Спирты
2CO2
1.1.4. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Физические свойства. Физические свойства некоторых одноатомных спиртов
приведены в таблице.
Таблица 1. Физические свойства некоторых одноатомиых спиртов
|Название спиртов |Формула |tкип,|tпл,°C|d204 |
| | |°C | | |
|Метиловый |СН3ОН |64,7 |-97,8 |0,7930 |
|(метанол) | | | | |
|Этиловый (этанол)|C2H5OH |78,3 |-117,3|0,7900 |
|Пропиловый |н-С3Н7ОН |97,2 |-127 |0,8040 |
|(пропанол-1) | | | | |
|Изопропиловый |СH3СН(ОН)СН3 |82,2 |-88 |0,7850 |
|(пропанол-2) | | | | |
|Бутиловый |н-C4H9OH |117,7|-79,9 |0,8090 |
|(бутанол-1) | | | | |
|втop-Бутиловый |СH3СН2СН(ОН)СН3 |100 |-89 |0,8080 |
|(бутанол-2) | | | | |
|Изобутиловый |СН3СН(СН3)СН2OН |108,4|-108 |0,8010 |
|(2-метилпропанол-| | | | |
|1) | | | | |
|трет-Бутиловый |(СН3)3СОН |83 |+25 |0,7880 |
|(2-метилпропанол-| | | | |
|2) | | | | |
|Амиловый |C5H11OH |138 |-78,2 |0,8140 |
|(пентанол-1) | | | | |
|Гексиловый |C6H13OH |157,2|-51,6 |0,8190 |
|(гексанол-1) | | | | |
|Гептиловый |C7H15OH |176,3|-34,1 |0,8220 |
|(гептанол-1) | | | | |
|Октиловый |C8H17OH |195,0|-16,3 |0,8240 |
|(октанол-1) | | | | |
|Нониловый |C9H19OH |213,5|-5,0 |0,8270 |
|(нонанол-1) | | | | |
|Дециловый |C10H21OH |231,0|+6,0 |0,8290 |
|(деканол-1) | | | | |
Предельные одноатомные спирты от C1 до C12 — жидкости. Высшие спирты —
мазеобразные вещества, от C21 и выше — твердые вещества.
Все спирты легче воды (плотность ниже единицы). Температура кипения
спиртов нормального строения повышается с увеличением молекулярной
массы. Спирты нормального строения кипят при более высокой
температуре, чем спирты с изостроением. В воде хорошо растворяются
метиловый, этиловый и пропиловый спирты. С увеличением молекулярной
массы растворимость спиртов снижается. Низшие спирты легче
воспламеняются и горят бесцветным пламенем. Спирты с большой
молекулярной массой коптят при горении.
Температура кипения спиртов выше, чем галогеналкилов и углеводородов с
тем же числом углеродных атомов. Это объясняется тем, что молекулы
спирта, как и воды, являются ассоциированными жидкостями за счет
водородных связей, возникающих между молекулами:
. . . : H—O : . . . H—O : . . . H—O : . . .
| | |
R R R
Водородная связь оказывает большое влияние на физические свойства
спиртов.
Химические свойства. Основные химические свойства спиртов определяются
реакционноспособной гидроксильной группой. Химические реакции могут
идти или только по водороду гидроксильной группы, или протекать с
участием всей группы.
Реакции гидроксильного водорода.
1. Взаимодействие спиртов со щелочными металлами (образование
алкоголятов). Спирты, как известно, обладают чрезвычайно слабыми
кислотными. Однако атом водорода гидроксильной группы, обладая
некоторой подвижностью, способен обмениваться в реакциях замещения на
активные металлы:
2C2H6OH + 2Na > 2C2H6ONa + H2
этилат
натрия
Образующиеся продукты называют алкоголятами (от названия спиртов —
алкоголи). Алкоголяты метилового спирта называются метилатами, а
этилового — этилатами и т.д. Алкоголяты — твердые, неустойчивые
вещества, легко подвергающиеся гидролизу:
C2H6ONa + H2O > C2H6OH + NaOH
Алкоголяты щелочных металлов обладают более сильными основными
свойствами, чем гидроксиды щелочных металлов.
2. Образование простых эфиров.
