СПИРТЫ (Ч. I) Кислородсодержащие органические соединения

Классификация кислородсодержащих органических соединений

Классификация спиртов Спирты классифицируют по различным структурным признакам структурным признакам 1. По числу гидроксильных групп спирты подразделяются на одноатомные (одна группа -ОН),CH 3 CH 2 OH этиловый спирт (этанол) многоатомные (две и более групп -ОН). Современное название многоатомных спиртов – полиолы (диолы, триолы двухатомный спирт – этиленгликоль (этандиол) HO–СH 2 –CH 2 –OH HO–СH 2 –СН(ОН)–CH 2 –OH трехатомный спирт – глицерин (пропантриол-1,2,3) Двухатомные спирты R–CH(OH) 2 неустойчивы и, отщепляя воду, превращаются в альдегиды R–CH=O. Спирты R–C(OH) 3 не существуют.

( В зависимости от того, с каким атомом углерода (первичным, вторичным или третичным) связана гидроксигруппа, различают спирты: Классификация спиртов первичные R–CH 2 –OH, вторичные R 2 CH–OH, третичные R 3 C–OH В многоатомных спиртах различают первично-, вторично- и третичноспиртовые группы. Молекула глицерина содержит две первичноспиртовые (HO–СH 2 –) и одну вторичноспиртовую (–СН(ОН)–) группы. Пропан-2-ол 2-метилпропан-2-ол

Классификация спиртов По строению радикалов, связанных с атомом кислорода, спирты подразделяются на: предельные, или алканолы R-CH 2 –OH непредельные, или алкенолы R-CH=CH–CH 2 –OH алкинолы R--CH 2 -OH ароматические C 6 H 5 CH 2 –OH Непредельные спирты с ОН-группой при атоме углерода, соединенном с другим атомом двойной связью, очень неустойчивы и сразу же изомеризуются в альдегиды или кетоны: CH 2 =CH–OH CH 3 –CH=O виниловый уксусный спирт альдегид

Номенклатура спиртов 1.Систематические названия даются по названию углеводорода с добавлением суффикса - ол и цифры, указывающей положение гидроксигруппы (если это необходимо). Нумерация ведется от ближайшего к ОН-группе конца цепи. 2. Радикально-функциональная номенклатура практически не используется СH 3 -OH метиловый спирт C 2 H 5 -OH этиловый спирт CH 3 CH(OH)CH 3 пронан-1-ол пропан-2-ол 3. Заместители, образующиеся из спиртов, имеют окончания …илокси гептилоксибензол 4. Соли спиртов (алкоголяты) оканчиваются на …олят, либо называют …оксидами или …оксиданидами изопропиловый спирт

Изомерия спиртов Для спиртов характерна структурная изомерия: 1. Изомерия положения ОН-группы (начиная с С3): 2. Изомерия углеродного скелета (начиная с С4) Формуле C 4 H 9 OH соответствует 4 структурных изомера

Изомерия спиртов 4. Межклассовая изомерия с простыми эфирами (этиловый спирт СН 3 CH 2 –OH и диметиловый эфир CH 3 –O–CH 3 ) 5. Возможна также пространственная изомерия (оптическая) Формуле C 4 H 9 OH соответствует 5 изомерных спиртов (4 структурных изомера и один из них - бутанол-2 - в виде двух оптических изомеров) бутанол-2 В молекуле бутанола-2 есть ассиметрический атом углерода (хиральный центр), следовательно возможно существование 2-х оптических изомеров

Физические свойства спиртов Соединение Ткип., 0 С Растворимость в воде, мл/100мл CH 3 CH CH 2 =CH CH 3 CH 2 Cl г/100г CH 3 OCH CH 3 OH 65 неограниченна СH 3 CH 2 OН 78 неограниченна Причина «аномальных» физических свойств спиртов – возможность свойств спиртов – возможность образования межмолекулярных водородных связей

Получение спиртов 1. Гидратация алкенов Этанол, изопропанол, втор-бутанол, трет-бутанол 300$ за тонну 600$ за тонну 2. Ферментативный гидролиз углеводов

3. Синтез метанола Получение спиртов 4. Оксо-синтез (гидроформилирование)

Синтез спиртов Мы уже знаем! 1. Из алифатических галогенидов 2. Из алкенов Гидратация алкенов Гидролиз алкилгалогенидов Гидроборирование-окисление алкенов 3. Из ацетиленов

Синтез спиртов 4. Из карбонильных соединений (восстановление) Каталитическое гидрирование Алюмогидрид лития – сильный восстановитель, мгновенно реагирует с водой или спиртом, поэтому его используют в растворах ТГФ или эфире. NaBH 4 борогидрид натрия Восстановление по Меервейну-Понндорфу не восстанавливаются группы С=С, СС, NO 2

При использовании р.Гриньяра в синтезе спиртов происходит наращивание углеводородной цепи Синтез спиртов 4. Из карбонильных соединений (при взаимодействии с металлорганическими соединениями) Взаимодействие с реагентами Гриньяра первичный спирт вторичный спирт третичный спирт

окись этилена Первичные спирты можно синтезировать, используя окись пропилена

4. Из карбонильных соединений (при взаимодействии с металлорганическими соединениями)

5. Гидролиз сложных эфиров Синтез спиртов Гидролиз, катализируемый кислотами Минеральные кислоты ускоряют как прямую, так и обратную реакции. Нуклеофилом является Н 2 О, Уходящей группой-спирт Гидролиз, катализируемый щелочами (омыление сложных эфиров) Реакция практически необратима, т.к. карбоксилат-анион, стабилизированнный резонансом, мало склонен к реакции со спиртом.