Спирты
Другие рефераты
ОДНОАТОМНЫЕ ПРЕДЕЛЬНЫЕ СПИРТЫ (АЛКАНОЛЫ)
1.1.1. СТРОЕНИЕ
Изучение спиртов лучше начать с рассмотрения предельных одноатомных,
имеющих общую формулу CnH2n+1OH, или в общем виде R—OH.
В зависимости от характера углеродного атома (первичный, вторичный или
третичный), с которым связана гидроксильная группа, различают спирты
первичные, вторичные и третичные:
OH
|
CH3—CH2—CH2—OH H3C—CH—CH3
H3C—C—CH3
|
|
OH CH3
пропиловый изопропиловый
трет-бутиловый
спирт спирт
спирт
(первичный) (вторичный)
(третичный)
(Одновалентная спиртовая группа —СН2OН называется первичной,
двухвалентная - ==СН—ОН - вторичной и трехвалентная - ??С—ОН -
третичной спиртовой группой.)
Строение самого простого спирта — метилового (метанола) — можно
представить формулами:
|H |H |
|| |.. .. |
|H—C—OH или CH3—OH |H : C : O : H |
|| |.. .. |
|H |H |
|структурные |электронная |
|формулы |формула |
Из электронной формулы видно, что кислород в молекуле спирта имеет две
неподеленные электронные пары.
Кислород в гидроксильной группе, обладая значительной
электроотрицательностью, оттягивает электронную плотность связи O—Н в
свою сторону. Поэтому такая связь частично поляризована: на атоме
кислорода появляется частичный отрицательный, а на водороде —
частичный положительный заряды:
?- ?+
O < H
Однако эта поляризация снижается за счет донорных свойств алкильных
радикалов:
?- ?+
R > O < H
Таким образом, подвижность атома водорода в гидроксильной группе
спирта несколько меньше, чем в воде. Более "кислым" в ряду одноатомных
предельных спиртов будет метиловый (метанол). Он немного "кислее", чем
вода.
Радикалы в молекуле спирта также играют определенную роль в проявлении
кислотных свойств. Обычно углеводородные радикалы понижают кислотное
свойства. Но если в них содержатся, электроноакцепторные группы, то
кислотность спиртов заметно увеличивается. Например, спирт (СF3)3С—ОН
за счет атомов фтора становится настолько кислым, что способен
вытеснять угольную кислоту из ее солей.
1.1.2. НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ
Номенклатура. Названия спиртов чаще всего связывают с названиями
радикалов, с которыми связана гидроксильная группа:
H3C—OH C2H6—OH H3C—CH—OH
|
CH3
метиловый этиловый изопропиловый
спирт спирт спирт
По систематической номенклатуре спирты называют по названию
соответствующего алкана с добавлением суффикса -ол (СН3ОН - метанол,
C2H5—ОН - этанол и т.д.). Главную цепь нумеруют с того конца, к
которому ближе расположена гидроксильная группа. Например:
CH3—CH2—CH2—OH CH3—CH—OH CH3—CH—CH2—CH—CH3
|
| |
CH3
CH3 OH
пропанол-1 пропанол-2
4-метилпентанол-2
Иногда спирты рассматривают как производные простейшего спирта —
метилового СH3—ОН, который называют также карбинолом:
CH3—CH2—OH
метилкарбонил
(этиловый спирт)
Изомерия. Строение спиртов зависит от структуры углеродной цепи и
положения в ней гидроксильной группы. Например:
CH3—CH2—CH2—CH2—OH CH3—CH2—CH—OH3
CH3—CH—CH2OH
| |
OH CH3
н-бутиловый спирт, втор-бутиловый
изобутиловый
бутанол-1 спирт,
бутанол-2 спирт, 2-ме-
тилпропанол-1
OH
|
CH3—C—CH3
|
CH3
трет-бутиловый спирт,
2-метилпропанол-2
1.1.3. ПОЛУЧЕНИЕ
В природе спирты встречаются редко, чаще — в виде производных (сложные
эфиры и др.), из которых они могут быть получены. Для получения
спиртов важную роль играет органический синтез. Приведем некоторые
способы синтеза спиртов.
1. Гидратация (присоединение воды к алкенам). Реакция проводится в
присутствии катализаторов. При использовании в качестве катализатора
серной кислоты (сернокислотная гидратация) реакция идет в две стадии:
H2C==CH2 + HO—SO2—OH > H3C—CH2—OSO2—OH
этилсерная
кислота
H3C—CH2—OSO2—OH + H2O > H3C—CH2—OH + H2SO4
этиловый
спирт
Если реакцию гидратации проводить при высокой температуре (300 - 350
°С) и давлении в присутствии катализатора (смеси фосфорной к
вольфрамовой кислот), то реакция идет в одну стадию. Это—метод прямой
гидратации. При получении этилового спирта этот метод вытеснил
сернокислотную гидратацию. Гидратация алкенов имеет важное
промышленное значение. Этот способ позволяет получать спирты из
доступного и дешевого сырья — газов крекинга. Так, из 1 т этилене
можно получить 1,4 т спирта. Впервые в нашей стране этиловый спирт
начали получать гидратацией этилена с 1952 г. (г. Сумгаит).
2. Гидролиз моногалогенопроизводных. Реакцию проводят, нагревая
галогеналкилы с водой или водным раствором щелочей:
C2H6Cl + H2O > C2H6OH + HC
3. Получение метанола из синтез-газа. Процесс идет при 220—300 °С и
сравнительно невысоком давлении с использованием катализатора из
оксидов меди и цинка:
кат.
CO + 2H2 > CH3OH
Из синтез-газа можно получать и другие спирты.
4. Восстановление альдегидов и кетонов. При восстановлении альдегидов
образуются первичные, а при восстановлении кетонов — вторичные:
O
// 2H
H3C—C > H3C—CH2OH
H
уксусный этиловый
альдегид спирт
2H
H3C—CO—CH3 > H3C—CH—CH3
|
OH
ацетон изопропиловый
спирт
5. Спиртовое брожение (расщепление) моносахаридов C6H12O6 под влиянием
ферментов:
зимаза
C6H12O6 —> C2H6OH +
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
