2. П о числу гидроксильных групп спирты делятся на: оо дддд нннн оооо аааа тттт оооо мммм нннн ыыыы ееее дд вввв уууу хххх аааа тттт оооо мммм нннн ыыыы ееее тт рррр ёёёё хххх аааа тттт оооо мммм нннн ыыыы ееее 3. П о характеру углеводородного радикала выделяют: пп рррр ееее дддд ееее лллл ьььь нннн ыыыы ееее с с с с пппп ииии рррр тттт ыыыы нн ееее пппп рррр ееее дддд ееее лллл ьььь нннн ыыыы ееее с с с с пппп ииии рррр тттт ыыыы аа рррр оооо мммм аааа тттт ииии чччч ееее сссс кккк ииии ееее с с с с пппп ииии рррр тттт ыыыы 4. Н Н оооо мммм ееее нннн кккк лллл аааа тттт уууу рррр аааа 5. И И зззз оооо мммм ееее рррр ииии яяяя 6. С войства спиртов ФФ ииии зззз ииии чччч ееее сссс кккк ииии ееее Химические: 1. В В зззз аааа ииии мммм оооо дддд ееее йййй сссс тттт вввв ииии ееее с с с с пппп ииии рррр тттт оооо вввв с с с с оооо щ щ щ щ ееее лллл оооо чччч нннн ыыыы мммм ииии и и и и щ щ щ щ ееее лллл оооо чччч нннн оооо зззз ееее мммм ееее лллл ьььь нннн ыыыы мммм ииии м м м м ееее тттт аааа лллл лллл аааа мммм ииии В В зззз аааа ииии мммм оооо дддд ееее йййй сссс тттт вввв ииии ееее с с с с пппп ииии рррр тттт оооо вввв с с с с г г г г аааа лллл оооо гггг ееее нннн оооо вввв оооо дддд оооо рррр оооо дддд аааа мммм ииии 3. М М ееее жжжж мммм оооо лллл ееее кккк уууу лллл яяяя рррр нннн аааа яяяя д д д д ееее гггг ииии дддд рррр аааа тттт аааа цццц ииии яяяя с с с с пппп ииии рррр тттт оооо вввв 4. В В зззз аааа ииии мммм оооо дддд ееее йййй сссс тттт вввв ииии ееее с с с с о о о о рррр гггг аааа нннн ииии чччч ееее сссс кккк ииии мммм ииии и и и и н н н н ееее оооо рррр гггг аааа нннн ииии чччч ееее сссс кккк ииии мммм ииии к к к к ииии сссс лллл оооо тттт аааа мммм ииии 5. В В нннн уууу тттт рррр ииии мммм оооо лллл ееее кккк уууу лллл яяяя рррр нннн аааа яяяя д д д д ееее гггг ииии дддд рррр аааа тттт аааа цццц ииии яяяя с с с с пппп ииии рррр тттт оооо вввв 6. О О кккк ииии сссс лллл ееее нннн ииии ееее с с с с пппп ииии рррр тттт оооо вввв 7. Д Д ееее гггг ииии дддд рррр ииии рррр оооо вввв аааа нннн ииии ееее с с с с пппп ииии рррр тттт оооо вввв 7. С С пппп оооо сссс оооо бббб ыыыы п п п п оооо лллл уууу чччч ееее нннн ииии яяяя 8. О тдельные представители спиртов и их значение: ММ ееее тттт аааа нннн оооо лллл ЭЭ тттт аааа нннн оооо лллл ФФ ееее нннн оооо лллл ГГ лллл ииии цццц ееее рррр ииии нннн

Спирты Спиртами (алканолами) называются органические вещества, молекулы которых содержат одну или несколько гидроксильных групп, соединённых с углеводородным радикалом.

Одноатомные спирты CH3 – OH C CH3 – CH2 – OH м метанол э этанол метиловый спирт тиловый спирт

Двухатомные спирты (гликоли) HO – CH 2 – CH 2 – OH HO – CH 2 – CH 2 – CH 2 – OH этандиол-1,2 пропандиол-1,3 этандиол-1,2 пропандиол-1,3 этиленгликоль этиленгликоль

Трёхатомные спирты CH 2 –CH–CH 2 OH OH OH Пропандиол-1,2,3глицерин

Предельные спирты (содержат в молекуле предельные углеводородные радикалы) CH 3 – CH 2 – CH этанол CH 3 CH 3 CH 3 – C – OH CH 3 – C – OH CH 3 2-метилпропанол-2 CH 3 2-метилпропанол-2

Непредельные спирты (содержат в молекуле кратные связи между атомами углерода) CH 2 = CH – CH 2 – OH пропен – 2 – ол – 1 аллиловый спирт

Ароматические спирты (содержат в молекуле бензольное кольцо и гидроксильную группу, связанные друг с другом через атомы углерода). CH 2 – OH CH 2 – CH 2 – OH CH 2 – OH CH 2 – CH 2 – OH фенилметанол 2-фенилэтанол фенилметанол 2-фенилэтанол бензиловый спирт бензиловый спирт

Номенклатура При образовании названий спиртов к названию углеводорода, соответствующего спирту, добавляют (родовой) суффикс –ол. Цифрами против суффикса указывают положение гидроксильной группы в главной цепи, а префиксами ди-, три-, тетра- и т. д. – их число. В нумерации атомов углерода в главной цепи положение гидроксильной группы приоритетно перед положением кратных связей.

