Спирты

Мы объясним, что такое спирты, их классификацию, номенклатуру и свойства. Также примеры и значение в промышленности
Спирты имеют одну или несколько гидроксильных групп, соединенных с атомом углерода

Что такое спирты?

Спирты – это определенные органические химические соединения, которые имеют в своей структуре одну или несколько гидроксильных (-OH) химических групп, ковалентно связанных с насыщенныматомом углерода (т.е. с одинарными связями только с соседними атомами), образуя карбинольную (-C-OH) группу

Спирты – это органические соединения распространенные в природе которые играют важную роль в живых организмах особенно в органическом синтезе

Его название происходит от арабского al-kukhūl, что буквально переводится как спирт или дистиллированная жидкость. Это связано с тем, что древние мусульманские алхимики называли спирты духами, а также усовершенствовали методы дистилляции в девятом веке. Последующие исследования позволили узнать химическую природу этих соединений, особенно вклад Лавуазье, касающийся ферментации пивных дрожжей

Спирты могут быть токсичными и даже смертельными для человеческого организма, если попадают в организм в больших дозах. Кроме того, при употреблении человеком они могут действовать как депрессанты центральной нервной системы , вызывать опьянение и приводить к более раскованному поведению, чем обычно

С другой стороны, спирты обладают антибактериальными и антисептическими свойствами, что позволяет использовать их в химической промышленности и в медицине

Типы спиртов

Спирты можно классифицировать в зависимости от количества гидроксильных групп в их структуре:

Моноспирты или спирты содержат только одну гидроксильную группу. Например:

Полиолы или полиолы. Они содержат более одной гидроксильной группы. Например:

Другой способ классификации спиртов – по положению углерода, с которым связана гидроксильная группа, также принимая во внимание, с каким количеством атомов углерода этот углерод дополнительно связан:

• Первичные спирты. Гидроксильная группа (-OH) расположена на углероде, связанном поочередно с одним другим атомом углерода. Например:

• Вторичные спирты. Гидроксильная группа (-OH) расположена на углероде, связанном с двумя другими отдельными атомами углерода. Например:

• Третичные спирты. Гидроксильная группа (-OH) расположена на углероде, связанном с тремя другими атомами углерода. Например:

Номенклатура спиртов

Как и другие органические соединения, спирты имеют различные способы наименования, которые мы объясним ниже:

• Первое, что следует отметить, это углеродная цепь, к которой присоединен гидроксил (обычно алкановый), чтобы восстановить термин, которым он назван, приставьте его к слову алкоголь, а затем добавьте суффикс -yl вместо -ane. Например:
• Если это метановая цепь, то она будет называться метиловым спиртом.
• Если это цепочка этана, то она будет называться этиловым спиртом.
• Если это пропановая цепь, то она называется пропиловым спиртом.
• метод ИЮПАК. Как и в предыдущем методе, внимание будет уделено прекурсору углеводорода , чтобы спасти его название и просто добавить окончание -ол вместо -ан. Например:
• Если это метановая цепь, то она будет называться метанолом.
• Если это цепочка этана, то она будет называться этанолом.
• Если это пропановая цепь, то ее называют пропанолом.

В конце концов, необходимо каким-то образом указать местоположение гидроксильной группы в цепи, для чего в начале названия используется число. Важно отметить, что в качестве основной цепи всегда выбирается самая длинная углеводородная цепь, а положение гидроксильной группы следует выбирать, используя как можно меньше цифр. Например: 2-бутанол

Подробнее: Химическая номенклатура

Физические свойства спиртов

Спирты обычно представляют собой бесцветные жидкости с характерным запахом, хотя в меньшем количестве они могут существовать и в твердом состоянии. Они растворимы в воде, поскольку гидроксильная группа (-OH) имеет определенное сходство с молекулой воды (H2O), что позволяет им образовывать водородные связи. В этом смысле наиболее водорастворимыми являются спирты с наименьшей молекулярной массой, т.е. с наименьшей и простейшей структурой. По мере увеличения числа атомов углерода и сложности углеродной цепи спирты становятся менее растворимыми в воде

Плотность спиртов увеличивается с ростом числа атомов углерода и разветвленности их углеводородной цепи. С другой стороны, образование водородных связей влияет не только на растворимость, но и на их точки плавления кипения. Чем больше углеводородная цепь, чем больше в ней гидроксильных групп и чем больше разветвлений, тем выше значения этих двух свойств

Химические свойства спиртов

Спирты имеют дипольный характер , подобный характеру воды , благодаря своей гидроксильной группе. Это делает их полярными веществами (с одним положительным и одним отрицательным полюсом)

Поэтому спирты могут вести себя как кислоты или основания в зависимости от того, с каким реагентом они реагируют. Например, если спирт вступает в реакцию с сильным основанием, гидроксильная группа депротонируется, а кислород сохраняет отрицательный заряд, действуя как кислота

И наоборот, если спирт сталкивается с очень сильной кислотой, электронные пары кислорода приводят к протонированию гидроксильной группы, она приобретает положительный заряд и ведет себя как слабое основание

С другой стороны, спирты могут участвовать в следующих химических реакциях:

• Галогенирование Спирты реагируют с галогеноводородами, давая алкилгалогениды и воду. Третичные спирты реагируют более легко, чем первичные и вторичные спирты. Примерами таких реакций являются:

• Спирты окисляются при реакции с определенными окисляющими соединениями, образуя различные продукты в зависимости от типа окисляемого спирта (первичный, вторичный или третичный). Например:
• первичные спирты. Они возникают, если при окислении теряют атом водорода, связанный с углеродом, который, в свою очередь, связан с гидроксильной группой, они образуют альдегиды. С другой стороны, если они теряют оба атома водорода от этого углерода, они образуют карбоновые кислоты.
• Вторичные спирты. При окислении они теряют единственный атом водорода, связанный с углеродом с гидроксильной группой, и образуют кетоны.
• Третичные спирты. Они устойчивы к окислению , т.е. не окисляются, если только к ним не предъявляются очень специфические условия.
• Дегидрирование. Спирты (только первичные и вторичные) при воздействии высоких температур и в присутствии определенных катализаторов теряют гидрогены, образуя альдегиды и кетоны.
  
• Дегидратация включает добавление минеральной кислоты к спирту для удаления гидроксильной группы и получения соответствующего алкена путем элиминирования.
  

Важность спиртов

Спирт используется для производства биотоплива вместе с другими органическими веществами.

Спирты – это химически ценные вещества. В качестве сырья , используются в производстве других органических соединений , в лабораториях. Также как компонент промышленных продуктов для повседневного использования, таких как дезинфицирующие средства, чистящие средства, растворители, парфюмерные основы

Они также используются в производстве топлива , особенно в биотопливной промышленности , в качестве альтернативы ископаемому топливу. Их часто можно увидеть в больницах, аптечках первой помощи и т.п

С другой стороны, определенные спирты предназначены для потребления человеком (особенно этанол), входящие в состав многих спиртных напитков различной степени очистки и крепости

Примеры спиртов

Примерами широко используемых спиртов являются:

• метанол или метиловый спирт (CH3OH).
• этанол или этиловый спирт (C2H5OH).
• 1-пропанол, пропанол или пропиловый спирт (C3H7OH).
• изобутанол (C4H9OH).

Далее: Биомолекулы