Спирты и их свойства

Спирты и их свойства

Кислородсодержащие органические соединения

· Спирты,

· Простые эфиры,

· Альдегиды,

· Кетоны,

· Карбоновые кислоты, их ангидриды и галогенангидриды

· Сложные эфиры,

· Фенолы и их простые эфиры.

Спирты

К спиртам относятся соединения, содержащие функциональную группу -OH, связанную с алифатическим радикалом.

Например, CH2=CH-CH2-OH, HCC-CH2-OH, CH3-OH.

аллиловый спирт пропаргиловый спирт метанол

В радикал, соединенный с группой –OH, может входить так же остаток ароматического углеводорода, если он отделён, по крайней мере, одной метиленовой группой.

noname01.pngПодпись: бензиловый спирт

Классификация спиртов

I. По типу атомов углерода, контактирующих с функциональной группой –OH различают первичные , вторичные и третичные спирты.

третичный спирт.gif

Подпись: Вторичный спиртвторичный спирт.gif первичный спирт.gif

Подпись: Первичный спирт

Подпись: Третичный спирт

Исключение: CH3-OH (метанол) –он тоже первичный спирт.

II. По количеству гидроксильных групп различают одноатомные, трёхатомные, многоатомные, полиатомные спирты, например:

Подпись: одноатомныйПодпись: двухатомныйПодпись: (1,2 – этандиол)Подпись: (пентанол-3) двухатомный.gifодноатомный спирт.gif

Подпись: (1, 2, 3 - пропантриол) глицерин

Подпись: (пентаэритрит)четвертичный спирт.gifтрехатомный спирт.gif

Подпись: трёхатомный Подпись: четырёхатомный

многоатомный спирт.gif

полиатомный спирт.gif

Подпись: (поливиниловый спирт)Подпись: полиатомныйПодпись: многоатомныйПодпись: (D-сорбит)

Номенклатура и изомерия спиртов

По номенклатуре ИЮПАК в структурной формуле спирта находится самая длинная цепь из атомов углерода, обязательно включающая атом углерода, связанный с гидроксильной группой. Эта цепь нумеруется с той стороны, к которой ближе гидроксил. Сначала называются алкильные радикалы с указанием их места положения в цепи, затем название алкана соответствующего длине выбранной цепи, после чего добавляется окончание спиртов – «ол».

По рациональной номенклатуре атом углерода и связанный с ним гидроксил получают название «карбинол». Сначала называются алкильные радикалы, соединённые с упомянутым выше атомом углерода, а затем слитно слово «карбинол». Ниже в таблице приведены названия спиртов с брутто-формулой С5Н12О по этим видам номенклатур, а также тривиальные (то есть исторически сложившиеся) их названия.

C5H12O

Название по ИЮПАК

Рациональное название

Тривиальное название

пентанол-1.gif

Пентанол - 1

н- Бутилкарбинол

Амиловый спирт

пентанол-2.gif

Пентанол - 2

Метилпропилкарбинол

-

пентанол-3.gif

Пентанол - 3

Диэтилкарбинол

-

2-метилбутанол-1.gif

2 – метилбутанол - 1

Втор - бутилкарбинол

-

2-метилбутанол-2.gif

2 - метилбутанол - 2

Диметилэтилкарбинол

Трет – амиловый спирт

3-метилбутанол-2.gif

3 – метилбутанол - 2

Метилизопропилкарбинол

-

3-метилбутанол-1.gif

3 – метилбутанол - 1

Изобутилкарбинол

Изоамиловый спирт

2,2-диметилпранол-1.gif

2,2 – диметилпропа-

нол - 1

Трет - бутилкарбинол

Неопентиловый спирт

Контрольное задание: написать структурные формулы спиртов C6H14O и дать им названия по номенклатуре ИЮПАК и по рациональной номенклатуре.

Способы получения спиртов

1. Из алканов. Метан может быть селективно окислен на гетерогенном катализаторе – серебре расчётным количеством кислорода до метанола:

реакция 1.gif

Алканы с большим числом атомов углерода ,такие, например, как пропан и бутан, окисляются до смеси первичных и вторичных спиртов расчётным количеством кислорода в присутствии катализаторов – солей марганца. Реакция малоселективна – получается довольно большое количество примесей: альдегидов и кетонов с тем же числом атомов углерода, альдегидов и спиртов – продуктов деструкции

реакция 2.gif

2. Из алкенов. К любому алкену можно присоединить воду в присутствии кислот

Присоединение идёт по правилу Марковникова.