ИЗОМЕРИЯ Начиная с третьего члена гомогологического ряда, у спиртов появляется изомерия положения функциональной группы (пропанол-1 пропанол-2), а с четвертого – изомерия углеродного скелета (бутанол-1, 2- метилпропанол-1). Для них характерна и межклассовая изомерия – спирты изомерны простым эфирам.

Физические свойства спиртов В молекулах спиртов имеются полярные связи С-О и О-Н. Учитывая Полярность связи О-Н и значительный частичный положительный заряд, локализованный на атоме водорода, говорят, что водород гидроксильной группы имеет «кислотный» характер. Этим он резко отличается от атомов водорода, входящих в углеводородный радикал. Атом кислорода гидроксильной группы имеет частичный отрицательный заряд и две неподеленные электронные пары, что дает возможность спиртам образовывать особые водородные связи между молекулами. Благодаря водородным связям между молекулами спирты имеют аномально высокие для своей молекулярной массы температуры кипения. Так, пропан с относительной молекулярной массой 44 при обычных условиях является газом, а простейший из спиртов – метанол, имея относительную молекулярную массу 32, в обычных условиях жидкость. Низшие и средние члены ряда предельных одноатомных спиртов, содержащие от одного до одиннадцати атомов углерода, - жидкости. Высшие спирты (начиная с C 12 H 25 OH) при комнатной температуре – твердые вещества. Низшие спирты имеют характерный алкогольный запах и жгучий вкус, хорошо растворимы в воде. По мере увеличения углеводородного радикала растворимость спиртов в воде понижается, и октанол уже не смешивается с водой.

Взаимодействие спиртов со щелочными и щелочноземельными металлами. Водород гидроксильной группы молекул спиртов и молекул воды способен восстанавливаться щелочными и щелочноземельными металлами (замещаться на них): 2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 2Na + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ONa + H 2 2Na + 2ROH = 2RONa + H 2

Взаимодействие спиртов с галогеноводородами Замещение гидкоксильной группы на галоген приводит к образованию галогеналканов. C 2 H 5 OH + HBr C 2 H 5 Br + H 2 O C 2 H 5 OH + HBr C 2 H 5 Br + H 2 O

Межмолекулярная дегидратация спиртов Отщепление молекулы воды от двух молекул спирта при нагревании в присутствии водоотнимающих средств: R – OH + H O – R конц. R – O – R + H 2 O H 2 SO 4 – конц. В результате межмолекулярной дегидратации спиртов образуются простые эфиры.

Взаимодействие с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров (реакция этерификации) O O O R1 – OH + C C – R2 R R2 – C + + H2O H HO O – R1 Реакция этерификации катализируется сильными неорганическими кислотами.

Внутримолекулярная дегидратация спиртов Внутримолекулярная дегидратация спиртов происходит при нагревании спиртов в присутствии водоотнимающих средств до более высокой температуры, чем температура межмолекулярной дегидратации. В результате нее образуются алкены. Эта реакция обусловлена наличием атома водорода гидроксильной группы при соседних атомах углерода.

Окисление спиртов Окисление спиртов обычно проводят сильными окислителями, например дихроматом калия или перманганатом калия в кислой среде. При этом действие окислителя направляется на тот атом углерода, который уже связан с гидроксильной группой. В зависимости от природы спирта и условий проведения реакции могут образовываться различные продукты. Так первичные спирты окисляются сначала в альдегиды, а затем в карбоновые кислоты. первичные спирты окисляются сначала в альдегиды, а затем в карбоновые кислоты.первичные спирты окисляются сначала в альдегиды, а затем в карбоновые кислоты. При окислении вторичных спиртов образуются кетоны. образуются кетоныобразуются кетоны Третичные спирты достаточно устойчивы к окислению. Однако в жестких условиях (сильный окислитель, высокая температура) возможно окисление третичных спиртов, которое происходит с разрывом углерод-углеродных связей, ближайших к гидроксильной группе.

Окисление первичного спирта в альдегид, а затем в карбоновую кислоту

Окисление вторичных спиртов

Дегидрирование спиртов При пропускании паров спирта при oC над металлическим катализатором, например медью, серебром или платиной, п п п п п ееее рррр вввв ииии чччч нннн ыыыы ееее сссс пппп ииии рррр тттт ыыыы п п п п рррр ееее вввв рррр аааа щщщщ аааа юююю тттт сссс яяяя в в в в а а а а лллл ьььь дддд ееее гггг ииии дддд ыыыы,,,, а а а а вввв тттт оооо рррр ииии чччч нннн ыыыы ееее – – – – в в в в к к к к ееее тттт оооо нннн ыыыы.

