Химические свойства спиртов

Спирты проявляют следующие наиболее характерные химические свойства.

1. Взаимодействие с щелочными металлами:

2ROH + 2Na = 2RONa + H₂

2. Реакция этерификации – образование сложных эфиров карбоновых и минеральных кислот:

 

В случае многоосновных кислот могут образовываться кислые эфиры, в которых не все атомы водорода заменены алкильными группами, например, RSO₂OH – алкилсерная кислота, ROPO(OH)₂ – алкилфосфорная кислота, (RO)₂PO(OH) – диалкилфосфорная кислота. Алкилэфиры минеральных кислот, прежде всего диалкилсульфаты и алкилгалогениды, служат важными алкилирующими реагентами, эфиры фосфорной кислоты – важными компонентами ряда метаболических процессов в организме, некоторые из них обладают свойствами пестицидов и вследствие своей токсичности потенциально являются химическими боевыми веществами.

3. Замена гидроксила на галоген легко осуществляется с помощью галогенидов фосфора PCI₃, PCI₅, PBr₃, PI₃ или хлористого тионила SOCI₂:

 

ROH + PCI₅ ® R – CI + POCI₃

ROH + SOCI₂ ® R – CI + SO₂ + HCI

 

Действие галогеноводородов на спирты также приводит к образованию галогеналканов. Легче всего реагирует HI, при проведении реакции с HBr требуется нагревание, а при использовании HCI необходимо присутствие катализатора, например, ZnCI₂. Алкилгалогениды можно считать эфирами галогеноводородных кислот.

4. Дегидратация спиртов может протекать по двум направлениям:

а) межмолекулярная в присутствии каталитических количеств серной кислоты и избытке спирта при 140^оС с образованием простых эфиров через промежуточное образование алкилгидросульфата:

ROH + HOSO₂OH ® ROSO₂OH + H₂O

ROSO₂OH + HOR® R–O-R + H₂SO₄

б) внутримолекулярная при температуре выше 160^оС и избытке серной кислоты с образованием алкенов:

R-СН₂-СН₂OH + HOSO₂OH® R–СН₂-СН₂OSO₂OH + H₂O

R–СН₂-СН₂OSO₂OH ® R–CH=CH₂ + H₂SO₄

5. Окисление и дегидрирование с образованием альдегидов, кетонов и даже карбоновых кислот в зависимости от того, первичный или вторичный спирт участвует в реакции в соответствии со схемой:

 

RCH₂OH ® RCHO ® RCOOH

R₂CHOH ® R₂CO

В качестве окислителей используют бихромат калия или перманганат калия в кислой среде, кислород в присутствии катализаторов на основе солей органических кислот.

Окисление спиртов можно проводить и с помощью каталитического дегидрирования на Сu, Ag, Ni, Pd, Pt:

RCH₂OH ® RCHO + H₂

R₂CHOH ® R₂CO

Третичные спирты окисляются в более жестких условиях ( KMnO₄ + H₂SO₄ ) с разрывом углеродной цепи и образованием кетонов и кислот.

Методы получения фенолов

Фенол является одним из важных продуктов нефтехимии. Источником фенола и его метильных гомологов служит каменноугольная смола, кроме того в значительных количествах его получают синтетическими способами.

 

 

1. Кумольный способ:

 

 

2. Сплавление солей сульфокислот с гидроксидом натрия:

С₆Н₅SO₃Na + 2NaOH ¾® C₆H₅ONa + Na₂SO₃ + H₂O

2C₆H₅ONa + CO₂ + H₂O ¾®2C₆H₅OH + Na₂CO₃

3. Гидроксилирование ароматических производных в жестких условиях при 300-350^оС и 150-200 ат:

С₆Н₅CI + NaOH ¾® C₆H₅OH + NaCI

 

Двух- и трехатомные фенолы получают аналогичными способами.

4. В лаборатории фенолы получают гидролизом солей диазония путем нагревания подкисленных растворов:

 

C₆H₅ – N⁺=N + H₂O ¾® C₆H₅OH + N₂ + H⁺