3. Из алкинов. Ацетилен и терминальные алкины, реагируя с формальдегидом, другими альдегидами и кетонами, дают соответственно первичные, вторичные и третичные спирты

из алкинов1.gif

из алкинов3.gif

Реакции были впервые опубликованы в 1905 году А.Е. Фаворским и носят его имя.

4. Из алкадиенов. Алкадиены аналогично алкенам присоединяют в присутствии кислот воду.

Присоединение первого моля воды идёт преимущественно в положения 1 – 4. При

присоединении второго моля воды образуются диолы. Ниже представлены примеры обоих

случаев:

Из алкадиенов1.gif

5. Из галоидных алкилов. Галоидные алкилы вступают с водными растворами щелочей в реакцию нуклеофильного замещения галогена на гидроксил:

из галоидных алкинов1.gif

из галоидных алкинов2.gif

из дигалоидных производных.gif6. Из дигалоидных производных. При действии щелочей на дигалоидные производные алканов получаются двухатомные спирты (или диолы):

Как показано выше из 1,2-дибромэтана получается 1,2-этандиол (этиленгликоль). Этот диол очень широко применяется для производства антифризов. Например, в незамерзающей жидкости для охлаждения двигателей внутреннего сгорания – «Тосол-А 40» его 40%.

из тригалоидных производных.gif7. Из тригалоидных производных. Из 1,2,3-трихлорпропана, например, получают широко используемый глицерин (1,2,3-пропантриол).

из аминов.gif8. Из аминов. При нагревании с парами воды в присутствии катализатора протекает обратимая реакция, в которой конечными продуктами являются спирт с тем же строением углеродного скелета и аммиак.

Первичные амины можно перевести в спирты так же действием нитрита натрия в соляной кислоте при охлаждении до 2 – 5оС:

из спиртов по реакции Меервейна - Понндорфа - Верлея.gif9. Из альдегидов и кетонов по реакции Меервейна – Понндорфа – Верлея. На кетон или альдегид действуют каким-либо спиртом в присутствии катализатора – алкоголята алюминия. В качестве алкоксильных групп берут остатки того же спирта, который взят в качестве реагента. Например, в приведённой ниже реакции вместе с нормальным бутиловым спиртом взят трибутилат алюминия. Реакция обратима и равновесие в ней сдвигают по принципу Ле-Шателье избытком спирта-реагента.

Первые публикации об этой реакции появились практически одновременно в двух разных немецких и одном французском химических журналах в 1925 – 1926 годах. Реакция имеет огромное значение, так как позволяет восстановить карбонильную группу в спиртовую, не восстанавливая двойные связи, нитро- и нитрозогруппы, которые водородом и другими восстановителями переводятся соответственно в простые связи и аминогруппы, например:

Как видно двойная связь, присутствовавшая в кетоне, сохранилась и в полученном спирте. Ниже показано, что при гидрировании кетогруппы одновременно гидрируется и двойная связь.

Аналогичная картина наблюдается и при наличии в кетоне нитрогруппы: в реакции Меервейна –Понндорфа-Верлея она сохраняется, а при гидрировании водородом на катализаторе восстанавливается до аминогруппы:

10. Из альдегидов и кетонов путём гидрирования на катализаторах – металлах платиновой группы: Ni, Pd, Pt :

из альдегидов и кетонов1.gif

11. Получение спиртов из альдегидов и кетонов путём синтезов Гриньяра.

Реакции, открытые Франсуа Огюстом Виктором Гриньяром в 1900 – 1920 годах имеют колоссальное значение для синтезов многих классов органических веществ. Так, например, с их помощью можно из любого галоидного алкила и формальдегида в три стадии получить первичный спирт:

(1)

Для получения вторичного спирта надо вместо формальдегида взять любой другой альдегид:

При гидролизе такой соли получается спирт с числом атомов углерода равным сумме их в магнийорганическом соединении и в альдегиде:

Для получения третичного спирта вместо альдегида в синтезе используют кетон:

12. Из карбоновых кислот спирты можно получить только в две стадии: на первой из карбоновой кислоты действием пентахлорида фосфора или действием оксиддихлорида серы (IV) получают её хлорангидрид:

На второй стадии, полученный хлорангидрид гидрируют на палладии до спирта:

13. Из алкоголятов спирты очень легко получаются путём гидролиза при комнатной температуре:

Борные эфиры гидролизуются труднее – только при нагревании:

из карбоновых кислот2.gif


Выпадает в осадок если её больше, чем 4г/100г H2O

14. Из сложных эфиров спирты наряду с карбоновыми кислотами могут быть получены путём автокаталитического, кислотного или щелочного гидролиза. При автокаталитическом процессе в результате очень медленного гидролиза водой появляется слабая карбоновая кислота, которая в дальнейшем ходе реакции играет роль катализатора, заметно ускоряя расход сложного эфира и появление спирта во времени. Например, для реакции втор-бутилового эфира 2-метилпропановой кислоты кинетические кривые, то есть зависимости изменения молярных концентраций во времени представяют собой сигмоиды или S-образные кривые (смотрите график ниже реакции).

