Мадэль структурнай малекулы спірту: чырвоны і белы колеры абазначаюць гідраксільную групу, тры «R» азначаюць замяшчальнікаў вугляроду або атамы вадароду[1].Адметная асаблівасць спіртоў — гідраксільная група пры насычаным атаме вугляроду — на малюнку выдзелена чырвоным (кісларод) і шэрым колерам (вадарод).Мадэль малекулы найпрасцейшага спірту — метанолу.
У наменклатуры IUPAC для злучэнняў, у якіх гідраксільная група звязана з ненасычаным (sp²-гібрыдным) атамам вугляроду, рэкамендуюцца назвы «енолы» (гідраксіл злучаны з вінільнай C=C-сувяззю)[4] і «фенолы» (гідраксіл злучаны з бензольным або іншым водарным цыклам)[5].
Спірты ўяўляюць сабой шырокі і разнастайны клас злучэнняў: яны вельмі пашыраны ў прыродзе і часта выконваюць важныя функцыі ў жывых арганізмах. Спірты з’яўляюцца важнымі злучэннямі з пункту гледжання арганічнага сінтэзу, не толькі ўяўляючы цікавасць як мэтавыя прадукты, але і як прамежкавыя рэчывы, якія маюць шэраг унікальных хімічных уласцівасцяў. Акрамя таго, спірты з’яўляюцца прамыслова важнымі прадуктамі і знаходзяць найшырэйшае ўжыванне як у прамысловасці, так і ў паўсядзённых дастасаваннях. Некаторыя шмататамныя спірты ўваходзяць у склад замяняльнікаў цукру.
У агульным ужытку часцей за ўсё пад словам «спірт» разумеецца этанол (CH3-CH2-OH), які атрымліваецца пры браджэнніцукру і з’яўляецца асновай алкагольных напояў, таксама шырока ўжываецца ў тэхніцы ды медыцыне.
Этымалогія
Слова алкаго́ль у беларускую мову, як і ва ўсе мовы Еўропы, патрапіла з латыні. Свой жа пачатак бярэ ад сярэдневяковагаараб.اَلْكُحْل (al-kuḥl) — «парашкападобная сурма»[6], якое, у сваю чаргу, праз арам.: כוחלא/ܟܘܚܠܐ (kuḥlā) запазычана з акад.: 𒎎𒋆𒁉𒍣𒁕 (guḫlum) з тым жа значэннем. Паняцце ўзнікла ад алхімічнай методыкі аднаўлення хімічных рэчываў да «парашку», які з’яўляецца, як меркавалася, чыстай эсэнцыяй рэчыва. Падобным чынам, і этылавы спірт з’яўляецца эсэнцыяй віна, ад чаго і адбылася ягоная трывіяльная назва «вінны спірт»[6].
Слова спірт з’явілася ў беларускай мове праз рускую, якая ў часы маскоўскага цара Пятра I пераняла англійскае слова spirit, у сваю чаргу, вытворнае ад лацінскагаspīritus — «дыханне, дух, душа»[7].
Класіфікацыя спіртоў
Прыклады спіртоў з рознай колькасцю гідраксільных груп
Насычаны, ненасычаны і водарны спірты
Ацыклічны і цыклічны спірты
Першасны, другасны і троесны спірты
Спірты класіфікуюцца наступным чынам (у дужках прыведзены прыклады)[8]:
Паводле наменклатуры IUPAC назвы простых спіртоў утвараюцца ад назваў адпаведных алканаў з даданнем суфікса «-ол», палажэнне якога ўказваецца арабскай лічбай.
Выбіраюць бацькоўскі вуглевадарод па самым доўгім бесперапынным вуглевадародным ланцугу, утрымліваючым гідраксільную групу. Ён складае базавую назву (па колькасці атамаў вугляроду).
Бацькоўскі вуглевадарод нумаруюць у такім напрамку, каб гідраксільная група атрымала найменшы нумар у назве. Калі ж у злучэнні маюцца функцыянальныя групы старэйшыя за гідраксільную, то гэтае правіла ўжываецца да старэйшай функцыянальнай групы.
Старэйшая функцыянальная група пазначаецца ў выглядзе суфікса (для гідраксільнай — -ол), а астатнія замяшчальнікі — у выглядзе прыставак у алфавітным парадку. Іхняе становішча ў вуглевадародным ланцугу абазначаецца праз лічбы — лаканты, якія змяшчаюцца пасля суфіксаў і перад прыстаўкамі[10]. Для шмататамных спіртоў перад суфіксам -ол паказваецца колькасць гідраксільных груп (-дыёл, -трыёл, -тэтраол і г. д.).
Калі пры розных варыянтах нумарацыі ланцуга гідраксільная група атрымлівае адзін і той жа лакант, то ланцуг нумаруюць у тым напрамку, пры якім іншы замяшчальнік атрымлівае найменшы лакант.
Іншыя наменклатуры
Радыкала-функцыянальная наменклатура. У рамках гэтай наменклатуры назва ўтвараецца ад назвы класа злучэння (спірт) з дабаўленнем назваў радыкалаў, далучаных да гідраксільнай групы, напрыклад: этылавы спірт C2H5OH, гексілавы спірт C6H13OH, алілавы спірт СH2=CH−CH2OH.
Рацыянальная наменклатура (карбінольная наменклатура) спіртоў разглядае іх як вытворныя метанолу CH3OH, званага ў гэтым выпадку карбінолам: дыметылкарбінол (СH3)2СНOH, трыфенілкарбінол (С6H5)3COH.
Трывіяльная наменклатура. У папулярнай і навуковай літаратуры можна нярэдка сустрэць гістарычныя, ці трывіяльныя, назвы спіртоў, якія з прычыны складзенай традыцыі выкарыстоўваюцца замест сістэматычных назваў[11]. Трывіяльныя назвы звычайна паходзяць ад назвы прыроднай крыніцы атрымання таго ці іншага спірту. Так, напрыклад, метанол называюць драўняным спіртам, этанол — вінным спіртам, гераніол змяшчаецца ў гераніевым алеі, а цэтылавы спірт раней атрымлівалі з тлушчу кашалотаў[12] (лац.: cetus — кіт). Некаторыя спірты атрымалі трывіяльныя назвы праз свае фізічныя ўласцівасці (гліцэрына ад стар.-грэч.: γλῠκερός, glykeros — салодкі)[6]. Спірты, вытворныя ад прыродных вугляводаў, захоўваюць корань трывіяльнай назвы адпаведных вугляводаў (маніт, ксіліт, сарбіт).
