М. Дроздова: Органическая химия

Смещение электронной плотности от Н в радикале приводит к появлению СН-кислотного центра. В этом случае идут реакции окисления и элиминирования.

Физические свойства

Низшие спирты (С 1—С 12) – жидкости, высшие – твердые вещества.

Химические свойства

Кислотно-основные.

Спирты – слабые амфотерные соединения.

Алкоголяты легко гидролизуются, это доказывает, что спирты более слабые кислоты, чем вода:

R-ONa + НОН → R—OH + NaOH.

Группа – ОН является «плохо уходя щей группой» (связь малополярна), поэтому большинство реакций проводят в кислой среде.

Механизм реакции:

СН 3 —СН 2 —ОН+ Н+ → СН 3 —СН 2 + Н 2 O.

карбокатион

Если реакция идет с галогеноводородами, то присоединяться будет галогенид-ион: СН 3 —СН 2 + Сl → СН 3 —СН 2 СI 1.

Анионы в таких реакциях выступают в качестве нуклеофилов (Nu) за счет «-» заряда или неподеленной электронной пары. Анионы являются более сильными основаниями и нуклеофильными реагентами, чем сами спирты. Поэтому на практике для получения простых и сложных эфиров используются алкоголяты, а не сами спирты. Если нуклеофилом является другая молекула спирта, то она присоединяется к карбокатиону:

СН 3 —СН 2 + R-0– Н → CH 3 —CH 2 —O-R.

простой эфир

Реакции Е (отщепления, или элиминирования). Эти реакции конкурируют с реакциями SN.

СН 3 —СН 2 —ОН + Н + → СН 3 —СН 2 —O – Н → СН 3 —СН 2 + Н 2 O.

Реакция протекает при повышенной температуре и катализаторе H 2 SO 4 .

При избытке H 2 SO 4 и более высокой температуре, чем в случае реакции образования простых эфиров, идет регенерация катализатора и образуется алкен:

СН 3 —СН 2 + HS 0 4 → СН 2 = СН 2 + H 2 SO 4 .

Легче идет реакция Е для третичных спиртов, труднее – для вторичных и первичных, т. к. в последних случаях образуются менее стабильные катионы. В данных реакциях выполняется правило А. М. Зайцева: «При дегидратации спиртов атом Н отщепляется от соседнего атома С с меньшим содержанием атомов Н».

В организме группа – ОН под действием фермента превращается в легкоуходящую путем образования эфиров с Н 3РО 4.

СН 3-СН 2-ОН + НО-РО 3Н 2 → СН 3-СН 2-ОРО 3Н 2.

Реакции окисления:

1. Первичные и вторичные спирты окисляются СиО, растворами KMnO 4К 2Сr 2O 7 при нагревании с образованием соответствующих карбонилсодержащих соединений.

СН 3 —СН 2 —СН 2 —ОН + О → СН 3 —СН 2 —НС = О + Н 2 О;

СН 3—HСOН—СН 3+ О → СН 3—СO—СН 3+ Н 2О.

2. Третичные спирты окисляются с трудом.

К реакциям окисления относятся и реакции дегидрирования.

СН 3 —СН 2 —ОН ־ СН 3 → НС = О + Н 2 .

IV. По радикалу (R) протекают реакции, характерные для соответствующих углеводородов (УВ).

СН 3-СН 2-ОН + 3Br 2→ СВr 3-СН 2-ОН + ЗНВг;

СН 2= СН-СН 2-ОН + Вr 2– → СН 2Вг-СНВг-СН 2ОН.

Для этих спиртов характерны все реакции одноатомных спиртов, однако имеется ряд особенностей.

За счет (-I) группы (-ОН) многоатомные спирты обладают более выраженными кислотными свойствами.

Они образуют алкоголяты не только со щелочными металлами, но и со щелочами:

Качественной реакцией на двухатомные и многоатомные спирты (диольный фрагмент) является реакция с Си(ОН)2 в щелочной среде, в результате которой образуется комплексное соединение гликолят меди в растворе, дающем синее окрашивание.

Реакции многоатомных спиртов могут протекать по одной или всем группам (-ОН). Они образуют алкоголяты, простые и сложные эфиры, дегидратируются, окисляются.

Нитроглицерин – бесцветная маслянистая жидкость. В виде разбавленных спиртовых растворов (1 %-ных) применяется при стенокардии, так как оказывает сосудорасширяющее действие. Нитроглицерин – сильное взрывчатое вещество, способное взрываться от удара или при нагревании. При этом в малом объеме, который занимает жидкое вещество, мгновенно образуется очень большой объем газов, что и вызывает сильную взрывную волну. Нитроглицерин входит в состав динамита, пороха.

Представители пентитов и гекситов – ксилит и сорбит – соответственно, пяти– и шестиатомные спирты с открытой цепью. Накопление (-ОН) – групп ведет к появлению сладкого вкуса. Ксилит и сорбит – заменители сахара для больных диабетом.