15. Если добавить к сложному эфиру сильную кислоту, которая является катализатором, то в

реакции не будет индукционного периода, когда гидролиз почти не идёт (от 0 до 1 времени).

Кинетические кривые в этом случае будут представлять собой экспоненты: нисходящую

для сложного эфира и восходящую для спирта. Процесс называется кислотным гидролизом:

16. Если добавить к сложному эфиру щёлочь (моль на моль или избыток) , то реакция так же описывается экспоненциальными кинетическими кривыми, но в отличие от кислотного гидролиза, где концентрации веществ стремятся к равновесным значениям, здесь конечная концентрация спирта практически равна исходной концентрации эфира. Ниже приведена реакция щелочного гидролиза того же сложного эфира и график с кинетическими кривыми. Как видно щёлочь здесь не катализатор, а реагент, и реакция необратима:

17. Из сложных эфиров спирты можно получить также по Буво и Блану. Этот способ был впервые опубликован авторами в двух разных французских химических журналах в 1903 и 1906 годах и заключается в восстановлении сложных эфиров натрием в спирте, например:

Как видно в реакции получаются два спирта: один из кислотной части сложного эфира и он всегда первичный, второй из спиртовой части и он может быть любым – первичным, вторичным или третичным.

18. Более современный способ получения спиртов из сложных эфиров заключается в восстановлении их комплексными гидридами до алкоголятов (реакция ( 1 ) ), которые затем легко переводятся в спирты путём гидролиза (реакции ( 2а ) и ( 2b ) ), например:

Физические свойства спиртов

Спирты – бесцветные вещества, поглощающие свет в ближней УФ части спектра 200 < αmax < 300 нм. Среди спиртов нет газов ни при нормальных условиях, ни при комнатной температуре. Спирты линейного строения с числом атомов углерода до 12 – жидкости при комнатной температуре. Например, деканол-1 плавится при +7оС, додеканол при 24оС, а тридеканол-1 уже при 30,6оС, то есть он твёрдое вещество при комнатной температуре. Среди спиртов разветвлённого строения даже с небольшим числом атомов углерода появляются твёрдые вещества. Так, например, трет-бутиловый спирт плавится при +25,5оС, тогда как нормальный бутиловый плавится при -89,5оС, изобутиловый при -108оС, а втор-бутиловый спирт при -114,7оС.

Спирты способны образовывать межмолекулярные водородные связи.

физические свойства2.gifфизические свойства1.gifОбразование межмолекулярных водородных связей приводит к значительному повышению температур кипения спиртов по сравнению с веществами, имеющими тот же радикал, но вместо гидроксильной группы OH – другие атомы или группы.

CH3F, CH3-Cl, CH3-Br – газы при нормальных условиях.

tкип (C2H5OH) = 78, 5°C tкип (CH3OH) = 65°C

CH3-O-CH3 – газ при комнатной температуре.

физические свойства3.gif

Температуры кипения у спиртов–изомеров зависят от строения; у линейных изомеров они самые высокие, у наиболее разветвлённых - самые низкие. Например, у нормального бутилового спирта tкип= 117,7оС, у изобутилового tкип= 107,9оС, а у трет-бутилового tкип= 82,8оС

Спирты – вязкие жидкости. Их вязкость превышает вязкость воды при той же температуре. Метанол, этанол и низшие спирты смешиваются с водой при любой температуре. Начиная со спиртов C4, растворимость становится ограниченной. При увеличении длины углеродной цепи растворимость жидких спиртов в воде резко падает.

Растворимость спиртов в алканах и их смесях, например, в октане или керосине, плохая. Они смешиваются в любых соотношениях с низшими кетонами (ацетоном и метилэтилкетоном). Спирты хорошо растворяются, а чаще – смешиваются в любых соотношениях с кетонами, альдегидами, сложными эфирами с близкой молярной массой. Спирты смешиваются в любых соотношениях или очень хорошо растворимы в полярных органических растворителях: формамиде, ТГФ, диоксане, ДМФА, ДМАА, гексаметаполе, ДМСО и др.

