Свойства спиртов

реакция обратима, обратная реакция называется гидролизом. Сложные  эфиры

получаются также при  действии на спирты галогенангидридов  и ангидридов

кислот.

    

1.2.5. Дегидрогенизация спиртов  и окисление.

 

 

Образование разных продуктов  в реакциях дегидрогенизации и окисления  является

важнейшим свойством, позволяющим  отличить первичные, вторичные и  третичные

спирты.

При пропускании паров  первичного или вторичного, но не третичного спирта над

металлической медью при  повышенной температуре происходит выделение двух

атомов водорода и первичный  спирт превращается в альдегид, вторичные  спирты

дают в этих условиях кетоны.

    

Cu

 

    

Cu

 

    

300°

 

    

250°

 

СН3СН2ОН  ®   СН3СНО + Н2 ;  СН3СН(ОН)СН3  ® СН3СОСН3 + Н2;

третичные спирты в тех  же условиях не дегидрируются.

Такое же различие проявляют  первичные и вторичные спирты при окислении,

которое можно проводить "мокрым" путем, например, действием  хромовой кислоты,

или каталитически, причем катализатором  окисления

служит также металлическая  медь, а окислителем кислород воздуха:

                 RCH2OH + O ® R-COH + H2O                

     CHOH + O ®          C=O + H2O

    

     

Глава 2. Методы получения  спиртов.

 

 

В свободном виде многие спирты содержатся в летучих эфирных  маслах растений и

вместе с тем с другими  соединениями обусловливают запах  многих цветочных

эссенций, например, розового масла и др. Кроме того, спирты находятся в виде

сложных эфиров во многих природных  соединениях – в воске, эфирных  и жирных

маслах, в животных жирах. Наиболее распространенным и из спиртов, находящихся

в природных продуктах, является глицерин – обязательная составная  часть всех

жиров, которые до сих пор  служат главным источником его получения. К числу

весьма распространенных в природе соединений относятся  многоатомные

альдегидо- и кетоноспирты, объединяемые под общим названием  сахаров. Синтез

важнейших в техническом  отношении спиртов рассмотрен ниже [5].

    

2.1. Производство этилового  спирта.

 

 

Процессы гидратации –  это взаимодействие с водой. Присоединение  воды в ходе

проведения технологических  процессов может вестись двумя  методами:

1. Прямой метод гидратации  осуществляется при непосредственном  взаимодействии

воды и сырья, используемого  для производства. Этот процесс ведется  в

присутствии катализаторов. Чем больше атомов углерода находится  в цепи, тем

быстрее идет процесс гидратации.

2. Косвенный метод гидратации  осуществляется при помощи образования

промежуточных продуктов  реакции в присутствии серной кислоты. А затем реакции

гидролиза подвергаются создаваемые  промежуточные продукты.

При современном производстве этилового спирта используют метод  прямой

гидратации этилена:

СН2=СН2 + Н2О « С2Н5ОН – Q

Получение ведется в контактных аппаратах полочного типа. Спирт  отделяется из

побочных продуктов реакции  в сепараторе, а для окончательной  очистки

используется ректификация [2].

Реакция начинается с атаки  ионом водорода того углеродного  атома, который связан

с большим числом водородных атомов и является поэтому более

электроотрицательным, чем  соседний углерод. После этого к  соседнему углероду

присоединяется вода с  выбросом Н+. Этим методом в промышленном

масштабе готовят этиловый, втор-пропиловый и трет-бутиловый  спирты.

Для получения этилового  спирта издавна пользуются различными сахаристыми

веществами, например, виноградным  сахаром, или глюкозой, которая путем

"брожения", вызываемого  действием ферментов (энзимов), вырабатываемых

дрожжевыми грибками, превращается в этиловый спирт.

С6Н12О6 ® 2С2Н5ОН + 2СО2

Глюкоза в свободном виде содержится, например, в виноградном  соке, при

брожении которого получается виноградное вино с содержанием  спирта от 8 до

16%.

Исходным продуктом для  получения спирта может служить  полисахарид крахмал,

содержащийся, например, в  клубнях картофеля, зернах ржи, пшеницы, кукурузы.

