13.Химические свойства алифатических одноатомных спиртов. Применение спиртов.Этиленгликоль и глицерин.

Химические свойства. Различают два основных типа реакций спиртов с участием функциональной группы -ОН:

Реакции с разрывом связи О-Н: а) взаимодействие спиртов с щелочными и щелочноземельными металлами с образованием алкоксидов; б) реакции спиртов с органическими и минеральными кислотами с образованием сложных эфиров; в) окисление спиртов под действием дихромата или перманганата калия до карбонильных соединений. Скорость реакций, при которых разрывается связь О-Н, уменьшается в ряду: первичные спирты > вторичные > третичные.

Реакции, сопровождающиеся разрывом связи С-О: а) каталитическая дегидратация с образованием алкенов (внутримолекулярная дегидратация) или простых эфиров (межмолекулярная дегидратация); б) замещение группы -ОН галогеном, например при действии галогеноводородов с образованием алкилгалогенидов. Скорость реакций, при которых разрывается связь С-О, уменьшается в ряду: третичные спирты > вторичные > первичные. 

Спирты являются амфотерными соединениями. Кислотные свойства спиртов выражены очень слабо. Низшие спирты бурно реагируют с щелочными металлами: 

2С₂Н₅-ОН + 2К -> 2С₂Н₅-ОК + Н₂ 

С увеличением длины углеводородного радикала скорость этой реакции замедляется. В присутствии следов влаги образующиеся алкоголяты разлагаются до исходных спиртов: 

С₂Н_бОК + Н₂O -> С₂Н₅ОН + КОН 

Это доказывает, что спирты — более слабые кислоты, чем вода.

Слабые основные свойства спиртов обусловлены наличием неподеленной электронной пары на атоме кислорода и проявляются в обратимых реакциях с галогеноводородами:

С₂Н₅ОН + НВг <-> С₂Н₅Вг + Н₂O

Положение равновесия зависит от соотношения реагентов. 

Образование сложных эфиров протекает по механизму нуклеофильного присоединения-отщепления: 

СН₃СООН + НО-СН₃ <-> СН₃СООСН₃ + Н₂O

В качестве нуклеофила выступает молекула спирта, атакующая атом углерода карбоксильной группы, несущий частичный положительный заряд. Отличительной особенностью этой реакции является то, что замещение протекает у атома углерода, находящегося в состоянии sp²-гибридизации. 

Межмолекулярная дегидратация спиртов. При нагревании спирта в присутствии каталитических количеств сильной кислоты происходит отщепление молекулы воды от двух молекул спирта и образуется простой эфир:

2С₂Н₅ОН -> С₂Н₅-О-С₂Н₅ +  Н₂O

Реакция элиминирования, или внутримолекулярной дегидратации. 

СН₃-СН₂-СН₂-OH -> CH₃-CH=CH₂ + Н₂O

Реакции окисления. Первичные спирты окисляются в альдегиды, которые, в свою очередь, могут окисляться в карбоновые кислоты:

R-СН₂-ОН -> R—СН=O -> R-СООН

Вторичные спирты окисляются в кетоны. Третичные спирты более устойчивы к окислению. При действии на третичные спирты сильных окислителей может происходить расщепление углеродного скелета молекулы третичного спирта с образованием карбоновых кислот и кетонов с меньшим числом углеродных атомов, чем в молекуле исходного третичного спирта. Окисление обычно проводят дихроматом или перманганатом калия с серной кислотой.

Этиленгликоль - это порстейший двухатомный спирт, его химическая формула HO-CH₂CH₂-OH. Этиленгликоль широко применяется в качестве антифриза, также используется в органическом синтезе. В очищенном виде представляет собой прозрачную бесцветную жидкость слегка маслянистой консистенции. Этиленгликоль не имеет запаха и обладает сладковатым вкусом. Этиленгликоль токсичен.

Глицерин- это простейший представитель трехатомных спиртов, его химическая формула HOCH₂CH(OH)-CH₂OH. Глицерин находит широкое применение в при изготовлении бумаги, косметики и мыла, а также в производстве кондитерских изделий и алкогольных напитков. Глицерин является бесцветной вязкой жидкостью, неограниченно растворимой в воде. Обладает сладким вкусом.