Сами спирты – полярные органические растворители. Они очень хорошо растворяют многие органические вещества: фенол, анилин, нитробензол, галогенпроизводные алканов. Хорошо или очень хорошо растворяются в спиртах также многие соли, например, некоторые из перхлоратов (ClO4-):

CH3OH

C2H3OH

NH4+

6,9

1,9

Хорошо растворяют

Li+

188,2

151,8

Очень хорошо

Na+

51,3

14,7

K+

0,21

0,012

Умеренно и плохо

Rb+

0,06

0,009

Плохо

Cs+

0,09

0,011

Mg2+

51,8

24,0

Очень хорошо

Ca2+

237,4

166,2

Превосходно

Sr2+

212

180,7

Ba2+

217,1

124,6

Растворимость перхлоратов в этой таблице указана в граммах на 100 грамм растворителя.

И метанол, и этанол хорошо растворяют нитрат серебра (AgNO3), роданид аммония (NH4NCS) и другие соли. В глицерине растворяется до 30% буры (Na2B4O7)

Метанол, этанол, пропанол–2 имеют специфический запах водки.

Спирты C4 C5 имеют запах сивушных масел. Высшие спирты (воск) практически не пахнут. Некоторые спирты, содержащие бензольные кольца, могут хорошо пахнуть, например, 2-фенилэтанол

физические свойства5.gifпахнет розой, а 2,6-диметилгептанол-2 имеет тонкий цветочный запах с оттенком аромата земляники.

Химические свойства спиртов

Спирты являются очень слабыми кислотами .Их pKa = 16-18. Однако они гораздо более сильные кислоты, чем ацетилен (рКа= 22) и аммиак (рКа=35). Поэтому легко, при комнатной температуре низшие спирты реагируют с ацетиленидами щелочных металлов и с амидом натрия:

Со щелочами спирты реагируют обратимо. Равновесие сильно смещено в сторону исходных веществ, так как вода значительно более сильная кислота, чем спирты:

В связи с этим при реакциях галогенпроизводных бензола со щелочами, проводимых в спирте, получается больше продукта I, чем II, так как

скорость реакции с метилат –ионом намного выше, чем с гидроксид-ионом, хотя последнего в равновесии больше.

Спирты могут взаимодействовать с очень многими реагентами. Ниже приведены наиболее важные из этих реакций:

Спирты реагируют с активными металлами:

с активынми металлами.gif

с активынми металлами2.gif

Реакции, приведённые ниже, используются для абсолютирования спиртов, то есть для удаления из них воды путём её химического связывания. К магниевым стружкам приливают

спирт, содержащий около 4% воды, и кипятят, добавляя йод для активации первой реакции:

Полученный этилат магния самопроизвольно реагирует с водой – обычный гидролиз соли слабого основания и слабой кислоты:

с активынми металлами4.gif

С менее активными металлами, такими как Al, Zn, Fe спирты не реагируют.

Спирты могут реагировать с концентрированными галогеноводородными кислотами в присутствии ZnCl2 (р. Лукаса):

реактив Лукаса.gif

реактив Лукаса1.gif

реактив Лукаса2.gif

Эти реакции – хороший пример для иллюстрации положения теории А.М.Бутлерова о влиянии строения на химические свойства. Как видно скорость реакции с одним и тем же реагентом в случае третичных спиртов намного выше, чем для вторичных, а те в свою очередь реагируют быстрее первичных.

С кислородсодержащими кислотами спирты реагируют с образованием сложных эфиров этих кислот:

реактив лукаса3.gif

реактив лукаса4.gif

реактив лукаса5.gif

Спирты реагируют с аммиаком. Реакция обратима. Равновесие в ней смещают вправо избытком аммиака в соответствии с принципом Ле-Шателье:

с аммиаком.gif

с аминами.gifСпирты реагируют с аминами.

с аминами1.gif

При межмолекулярной дегидратации спиртов образуются простые эфиры:

межмолекулярная дегидратация спиртов.gif

внутримолекулярная дегидратация спиртов1.gifПри дегидратировании в газовой фазе на гетерогенном катализаторе – оксиде алюминия равновесие смещают вправо, понижая давление, так как в реакции из одного моля газа получается два (в соответствии с принципом Ле-Шателье)

При внутримолекулярной дегидратации получаются алкены. В соответствии с правилом Зайцева водород преимущественно отщепляется от менее гидрогенизированного атома углерода из двух соседних с тем атомом углерода, который связан с гидроксилом

Спирты взаимодействуют с непредельными углеводородами:

с алкенами.gif

с алкенами1.gif

При реакции спиртов с ацетиленом получаются очень важные для синтеза полимеров виниловые эфиры:

с алкинами.gif

Алкадиены со спиртами так же дают непредельные простые эфиры:

с алкадиенами.gif

С аренами спирты не реагируют. Они не реагируют также с галогенпроизводными алканов. Однако соли спиртов – алкоголяты реагируют с ними очень легко. В результате реакции получаются простые эфиры (лучший способ получения несимметричных простых эфиров):

реакция алкоголята с галогенпроизводнымиsk2.gif

реакция спиртов с альдегидами.gifРеакция спиртов с альдегидами (получение полуацеталей).

