Реакції заміщення ОН-групи

Реакції за зв’язком О-Н

До найбільш характерних реакцій гідроксисполук, що відбуваються з розривом зв’язку O - H,належать такі:

• реакції заміщення атома Гідрогену на метал (кислотні властивості);

• реакції заміщення атома Гідрогену на залишок кислоти (утворення естерів);

• реакції виділення водню в процесі окиснення й дегідрування. Легкість перебігу цих реакцій і будова продуктів, що утворюються, залежать від будови вуглеводневого радикала та взаємного впливу атомів.

 

Кислотні властивості спиртів

Одноатомні спирти реагують з активними металами (Na, K, Mg, Al та ін.), утворюючи солі — алкоголяти.

Взаємодія етанолу з натрієм

2R - OH + 2Na 2RO - Na + H2

Рівняння реакції взаємодії етанолу з калієм:

2C2H5OH + 2K 2C2H5O - K + H2

*Алкоголяти під дією води повністю гідролізуються з виділенням спирту й гідроксиду металу:

C2H5KR + H2O C2H5OH + KOH

*Спирти — слабші кислоти, ніж вода, оскільки алкільний радикал збільшує електронну густину на атомі Оксигену та зменшує полярність зв’язку O - H. Тому в результаті взаємодії спиртів з лугами алкоголяти практично не утворюються:

C2H5OH + NaOH □ C2H5ONa + H2O

(Рівновага цієї реакції зміщена ліворуч, оскільки солі спиртів у воді гідролізуються.)

Кислотність одноатомних спиртів зменшується в ряду:

CH3OH первинний вторинний третинний.

Утворення естерів

Спирти вступають у реакції з мінеральними й органічними кислотами, утворюючи естери. Реакція є оборотною (зворотний процес — гідроліз естерів).

 

 

Реакційна здатність одноатомних спиртів у цих реакціях зменшується від первинних до третинних.

 

Окиснення

Часто використовуються окисники KMNO4, (K2Cr2O7 + H2SO4), (O2 + каталізатор). Легкість окиснення спиртів зменшується в ряду:

первинні > вторинні >> третинні.

Первинні спирти внаслідок окиснення утворюють альдегіди, які потім легко окислюються до карбонових кислот.

 

 

У результаті окиснення вторинних спиртів утворюються кетони.

 

 

Третинні спирти більш стійкі до дії окисників. Вони окислюються лише за жорстких умов (кисле середовище, підвищена температура), що призводить до руйнування карбонового скелета молекули й утворення суміші продуктів (карбонових кислот і кетонів з меншою молекулярною масою).

Граничне окиснення спиртів до CO2 і H2O відбувається в результаті їх горіння, наприклад:

2CH3 + 3O2 2CO2 + 4H2O

Повне окиснення метанолу відбувається за схемою:

 

 

У процесі згоряння спиртів виділяється велика кількість тепла.

C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O +1370 кДж

Через високу екзотермічність реакції горіння етанолу його вважають перспективним і екологічно чистим замінником бензинового палива у двигунах внутрішнього згоряння. У лабораторній практиці етанол застосовується як пальне для спиртівок.

Реакції заміщення ОН-групи

Заміщення гідроксилу -ОН на галоген відбувається в реакції спиртів з галогеноводнями в присутності каталізатора — сильної мінеральної кислоти (наприклад, концентрованої H2SO4).При цьому спирти проявляють властивості слабких основ.

Взаємодія етанолу з гідроген бромідом

Ця реакція є одним зі способів одержання галогеноводнів.