Гісторыя адкрыцця спіртоў
Хмельны раслінны напой, які змяшчае этанол, вядомы чалавецтву з глыбокай старажытнасці. Лічыцца, што не менш чым за 8000 гадоў да нашай эры людзі былі знаёмыя з дзеяннем закіслых садавіны, а пазней — з дапамогай закісання атрымлівалі хмельныя напоі з этанолам у ім з садавіны і мёду[13]. Археалагічныя знаходкі сведчаць, што ў Заходняй Азіівінаробства існавала яшчэ ў 5400—5000 гадахда н. э., а на прасторах сучаснага Кітая, правінцыя Хэнань, знойдзены сведчанні вытворчасці ферментаваных сумесяў з рысу, мёду, вінаграду і, магчыма, іншай садавіны, у эпоху ранняга неаліту: ад 6500 да 7000 гг.да н. э.[14]
Упершыню спірт з віна атрымалі ў VI—VII стагоддзях арабскія хімікі; спосаб атрымання спірту змяшчаецца ў запісах персідскага алхіміка ар-Разі[16].
У Еўропе этылавы спірт быў атрыманы з прадуктаў закісання ў XI—XII стагоддзях, у Італіі[17].
У 1661 годзе англійскі хімік Роберт Бойль упершыню атрымаў метанол перагонкай драўніны[19]. Абсалютаваны этанол з ягонага воднага раствору быў упершыню атрыманы ў 1796 годзе расійскім хімікам Т. Я. Ловіцам пры перагонцы над паташам[17][20].
У 1842 годзе нямецкі хімік Я. Г. Шыль адкрыў, што спірты ўтвараюць гамалагічны рад, адрозніваючыся на некаторую сталую велічыню. Аднак, ён памыліўся, апісаўшы яе як C2H2. Праз два гады, іншы хімік Шарль Жэрар устанавіў правільную гамалагічную розніцу CH2 і прадказаў формулу і ўласцівасці невядомага ў тыя гады прапілавага спірту[21]. У 1850 годзе англійскі хімік Аляксандр Уільямсан, даследуючы рэакцыю алкагалятаў з этылёдыдам, устанавіў, што этылавы спірт з’яўляецца вытворным вады з адным замешчаным атамам вадароду, эксперыментальна пацвердзіўшы формулу C2H5OH[22]. Упершыню сінтэз этанолу дзеяннем сернай кіслаты на этылен здзейсніў у 1854 годзе французскі хімік Марселен Бертло[22].
Упершыню троесны спірт (2-метылпрапанол-2) сінтэзаваў у 1863 годзе вядомы рускі хімік А. М. Бутлераў, паклаўшы пачатак цэлай серыі эксперыментаў у гэтым напрамку[22].
Двухатамны спірт этыленгліколь упершыню быў сінтэзаваны французскім хімікам А. Вюрцам у 1856 годзе[21]. Гліцэрына быў знойдзены ў прыродных тлушчах яшчэ ў 1783 годзе шведскім хімікам Карлам Шэеле, аднак яго склад быў адкрыты толькі ў 1836 годзе, а сінтэз ажыццёўлены з ацэтону ў 1873 годзе Шарлем Фрыдэлем[26].
Этылавы спірт з’яўляецца натуральным прадуктам анаэробнага закісання арганічных прадуктаў, якія змяшчаюць вугляводы, пад дзеяннем дражджэй роду Saccharomyces і бактэрыйZimomonas і часта ўтвараюцца ў пракіслых ягадах і садавіне. Пры гэтым вугляводы праз паслядоўнасць ферментатыўных рэакцый, названую гліколізам, ператвараюцца ў піруват, які далей пад дзеяннем піруватдэкарбаксілазы пераходзіць у ацэтальдэгід. Апошні затым у прысутнасці алкагольдэгідрагеназы акцэптуе аднаўленчы эквівалент ад адноўленай формы NAD (аднаўленне NAD адбываецца на адной са стадый гліколізу), што дае этанол як канчатковы прадукт. Гэты працэс не толькі з’яўляецца прычынай назапашвання этанолу ў прыродных аб’ектах, але і актыўна выкарыстоўваецца ў вінаробстве, піваварстве і пякарнай прамысловасці[27]. Падчас закісання могуць утварацца таксама і іншыя спірты, напрыклад, ізапрапанол[28], бутанол-1[29], бутандыёл-2,3[30].
У прыродзе сустракаюцца разнастайныя спіртавыя вытворныя вугляводаў, напрыклад, сарбіт (змяшчаецца ў ягадах вішні і рабіны)[37], маніт (у ясені)[38] і іншыя.
У 1959 годзе нямецкім хімікам Адольфам Бутэнантам пры вывучэнні экстракту самкі тутавага шаўкапрада быў адкрыты палавы атрактант, названы бамбіколам[39]. Далейшае вывучэнне ферамонаў казурак паказала, што значная частка гэтых ферамонаў прадстаўлена спіртамі[39].
Многія спірты з’яўляюцца ўдзельнікамі важных біяхімічных працэсаў, якія адбываюцца ў жывым арганізме. Так, некаторыя вітаміны адносяцца да класу спіртоў, напрыклад, вітамін А (рэтынол)[41], вітамін D (эргакальцыферол і іншыя)[42].
Стэроідныя гармоны, сярод якіх ёсць і спірты (эстрадыёл, картызол і іншыя), удзельнічаюць у рэгуляцыі абмену рэчываў і некаторых фізіялагічных функцыях арганізма[43].