Для превращения в сахаристые вещества (глюкозу) крахмал предварительно

подвергают гидролизу. Для  этого муку или измельченный картофель  заваривают

горячей водой и по охлаждении добавляют солод – проросшие, а затем

подсушенные и растертые  с водой зерна ячменя. В солоде содержится диастаз

(сложная смесь ферментов), действующий на процесс осахаривания  крахмала

каталитически. По оканчании  осахаривания к полученной жидкости прибавляют

дрожжи, под действием  фермента которых образуется спирт. Его отгоняют, а

затем очищают повторной  перегонкой.

В настоящее время осахариванию подвергают также другой полисахарид  –

целлюлозу (клетчатку), образующую главную массу древесины. Для  этого

целлюлозу подвергают гидролизу  в присутствии кислот (например, древесные

опилки при 150 -170°С обрабатывают 0,1 - 5% серной кислотой под давлением 0,7

- 1,5 МПа). Полученный таким  образом продукт также содержит  глюкозу и

сбраживается на спирт  при помощи дрожжей. Из 5500 т сухих  опилок (отходы

лесопильного завода средней  производительности за год) можно получить 790 т

спирта (считая на 100%-ный). Это  дает возможность сэкономить около 3000 т

зерна или 10000 т картофеля [1].

    

2.2. Процесс  получения  метилового спирта.

 

 

Важнейшей реакцией этого  типа является взаимодействие окиси  углерода и

водорода при 400°С под давлением 20 – 30 МПа в присутствии смешанного

катализатора, состоящего из окиси меди, хрома, алюминия и др.

                   СО + 2Н2 « СН3ОН – Q                  

Получение метилового спирта ведется в контактных аппаратах  полочного типа.

Наряду с образованием метилового спирта идут процессы образования  побочных

продуктов реакции, поэтому  после проведения процесса продукты реакции

необходимо разделить. Для  выделения метанола используется холодильник  –

конденсатор, а затем доочистку  спирта осуществляют, используя многократную

ректификацию [2].

Практически весь метанол (СН3ОН) получают в промышленности этим

способом; кроме него, при  других условиях, так могут быть получены смеси более

сложных спиртов. Метиловый  спирт образуется и при сухой  перегонке дерева,

поэтому его называют также  древесным спиртом.

    

2.3. Методы получения других  спиртов.

 

 

Известны и другие способы  синтетического получения спиртов:

-         гидролизом галогенпроизводных  при нагревании с водой или  водным

раствором щелочи

СН3 – СНВr – CH3 + H2O ® CH3 – CH(OH) – CH3 + HBr

получают первичные и  вторичные спирты, третичные галогеналкилы  образуют при

этой реакции олефины;

-         гидролизом сложных эфиров, главным  образом, природных (жиры,воски);

-         окислением насыщенных углеводородов  при 100°- 300° и давлении 15 –

50 атм.

Олефины окислением превращают в циклические окиси, которые  при

гидратации дают гликоли, так в промышленности получают этиленгликоль:

    

Н2О

 

 

    

О

 

     СН2 = СН2 ® СН2 – СН2 ® НОСН2 – СН2ОН;

Существуют  способы,  имеющие  главным  образом  лабораторное

применение; некоторые из них практикуются  в тонком промышленном синтезе,

например, при производстве небольших количеств ценных спиртов, используемых в

парфюмерии. К числу таких  методов относится альдольная конденсация  или

реакция Гриньяра. Так, по методу химика П.П.Шорыгина получают из окиси

этилена и фенилмагний-галогенида фенилэтиловый спирт – ценное душистое

вещество с запахом  розы [3].

    

Глава 3. Применение спиртов.

 

 

Ввиду разнообразия свойств  спиртов различной структуры  область их применения

очень обширна. Спирты – древесный, винный и сивушные масла – долгое время

служили главным сырьевым источником для производства ациклических (жирных)

соединений. В настоящее  время большую часть органического  сырья поставляет

нефтехимическая промышленность, в частности в виде олефинов и  парафиновых

углеводородов. Простейшие спирты (метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый)

в больших количествах  расходуются как таковые , а также  в форме эфиров

уксусной кислоты, как  растворители в лакокрасочном производстве, а высшие

спирты, начиная с бутилового, - в виде эфиров фталевой, себациновой  и других

двухосновных кислот –  как пластификаторы.