реакция спиртов с полуацеталями.gif При реакции спиртов с полуацеталями получаются ацетали:

Полуацетали и ацетали, как правило, обладают хорошим запахом, выделяются из растений и часто служат компонентами парфюмерных композиций.

Реакция спиртов с кетонами аналогична их взаимодействию с полуацеталями, но проходит в более жестких условиях.

с кетонами1.gif

реакция спиртов с кетонами2.gif

Спирты взаимодействуют с альдегидами и кетонами по реакции Меервейна – Понндорфа – Верлея, о которой было подробно рассказано в пункте 9 способов получения спиртов. Здесь приведём другой пример этой реакции:

реакция этерификации.gifСпирты взаимодействуют также и с карбоновыми кислотами. При этом обратимо получаются сложные эфиры и вода. Процесс называется реакцией этерификации.

Спирты могут взаимодействовать также со сложными эфирами. Получается новый спирт и новый сложный эфир. Реакция носит характер обратимой , катализируется кислотами и называется реакцией переэтерификации спиртом. Она очень широко применяется в синтезах душистых веществ для парфюмерных композиций.

реакция переэтерификации спиртом.gif

Спирты могут окисляться в различных условиях до различных продуктов:

а) При горении:

горение спиртов.gif

б) При окислении паров первичных и вторичных спиртов оксидом меди получаются соответственно альдегиды и кетоны, например:

окисление оксидом меди1.gif

окисление оксидом меди2.gif

в) При дегидрировании спиртов на катализаторах платиновой группы первичные спирты окисляются до альдегидов, а вторичные - до кетонов:

дегидрирование спиртов.gif

дегидрирование спиртов1.gif

При окислении спиртов в жидкой фазе в кислой среде сильными окислителями, такими как перманганат калия, дихромат калия или висмутат натрия первичные спирты окисляются до карбоновых кислот. Вторичные - до кетонов. Например, этанол до уксусной кислоты:

овр1.gif

Изопропиловый спирт окисляется до кетона (до пропанона )

овр2.gif

окисление третичных спиртов.gifОкисление третичных спиртов идет

только при нагревании с разрывом C-C связи. Получается сложная смесь карбоновых кислот, кетонов и углекислый газ:

Если все алкильные радикалы одинаковы, то реакция может быть уравнена. Ниже приведена реакция окисления третичного спирта – триэтилкарбинола висмутатом натрия в среде разбавленной азотной кислоты:

овр6.gif

Особенности способов получения и реакционной способности двух- и многоатомных спиртов.

Наряду со способами аналогичными способам получения одноатомных спиртов, двухатомные спирты могут быть получены путём окисления алкенов по Вагнеру, например:

При присоединении воды к эпоксисоединениям так же получаются диолы:

Трёхатомный спирт – глицерин может быть получен, например, по приведённой ниже цепи превращений:

Двух- и многоатомные спирты вступают во все те же реакции, в которые вступают одноатомные спирты, правда реакция может идти ступенчато, например:

особенности реакционной способности 2х и многоатомных спиртов.gif

При взаимодействии многоатомных спиртов с гидроксидами тяжелых металлов, таких как хром, свинец , висмут и медь в щелочной среде образуются хорошо растворимые в воде комплексные соединения. Медный комплекс ярко окрашен в сине-фиолетовый цвет. Для образования комплексов необходимо, чтобы гидроксильные группы в спиртах находились у соседних атомов углерода.

Незаряженные комплексы такого типа могут из водного раствора переходить в органические растворители , например, в 1,2-дихлорэтан или в хлороформ.

