Спирти. Прості ефіри. Феноли

Спирти – похідні вуглеводнів, що містять функціональну групу ОН (гідроксил). Спирти, в яких є одна група ОН, називаються одноатомними, а спирти з декількома групами ОН – багатоатомними.

Назви деяких поширених спиртів наведені в табл. 9.

За будовою розрізняють спирти первинні, вторинні і третинні, залежно від того, при якому атомі вуглецю (первинному, вторинному або третинному) перебуває група ОН:

Одноатомні спирти – безбарвні рідини (до Cl2Н25ОН), розчинні у воді. Найпростіший спирт – метанол СН3ОН надзвичайно отруйний. Зі збільшенням молярної маси температура кипіння спиртів підвищується.

Молекули рідких одноатомних спиртів ROH асоційовані за рахунок водневих зв’язків:

(Ці зв’язки аналогічні водневим зв’язкам у чистій воді).

При розчиненні у воді молекули ROH утворюють водневі зв’язки з молекулами води:

Водні розчини спиртів ROH мають нейтральне середовище; іншими словами, спирти практично не дисоціюють у водному розчині ні по кислотному, ні за основним типом.

Хімічні властивості одноатомних спиртів обумовлені присутністю в них функціональної групи ОН.

Водень групи ОН в спиртах може заміщатися на метал:

Етанолати і похідні інших спиртів (алкоголяти) легко гідролізуються:

Групу ОН в спиртах можна замістити на Cl або Br:

При дії на спирти водовіднімаючих засобів, наприклад концентрованої H2SO4, відбувається межмолекулярная дегідратація:

Продукт реакції – діетиловий ефір (С2Н5) 2O – відноситься до класу простих ефірів.

У більш жорстких умовах дегідратація стає внутрімолекулярної і утворюється відповідний алкен:

Багатоатомних спирти розглянемо на прикладі найпростіших представників двох- і трьохатомних спиртів:

При кімнатній температурі вони – безбарвні в’язкі рідини з температурами кипіння 198 і 290 ° C відповідно, необмежено змішуються з водою. Етиленгліколь отруйний.

Хімічні властивості багатоатомних спиртів подібні властивостями спиртів ROH. Так, в етиленгліколь одну або дві групи ОН можна замістити на галоген:

Кислотні властивості багатоатомних спиртів виявляються в тому, що (на відміну від одноатомних спиртів) водень групи ОН заміщається на метал під дією не тільки металів, але й гідроксидів металів:

а)
б)
(Стрілками у формулі гликолятов міді показано освіту ковалентних зв’язків мідь – кисень по донорно-акцепторного механізму).

Аналогічно реагує з гідроксидом міді (II) гліцерин:

Гліколят і гліцерат міді (II), що мають яскраво-синє забарвлення, дозволяють якісно виявляти багатоатомні спирти.

Отримання одноатомних спиртів у промисловості – гідратація алкенів у присутності каталізаторів (H2SO4, Al2O3), причому приєднання води до несиметричним алкенам відбувається за правилом Марковникова:

(Спосіб отримання вторинної спирту), або приєднання до алкенів СО і Н2 у присутності кобальтового каталізатора (процес називається гідрофоржілірованіе):

(Спосіб отримання первинного спирту).

У лабораторії (а іноді і в промисловості) спирти отримують взаємодією галогенпохідних вуглеводнів з водою або водним розчином лугу при нагріванні:

Етанол С2Н5ОН утворюється також при спиртовому бродінні цукристих речовин, наприклад глюкози:

Етиленгліколь отримують в двохстадійному процесі:

а) окислення етилену:

б) гідратація етиленоксиду:

Гліцерин раніше отримували омиленням жирів (див. 20.3), сучасний трьохстадійний спосіб – поступове окислення пропена (приведена тільки схема процесу):

Спирти використовують як сировину в органічному синтезі, як розчинників (для лаків, фарб і т. П.), А також у паперовій, поліграфічній, парфумерної, фармакологічної та харчової промисловості.

Прості ефіри – клас органічних сполук, що містять мостіковий атом кисню – О- між двома вуглеводневими радикалами: R – О-R ‘. Найвідоміший і широко застосовуваний простий ефір – діетиловий ефір С2Н5-О – С2Н5. Безбарвна, легкоподвижная рідина з характерним («ефірним») запахом, в лабораторній практиці його називають просто ефіром. Майже не змішується з водою, tкип = 34,51 ° C. Пар ефіру запалюється на повітрі. Отримують діетиловий ефір при міжмолекулярної дегідратації етанолу (див. Вище), основне застосування – розчинник.

Феноли – це спирти, в яких група ОН безпосередньо пов’язана з бензольні кільцем. Найпростіший представник – фенол С6Н5-ОН. Білі (рожевіють на світлі) кристали з сильним запахом, tпл = 41 ° C. Викликає опіки шкіри, отруйний.

Для фенолу характерна значно більша кислотність, ніж для ациклических спиртів. Внаслідок цього фенол у водному розчині легко реагує з гідроксидом натрію:

Звідси тривіальне назва фенолу – карболова кислота.

Відзначимо, що група ОН в фенолу ніколи не заміщується ні на які інші групи або атоми, але робить більш рухливими атоми водню бензольного кільця. Так, фенол легко реагує з бромом у воді і азотною кислотою, утворюючи відповідно 2,4,6-трібромфенола (I) і 2,4,6-тринітрофенол (II, традиційна назва – пікринової кислота):

Фенол в промисловості отримують нагріванням хлорбензолу з розчином гідроксиду натрію під тиском при 250 ° C:

Фенол застосовують у якості сировини для виробництва пластмас і смол, напівпродуктів для лакофарбової та фармацевтичної промисловості, як дезінфікуючий засіб.

Посилання на основну публікацію