Сярод ніжэйшых спіртоў з пункту гледжання фізіялогіі найбольшую цікавасць уяўляе, несумненна, этанол. У арганізме чалавека этанол з’яўляецца натуральным метабалітам і ў норме прысутнічае ў крыві ў вельмі нізкіх канцэнтрацыях. Таксама этанол можа паступаць у арганізм з ежай. Этанол у арганізме чалавека метабалізуецца пераважна ў печані. Пад дзеяннем цытазольнага ферменту алкагальдэгідрагеназы этанол акісляецца ў ацэтальдэгід, які далей перапрацоўваецца мітахандрыяльнай альдэгіддэгідрагеназай у ацэтат. Ацэтат пасля актывацыі караткаланцужковай ацыл-каэнзім А-сінтэтазай можа далей разбурацца ў цыкле Крэбса[46]. Ва ўтылізацыі этанолу другарадную ролю іграе таксама мікрасамальная этанол-акісляльная сістэма, прадстаўленая цытахромам P450 і каталазай[40]. Пры высокім змесце алкаголю ў крыві ферменты не спраўляюцца з акісленнем ацэтальдэгіду да ацэтату, і ў арганізме адбываецца назапашванне ацэтальдэгіду, які ў 10-30 разоў таксічней за этанол[47], за кошт чаго адбываецца атручванне арганізма, т. з. пахмелле. Па энергетычнай каштоўнасці для арганізма этанол (7 ккал/г) займае прамежкавае становішча паміж вугляводамі (4,1 ккал/г) і тлушчамі (9,3 ккал/г). Уклад этанолу ў агульную каларыйнасць ежы ў не хворых на алкагалізм дарослых людзей можа дасягаць 12 %. Аднак спажыванне этанолу як харчовы прадукт і крыніца энергіі мае шэраг недахопаў з біяхімічнага пункта гледжання. Акрамя ўтварэння таксічнага ацэтальдэгіду, да такіх заган варта прылічыць той факт, што залішнія калорыі, якія паступілі ў арганізм у форме этанолу, могуць запасіцца толькі ў тлушчах, бо магчымасць пераўтварэння этанолу ў вугляводы ў арганізме чалавека адсутнічае[46]. Апроч таго, этанол парушае іншыя метабалічныя працэсы: інгібіруеглюканеагенез (гэта з’яўляецца прычынай гіпаглікеміі пры ўжыванні вялікіх доз алкаголю), паскарае вытворчасць цытакінаў, змяняе канцэнтрацыю гармонаў[48]. Алкагольныя напоі змяшчаюць вельмі мала вітамінаў і мінеральных рэчываў, што таксама можа аказаць негатыўны ўплыў на здароўе. Таксама харчовы этанол сам па сабе нашмат даражэйшы за энергетычна эквівалентную колькасць цукру[46].
Аднаатамныя гранічныя спірты ўводзяць арганізм у нарказападобнае стан, а таксама праяўляць таксічнае дзеянне[49].
Метылавы спірт — моцны яд (асабліва пры ўжыванні ўнутр) нервовага і сардэчна-сасудзістага дзеяння з выяўленым кумулятыўным эфектам; пашкоджвае органы зроку аж да поўнай слепаты. У вялікіх дозах (30 г і больш) прыводзіць да смерці[50].
Этылавы спірт валодае таксічным эфектам. Хутка ўсмоктваецца праз слізістую абалонкустраўніка і тонкага кішэчніка, дасягаючы максімальнага засяроджвання ў крыві праз 60-90 хвілін пасля ягонага ўжывання[51]. Этанол выклікае спачатку ўзбуджэнне, а затым рэзкае прыгнечанне цэнтральнай нервовай сістэмы (у тым ліку разбурае мазгавую абалонку); ягонае ўжыванне прыводзіць да парушэння найважнейшых функцый арганізма, цяжкага пашкоджання органаў і сістэм. Аказвае эмбрыятаксічнае і тэратагеннае дзеянні.
Ізапрапілавы спірт па сваім таксічным уздзеянні нагадвае этанол, выклікаючы прыгнечанне цэнтральнай нервовай сістэмы і пашкоджваючы ўнутраныя органы. У высокай канцэнтрацыі прыводзіць да комы, канвульсій і смяротнага зыходу (каля 3—4 г/кг)[52].
У сувязі з шырокім выкарыстаннем найпрасцейшых спіртоў у розных галінах прамысловасці і, у прыватнасці, як растваральнікі, небяспечным з’яўляецца іхняе інгаляцыйнае ўздзеянне. Вострае таксічнае ўздзеянне спіртоў, выпрабаванае на пацуках, выявілася ў наступных інгаляцыйных канцэнтрацыях:
метылавы спірт: 3,16 % на працягу 18-21 гадзін — 100 % лятальнасць; 2,25 % на працягу 8 гадзін — наркатычны эфект; 0,8 % на працягу 8 гадзін — летаргія;
этылавы спірт: 3,2 % на працягу 8 гадзін — частковая лятальнасць; 2,2 % на працягу 8 гадзін — глыбокі наркоз; 0,64 % на працягу 8 гадзін — летаргія;
ізапрапілавы спірт: 1,2 % на працягу 8 гадзін — 50 % лятальнасць; 1,2 % на працягу 4 гадзін — наркатычны эфект[53].
Этыленгліколь вельмі таксічны пры пераральным трапленні ў арганізм, пашкоджвае ЦНС і ныркі. Смяротная доза складае 1,4 г/кг масы цела[54].
Фізічныя ўласцівасці і будова спіртоў
Геаметрыя сувязі C−O−H у малекуле метанолуПрасторавая будова метанолу
Малекулы спіртоў, падобна малекуле вады, маюць кутнюю будову. Кут R−O−H у малекуле метанолу роўны 108,5°[55]. Атам кіслароду гідраксільнай групы знаходзіцца ў стане sp³-гібрыдызацыі. Спірты маюць істотна больш высокія тэмпературы плаўлення і кіпення, чым можна было б меркаваць на падставе фізічных уласцівасцей роднасных злучэнняў. Так, з рада маназамешчаных вытворных метану, метанол мае незвычайна высокую тэмпературу кіпення, не зважаючы на адносна невялікую малекулярную масу[56]:
Малекулярныя масы і тэмпературы кіпення метану і некаторых ягоных вытворных[57]
Высокія тэмпературы кіпення спіртоў тлумачацца наяўнасцю міжмалекулярных вадародных сувязей[55]. Энергія вадароднай сувязі значна ніжэйшая за энергію кавалентнай хімічнай сувязі. Так, напрыклад, для метанолу энергія вадароднай сувязі складае 16,7 кДж/моль[58], тады як сувязі C−H, C−O і O−H маюць энергію 391,7, 383,5 і 428,8 кДж/моль адпаведна[59]. Тым не менш, уплыў вадародных сувязей на фізічныя ўласцівасці спіртоў вельмі значны.
Міжмалекулярныя вадародныя сувязі ў спіртах
Малекулы спірту, маючы дзве палярныя сувязі C−O і O−H, маюць дыпольны момант (~5,3—6,0×10−30 Кл·м)[55]. Электрастатычныя зарады ў малекуле метанолу складаюць: на атаме вугляроду 0,297 e; на атаме гідраксільнага вадароду 0,431 e; на атаме кіслароду −0,728 e[60]. Разам з тым, энергія іанізацыі спіртоў ніжэй, чым у вады (10,88 эВ для метанолу супраць 12,61 эВ для вады)[61], што тлумачыцца электронадонарным эфектам алкільнай групы.
Уплыў гідраксільнай групы асабліва вяліка на злучэнні з невялікім вуглевадародным ланцужком. Так, напрыклад, метанол і этанол неабмежавана змешваюцца з вадой і маюць даволі высокія шчыльнасці і тэмпературы кіпення для сваёй малекулярнай масы, у той час як вышэйшыя спірты гідрафобныя і мала адрозніваюцца па ўласцівасцях ад адпаведных вуглевадародаў[62].
