Спирты

Общая формула одноатомных спиртов Спирты – производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильными группами (OH). Гидроксильную группу связанную с sp 3-Гибридизированные атомом углерода (карбона) называют спиртовой.
История спирта
Этиловый спирт, вернее растительный хмельной напиток, содержащий его был известен человечеству с глубокой древности. Считается, что не менее чем за 8000 лет до нашей эры люди изготавливали легки спиртные напитки из фруктов и меда [6].
Впервые спирт из вина получили в 6-7 веках арабские химики, а первую бутылку крепкого алкоголя (прообраза современной водки) изготовил персидский алхимик Ар-Рази в 860 году.
В Европе этиловый спирт был получен из продуктов брожения в 11-12 веке, в Италии [7].
В Россию спирт впервые попал в 1386 году, когда генуэзской посольство привезло его с собой под названием «аква вита» и презентовала царского двора [8].
В 1660 году английский химик и богослов Роберт Бойль впервые получил обезвоженный этиловый спирт, а также открыл его некоторые физические и химические свойства, в частности обнаружив способность этанола быть высокотемпературным горючим для горелок [9]. Абсолютный (безводный этиловый спирт был получен в 1796 году русским химиком Т.Е. Ловиц [7].
В 1842 году немецкий химик Я.Г. Шиль открыл, что спирты образуют Гомологический ряд, отличаясь на некоторую постоянную величину. Правда, он ошибся, описав ее как C 2 H 2. Через два года, другой химик Шарль Жерар установил верное гомологической соотношение CH 2 и предсказал формулу и свойства неизвестного в те годы пропилового спирта [9].
В 1850 году английский химик Александр Уильямсон, исследуя реакцию алкоголяты с этил йодидом, установил, что этиловый спирт является производным от воды с другом смещением водородом, экспериментально подтвердил формулу C 2 H 5 OH [10].
Впервые синтез этанола действием серной кислоты на этилен совершил в 1854 году французский химик М. Бертло [10].
Первое исследование метилового спирта было сделано в 1834 году французскими химиками Жаном-Батистом Дюма и Эженом Пелиго, они назвали его "Метиловым или древесным спиртом", так как он был обнаружен в продуктах сухой перегонки древесины [11]. Синтез метанола из метилхлорида осуществил французский химик М. Бертло в 1857 году [12]. Им же, впервые был открыт в 1855 году изопропиловый спирт, синтезу действием на Пропен водной серной кислоты [13].
Впервые третичный спирт (трет-бутанол, 2-метил-пропан-2-ол) синтезировал в 1863 году известный русский ученый А.М. Бутлеров, положив начало целой серии экспериментов в этом направлении [10].
Представитель двухатомных спиртов – этиленгликоль – впервые был синтезирован французским химиком А. Вюрцом в 1856 году [9]. Трехатомным спирт – глицерин – был обнаружен в природных жирах еще в 1783 году шведским химиком Карлом Шееле, однако его состав был открыт только в 1836 году, а синтез осуществлен с ацетона в 1873 году Шарлем Фридель [14].
Классификация спиртов
Если в состав молекулы спирта входит одна гидроксильная группа, то такой спирт называют одноатомных, когда две – двухатомных и т.д. Спирты, молекулы которых содержат две и более гидроксильных групп, называют многоатомными. Если спирт происходит от насыщенного углеводорода, то его называют насыщенным, а когда от ненасыщенного, то ненасыщенным. В зависимости от типа атома, к которому присоединена гидроксильная группа спирты делятся на первичные (), вторичные () и третичные.
Спирты, как и углеводороды, образуют гомологические ряды. Каждый последующий член этого ряда отличается от предыдущего на гомологическую разницу CH 2.
Названия спиртов происходят от названий углеводородных радикалов, входящих в состав молекулы спиртов. Международные их названия образуются из названий соответствующих углеводов с добавлением окончания ол. Например, CH 3-OH – метиловый спирт, или метанол; C 2 H 5-OH – этиловый спирт, или этанол и т. д.
Общая формула одноатомных насыщенных спиртов C n H 2n +1 OH или R-OH, где R – углеводородный радикал. В таблице приведен гомологический ряд насыщенных одноатомных спиртов.
Ниже спирты при обычной температуре представляют собой летучие жидкости, а выше, начиная с C 15 H 31-OH, – твердые вещества. Ниже спирты с водой смещаются во всех соотношениях. С повышением молекулярной массы растворимость спиртов уменьшается. Все спирты легче воды. По мере увеличения молекулярной массы температура кипения спиртов повышается.
Природные спирты

Углеводы: глюкоза, фруктроза, сахароза

Реакции спиртов
Кислотно-основные свойства
Характерной химическим свойством спиртов является их способность взаимодействовать со щелочными металлами и замещать гидроксильные атомы водорода атомами металла с образованием веществ, которые называют алкоголята. Например:

2C 2 H 5-OH + 2Na -> 2C 2 H 5-ONa + H 2 ?.

Другие атомы водорода, связанные непосредственно с углеродом, в реакцию не вступают. На примере этих реакций мы впервые. встречаемся с явлением влияния одних атомов на другие в молекуле. Суть этого влияния рассмотрим на примере молекулы этилового спирта, электронное строение которой можно изобразить в таком виде:

Как видно из этой формулы, гидроксильный атом водорода занимает в молекуле особое положение. В отличие от других атомов водорода, он не непосредственно связан с атомом углерода, а через кислород. Атом кислорода как более активный элемент в большей мере, чем углерод, оттягивает к себе общую электронную пару. Вследствие этого гидроксильный атом водорода слабее связан в молекуле, чем другие атомы водорода, и является более «подвижным», поэтому сравнительно легко вытесняется металлом. Реакции спиртов с металлами в чем напоминают реакции кислот с металлами. В молекулах спиртов гидроксильные атомы водорода значительно теснее связаны с кислородом, чем в молекулах кислот. Поэтому спирты в отличие от кислот не диссоциируют и ионов водорода не образуют.
В спиртах могут замещаться не только гидроксильные атомы водорода, но и вся гидроксильная группа. Например, при нагревании этилового спирта из бромоводнем образуется етилбромид:

Дегидратация
Для спиртов характерно также реакции дегидратации (отщепление воды). Так, при нагревании выше 160 ° С этилового спирта с избытком концентрированной серной кислоты как водоотнимающих средства от друга молекулы спирта отщепляется одна молекула воды и этиловый спирт превращается в этилен:

При защищенную нагревании (около 140 ° С) смеси этилового спирта с серной кислотой при избытке спирта молекула воды отщепляется не от одной, а от двух молекул спирта, в результате чего образуется не этилен, а диэтиловый эфир:

Естерификация
Кроме того, для спиртов характерны также реакции взаимодействия с кислотами, в результате чего образуются сложные эфиры. При этом за счет гидроксильной группы кислоты и гидроксильного атома водорода спирта образуется молекула воды, а за счет остатков молекул кислоты и спирта – молекулы сложного эфира. Например, при легком нагревании (не выше 100 ° С) этилового спирта с серной кислотой образуется сульфатноетиловий эфир или диетилсульфат:

Амиловый спирт C 5 H 11 OH – одноатомный насыщенный спирт.
Реакции окисления
C 2 H 5 OH + O 2 – CO 2 + H 2 O
Перегруппировка
Физические свойства
Простые алифатические спирты – бесцветные жидкости.
Запах: Метанол, этанол и н-пропанол имеют "классический" запах спирта. Запах бутанол обусловливает запах самогона. Амиловый и высшие спирты имеют гораздо сильнее, несколько слащавый запах, сильнейший в октанола.