I. Предельные одноатомные спирты

Предельные одноатомные спирты имеют общую формулу СnН_2n+1OH. В зависимости от того, при каком угле­родном атоме, первичном, вторичном или третичном, находится гидроксил, различают спирты первичные R—СН₂ОН, вторичные R₂CHOH и третичные R₃—ОН.

Изомерия. Номенклатура.Изомерия спиртов зависит от строения углеродной цепи и положения гидроксила в цепи. Так, например, спирты состава С₄Н₉ОН могут быть рассмотрены как производные углеводородов С₄Н₁₀, нормального бутана и изобутана, в которых один атом водорода замещен на группу ОН.

Обычно спирты называют по радикалу, связанному с гидроксильной группой. По систематической номенклатуре название спирта со­ставляется из названия соответствующего предельного углеводорода с добавлением к суффиксу -ансуффикса -оли указанием номера углеродного атома, при котором находится гидроксил. Кроме того, спирты можно называть как замещенные метилового спир­та — карбинола.

Номенклатура спиртов

Формула спирта	Название
тривиальное	по карбинолу	по систематиче­ской номенклатуре
CHSOH	Метиловый	Карбинол	Метанол
	(древесный)
СН3— СН2ОН	Этиловый	Метилкарбинол	Этанол
	(винный)
3 2 1 СНз-СН2—СН2ОН	Первичный про- пиловый	Этилкарбинол	1-Пропанол
1 2 3
СН3— СНОН— СН3	Вторичный пропило-вый, изопропиловый	Диметилкарбинол	2-Пропанол
1 234 СН2ОН-СН2-СН2-СН3	Первичный бутиловый	Пропилкарбинол	1-Бутанол
1 2 3 4 СН3— СНОН-СН2-СН3	Вторичный бутиловый	Метилэтилкарбинол	2-Бутанол
СН3-СН-СН2ОН СН3	Изобутиловый	Изопропилкарбинол	2-Метил-1-пропанол
СН3 1 2| 3 СНз- С-СНз ½ СН3	Третичный бу- тиловый	Триметилкарбинол	2-Метил-2-пропанол

Химические свойства.

Химические свойства спиртов обусловлены присутствием реакционноспособной гидроксильной группы - ОН. Реакции с участием этой группы проходят с разрывом или связи О –Н, или связи С – О.

1. К и с л о т н о-о с н о в н ы е свойства.

Спирты — вещест­ва нейтральные, но в некоторой степени они проявляют амфотерные свойства.

При взаимодействии спиртов со щелочными металлами имеет место замещение водорода гидроксила металлом с образованием алкоголята спирта:

2С₂Н₅ОН + 2Na ® 2С₂Н₅ОNa + Н₂­

Алкоголят(этилат натрия)

Алкоголяты спиртов легко разлагаются водой:

C₂H₅ONa+HOH ® C₂H₅ОН + NaOH

так как спирты — более слабые кислоты, чем вода. Кислот­ные свойства спиртов убывают в следующем порядке: первичные > вторичные > третичные.

2. Этерификация. Спирты взаимодействуют с минераль­ными и органическими кислотами с образованием соответствующих сложных эфиров и воды:

C₂H₅OH+HOSO₃H ® C₂H₅OOSO₃H + Н₂О

этнлсульфат, этилсернэя кислота,

серноэтиловый эфир

C₂H₅OH +HO–CО-CH₃ ® C₂H₅O–CО-CH₃ + Н₂О

уксусноэтиловый афир,

этилацетат

Реакции образования сложных эфиров минеральных и органичес­ких кислот обратимы: на определенной 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 больше, чем для вторичных, и в 20 раз больше, чем для тре­тичных.

3. Дегидратация.

При действии на спирты водоотнимаю­щих веществ происходит межмолекулярное или внутримолекулярное отщепление воды. Водоотнимающими веществами являются кислоты (концентрированная H₂SO₄, H₃PO₄, щавелевая, бензолсульфокислота и др.), оксиды (оксиды алюминия, тория и др.), некоторые соли (дисульфат калия, сульфат меди, хлорид цинка и др.).

При межмолекулярной дегидратации спиртов получаются про­стые эфиры (R—О—R или R—О—R'):

R'—ОН+НО—R (или НО—R') ® R—О—R (или R—О—R') + H₂O

В случае внутримолекулярной дегидратации спиртов, проходящей на тех же катализаторах, но при более высокой температуре, обра­зуются непредельные углеводороды, например:

СН₃—СНОН—СН₃ ® СН₂=СН—СН₃+Н₂О

изопропиловый спирт пропилен

При этом водород отщепляется от наименее гидрогенизированного атома углерода, находящегося по соседству с углеродом, несущим гидроксильную группу (правило Зайцева).

4. Замещение гидроксильной группы.

Гидроксильная группа спиртов способна замещаться галогеном при взаимо­действии спиртов: а) с галогеноводородными кислотами, б) с галогенидами фосфора (например, РС1₃, РС1₅) или в) с тионилхлоридом (хлорангидридом сернистой кислоты SOC1₂).

а) Реакция спиртов с галогеноводородами обратима:

R–OH + HCl ® R–Cl + HOH

Поэтому ее обычно проводят в присутствии водоотнимающих веществ — хлорида цинка, серной кислоты, хлорида кальция. Третичные спирты вступают в эту реакцию значительно легче вторичных и первичных, вторичные — легче первичных.

б)В случае применения РС1₅, например:

R–OH + РCl₅® R–Cl + РO Cl₃ + HCl

в) Реакция с тионилхлоридом идет с образованием алкилхлорида, хлористого водорода и двуокиси серы:

С₂Н₅OH + SOC1₂ ® С₂Н₅Cl + SO₂+ H Cl

5. Окисление.

Спирты окисляются кислородом воздуха в присутствии медных и других катализаторов при 300—500° С такими окислителями, как хромовая смесь, КМпО₄ и др., а также дегидрируются при 100—180°С над Си, Ag, Ni, Co, Pt и Pd. Во всех этих случаях первичные спирты дают альдегиды (при дальнейшем окис­лении — кислоты с тем же числом углеродных атомов), вторичные спирты — кетоны; последние могут быть окислены дальше до двух кислот с разрывом углеродной цепи. Третичные спирты оки­сляются очень трудно с разрывом углеродного скелета и образованием смеси кислот и кетонов:

R-CH₂OH ® Н₂ + R-C

Примеры реакций с окислителем:

ЗСН₃-СН₂ОН + K₂Cr₂0₇ + 4H₂S0₄ ® ЗСН₃-СНО + K₂S0₄ + Cr₂ (S0₄)₃ + 7Н₂0

хромовая смесь уксусный

альдегид

ОН

3 СН₃–СН – СН₂–СН₃ + 2 KMn0₄ + 9H₂S0₄ ———> СН₃ –СО– СН₂–СН₃ + 2KOН + 2Н₂О + 2MnO₂

вторичный бутиловый спирт метилэтилкетон

ОН

5СН₃-СН₂—С– СН₃ + 6KMn0₄ + 9H₂S0₄ ———> 5СН₃СООН + 50=С-СН₃ + 3K₂SO₄ + 14Н₂О + 6MnSO₄

СН₃ СН₃