Спирты-вещества нейтральные, но в незначительной степени они проявляют амфотерные свойства.
- Реакции с разрывом связи О-Н
1) При взаимодействии спиртов с щелочными металлами водород гидроксила замещается металлом с образованием алкоголятов:
2С2H5OH+2Na=2C2H5ONa+H2
Алкоголяты легко растворяются водой:
C2H5ONa+H2O=C2H5OH+NaOH
так как спирты более слабые кислоты, чем вода.
Кислотные свойства спиртов убывают в следующем порядке: первичные, вторичные, третичные.
2) Реакция этерификации. При действии на спирты минеральных и органических кислот образуются сложные эфиры
C2H5OH + HOSO3H → C2H5OSO3H + H2O (этилгидросульфат)
C2H5OH + СH3COOH → CH3COOC2H5 + H2O (этиловый эфир уксусной кислоты или этилацетат)
Отличительной особенностью второй реакции, является, то, что атом водорода отщепляется от спирта, а группа ОН от молекулы кислоты. Это было установлено экспериментально методом «меченых атомов» [3].
Реакция образования сложных эфиров минеральных и органических кислот обратима: на определённой стадии наступает равновесие. Скорость образования сложных эфиров, как показал Н.А. Меншуткин, при одной и той же кислоте для первичных спиртов примерно в два раза выше, чем для вторичных, и в 20 раз больше чем для третичных [5].
3. Реакции окисления. Спирты окисляются под действием дихромата или перманганата калия до карбонильных соединений.
Первичные спирты окисляются в альдегиды, которые в свою очередь, могут окисляются до карбоновых кислот.
Вторичные спирты окисляются в кетоны:
Третичные спирты могут окисляться только с разрывом С-С связей.
- Реакции с разрывом связи С-О
1) Реакции дегидратации протекают при нагревании спиртов с водоотнимающими веществами. Водоотнимающими веществами являются кислоты (H2SO4,H3PO4,щавелевая, бензосульфокислота и др.),оксиды (алюминия, тория и др.),некоторые соли (гидросульфат калия, сульфат меди, хлорид цинка и др.)
|
|
а) при низких температурах (меньше 140 градусов) происходит межмолекулярная дегидратация с образованием простых эфиров
б) при сильном нагревании происходит внутримолекулярная дегидратация с образованием алкенов
2) Спирты обратимо реагируют с галогенводородными кислотами по механизму нуклеофильного замещения (SN):
R-OH + HCl = R-Cl+H2O
Поэтому её проводят в присутствии водоотнимающих веществ. Третичные спирты вступают в реакцию гораздо проще вторичных, вторичные проще первичных. Это объясняется электроноотталкивающим действием алкильных групп и большей устойчивостью образующегося катиона. Реакцию галогеноводорода со спиртами часто проводят так, что галогенводород образуется непосредственно в реакционной среде, например при нагревании спирта с бромидом натрия и серной кислотой:
C2H5OH+NaBr+H2SO4=C2H5Br+NaHSO4+H2O
Спирты можно превратить в галогенпроизводные действием галогенидов фосфора (V) и фосфора (III), а также тионилхлорида SOCl2:
3R-OH + PCl3 → 3R-Cl + H3PO3
C2H5-OH + PCl5 → C2H5Cl + POCl3 + HCl
C2H5 OH + SOCl2 + → C2H5Cl + SO2 + HC1
Многоатомные спирты более сильные кислоты, чем одноатомные спирты. Поэтому они могут реагировать с щелочами, образуя соли [1].
Качественной реакцией на многоатомные спирты, содержащие группы ОН при соседних атомах углерода, является ярко синее окрашивание при действии свежеосажденного гидроксида меди (II). Цвет раствора обусловлен образованием комплексного гликолята меди
|
|
Получение спиртов
Исходными соединениями для получения спиртов служат непредельные углеводороды, галогенпроизводные, альдегиды и кетоны:
1) Гидратация алкенов. Это один из наиболее важных промышленных способов получения спиртов. Реакция идет в присутствии кислотного катализатора.
2) Гидролиз алкилгалогенидов под действием водных растворов щелочей.
По этой реакции можно получать первичные, вторичные и третичные спирты.
3) Восстановление альдегидов и кетонов. При восстановлении альдегидов образуются первичные спирты, при восстановлении кетонов – вторичные спирты.
Реакцию проводят, пропуская смесь паров альдегида или кетона и водорода над никелевым катализатором.
4) Действием реактивов Гриньяра на карбонильные соединения.
5) Этанол получают спиртовым брожением глюкозы
C6H12O6 → 2C2H5OH+2CO2
6) Метанол получают из оксида водорода и водорода в присутствии, например, цинк-хромового катализатора при температуре и давлении
CO + 2 H2 → CH3OH