Взаимодействием алкоголятов с галогеналкилами можно получить простые
эфиры:
C2H6—ONa + I—C2H6 > C2H6—O—C2H6 + NaI
диэтиловый
эфир
3. Образование сложных эфиров (реакция этерификации).
При реакции спиртов с кислотами (органическими или неорганическими)
получаются соединения, которые называют сложными эфирами. Такая
реакция получила название реакции этерификации (от лат. aether —
эфир).
Если во взаимодействие со спиртом вводят органические (карбоновые)
кислоты, то в качестве катализатора используют сильные минеральные
кислоты:
O
O
// H+
//
H3C—С—OH + HO—C2H5 € ? H3C—C—O—C2H5 + H2O
уксусная этиловый эфир
кислота уксусной
кислоты
(этилацетат)
Реакции гидроксила.
1. Замещение гидроксильной группы на галоген (образование
галогенопроизводного):
C2H6OH + HCl ? C2H6Cl + H2O
Такая реакция обратима, но можно равновесие сдвинуть вправо, если ее
проводить в присутствии водоотнимающих средств (например,
H2SO4(конц.), ZnCl2 и др.).
Замещение гидроксильной группы на галоген происходит также при
взаимодействии спирта с PCl5.
2. Дегидратация спиртов (отщепление воды).
Реакция дегидратации может быть внутримолекулярной и межмолекулярной.
При внутримолекулярной дегидратации образуются алкеновые углеводороды:
H+
CH2—CH2 > H2C==CH2 + H2O
| | t этилен
H OH
Легче дегидратируются третичные, затем вторичные и, наконец, первичные
спирты.
Межмолекулярная дегидратация приводит к образованию простых эфиров:
H+
C2H5—OH + HO—C2H5 € > C2H5—O—C2H5 + H2O
t диэтиловый
эфир
В этих реакциях в качестве водоотнимающих средств используют Н2SO4
(конц.).
Окисление спиртов.
Предельные спирты, в отличие от алканов, легко окисляются. Главный
"виновник" этого — гидроксильная группа. При окислении первичных
спиртов образуются альдегиды, а при окислении вторичных — кетоны:
[pic]
В качестве окислителей используют К2Сr2О7 + H2SO4 или KMnO4 + H2SO4.
Третичные спирты более устойчивы к действию окислителей. Реакции
окисления спиртов являются обратными реакциями восстановления
альдегидов и кетонов.
1.1.5. ОТДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ
Метиловый, или древесный спирт (метанол-яд), СН3ОН — прозрачная
жидкость со специфическим запахом, напоминающим этиловый спирт. В
промышленности его получают из синтез-газа. Раньше получали сухой
перегонкой древесины (отсюда его старое название — древесный спирт).
Метиловый спирт широко используется в промышленности для синтеза
формальдегида, полимерных материалов. Применяют его в качестве
растворителей для лаков, политур, красителей.
Из метилового спирта получают различные органические продукты, в том
числе — высокооктановое топливо. Спирт используют в органическом
синтезе как метилирующий агент (средство для введения в органические
соединения группы СН3).
Метиловый спирт — сильный яд. Несколько его граммов, попав в организм,
приводят к слепоте, а большие количества (30-50 грамм) — к верной
смерти. Поэтому метиловый спирт для технических нужд идет под
обязательным названием "Метанол — яд" и хранится в специальных
опечатанных хранилищах (сейфах).
Этиловый спирт (этанол) С2Н5ОН — бесцветней жидкость, легко
испаряющаяся. Спирт, содержащий 4—5 % воды, называют ректификатом, а
содержащий только доли процента воды — абсолютным спиртом. Такой спирт
получают химической обработкой в присутствии водоотнимающих средств
(например, свежепрокаленного СаО).
Этиловый спирт — многотоннажный продукт химической промышленности.
Получают его различными способами. Один из них — спиртовое брожение
веществ, содержащих сахаристые вещества, в присутствии ферментов
(например, зимазы — фермента дрожжей): зимаза
C6H12O6 —зимаза> C2H6OH + 2CO2
Такой спирт называют пищевым или винным спиртом.
Этиловый спирт можно получать из целлюлозы, которую предварительно
гидролизуют. Образующуюся при этом глюкозу подвергают в дальнейшем
спиртовому брожению. П
| |  скачать работу |
Спирты |
