Здесь представлены типовые задачи к разделу Спирты: схемы синтезов и получения одно- и многоатомных спиртов, их изомерия и номенклатура, а также области применения.
1)Напишите схемы синтеза 2-пропанола из: а) олефина; б) алкилгалогенида; в) по реакции Гриньяра. Какой метод используется в промышленности и почему?
Решение:
В промышленности изопропиловый спирт получают в основном сернокислотной или прямой гидратацией пропилена. В качестве сырья используют пропан-пропиленовую фракцию газов крекинга, а также пропиленовую фракцию газов пиролиза нефти. Это наиболее экономически выгодный способ получения 2-пропанола.
2)Укажите, какие соединения образуются при взаимодействии: а) 2-метил-2-пропанола с йодоводородом; б) 2-пропанола с серной кислотой; в) этанола с магнием; г) йодметана с пропанолятом натрия.
Решение:
3)Каким путем из этанола можно получить: а) йодоформ; б) бутан; в) этан; г) бромэтан? Какие свойства спирта используются в этих превращениях?
Решение:
4) Напишите структурные формулы изомерных спиртов состава С4Н9ОН и назовите их по тривиальной и номенклатуре ИЮПАК.
Решение:
Изомерными являются спирты, которые имеют одинаковые брутто-формулы (одинаковое число атомов углерода, водорода и кислорода), но различное строение. Т.е. эти спирты могут быть первичными, вторичными или третичными. Кроме этого, их углеродный скелет может быть как прямолинейный, так и разветвленный.
Спирты состава С4Н9ОН имеют 4 изомера. Согласно тривиальной номенклатуре это н-бутиловый спирт, втор-бутиловый спирт, трет-бутиловый спирт и изобутиловый спирт, по номенклатуре ИЮПАК они называются 1-бутанол, 2-бутанол, 2-метилпропанол-2 и 2-метилпропанол-1 соответственно:
5) Получите вторичный и третичный бутиловые спирты по методу Гриньяра и напишите для них уравнения реакций внутри — и межмолекулярной дегидратации, с пятихлористым фосфором.
Решение:
По методу Греньяра вторичные спирты получают из альдегидов, а третичные – из кетонов. Таким образом, вторичный бутиловый спирт можно получить из пропаналя, а третичный – из ацетона:
Внутримолекулярная дегидратация 2-бутанола приводит к образованию 2-бутена, а 2-метилпропанола-2 – к 2-метилпропену:
При межмолекулярной дегидратации этих спиртов образуются простые эфиры – дивторбулиловый эфир и дитретбутиловый эфир соответственно:
При взаимодействии соответствующих спиртов с пятихлористым фосфором образуются хлорзамещенные алканы:
6) Приведите промышленные способы получения этиленгликоля. Какое применение находит он в промышленности? Напишите уравнения реакций.
Решение:
В промышленности основную часть этиленгликоля получают из окиси этилена, а также возможно его получение при помощи гидролиза дихлорэтана или этиленхлоргидрина.
Уравнения реакций представлены в разделе Свойства и получение многоатомных спиртов.
Промышленное применение Этиленгликоля основано на его свойствах понижать температуру замерзания жидкостей и растворяющих свойствах:
- при производстве незамерзающих и охлаждающих жидкостей (антифризов) для автомобилей;
- при синтезе органических соединений в качестве растворителя, а также в качестве защитного агента карбонильной группы;
- при производстве полимерных продуктов;
- при производстве динитрата гликоля (взрывчатое вещество) в качестве основного компонента;
- при изготовлении жидкого мыла, косметических и парфюмерных средств, средств для мытья окон, крема для обуви, красителей для обуви;
- при изготовлении тканей.
7) Каким способом можно получить глицерин? Что получается при взаимодействии глицерина с азотной кислотой и уксусной кислотой? Напишите уравнения соответствующих реакций. Какое практическое применение имеют полученные продукты?
Решение:
Основными способами получения глицерина являются гидролиз жиров, хлорирование пропилена по Львову, окисление пропилена по Берешу и Якубовичу и и каталитическое гидрирование глюкозы. Уравнение соответствующих реакций смотрите в разделе Свойства и получение многоатомных спиртов.
При взаимодействии глицерина с азотной кислотой получают тринитроглицерин:
При взаимодействии глицерина с уксусной кислотой получают сложные эфиры глицерина (моно-, ди- и триацетилглицерины):
Практическое применение тринитроглицерин находит в основном в качестве лекарственного средства – нитроглицерина. Он способен кратковременно понижать кровяное давление, а также снять спазм кровеносных сосудов, бронхов, органов желудочно-кишечного тракта.
Также он широко применяется в качестве взрывчатого средства – динамита (смесь тринитроглицерина с любым адсорбирующим веществом, например, диатомитом или кизельгуром).
8) Имеются два изомерных спирта, которые при дегидратации дают 2- метилбутен-2. Напишите структурные формулы этих спиртов. Назовите их по рациональной и ИЮПАК номенклатурам. Какие продукты получаются при окислении каждого из них?
Решение:
Брутто-формула соединения 2- метилбутен-2 – С5Н10, структурная формула — 
Значит, изомерные спирты будут иметь аналогичное строение углеводородной цепи. Различным будет только расположение гидроксильной группы:
Изомерными спиртами в данном случае являются 2-метилбутанол-2 (диметилэтилкарбинол) и 3-метилбутанол-2 (метилизопропилкарбинол).
Окисление первичных спиртов, например, бихроматом или перманганатом калия, приводит к образованию альдегидов, при дальнейшем окислении которых образуются кислоты. При окислении вторичных спиртов получают кетоны. Третичные спирты окислить очень трудно. В данном примере 3-метилбутанол-2 окисляется до 3-метилбутанона-2:
9) Спирт С5Н11ОН дает при окислении кетон, а при дегидратации алкен, который, окисляясь, образует смесь кетона и кислоты. Определите строение исходного спирта и напишите уравнения реакций.
Решение:
Так как при окислении спирта С5Н11ОН образуется кетон, то этот спирт является вторичным. Окисление алкена, полученного при дегидратации этого спирта приводит к образованию кетона и кислоты. Это значит, что двойная связь в алкене расположена между вторичным и третичным атомами углерода. Единственно возможным спиртом такого строения, имеющего общую формулу С5Н11ОН является 3-метилбутанол-2 (метилизопропилкарбинол):
Окисляя 3-метилбутанол-2 получают 3-метилбутанон-2:
При внутримолекулярной дегидратации 3-метилбутанола-2 образуется 2-метилбутен-2:
Окисление 2-метилбутена-2 приводит к образованию ацетона и уксусной кислоты:
Самостоятельно Вы можете ознакомиться с информацией, представленной в разделах Классификация, строение, изомерия и номенклатура спиртов, Получение и применение одноатомных спиртов, Физические и химические свойства одноатомных спиртов, Свойства и получение многоатомных спиртов.