Некаторыя фізічныя канстанты аліфаціческіх гранічных спіртоў[63]
Акісленне алкенаў значна больш распаўсюджана ў лабараторнай практыцы, асабліва для атрымання двухатамных спіртоў — дыёлаў. У залежнасці ад выбару рэагенту акісленне можна правесці з рознай стерэаселектыўнасцю: пры дзеянні на алкены тэтрааксіду осмію, перманганату калію, хларату натрыю, ёду з карбаксілатам срэбра працякае сін-гідраксілаванне; для правядзення анты-гідраксілавання выкарыстоўваюць пераксід вадароду і надкіслоты, аксіды малібдэну (VI) і вальфраму (VI), аксід селену (IV) і іншыя[66].
Кіслотна-каталізаванае далучэнне вады да алкенаў прыводзіць да ўтварэння спіртоў. У адпаведнасці з правілам Маркоўнікава, у гэтай рэакцыі ўтвараюцца больш замешчаныя спірты. У лабараторнай практыцы часцей выкарыстоўваюць тоесную, але больш мяккую рэакцыю аксімеркуравання — дэмеркуравання, а таксама рэакцыю гідрабаравання — акіслення, якая прыводзіць да прадуктаў, якія не адпавядаюць правілам Маркоўнікава[68].
Рэакцыі нуклеафільнага далучэння металарганічных злучэнняў (ацэтыленідаў, рэактываў Грын’яра, медзь- і літыйарганічных злучэнняў і г. д.) да карбанільных злучэнняў таксама прыводзяць да спіртоў, прычым калі далучэнне адбываецца да фармальдэгіду HCHO, то ўтвараюцца першасныя спірты, калі да іншых альдэгідаў, то ўтвараюцца другасныя спірты. Далучэнне да кетонаў дае троесныя спірты. Троесныя спірты можна атрымаць таксама шляхам далучэння двух эквівалентаў металарганічнага злучэння да складаных эфіраў.
У прамысловасці спірты атрымліваюць з дапамогай хімічных, альбо біяхімічных метадаў вытворчасці.
Адзіным прамыслова важным метадам сінтэзу метанолу з’яўляецца каталітычная рэакцыя паміж аксідам вугляроду (II) і вадародам. Сыравінай у вытворчасці метанолу служыць прыродны газ, які на першай стадыі працэсу падвяргаюць ачыстцы ад злучэнняў серы (сера з’яўляецца ядам для каталізатараў, выкарыстоўваных на наступнай стадыі). Далей адбываецца паравая канверсія прыроднага газу ў сінтэз-газ (сумесь СО і вадароду), які пасля кандэнсацыі пары вады ператвараюць у метанол на змяшаным медна-цынка-хромавым каталізатары пры тэмпературы 250 °C і ціску да 10 МПа. Атрыманы такім чынам метанол змяшчае ваду і прымешкі іншых спіртоў (этанолу, прапанолу і вышэйшых) і можа быць ачышчаны рэктыфікацыяй. Сусветнае спажыванне метанолу ў 2015 годзе склала каля 70 млн тон[70].
Этанол і прапанол-2 атрымліваюць метадам гідратацыі адпаведных алкенаў — этылену і прапілену. У прамысловасці выкарыстоўваюць два варыянты гідратацыі: сернакіслотную і каталітычную. Сернакіслотная гідратацыя ўключае ў сябе абсорбцыю этылену канцэнтраванай сернай кіслатой (94—98 %) пры тэмпературы 80 °C і ціску 1,3—1,5 МПа і далейшы гідроліз утвораных сульфаэфіраў вадой. Другі метад гідратацыі заснаваны на выкарыстанні фосфарнай кіслаты, нанесенай на сілікагель або іншую падкладку, як каталізатар. Сумесь дэіянізаванай вады і этылену награваюць да тэмпературы 300 °C пад ціскам 6—8 МПа, а атрыманы этанол чысцяць рэктыфікацыяй. Гэтыя метады дазваляюць атрымаць этанол, які змяшчае 5 % вады па масе. Атрыманне бязводнага этанолу (99,9 %) заснавана на азеатропным выдаленні вады з бензолам[71]. Па даных на 2003 год, сусветная вытворчасць этанолу толькі гідратацыяй этылену складае 6 млн тон у год[72].
Сусветная вытворчасць паліўнага этанолу ў 2015 годзе па даных Renewable Fuel Association склала каля 77 млн тон[73].
Для гідратацыі прапілену патрабуюцца мякчэйшыя ўмовы. Сернакіслотны працэс праводзяць пры пакаёвай тэмпературы і канцэнтрацыі сернай кіслаты, роўнай 70—75 %, а каталітычная гідратацыя працякае пры 180 °C і 4 МПа. Часам для гідратацыі прапілену выкарыстоўваюць вальфрамавы каталізатар (WO3·SiO2, 250 °C і 25 МПа)). Сусветная вытворчасць прапанолу-2 у 2008 годзе складала 1,8 млн тон[74][75][76][77].
Таксама рэакцыяй гідратацыі ў прамысловасці атрымліваюць этыленгліколь — адзін з найважнейшых прадуктаў хімічнай прамысловасці, які вырабляецца ў колькасці 19,9 млн тон штогод[78] і выкарыстоўваны ў вялікіх колькасцях для вытворчасці антыфрызу і валокнаў. Сыравінай для гэтага сінтэзу служыць вокіс этылену, атрымоўваны прамым акісленнем этылену кіслародам паветра. Ператварэнне вокісу этылену ў этыленгліколь адбываецца пры награванні яе сумесі з 20-кратным мольным лішкам вады да 200 °C без каталізатара. Этыленгліколь затым адлучаецца ад вады і прадуктаў алігамерызацыі ў выніку паслядоўных рэктыфікацый[79].
Прамысловае атрыманне прапанолу-1 заснавана на рэакцыі гідрафармілаванняэтылену і далейшым гідрыраванні атрыманага прапаналю. Гідрафарміляванне праводзіцца пры тэмпературы 90—130 °C, агульным ціску прапілену, аксіду вугляроду(II) і вадароду, роўным 2,8 МПа, і ў прысутнасці 500 мчродыевага каталізатара. Другая стадыя працякае пры 110—150 °C у лішку вадароду на розных металічных каталізатарах (выкарыстоўваюцца камбінацыі злучэнняў медзі, цынку, нікелю і хрому)[74]. Аб’ёмы сусветнай вытворчасці прапанолу-1 на 2003 год склалі 0,14 млн тон[80].
