Файл: Шпаргалка Органическая химия.pdf

СН

3

ОH

CH≡C—СН

2

—OH

1             2            3            4              5

СН

3

—СН—СН

2

—СН

2

—СН

3

 |

OH

метанол

пентанол-2

циклогексанол

пропин-2-ол-1

ОH

58.  стрОение ОднОатОмных спиртОв

Структурная формула

молекулы этанола

характер связи в молекуле, как и в молекулах уг­

леводородов  (ковалентные  у-связи),  но  распределе­

ние электронной плотности в молекуле спирта не та­

кое  равномерное.  Связь  О—Н  —  полярная,  так  как 

наибольшая  электронная  плотность  ее  оказывается 

смещенной к атому кислорода. Атом водорода оказы­

вается  более  подвижным  по  сравнению  с  другими 

атомами  водорода.  Атом  кислорода  образует  кова­

лентные связи с другими атомами под некоторым уг­

лом друг к другу, а не по прямой линии.

Оси  этих  электронных  облаков  взаимно  перпенди­

кулярны.  В  направлении  их  образуются  ковалентные 

связи атома кислорода с другими атомами.

Другие спирты имеют аналогичное строение. Коли­

чественное содержание кислорода в молекулах спир­

та  резко  уменьшается,  а  содержание  углерода  уве­

личивается  при  переходе  от  низших  членов  гомо­

логического  ряда  к  высшим,  поэтому  метиловый  и 

этиловый спирты горят бесцветным, а высшие спир­

ты — коптящим пламенем.

Н—С —С—О—Н

 |

H

 |

H

H

  |

H

  |

59.  физические свОйства ОднОатОмных 

спиртОв

Низшие спирты — жидкости; высшие, с числом уг­

леродных атомов более 12 — твердые вещества. Все 

спирты  легче  воды.  Растворимость  их  в  воде  умень­

шается с ростом молекулярной массы. 

Вследствие  неравномерного  распределения  элект­

ронной плотности в молекуле спирта и наличия непо­

деленных электронных пар у атома кислорода наблю­

дается возникновение довольно высокого дипольного 

момента  (м

этанола

  =  1,7).  Дипольный  момент  воды 

м = 1,87. Полярный характер молекул приводит к вза­

имному  притяжению.  Молекулы  спирта  ассоциирова­

ны  вследствие  возникновения  между  ними  водород­

ных связей подобно молекулам воды. Прочность водо­

родных  связей  значительно  меньше  прочности  обыч­

ной ковалентной связи примерно в 10 раз. Для разрыва 

водородной  связи  следует  затратить  определенную 

энергию, этим объясняются высокие температуры ки­

пения спиртов по сравнению с соответствующими уг­

леводородами.  Образованием  водородных  связей 

между молекулами спирта и воды обусловливается хо­

рошая  растворимость  спиртов  в  воде,  в  отличие  от 

соответствующих углеводородов, которые не дают во­

дородных связей с водой и поэтому не растворяются в 

ней. В углеводородах связи С—Н очень мало поляри­

зованы,  и  положительный  заряд  на  атоме  водорода 

недостаточен для образования таких связей.

Понижение растворимости спиртов в воде с ростом 

молекулярной массы объясняется тем, что чем больше 

углеводородный радикал в молекуле спирта, тем труд­

нее гидроксильной группе удержать такую молекулу в 

растворе за счет образования водородных связей.

60.  пОлучение ОднОатОмных спиртОв
1.  гидролиз  галогенпроизводных  углеводоро-

дов в присутствии водных растворов щелочей:

СН

3

Br + НОН ↔ СН

3

ОН + HBr.

бромметан            метанол

По  легкости  отщепления  галогены  располагаются 

в следующей последовательности: хлориды < броми­

ды < иодиды.

2. гидролиз этиленовых углеводородов (при на­

гревании  в  присутствии  катализаторов:  H

2

SO

4

,  ZnCl

2

и др.):

CH

2

=CH

2

 + HOH → CH

3

—OH.

   этилен                          метанол

Из  этилена  получают  первичный  спирт,  гомологи 

этилена  образуют  вторичные  и  третичные  спирты, 

причем  присоединение  молекулы  воды  идет  по  пра-

вилу  Марковникова:  атом  водорода  становится  к 

наиболее гидрогенезированному атому углерода:

CH

3

—CH=CH

2

 + HOH → CH

3

—CH(OH)—CH

3

.

         пропен                                     пропанол­2

3.  восстановление  альдегидов  и  кетонов.  Аль­

дегиды  превращаются  в  первичные,  а  кетоны  —  во 

вторичные спирты:

CH

3

CHO + 2[H] → CH

3

CH

2

OH.

уксусный                     пропанол­1

альдегид

4.  Получение  этанола  из  растительного  сырья,  со­

держащего крахмал, а также из непищевого сырья.

61.  химические свОйства ОднОатОмных 

спиртОв

Спирты  незначительно  диссоциируют  на  ионы;  ни 

сами  спирты,  ни  их  водные  растворы  не  проводят 

электрический ток в заметной степени.

1. кислотно-основные свойства спиртов. Спир­

ты взаимодействуют со щелочными металлами, в ре­

зультате образуются алкоголяты:

2С

2

Н

5

ОН + 2Na → 2C

2

H

5

ONa + H

2

.

этилат натрия

В присутствии следов влаги алкоголяты разлагаются:
C

2

H

5

ONa + Н

2

О → С

2

Н

5

ОН + NaОН.

Это  проявление  кислотных  свойств  —  отщепление 

водорода  в  виде  протона.  Однако  к  классу  кислот 

спирты не могут быть причислены, поскольку их сте­

пень диссоциации крайне незначительна, даже мень­

ше,  чем  у  воды,  их  растворы  не  изменяют  окраски 

индикаторов.

Степень  диссоциации  спиртов  можно  повысить, 

если в молекулу ввести заместитель, притягивающий 

к себе электроны химической связи. 

2. дегидратация — отщепление воды (ионное рас­

щепление  ковалентной  связи  С—О)  при  нагревании 

с катализатором (H

2

SO

4конц

): C

2

H

5

OH → C

2

H

4

 + H

2

O.

3. реакции окисления:

а)  cпирты  сравнительно  легко  окисляются  такими 

окислителями, как KMnO

4

, K

2

Cr

2

O

7

, кислородом возду­

ха в присутствии катализаторов (Pt, Cu). Сказывается 

влияние  гидроксильной  группы:  кислород  присоеди­

няется к атому углерода, связанному с группой ОН:

C

2

H

5

OH + [O] → CH

3

—CHO + H

2

O;

б) cпирты горят: 2C

2

H

5

OH + 6O

2

 → 4CO

2

 + 6H

2

O.