Одноатомними спиртами1 називають гідроксильні похідні вуглеводнів, що містять одну гідроксильну групу, зв 'язану з атомом Карбону в sp3 -гібридизації.
Залежно від природи вуглеводневого радикала одноатомні спирти поділяють на три групи:
> насичені (алканоли і циклоалканоли) — гідроксильні похідні алканів та циклоалканів;
> ненасичені (алкеноли, алкіноли, циклоалкеноли і под.) — гідроксипохідні ненасичених вуглеводнів, в яких гідроксильна група не знаходиться при кратному зв'язку;
> ароматичні (арилалканоли) — гідроксильні похідні ароматичних вуглеводнів з групою —ОН у боковому ланцюзі.
1 Часто одноатомні спирти називають просто спиртами.
ГІДрОКСиЛЬнІ ПОхІДнІ ВУГЛеВОДнІВ.етери
НОМЕНКЛАТУРА
Для назви спиртів найчастіше застосовують замісникову і радикало-функціональну номенклатуру ШРАС.
сн3—сн—сн3 он
2-пропанол
сн3—сн2—он
За замісниковою номенклатурою назву спирту утворюють з назви вуглеводню, що відповідає головному вуглецевому ланцюгу, до якого додають суфікс -ол з ука-занням положення гідроксильної групи в ланцюзі атомів Карбону. Нумерацію головного вуглецевого ланцюга починають з того кінця, до якого ближче розташована гідроксильна група.
н2с= сн— сн—сн2— он сн3
2-метил-3-бутен-1-ол
он
сн2—сн2—он
сн3— с = с—сн2— сн2— он
З-пентин-1-сш циклогексанол 2-фенілетанол
За радикало -функціональною номенклатурою назви спиртів утворюють з відповідної назви вуглеводневого радикала, зв'язаного з гідроксильною групою, до якого додають -овий і спирт:
Іноді для назви спиртів використовують раціональну номенклатуру, відповідно до якої спирти розглядають як похідні метилового спирту СН3ОН, що дістав назву «карбінол»:
сн3— сн2— он
с—он
сн3—сн2—сн—он сн,
метилкарбінол трифешлкарбінол етилметилкарбінол
Для деяких спиртів досить розповсюдженими залишаються тривіальні назви:
СН,
он
он
н3с сн3
сн3— он с2н5—он
деревний спирт винний спирт
бензогідрол
Глава 22
ІЗОМЕРІЯ
Для спиртів характерна структурна, геометрична та оптична ізомерії. Структурна ізомерія спиртів зумовлена різним положенням гідроксильної групи у вуглецевому ланцюзі, а також будовою вуглецевого скелета:
ізомери ланцюга
сн3—сн2—сн2—сн2—он сн3— сн—сн2— он сн3—сн2—сн—сн3
сн,
он
ізомери положення
Для ненасичених спиртів структурна ізомерія може зумовлюватись і положенням кратного зв'язку:
н2с=сн—сн2— сн2— он
н3с—сн=сн—сн2—он
З-бутен-1-ол 2-буген-і-ол
Геометрична ізомерія характерна для ненасичених спиртів і визначається різним розташуванням замісників відносно площини подвійного зв'язку:
н3сч с
с=с
с н н
ЧМС-2-буген-1 -ол
— он
/с=с\
н
н
сн2—он
т/>анс-2-буген-1-ол
Оптична ізомерія можлива для спиртів, які мають у своїй структурі асиметричний атом Карбону:
н,
н3с'
сн3—сн—сн2—сн3 он
2-бутанол
сн2— сн3
НО'
Д-2-бутанол
сн2—сн3 ""он
5'-2-бутанол
СПОСОБИ ДОБУВАННЯ
Гідроліз галогенопохідних вуглеводнів.Галогенопохідні вуглеводнів, атом галогену яких зв'язаний з атомом Карбону в sp3-гібридизації, у присутності водних роз-чинів лугів при нагріванні піддаються гідролізу з утворенням спиртів (див. с. 251):
сн3—сн2—сі
(Н2О)
*► сн3—сн2—он
хлоретан
Гідратація алкенів.Приєднання води до алкенів приводить до утворення насичених спиртів (див. с. 150):
ГІДрОКСиЛЬнІ ПОхІДнІ ВУГЛеВОДнІВ.етери
сн3—сн=сн2
НОН; Н+
сн3—сн—сн3
он
пропен 2-пропанол
Оскільки приєднання води до алкенів відбувається за правилом Марковнико-ва, то в умовах цієї реакції залежно від будови вуглеводню утворюються вторинні і третинні спирти. З первинних спиртів цим способом можна одержати лише етанол.