Гліцэрыну атрымліваюць як пабочны прадукт ператварэння тлушчаў у тлустыя кіслоты і метылавыя эфіры тлустых кіслот. Гэты працэс ляжыць у аснове атрымання біядызелю, пры гэтым на кожную тону біядызелю ўтвараецца 100 кг гліцэрыны. Такім метадам сінтэзуюць 1,5 млн тон гліцэрыны штогод (2004 год), прычым, паводле прагнозаў, гэтыя аб’ёмы будуць расці ў сувязі з павелічэннем цікавасці да альтэрнатыўных відаў паліва. Тлушчы гідролізуюць пры 220—260 ° C і ціску 2—6 МПа, альбо пераэтэрыфікуюць метанолам. Расшчапленне тлушчаў пад дзеяннем шчолачы або карбанатаў ужываецца ў абмежаваным маштабе, напрыклад, пры вытворчасці мыла[81][82][83].
Вышэйшыя тлустыя спірты вырабляюць некалькімі спосабамі, сярод якіх гідрагеналіз метылавых эфіраў тлустых кіслот, атрымоўваных пераэтэрыфікацыяй тлушчаў, а таксама гідрафармілаванне алкенаў і алігамерызацыя этылену з наступным акісленнем (метад Цыглера). Штогод у свеце вырабляецца 2,15 млн тон вышэйшых тлустых спіртоў (2003 год)[84][85].
Для некаторых спіртоў важнейшую ролю ў прамысловым сінтэзе іграюць біяхімічныя метады. У прыватнасці, аб’ёмы вырабленага біяэтанолу значна перавышаюць аб’ёмы сінтэтычнага этанолу. У аснове біяхімічнага атрымання этанолу ляжыць кіслотны або ферментатыўныгідроліз расліннай сыравіны з наступнай анаэробнай спіртавой ферментацыяй (зброджваннем) утвараных вугляводаў дражджавымі грыбамі (Saccharomyces) або некаторымі відамі бактэрый. У прыватнасці, дрожджы з’яўляюцца вельмі зручнымі мікраарганізмамі для шырокага прамысловага выкарыстання. Ферментацыя пад дзеяннем дражджэй вызначаецца высокай селектыўнасцю, нізкім назапашваннем пабочных прадуктаў, высокім выхадам этанолу, высокай хуткасцю працэсу, добрай талерантнасцю дражджэй да павышаных канцэнтрацый этанолу і субстрату. Сыравінай у гэтым працэсе могуць служыць лёгка ферментаваныя вугляводы, а таксама крухмал і іншыя арганічныя субстраты, якія неабходна папярэдне гідралізаваць до ферментаванай формы. Звычайна выкарыстоўваюць сельскагаспадарчыя культуры (цукровы бурак, бульба, збожжавыя культуры), прадукты лясной гаспадаркі (драўніна, салома), альбо сельскагаспадарчыя адходы[86].
Вытворчасць біябутанолу заснавана на ферментацыі вугляводнай сыравіны з выкарыстаннем бактэрый Clostridium acetobutylicum[87].
Хімічныя ўласцівасці спіртоў вызначаюцца наяўнасцю ў іх гідраксільнай групы. Паколькі гідраксільная група з’яўляецца палярнай, яна можа гетэралітычна дысацыяваць, асабліва, пад дзеяннем моцных асноў. Такім чынам, спірты праяўляюць уласцівасці слабых кіслот. Акрамя таго, высокая электраадмоўнасць кіслароду абумоўлівае наяўнасць электрафільнага атама вугляроду і, адпаведна, здольнасць спіртоў падвяргацца рэакцыям нуклеафільнага замяшчэння пад дзеяннем рада нуклеафілаў. Нарэшце, атам кіслароду гідраксільнай групы мае нуклеафільны характар, таму спірты могуць выступаць нуклеафіламі ў рэакцыях замяшчэння і далучэння. Таксама для спіртоў уласцівыя рэакцыі акіслення.
Дысацыяцыя і кіслотна-асноўныя ўласцівасці спіртоў
Кіслотныя ўласцівасці спіртоў
Спірты здольныя праяўляць як кіслотныя, так і асноўныя ўласцівасці. Як слабыя кіслоты, спірты дысацыююць па сувязі O−H з утварэннем алкаксід-іона. Дысацыяцыя вельмі слабая — настолькі, што яны не лічацца электралітамі і не праводзяць электрычны ток. Кіслотныя характарыстыкі спіртоў ацэньваюць паводле канстанты кіслотнасціKa.
У водным растворы кіслотнасць спіртоў зніжаецца з павелічэннем малекулярнай масы і разгалінаванасці вуглевадароднага ланцуга. Гэта звязваюць з павелічэннем станоўчага індуктыўнага эфекту алкільных замяшчальнікаў у гэтым радзе і памяншэннем устойлівасці ўтворанага алкаксід-іона за кошт лакалізацыі адмоўнага зарада на атаме кіслароду[88].
У цэлым, электронаакцэптарныя замяшчальнікі (−NO2, −CN, −F, −Cl, −Br, −I, −OR і іншыя) павялічваюць кіслотнасць спіртоў (памяншаюць pKa). Наадварот, электронадонарныя замяшчальнікі (напрыклад, алкільныя замяшчальнікі) памяншаюць кіслотнасць спіртоў (павялічваюць pKa). Так, pKa2,2,2-трыфтарэтанолу мае значэнне 12,43 (супраць 15,9 у этанолу), а поўнасцю фтарыраванага трэт-бутанолу — 5,4 (супраць 17,7 у трэт-бутанолу)[89].
Параўнальная кіслотнасць спіртоў і злучэнняў іншых класаў схематычна прадстаўлена на малюнку[90].
Спірты могуць таксама паводзіць сябе як слабыя асновы Люіса, утвараючы з моцнымі мінеральнымі кіслотамі солі алкаксонію, а таксама даючы донарна-акцэптарныя комплексы з кіслотамі Люіса. Звычайна падобныя рэакцыі не спыняюцца на зазначанай стадыі і вядуць да нуклеафільнага замяшчэння гідраксільнай групы або адшчаплення вады.
Спірты з’яўляюцца слабымі асновамі, і іхняя асноўнасць узрастае з павелічэннем даўжыні ці разгалінаванасці вуглевадароднага радыкала пры гідраксільнай групе. Гэты эфект назіраецца праз рост станоўчага індуктыўнага эфекту радыкала ў гэтым радзе, за кошт якога павялічваецца адмоўны зарад на атаме кіслароду гідраксільнай групы[92].
Атам вугляроду, непасрэдна злучаны з гідраксільнай групай, мае частковы дадатны зарад, што робіць магчымай атаку нуклеафільнай часціцы (галагенід-іона, аміяку, спірту і іншых) па гэтым атаме вугляроду з замяшчэннем гідраксільнай групы на гэту часціцу. Гідраксільная група з’яўляецца дрэннай адыходнай групай, таму звычайна неабходна яе дадатковая актывацыя.
