Александр Артеменко - Удивительный мир органической химии

Однако вернемся к спиртам. Кроме этилового спирта, существуют и другие. Например, у этилового спирта есть его «младший брат» — метиловый спирт Н 3С—ОН. Назван он так потому, что гидроксильная группа связана с метальным радикалом (СН 3—). Чаще этот спирт называют метанолом. Впервые его синтезировал П. Бертло в 1858 г. из углерода и серы. Этот синтез (из элементов!) можно представить в виде такой схемы:

Спустя много времени метиловый спирт стали получать нагреванием древесины без доступа воздуха. Образующиеся при этом пары сжижали, получая много различных веществ. Среди них был и метиловый спирт, который назвали древесным. Кстати, название «метиловый спирт» происходит от греческих слов, обозначающих «древесное вино». Поскольку этот спирт в молекуле содержит один атом углерода, то и соответствующий углеводород с одним углеродным атомом также решили назвать метаном. Так произошло название самого первого члена гомологического ряда алканов. В настоящее время метиловый спирт получают из синтез-газа (СО + Н 2) при его нагревании в присутствии катализаторов:

Метиловый спирт применяют в органической химии для получения огромного количества разнообразных органических соединений. Его можно использовать даже в качестве добавки в бензин. В результате повышается октановое число бензина.

Но теперь о главном. Метиловый спирт — сильнейший яд. Несколько граммов этого спирта, попавшего в организм человека, приводят вначале к полной потере зрения, а немного большее количество — к смерти. Поэтому метиловый спирт для технических целей обязательно сопровождается надписью «Метанол — яд» и хранится в специальном помещении или сейфе.

Если в молекуле спирта содержатся три углеродных атома, то такой спирт называют пропиловым (опять же — по названию радикала). Но официальное его название — пропанол-1:

Этому спирту соответствует другой спирт с тем же числом углеродных и водородных атомов, но иного строения — изопропиловый спирт (пропанол-2).

Как известно, эти спирты — изомеры. В молекуле пропилового спирта гидроксильная группа связана с группой —СH 2, а в молекуле изопропилового спирта — с группой . Поэтому пропиловый спирт (так же как метиловый и этиловый спирты) относят к первичным спиртам, а изопропиловый — ко вторичным. Первичные и вторичные спирты по-разному относятся к окислителям. При окислении первичных спиртов образуются альдегиды

а при окислении вторичных спиртов — кетоны (углеводороды с группой ):

В этих реакциях атом кислорода «забирает» водород от спиртов. В результате образуются «безводородные алкоголи». В связи с этим возник термин «альдегид» (от лат. слов al cohol dehyd rogenatus). Из первых частей этих слов Ю. Либих в 1835 г. составил слово «альдегид».

Кроме метилового, этилового и пропилового спиртов, существует множество других — бутиловый, пентиловый, гексиловый и т. д. Кроме того, у каждого из них имеются еще и изомеры. Чем больше углеродных атомов в молекуле спирта, тем больше изомеров. При этом число изомеров у спиртов растет быстрее, чем у алканов.

Спирты, содержащие в молекуле свыше 10 углеродных атомов, называются высшими спиртами. Когда-то их выделяли из природных жиров. Так, из кокосового масла получали лауриловый спирт С 12Н 25ОН, из спермацета — цетиловый спирт С 16Н 33ОН, из пчелинового воска — цериловый С 26Н 53ОН и мирициловый С 30Н 61ОН спирты. Но природного сырья для получения высших спиртов было достаточно до тех пор, пока они применялись в ограниченном количестве. Однако начиная с 40-х гг. XX в. эти спирты стали использовать в производстве поверхностно-активных веществ (ПАВ) — алкилсульфатов, которые являются главной составной частью синтетических моющих средств (СМС). Потребовались большие количества высших спиртов. Выручил, как всегда, органический синтез. Высшие спирты стали получать окислением алканов в присутствии катализатора (солей марганца). Этот способ разработал и внедрил в производство в 1946 г. известный химик-технолог Андрей Николаевич Башкиров (1903-1982). По химическим свойствам высшие спирты практически не отличаются от обычных спиртов. Правда, они легче окисляются и медленнее реагируют с активными металлами.

До сих пор речь шла о спиртах, в молекулах которых содержится одна гидроксильная группа. Но есть спирты, в которых таких групп несколько. Количество гидроксильных групп определяет атомность спиртов. Так, спирты с одной гидроксильной группой (метиловый, этиловый, пропиловый и т. д.) называются одноатомными спиртами, с двумя гидроксильными группами — двухатомными , с тремя — трехатомными и т. д. Основным двухатомным спиртом является этиленгликоль:

Этот спирт впервые открыл А. Вюрц в 1856 г. Этиленгликоль — вязкая бесцветная жидкость, сладкая на вкус. Она обладает ядовитыми свойствами. Применяют этот спирт в химической промышленности для синтеза многих органических продуктов. Многие знают, что водные растворы этиленгликоля используют в качестве антифризов (незамерзающих при низкой температуре жидкостей) для охлаждения двигателей внутреннего сгорания в зимний период. Например, водный раствор, содержащий 60% этиленгликоля, замерзает только при —49 °С.

Гликоли — типичные спирты. Но присутствие двух гидроксильных групп несколько отличает их от одноатомных спиртов. Так, они немного «кислее», чем одноатомные спирты. Поэтому свои водородные атомы в гидроксильных группах они могут заменять не только на активные металлы, но и на другие, например медь.