Первичные спирты превращаются в альдегиды, а вторичные – в кетоны

Способы получения спиртов 1. Гидролиз галогеналканов Гидролиз галогеналканов Гидролиз галогеналканов 2. Гидратация алкенов Гидратация алкенов Гидратация алкенов 3. Гидрирование альдегидов и кетонов Гидрирование альдегидов и кетонов Гидрирование альдегидов и кетонов 4. Окисление алкенов Окисление алкенов Окисление алкенов 5. Специфические способы Специфические способы Специфические способы 6. Брожение глюкозы Брожение глюкозы Брожение глюкозы

Гидролиз галогеналканов Спирты могут быть получены при гидролизе галогеналканов – реакции этих соединений с водой: Многоатомные спирты можно получить при гидролизе галогеналканов, содержащих более одного атома галогена в молекуле.

Гидратация алкенов Присоединение воды по пи-связи молекулы алкена, например: Гидратация пропена приводит (по правилу Морковникова) кобразованию вторичного спирта – пропанола-2.

Гидрирование альдегидов и кетонов

Окисление алкенов Гликоли могут быть получены из при окислении алкенов водным раствором перманганата калия. Например:

Специфические способы получения спиртов Метанол в промышленности получают при взаимодействии водорода с оксидом углерода (II) при повышенном давлении и высокой температуре на поверхности катализатора: Необходимую для этой реакции смесь угарного газа и водорода, получают при пропускании паров воды над раскалённым углём:

Брожение глюкозы Этот способ получения этилового спирта известен человеку с древнейших времён: C6H12O6 дрожжи 2С2H5OH + 2CO2

Метанол Метанол (метиловый спирт) CH 3 OH - простейший представитель одноатомных спиртов. Получение - сухая перегонка дерева, а также и искусственно путем синтеза из окиси углерода и водорода под давлением в присутствии катализаторов. Получение - сухая перегонка дерева, а также и искусственно путем синтеза из окиси углерода и водорода под давлением в присутствии катализаторов. Применение - в смеси с другими растворителями для растворения смол, для производства лаков, как топливо, для приготовления красителей, формальдегида, денатурирования винного спирта и т.д.

Этанол Этанол (этиловый спирт) C 2 H 5 OH - второй представитель одноатомных спиртов, также называется винным спиртом или алкоголем. Физические свойства - бесцветная, летучая жидкость, с температурой кипения 78,3°С, легко воспламеняется, имеет характерный запах и вкус. Физические свойства - бесцветная, летучая жидкость, с температурой кипения 78,3°С, легко воспламеняется, имеет характерный запах и вкус. Получение - может быть произведен как за счет процесса - брожения, так и искусственным путем. Брожение - самый распространенный и наиболее выгодный способ, позволяющий превратить растительное сырье в алкоголь. В процессе брожения сахар, содержащийся в исходном сырье, превращается под действием дрожжевых грибков в этанол и двуокись углерода (углекислый газ). Изготовление вина является одним из примеров спиртового брожения. Для получения алкоголя могут служить практически любые фрукты, ягоды или части растения, содержащие сахар, для этой цели используют также картофель и злаки. При изготовлении алкогольных напитков высокой крепости этанол отделяют от перебродившей массы путем дистилляции. Применение - этиловый спирт используется как средство для поднятия настроения (производство ликероводочных изделий), а также в качестве растворителя, антифриза, дезинфицирующего средства и моторного топлива. Применение - этиловый спирт используется как средство для поднятия настроения (производство ликероводочных изделий), а также в качестве растворителя, антифриза, дезинфицирующего средства и моторного топлива.

Фенол Фенол (карболовая кислота) С6Н5ОН - простейший ароматический спирт Физические свойства - чистый фенол - бесцветные кристаллы (на свету становятся розовыми); т. пл. 43° С. Хорошо растворим в воде. На воздухе поглощает влагу, расплывается и становится веществом красно-бурого цвета с очень резким запахом, сильно гигроскопично, вызывает тяжелые ожоги при попадании на кожу, т. кип °С. Ядовит. Получение - сухая перегонка каменного угля. Применение - производство синтетических смол и других химикатов, применяют также в качестве дезинфицирующего средства в медицине (антисептик).

Глицерин Глицерин - простейший трехатомный спирт OHCH 2 CH(OH)CH 2 OH Физические свойства - прозрачная, сладкая на вкус, бесцветная или желтоватая сиропообразная жидкость, полностью растворимая в воде, т. кип. 290° С. Получение - в связанном виде глицерин присутствует во всех жирах и получается в больших количествах как побочный продукт при производстве мыла. Однако этого источника недостаточно для полного удовлетворения спроса на глицерин, и потому его синтезируют из продуктов переработки нефти. Получение - в связанном виде глицерин присутствует во всех жирах и получается в больших количествах как побочный продукт при производстве мыла. Однако этого источника недостаточно для полного удовлетворения спроса на глицерин, и потому его синтезируют из продуктов переработки нефти. Применение - легко перевариваемый и нетоксичный, глицерин находит применение как увлажняющий агент в пищевых продуктах, в косметике (кремы для рук) и некоторых медицинских препаратах. Одно из его главных промышленных применений – получение взрывчатого вещества нитроглицерина (динамит).