Відновлення карбонільних сполук — альдегідів, кетонів, карбонових кислот і ес-терів.Відновлення карбонільної групи до гідроксильної — досить поширений метод добування спиртів. як відновники використовують різні реагенти. Найбільш розповсюджений метод гідрування карбонільних сполук полягає в їхній обробці натрієм в етанолі. Дуже часто застосовують каталітичне гідрування в присутності нікелю Ренея, Pt, Pd і т. ін. Крім того, для відновлення карбонільних сполук використовують комплексні гідриди металів: натрій борогідрид NaBН4, літій алюмогідрид LiАlН4 тощо.
При відновленні альдегідів, карбонових кислот і естерів утворюються первинні, а при відновленні кетонів — вторинні спирти:
сн3— сг
-►
сн3
-сн2-
ОН
н
ацетальдегід
етанол
сн3— с^ он
оцтова кислота
ЬіАШ4
СН3
-сн2—
он
етер
//° И;
(№ + С2Н
5ОН)
сн3-
-сн2—
он
сн3 с ос2н5
етилацетат
сн3— с—сн3 -
И; Рі
сн3-
-сн —
сн3
ацетон
он
2-пропанол
Для відновлення ненасичених карбонільних сполук використовують м'який селективний відновник — натрій борогідрид КаВН4, що не порушує при відновленні кратні вуглець-вуглецеві зв'язки:
н2с=сн— сн2— сн2—
..О
-► н2с=сн— сн2— сн2— сн2— он
н
4-пентеналь 4-пентен-1-ол
цей метод використовують для добування ненасичених спиртів з альдегідів і кетонів.
Взаємодія карбонільних сполук з магнійорганічними сполуками (реактивами Гри-ньяра). Для одержання спиртів використовують реакцію магнійорганічних сполук RМgХ з альдегідами, кетонами та естерами. Синтез здійснюють у дві стадії. На
Глава 22 320 Г
першій стадії молекула магнійорганічної сполуки приєднується до молекули карбонільної сполуки за місцем розриву я-зв'язку карбонільної групи. Напрям при-
\ 6+ 8-
єднання зумовлений полярністю карбонільної групи .С=О і полярністю зв'язку
На другій стадії одержаний алкоголят піддають гідролізу, унаслідок якого утворюється спирт:
СН3—СН2—СН2—ОМ§Вг+ НОН—► СН3—СН2—СН2—ОН +М§(ОН)Вг
1-пропанол
При дії магнійорганічних сполук на формальдегід одержують первинні спирти, з іншими альдегідами — утворюються вторинні спирти:
ОМ§Вг ОН
Сн3-с( С2Нда> сн3-с-с2н5_^)Вг> сн3-сн-сн2-сн3 Н н
ацеталвдегід бромомагній алкоголят 2-бутанол
Взаємодією магнійорганічних сполук з кетонами добувають третинні спирти:
О ОМ8Вг ОН
Н с2н5мевг І нонгн_(і_гн
сн3 с ------------ ► сн3— с — с2н5_шон)в> <~п3с чнз
СН3 СН3 СН3
ВДетон2-метил-2-бутанол
При дії магнійорганічних сполук на естери утворюються третинні спирти. У цій реакції з однією молекулою естеру реагують дві молекули реактиву Гриньяра: