2.4 Одержання алканолів

Способи добування алканолів можна умовно поділити на дві групи: індивідуальні, за якими одержують окремі спирти, і загальні – для отримання будь–якого алканолу.

Спочатку розглянемо найважливіші індивідуальні способи.

Метанол добувають такими методами:

а) у процесі сухої перегонки деревини;

б) каталітичний синтез суміші оксиду Карбону (ІІ) і водню:

400⁰C, 50МПа

СО + 2Н₂ ––––––––––––––––––> CH₃OH

Cr₂O₃, ZnO

Етанол добувають:

а) спиртовим бродінням цукристих речовин:

С₆Н₁₂О₆ –––––––––––––––––> 2CH₃–CH₂–OH + 2CO₂

Глюкоза зімаза (фермент) Винний спирт

б) при гідролізі клітковини і наступному бродінні продуктів гідролізу:

(C₆H₁₀O₅)_n + n H₂O –––––––––––> n C₆H₁₂O₆

Клітковина H₂SO₄ Моносахариди

C₆H₁₂O₆ –––––––––––––> 2CH₃–CH₂–OH + 2CO₂

Бродіння Гідролізний спирнт

Загальні способи

1. Лужний гідроліз галогеналканів:

C_nH_2n+1Hal + KOH ––––––––> C_nH_2n+1OH + KНal

H₂O

2. Гідратація алкенів, яка залежно від каталізатора може проходити за різних умов. Наприклад, при використанні суміші Н₃РО₄ і Н₂МоО₄ гідратацію проводять при 300⁰С і 7 МПа, а з сірчаною кислотою – при 80–90⁰С і 3,45 МПа.

t⁰, P

С_nH_2n + H₂O –––––––––> C_nH_2n+1OH

Кат

Гідратація несиметричних алкенів протікає за правилом Марковникова:

OH

t⁰ 

CH₃–CH₂–CH=CH₂ + H₂O ––––––> CH₃–CH₂–CH–CH₃

Бутен–1 H₂SO₄ Бутанол–2

3. Відновлення карбонільних сполук (альдегідів і кетонів), естерів, а також жирних кислот, що містять 12–20 атомів Карбону в молекулі (жирними називаються вищі кислоти, які утворюються внаслідок гідролізу жирів) . Останній спосіб застосовується при виробництві ПАР (поверхнево–активних речовин), СМЗ (синтетичних миючих засобів) та косметичних емульсій.

Відновлення проводять алюмогідридом літію LiAlH₄ чи воднем на нікелевому

каталізаторі. При цьому із альдегідів і карбонових кислот одержують первинні спирти, а із кетонів – вторинні:

O t⁰

C_nH_2n+1C + H₂ ––––––––> C_nH_2n+1CH₂OH

H Ni

Альдегід Первинний спирт

t⁰

C_nH_2n+1CООН + 2H₂ ––––––––> C_nH_2n+1CH₂OH + Н₂О

Ni

Жирна кислота Первинний спирт

R–C–R + H₂ –––––––––––> R–CH–R

 LiAlH₄ 

O OH

Кетон Вторинний спирт

Відновлення естерів вищих кислот дає суміш спиртів

C_nH_2n+1CООС_mH_2m+1 + 2H₂ –––––––––> C_nH_2n+1CH₂OH + C_mH_2m+1OH

LiAlH₄

Естер Суміш спиртів

4. Реакція Гриньяра – взаємодія альдегідів, кетонів, естерів з реактивом Гриньяра і наступний гідроліз одержаних проміжних сполук. Реактивом Гриньяра вважається будь–який алкілмагнійгалогенід, який утворюється при взаємодії магнію з галогеналканом у середовищі абсолютного етеру:

C_nH_2n+1Hal + Mg ––––––––> C_nH_2n+1–Mg–Hal

Абс.етер Реактив Гриньяра

На основі мурашиного альдегіду (формальдегіду) за реакцією Гриньяра добувають первинні спирти, наприклад:

O +H₂O

Н–С + СН₃–СН₂–Mg–Br ––––––––> CH₂–CH₂–CH₃ –––––––>

H 

OMgBr

Формальдегід Етилмагнійбромід

–––––> CH₂–CH₂–CH₃ + MgOHBr 



OH

Пропанол–1

Всі інші альдегіди приводять до вторинних спиртів:

O +H₂O

CH₃–C + CH₃CH–MgBr –––––> CH₃–CH–––––CH–CH₃ ––––––>

H   

CH₃ OMgBr CH₃

Ацетальдегід Ізопропілмагній–

бромід

––––––––––> CH₃–CH–CH–CH₃ + MgOHBr 

 

OH CH₃

3–Метилбутанол–2

Із кетонів і естерів одержують третинні спирти:

R R

 

R–C–R + R–MgBr ––––> R–C–R –––––––> R–C–R + MgOHBr 

  

O OMgBr OH

Кетон Третинний спирт

OMgBr OH

О  +R–MgBr 

R–C + R–MgBr ––––> R–C–R –––––––––––> R–C–R + R–OH + MgOHBr 

O–R  +H₂O 

O–R R

Естер