В трёхатомных спиртах, а так же и в спиртах с большим количеством гидроксильных групп, в образовании комплекса участвуют только два стоящих рядом гидроксила. Например, в комплексе из глицерина и катиона меди (II):

ПРИМЕНЕНИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЕ

ЗНАЧЕНИЕ СПИРТОВ

Простейший спирт – метанол очень широко применяется как исходное сырьё в многочисленных органических синтезах. Например, для синтеза формальдегида, метилмеркаптана, метиламина, сложных эфиров многих карбоновых кислот, которые в свою очередь применяются как пластификаторы, растворители, душистые вещества в парфюмерии и компоненты пищевых эссенций. Очень важным является синтез уксусной кислоты из метанола и угарного газа:

Этот способ производства уксусной кислоты вытеснил вредный с позиции экологии способ её синтеза из ацетилена через ацетальдегид по Кучерову, так как в нём получается большое количество ртутьсодержащих сточных вод.

Не менее важным является использование метанола в синтезе метилакрилата из ацетилена , угарного газа и этого спирта:

Метанол используется также как растворитель, антифриз и моторное топливо. Им растворяют пробки, образующиеся из замёрзшего конденсата в газопроводах на крайнем севере.

Метанол чрезвычайно токсичен. 7- 10 мл его достаточно для того, чтобы мужчина с массой тела около 70 кг ослеп. Выпитые по ошибке 25 – 30 мл приводят к летальному исходу. Важно знать, что токсичен не сам метанол, а продукты его окисления под действием ферментов – формальдегид и муравьиная кислота. Поэтому, если занять ферменты окислением гораздо менее опасного для человека этанола (в виде водки, принимаемой постоянно в течение трёх суток), то пациента можно спасти.

В мире производится около 30 миллионов тонн метанола в год.

Этанол применяется в производстве ацетальдегида, хлороформа, диэтилового эфира, этилацетата, уксусной кислоты, дивинила, многих душистых веществ для парфюмерии. Кроме того он применяется как растворитель лакокрасочных материалов, взрывчатых и лекарственных веществ. Этиловый спирт, получаемый путём брожения пищевого сырья, применяется при изготовлении алкогольных напитков, растворения и перекристаллизации лекарственных препаратов. Этанол – наркотик, возбуждающе действующий на организм; его постоянное (важно знать любителям пива) или периодическое, но неумеренное употребление ведёт к алкоголизму – тяжёлой болезни, заканчивающейся циррозом печени и полной деградацией личности. В мире производится около 3 миллионов тонн этанола в год.

Пропанол-1 широко применяется как растворитель для восков, природных и синтетических смол. Как исходное вещество в синтезе лекарственных препаратов, душистых веществ для парфюмерных композиций, сложных эфиров – растворителей лакокрасочных материалов, пестицидов.

Пропанол-2 широко применяется как растворитель ацетатов целлюлозы, этилцеллюлозы, целлофана, эфирных масел, алкалоидов. Как исходное вещество он применяется в синтезах ацетона, изорпопиламина, изопропилацетата , косметических, моющих и лекарственных средств.

Изопропиловый спирт входит в состав жидкостей для размораживания замков и в состав «жидкого ключа», помогающего отворачивать гайки, например, на колёсах автомобилей.

Бутанол-1 применяется как растворитель лакокрасочных материалов, как исходное вещество в синтезе душистых веществ для парфюмерных композиций, пластификаторов для полимерных материалов, гербицидов.

Бутанол-2 применяется как высокооктановый ( ОЧ = 110 ) компонент моторных топлив, как исходное вещество в синтезах. В мире производится около 1 миллиона тонн бутанола-2 в год.

Изобутиловый спирт ( 2-метилпропанол-1 ) применяется как растворитель лакокрасочных материалов и азотнокислых эфиров целлюлозы (взрывчатые вещества, ракетное топливо). Он используется так же в синтезах душистых веществ, пластификаторов для полимеров, гербицидов.

Трет-бутиловый спирт ( 2-метипропанол-2 )в огромных масштабах используется для получения путём дегидратации изобутилена ( 2-метилпропена ), который идёт как мономер для производства полиизобутилена. Последний с малой степенью полимеризации ( 15 – 50 ) служит как присадка к моторным маслам, а с большой (десятки тысяч) как материал для защиты от коррозии аппаратов большого объёма в химической промышленности. Трет-бутиловый спирт используется так же в производстве инициаторов полимеризации.

Высшие спирты ( С6 – С20 ) применяются по-разному в зависимости от длины углеродной цепи. Спирты ( С6 – С8 ) как флотореагенты, как экстрагенты солей Co, V и U, как растворители для синтетических смол, как сырьё в производстве пластификаторов. Спирты ( С10 – С20 ) как компоненты пеногасителей, смазочно-охлаждающих жидкостей, текстильно-вспомогательных веществ, косметических составов. Метакриловые эфиры спиртов ( С7 – С9 ) как депрессорные присадки к моторным топливам и маслам. Натровые и аммонийные соли сернокислых эфиров спиртов ( С10 – С20 ) как синтетические моющие средства, способные стирать в жёсткой и морской воде.