Рэакцыі нуклеафільнага замяшчэння ў спіртах лягчэй працякаюць у кіслым асяроддзі, паколькі гідраксільная група спірту пратаніруецца, і фактычнай адыходнай часціцай з’яўляецца не гідраксід-іон OH−, а малекула вады H2O. Кіслотныя ўласцівасці можа мець сам рэагент (часта выкарыстоўваюць галагенавадародныя кіслоты), так і спецыяльна дададзеная неарганічная кіслата, напрыклад, серная кіслата[93].
Замяшчэнне гідраксільнай групы таксама працякае пад дзеяннем галагенідаў серы і фосфару (SOCl2, PBr3, PBr5, POCl3 і іншыя). У такім разе ключавую ролю выконвае злучэнне серы ці фосфару, утваральнае актываваны інтэрмедыят з малекулай спірту[94].
Гідраксільную групу таксама ператвараюць у сульфанатную групу, якая з’яўляецца добрай адыходнай групай. Для гэтых мэт спірт спачатку ператвараюць у сульфанат, які затым падвяргаюць рэакцыі нуклеафільнага замяшчэння. Як рэагенты для мадыфікацыі гідраксільнай групы звычайна выкарыстоўваюць метансульфанілхларыд або п-талуалсульфанілхларыд[en][95].
Пад дзеяннем розных акісляльнікаў першасныя спірты акісляюцца да альдэгідаў і далей — да карбонавых кіслот, прычым спыніць рэакцыю на стадыі ўтварэння альдэгідаў, прадухіліўшы іхняе далейшае акісленне, атрымоўваецца толькі за кошт выкарыстання спецыяльных рэагентаў (хлархрамату пірыдынію PCC і дыхрамату пірыдынію PDC).
Другасныя спірты акісляюцца да кетонаў. Рэакцыю звычайна праводзяць пад дзеяннем рэагента Джонса (CrO3—серная кіслата). Далейшае акісленне кетонаў працякае толькі ў жорсткіх умовах з разбурэннем вугляроднага шкілета.
Троесныя спірты акісляюцца толькі ў вельмі жорсткіх умовах з разбурэннем вугляроднага шкілета[97].
Наяўнасць гідраксільнай групы ў злучэнні можна выявіць некалькімі распаўсюджанымі хімічнымі рэакцыямі.
Проба Лукаса заключаецца ў дзеянні на спірт сумесі салянай кіслаты і хларыду цынку. Пры гэтым адбываецца ўтварэнне алкілхларыду, які спачатку ўтварае эмульсію са спіртам, а затым адслойваецца ў выглядзе другой фазы. Проба дазваляе адрозніць спірты з рознай будовай вугляроднага ланцуга: троесныя спірты рэагуюць практычна імгненна, другасныя — прыкладна праз 5 хвілін, а першасныя рэагуюць вельмі павольна. Некаторыя першасныя спірты, актыўныя ў рэакцыях нуклеафільнага замяшчэння (алілавы, бензілавы), таксама даюць станоўчую рэакцыю з рэактывам Лукаса[98].
Ёдаформная проба прызначана для ідэнтыфікацыі метылкетонаў і метылкарбінолаў (RCH (OH)СH3) па рэакцыі з ёдам у шчолачным асяроддзі. Пры гэтым адбываецца ўтварэнне жаўтаватага асадку ёдаформу, які мае характэрны пах[99].
Проба Мэера дазваляе дыферэнцаваць першасныя, другасныя і троесныя спірты паводле рэакцыі атрымоўваных з іх нітравытворных з азоцістай кіслатой. На першай стадыі спірты ператвараюць у галагенавытворныя, а затым — у нітраалканы. Пры ўзаемадзеянні нітразлучэнняў з HNO2 раствор набывае чырвоную афарбоўку пры падшчалочванні, калі зыходны спірт быў першасным; раствор у хлараформе становіцца сінім, калі спірт быў другасным. Троесныя спірты даюць адмоўную рэакцыю (бясколерны раствор)[100].
Цэратная проба заключаецца ва ўзаемадзеянні спіртоў з азотнакіслым растворам гексанітратацэрату (IV) амонію, што мае жоўтую афарбоўку. Пры гэтым утвараюцца пераходныя комплексы чырвонага колеру, якія затым абескаляроўваюцца з прычыны акіслення спірту і пераходу Ce (IV) ў Ce (III)[101].
Акісляльная проба: пры ўзаемадзеянні першасных або другасных спіртоў з рэактывам Джонса, мелы аранжавую афарбоўку, утвараюцца прадукты акіслення, а сам рэактыў змяняе колер на зялёны або блакітны, дзякуючы солям адноўленага хрому (III). Важнай асаблівасцю тэсту з’яўляецца час фіксацыі змены афарбоўкі — 2 секунды, па заканчэнні якога любыя далейшыя змены ў структуры або колеры раствору не прымаюцца да ўвагі[101].
Колькасны аналіз спіртоў
Для колькаснага аналізу спіртоў звычайна выкарыстоўваюць метады, заснаваныя на рэакцыі этэрыфікацыі ангідрыдамі карбонавых кіслот, напрыклад, воцатным, фталевым, а таксама пірамелітавым дыангідрыдам. Змест спірту вызначаецца тытраваннемгідраксідам натрыю кіслаты, якая ўтвараецца ў выніку рэакцыі[102].
Іншы метад аналізу заключаецца ў вызначэнні колькасці гідраксільных груп, здольных рэагаваць з метылмагнійёдыдам. У гэтым выпадку разлік вядуць паводле колькасці вылучанага метану (метад Чугаева — Цэрэвіцінава).
Мас-спектры аліфатычных спіртоў маюць слабыя пікі малекулярнага іона, а для вышэйшых і разгалінаваных спіртоў гэтыя пікі практычна адсутнічаюць, паколькі ў істотнай ступені адбываецца фрагментацыя малекулы. Фрагментацыя, як правіла, звязана са стратай малекулы вады, а таксама элімінаваннямэтылену. Для даўгаланцужковых спіртоў пераважае адшчапленне вады, таму іхнія мас-спектры падобныя на мас-спектры алкенаў. Для першасных спіртоў назіраюцца пікі m/z 31, для другасных — m/z 45, 59, 73, …, для троесных — m/z 59, 73, 87, …[103].
ІК-спектры спіртоў вызначаюцца двума тыпамі інтэнсіўных характарыстычных палос паглынання:
палосы паглынання, звязаныя з валентнымі хістаннямі сувязі O−H: 3650—3200 см−1;
палосы паглынання, звязаныя з валентнымі хістаннямі сувязі С−O: 1210—1000 см−1.