Метанол служит сырьем для  получения формальдегида, из которого готовятся

синтетические смолы, используемые в огромных количествах в производстве

феноло-формальдегидных пластических материалов, метанол служит полупродуктом

для производства метилацетата, метил- и диметиланилина, метиламинов  и многих

красителей, фармацевтических препаратов, душистых и др. веществ. Метанол –

хороший растворитель, им широко пользуются в лакокрасочной промышленности. В

нефтеперерабатывающей промышленности его применяют в качестве растворителя

щелочи при очистке  бензинов , а также при выделении  толуола путем азеотропной

ректификации.

Этанол находит применение в составе этиловой жидкости как  добавка к топливам

для карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Этиловый спирт  в больших

количествах потребляется в  производстве дивинила, для производства одного из

важнейших инсектицидов ДДТ. В качестве растворителя широко применяется  при

производстве фармацевтических, душистых, красящих и других веществ. Этиловый

спирт – хорошее антисептическое  средство.

Этиленгликоль с успехом  применяют для приготовления  антифриза. Он

гигроскопичен, поэтому применяется  при изготовлении печатных красок

(текстильных, типографских  и штемпельных). Азотнокислый эфир  этиленгликоля –

сильное взрывчатое вещество, заменяющее в известной мере нитроглицерин.

Диэтиленгликоль – применяется  как растворитель и для заполнения тормозных

гидравлических приспособлений; в текстильной промышленности его  используют

при отделке и крашении тканей.

Глицерин – применяется  в больших количествах в химической, пищевой (для

изготовления кондитерских изделий, ликеров, прохладительных  напитков и др.),

текстильной и полиграфической  промышленностях (добавляется в  печатную краску

для предохранения от высыхания), а также в других отраслях производства –

производстве пластических масс и лаков, взрывчатых веществ  и порохов,

косметических и лекарственных  препаратов, а также в качестве антифриза.

Большое практическое значение имеет реакция каталитической дегидрогенизации и

дегидратации винного  спирта, разработанная  русским химиком  С.В. Лебедевым и

протекающая по схеме:

2С2Н5ОН ® 2Н2О+Н2+С4Н6;

получающийся таким образом  бутадиен СН2=СН-СН=СН2-1,3

является сырьем для производства синтетического каучука.

Некоторые спирты ароматического ряда , имеющие длинные боковые  цепи в форме

их сульфированных производных, служат моющими и эмульгирующими средствами.

Многие спирты, например, линалоол, терпинеол и др. являются ценными душистыми

веществами и широко используются в парфюмерии. Так называемые нитроглицерин  и

нитрогликоли, а также  некоторые другие сложные эфиры  азотной кислоты двух-,

трех- и многоатомных спиртов  применяются в горном и дорожностроительном  деле

в качестве взрывчатых веществ. Спирты необходимы в производстве лекарственных

препаратов, в пищевой  промышленности, парфюмерии и т. д.[1,3,5].

    

     

Заключение.

 

 

Спирты могут оказывать  негативное воздействие на организм. Особенно ядовит

метиловый спирт: 5 –10 мл спирта вызывают слепоту и сильное отравление

организма, а 30 мл могут привести к смертельному исходу.

Этиловый спирт – наркотик. При приеме внутрь он вследствие высокой

растворимости быстро всасывается  в кровь и возбуждающе действует  на организм.

Под влиянием спиртного у  человека ослабевает внимание, затормаживается

реакция, нарушается координация, появляется развязность, грубость в  поведении

и т. д. Все это делает его  неприятным и неприемлемым для общества. Но

следствия употребления алкоголя могут быть и более глубокими. При частом

потреблении появляется привыкание, пагубное пристрастие к нему и  в конце

концов тяжелое заболевание  – алкоголизм. Спиртом поражаются слизистые

оболочки желудочно-кишечного  тракта, что может вести к возникновению

гастрита, язвенной болезни  желудка, двенадцатиперстной кишки. Печень, где

должно происходить разрушение спирта, не справляясь с нагрузкой, начинает

перерождаться, в результате возникает цирроз. Проникая в головной мозг, спирт

отравляюще действует  на нервные клетки, что проявляется  в нарушении сознания,

речи, умственных способностей, в появлении психических расстройств  и ведет к

деградации личности.

Особенно опасен алкоголь для молодых людей, так как  в растущем организме

интенсивно протекают  процессы обмена веществ, а они особенно чувствительны к

токсическому воздействию. Поэтому у молодежи быстрее, чем  у взрослых, может

появиться алкоголизм.