Этиленгликоль ( 1,2-этандиол ) очень широко применяется как компонент антифризов для охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Эти антифризы обеспечивают хороший отвод тепла на рабочих режимах двигателя и не замерзают при отрицательных температурах, как вода. Отечественная промышленность выпускает антифризы «Тосол –А 40» и «Тосол –А 60». Первый содержит 40% этиленгликоля и 60% воды и предназначен для работы в средней полосе России, а второй содержит 60% этиленгликоля и 40% воды и используется на крайнем севере. Кроме того этиленгликоль широко применяется в синтезе полиэтилентерефталата, из которого производят волокно лавсан ( за границей терилен, дакрон, ямболен и другие ). Из этиленгликоля получают так же многочисленные сложные эфиры. Например, дибутиловый эфир этиленгликоля используют как реагент для выделения Bi(III), Po(IV) и U(IV) из водных растворов. Этиленгликоль входит так же в состав гидравлических, тормозных и закалочных жидкостей. В мире производится около 20 миллионов тонн этиленгликоля в год.

Глицерин ( 1,2,3-триоксипропан, 1,2,3-пропантриол ) применяется для производства тринитрата 1,2,3-пропантриола, неправильно называемого нитроглицерином. Нитрогглицерин одновременно является взрывчатым веществом и препаратом для снятия сердечных приступов.

Глицерин является сырьём в производстве алкидных смол, акролеина, полиуретанов. Он входит в состав эмульгаторов, моющих средств, антифризов, косметических и парфюмерных препаратов, медицинских мазей и растворов, кремов для обуви. В некоторых алкогольных напитках до 15%

глицерина. Глицерин абсолютно не токсичен. В виде фрагмента он входит в состав всех жиров и некоторых других липидов.

Пентаэритрит (2,2-диметилол-1,3-пропандиол) широко применяется как исходное вещество в синтезе синтетических смазочных масел повышающих моторесурс турбозубчатых агрегатов в 5 – 6 раз. Он является также сырьём в производстве алкидных смол, тетранитропентаэритрита, поверхностно-активных веществ и пластификаторов.

Поливиниловый спирт применяется в производстве волокон для хирургии, как компонент кровезаменяющих составов и некоторых готовых выпускных форм, например, «йодинола», как эмульгатор. В мире производится около 1 миллиона тонн поливинилового спирта в год.

Содержание

Кислородсодержащие органические соединения. . . . . . . . . . . . ..1 Спирты. Определение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …..1

Классификация спиртов:

по типу атомов углерода, контактирующих с функциональной группой «ОН». . . . 1

по количеству гидроксильных групп . . . . . . . . . . . . . . . . ..2

Номенклатура и изомерия спиртов . . . . . . . . . . . . . . . . ….2

Способы получения спиртов:

1. Из алканов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2. Из алкенов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

3. Из алккинов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …..4

4. Из алкадиенов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

5. Из галоидных алкилов. . . . . . . . . . . . . . . . . . ….6

6. Из дигалоидных производных. . . . . . . . . . . . . . . . .7

7. Из тригалоидных производных. . . . . . . . . . . . . . . . 7

8. Из аминов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..7

9. Из альдегидов и кетонов по реакции Меервейна-Понндорфа-Верлея. . . . ..7

10. Из альдегидов и кетонов путём гидрирования в присутствии катализаторов. . .9

11. Из альдегидов и кетонов и галоидных алкилов путём синтезов Гриньяра. . ….11

12. Из карбоновых кислот через галогенангидриды, которые гидрируют. . . . 11

13. Из алкоголятов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …12

14. Из сложных эфиров путём автокаталитического гидролиза. . . . . . . .13

15. Из сложных эфиров путём кислотного гидролиза. . . . . . . . . . .13

16. Из сложных эфиров путём щелочного гидролиза. . . . . . . . . . .14

17. Из сложных эфиров восстановлением по Буво и Блану. . . . . . . . …15

18. Из сложных эфиров восстановлением комплексными гидридами. . . . . 15

Физические свойства спиртов. . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Отношение спиртов к свету. . . . . . . . . . . . . . . . . ….16

Агрегатное состояние спиртов при различных температурах. . . . . . . ….16

Зависимость температур плавления спиртов-изомеров от строения. . . . . ..16

Межмолекулярные водородные связи в спиртах. . . . . . . . . . . .17

Влияние водородных связей в спиртах на их физические свойства. . . . . …..17

Зависимость температур кипения спиртов-изомеров от строения. . . . . . .17

Вязкость спиртов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Растворимость спиртов в воде и органических растворителях. . . . . . . ..17