Таксама вылучаюць палосы паглынання сярэдняй інтэнсіўнасці, як правіла, не мелыя вызначальнага значэння: у дыяпазоне 1450—1250 см−1 (плоскасныя дэфармацыйныя хістанні O−H) і 750—650 см−1 (пазаплоскасныя дэфармацыйныя хістанні O−H)[104].
Характарыстычныя палосы паглынання спіртоў у інфрачырвонай вобласці[104]
Тыпы сувязяў і хістанні
Дыяпазон, см−1
Апісанне паласы паглынання
O−H, валентныя хістанні
ROH, неасацыіраваныяас
3650—3580
Вузкая паласа, назіраная ў разведзеных растворах або парах
ROH···HOR, дымеры (вадародная сувязь)
3550—3400
Шырокая паласа, якая губляе інтэнсіўнасць пры развядзенні
ROH···HOR···, палімеры
3400—3200
Шырокая паласа або шэраг палос
С−O, валентныя хістанні
R3COH, троесныя спірты
1210—1100
Палосы высокай інтэнсіўнасці, якая памяншаецца пры развядзенні
R2CHOH, другасныя спірты
1125—1000
RCH2OH, першасныя спірты
1075—1000
O−H, дэфармацыйныя хістанні
ROH
1450—1250 750—650
Шырокія палосы сярэдняй інтэнсіўнасці, якія не маюць практычнага значэння
ЯМР-спектраскапія ядраў 1H шырока выкарыстоўваюцца для аналізу спіртоў, аднак на велічыні хімічных зрухаў пратонаў гідраксільнай групы (δ, м. д.) істотна ўплывае прырода растваральніку і іншыя вонкавыя фактары. Для аліфатычных і аліцыклічных спіртоў δ складае 0,5—3,0 (у ДМСА-d6: 4—6)[105].
Таксама для вывучэння спіртоў ужываюць спектраскапію на ядрах 17O. Значная розніца ў зрухах для першасных (этанол: δ 5,9 м д.), другасных (прапанол-2: δ 39,8 м д.) і троесных спіртоў (2-метылпрапанол-2: δ 62,3 м д.) адносна вады H217O дазваляе ўстанавіць або пацвердзіць структуру доследнага злучэння[106].
Вобласці выкарыстання спіртоў шматлікія і разнастайныя, асабліва ўлічваючы найшырэйшы спектр злучэнняў, якія адносяцца да гэтага класа. Разам з тым, з прамысловага пункту гледжання, толькі невялікі шэраг спіртоў уносіць прыкметны ўклад у глабальную сусветную эканоміку.
Найбольш распаўсюджаным і выкарыстоўваным спіртам у свеце з’яўляецца этанол. Ягоны сусветны аб’ём спажывання складае каля 65 млн тон[К 4]. Сукупны сусветны аб’ём спажывання іншых спіртоў (акрамя этанолу) па розных кірунках выкарыстання складае каля 70 млн тон (станам на 2009 год)[К 5].
Для паліўных мэт сёння выкарыстоўваюцца ў прамысловых аб’ёмах тры спірты: метанол, этанол і бутанол-1, што звязана, перш за ўсё, з іхняй камерцыйнай даступнасцю і магчымасцю масавай вытворчасці з расліннай сыравіны (акрамя метанолу[К 7]).
Пры гэтым магчыма выкарыстанне спіртоў у выглядзе паліва ў чыстым выглядзе, у выглядзе розных сумесяў з бензінам або дызельным палівам[120], а таксама як аксігенавальныя дабаўкі (до 10 %) дзеля павышэння актанавага ліку і зніжэння таксічнасці адпрацаваных газаў[К 8][121][122]. Асобным напрамкам з’яўляецца выкарыстанне метанолу для пераэтэрыфікацыі тлушчаў у вытворчасці біядызелю[123].
Пераважным паліўным спіртам з’яўляецца этанол. Паводле ацэнак экспертаў, на 2009 год 80-90 % усяго вырабленага ў свеце этылавага спірту было выкарыстана ў гэтых мэтах і склала 73,9 млрд літраў (≈ 58 млн тон)[124][125].
Асноўнымі прычынамі, якія паслужылі актыўнаму вывучэнню спіртоў як альтэрнатыўнае паліва, з’яўляюцца[126]:
рост цэн на нафту і газ, а таксама вычэрпнасць гэтых рэсурсаў у будучыні;
спірты маюць высокія эксплуатацыйныя якасці, а прадукты згарання ўтрымоўваюць менш шкодных рэчываў;
спірты могуць вырабляцца біяхімічным метадам з адходаў харчовай, дрэваапрацоўчай і цэлюлозна-папяровай прамысловасці, што адначасна вырашае праблему ўтылізацыі.
Разам з тым, масавае выкарыстанне вышэйпаказаных спіртоў як маторнае паліва, акрамя чыста эканамічных прычын, мае шэраг недахопаў[127]:
метанол і этанол маюць у параўнанні з бензінам меншую энергаэфектыўнасць і, адпаведна, забяспечваюць большы расход;
нізкія тэмпературы кіпення спіртоў могуць служыць чыннікам утварэння паравых коркаў, што можа істотна ўскладніць працу рухавіка;
гіграскапічнасць спіртоў, а таксама іхняя растваральнасць у вадзе можа прывесці да рэзкага зніжэння магутнасці пры трапленні вільгаці ў паліўную сістэму;
спірты маюць істотна больш высокія каразійныя ўласцівасці ў параўнанні з вуглевадародамі;
адносна высокая цеплата згарання метанолу і этанолу можа служыць прычынай праблемы пры змешванні гэтых спіртоў з паветрам і далейшай транспарціроўкі праз упускны калектар рухавіка.
Прамысловае выкарыстанне спіртоў
Растваральнікі
Сярод растваральнікаў шырокі распаўсюд маюць самыя розныя тыпы спіртоў: аднаатамныя (метанол, прапанол-2) і шмататамныя (этыленгліколь, гліцэрына); аліфатычныя (этанол, бутанол-1) і цыклічныя (цыклагексанол). Спірты адносяцца да палярных растваральнікаў і прымяняюцца ў розных галінах прамысловасці[128]. Сусветны аб’ём спажывання спіртоў як растваральнік (па даных на 2013 год) склаў каля 6,5 млн тон[129].
Найбольш распаўсюджаным спіртам сярод растваральнікаў з’яўляецца этанол — ягоны сусветны аб’ём спажывання для гэтых мэт (па даных на 2009 год) перавышае 3,5 млн тон у год[130]. Іншымі папулярнымі растваральнікамі з’яўляюцца метанол і ізапрапанол[76] з аб’ёмамі спажывання больш за 1 млн тон у год.