Спирты как растворители органических и неорганических веществ. . . . . ….18

Запах спиртов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …..18

Химические свойства спиртов. . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Спирты как слабые кислоты. . . . . . . . . . . . . . . . . ….19

Реакция спиртов с ацетиленидами металлов. . . . . . . . . . . . …19

Реакция спиртов с амидами щелочных металлов. . . . . . . . . . . .19

Реакция спиртов со щелочами. . . . . . . . . . . . . . . . ….19

Активированное нуклеофильное замещение атомов галогенов в ароматическом

ядре равновесной смесью спиртов и их алкоголятов. . . . . . . . . . 19

Реакция спиртов с активными металлами. . . . . . . . . . . . . ..19

Абсолютирование этанола. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Гидролиз алкоголятов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..20

Реакция спиртов с концентрированными галогеноводородными кислотами

( реактивом Лукаса ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . …..20

Реакция спиртов с кислородсодержащими неорганическими кислотами. . . …..20

Реакция спиртов с аммиаком и аминами. . . . . . . . . . . . . ….21

Межмолекулярная дегидратация спиртов. . . . . . . . . . . . . .21

Внутримолекулярная дегидратация спиртов. . . . . . . . . . . . …22

Реакция спиртов с алкенами. . . . . . . . . . . . . . . . . ..22

Реакция спиртов с ацетиленом. . . . . . . . . . . . . . . . ….23

Реакция спиртов с алкадиенами. . . . . . . . . . . . . . . . 23

Реакции алкоголятов с галоидными алкилами. . . . . . . . . . . …..23

Реакция спиртов с альдегидами. . . . . . . . . . . . . . . . .23

Реакция спиртов с полуацеталями. . . . . . . . . . . . . . . ..24

Реакция спиртов с кетонами. . . . . . . . . . . . . . . . . .24

Реакция спиртов с полукеталями. . . . . . . . . . . . . . . …..24

Реакция спиртов с альдегидами и кетонами по Меервейну-Понндорфу-Верлею. ..24

Реакция спиртов с карбоновыми кислотами – реакция этерификации. . . . …25

Реакция спиртов со сложными эфирами – реакция переэтерификации. . . . .25

Горение спиртов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….25

Окисление первичных спиртов до альдегидов. . . . . . . . . . . ….25

Окисление вторичных спиртов до кетонов. . . . . . . . . . . . . 25

Дегидрирование первичных спиртов до альдегидов. . . . . . . . . …..26

Дегидрирование вторичных спиртов до кетонов. . . . . . . . . . . 26

Окисление спиртов сильными окислителями в жидкой фазе в кислой среде. . ..26

Особенности способов получения и реакционной способности двух- и много-

атомных спиртов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….27

Получение диолов из алкенов по Вагнеру. . . . . . . . . . . . . .27

Получение диолов из эпоксидных соединений. . . . . . . . . . . ….28

Получение глицерина из простых и неорганических веществ. . . . . . . ..28

Ступенчатая этерификация диолов карбоновыми кислотами. . . . . . . …28

Образование комплексных соединений из гидроксидов тяжёлых металлов

и двух- или трёхатомных спиртов. . . . . . . . . . . . . . . …..29

Применение и медико-биологическое значение спиртов. . . . . . . . …29

Применение метанола и его токсические свойства. . . . . . . . . . …29

Применение этанола, его токсические свойства и медико-биологическое значение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..30

Применение пропанола-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . …..30

Применение пропанола-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

Применение бутанола-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..30

Применение бутанола-2 . . . . . . . . . . .. . . . . . . . ..30

Применение изобутилового спирта. . . . ... . . . . . . . . . . 31

Применение трет-бутилового спирта. . . . ... . . . . . . . . . 31

Применение высших спиртов. . . . ... …... . . . . . . . . . . 31

Применение этиленгликоля. . . . . . . . . . . . . . . . . ….31

Применение и медико-биологическое значение глицерина. . . . . .. ….. .31

Применение пентаэритрита. . . . . . . . . . . . . . . . . ….31

Применение поливинилового спирта и его и медико-биологическое значение. . .32

Содержание. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …32

Была ли эта страница вам полезна?
Да!Нет
2 посетителя считают эту страницу полезной.
Большое спасибо!
Ваше мнение очень важно для нас.

Нет комментариевНе стесняйтесь поделиться с нами вашим ценным мнением.

Текст

Политика конфиденциальности