Выкарыстанне спіртоў як растваральнік уключае ў сябе наступныя напрамкі[131]:
Растваральнік у вытворчасці фарб і пакрыццяў: растварэнне сінтэтычных палімерных матэрыялаў (лакі, смолы, клеі і г. д.), складальнік цэментаў, фарб і чарніл.
Ачышчальнік: вытворчасць электронных кампанентаў, металічных паверхняў, фотаплёнак і фотапапер, шклоачышчальнік і іншае, складальнік вадкага мыла і мыйных сродкаў.
Растваральнік у вытворчасці фармацэўтычнай прадукцыі, парфумерыі і касметыкі.
Сусветны аб’ём выкарыстання вышэйшых тлустых спіртоў у вытворчасці ПАР у 2000 годзе склаў 1,68 млн тон[132]. У 2003 годзе каля 2,5 млн тон ПАР было выраблена на аснове вышэйшых тлустых спіртоў[133].
Спірты таксама выкарыстоўваюцца для вытворчасці складанаэфірных і дыэфірных пластыфікатараў для палімераў[135].
Гідраўлічныя вадкасці і змазачныя матэрыялы
Для атрымання негаручых гідраўлічных вадкасцей выкарыстоўваюць водныя растворы, якія змяшчаюць гліцэрыну і этанол. У вытворчасці тармазных вадкасцяў шырока выкарыстоўваюць этыленгліколь і эфіры на яго аснове[136].
Многія сучасныя змазачныя матэрыялы маюць у сваім складзе вышэйшыя тлустыя спірты і іхнія эфіры, дзякуючы іхняй нізкай таксічнасці, высокай тэмпературы ўспышкі і бясследнаму выпарэнню пры награванні. Гэтыя ўласцівасці выкарыстоўваюцца для побытавага ўжывання, а таксама для выпадкаў, калі эфект астуджэння паверхні важнейшы за антыфрыкцыйныя ўласцівасці (напрыклад, пры свідраванні, пілаванні або іншай слясарнай апрацоўцы металаў)[137].
Пестыцыды
Дыкапол — прэпарат для барацьбы з кляшчамі — водарны спірт, аналаг ДДТ.
Галагензамешчаныя спірты праяўляюць значна большую актыўнасць і маюць ратыцыдную, гербіцыдную і фунгіцыдную актыўнасці. Так, напрыклад, прэпарат гліфтор, які з’яўляецца сумессю 1,3-дыфтарпрапанолу-2 і 1-фтор-3-хларпрапанолу-2, выкарыстоўваецца для барацьбы з мышападобнымі грызунамі і байбакамі[139].
Больш высокая біялагічная актыўнасць назіраецца ў негранічных і водарных спіртоў. Алілавы спірт знаходзіць ужыванне як гербіцыд, шматлікія вышэйшыя негранічныя спірты з’яўляюцца ферамонамі казурак. Актыўнымі акарыцыдамі з’яўляюцца некаторыя водарныя біфенілавыя спірты: дыкафол, хларфенетол, пракланол[139][140].
Гадавое спажыванне алкаголю на душу насельніцтва (15+) у літрах у пераліку на чысты этанол (2004)[146].
Асновай усіх алкагольных напояў з’яўляецца этанол, які атрымліваецца пры зброджванні харчовай сыравіны — вінаграду, бульбы, пшаніцы і іншых крухмала- або цукраўтрымліваючых прадуктаў. Акрамя таго, этылавы спірт выкарыстоўваецца як кампанент некаторых харчовых і водарных эсэнцый (араматызатараў), шырока выкарыстоўваных у кулінарыі, пры выпечцы кандытарскіх вырабаў, вытворчасці шакаладу, цукерак, напояў, марожанага, варэнняў, жэле, павідлаў, канфіцюраў і іншага. Аднак этанолам спіс спіртоў, выкарыстоўваных у індустрыі прадуктаў харчавання, не абмяжоўваецца. Спірты можна сустрэць сярод самых розных харчовых дабавак, напрыклад, гліцэрына (E422) выкарыстоўваецца як вільгацеўтрымлівальны агент, растваральнік, загушчальнік, раздзяляльнік[К 9], плеўкаўтваральнік[К 10], сродак для капсуліравання. Шэраг спіртоў знаходзіць ужыванне як цукразаменнікі (ксіліт, маніт, сарбіт, эрытрыт), араматызатары (ментол), фарбавальнікі (лютэін) і г. д.[147]
Парфумерыя, касметыка і бытавая хімія
Спірты даволі шырока выкарыстоўваюцца як водарныя рэчывы для складання кампазіцый у парфумерна-касметычнай прамысловасці і вытворчасці араматызатараў для бытавой хіміі і іншай спажывецкай прадукцыі (гераніол, нерол, цытранелол, ментол і іншыя). Апроч надання водару, у парфумерна-касметычнай прадукцыі спірты выкарыстоўваюцца і ў іншых мэтах[148]:
Асноўным спіртам, які ўжываецца ў медыцынскіх мэтах, з’яўляецца этанол. Яго выкарыстоўваюць як вонкавы антысептычны і раздражняльны сродкі для падрыхтоўкі кампрэсаў і абціранняў. Яшчэ больш шырока ўжываецца этылавы спірт для падрыхтоўкі розных настоек, развядзенняў, экстрактаў і іншых лекавых форм[149].
Ужыванне спіртоў як уласна лекавы сродак не гэтак прыкметна, аднак шматлікія прэпараты па фармальнай наяўнасці гідраксільнай групы можна аднесці да разгляданага класа арганічных злучэнняў (кленбутэрол, хларбутанол, маніт, эстрадыёл і іншыя). Напрыклад, у пераліку 10 найважнейшых рэцэптурных прэпаратаў ЗША ў 2000 годзе 6-ы радок займае альбутэрол, утрымліваючы гідраксільную групу[150].
Іншыя напрамкі выкарыстання
У наш час цяжка знайсці вобласць практычнай дзейнасці чалавека, дзе б не выкарыстоўваліся спірты ў той ці іншай ролі. Можна вылучыць наступныя малазначныя напрамкі выкарыстання:
↑Першыя тры месцы ў спісе займаюць серная кіслата, азот і кісларод адпаведна. У спіс не ўваходзяць злучэнні, якія атрымліваюцца біяхімічнымі метадамі, напрыклад, этанол, які атрымліваецца з расліннай сыравіны.
↑Паводле даных на 2009 год. Разлічана зыходзячы з даных спажывання паліўнага этанолу (біяэтанолу) і прыкладных аб’ёмаў вытворчасці сінтэтычнага этанолу.
↑Значэнне разлічана зыходзячы з даных па аб’ёмах сусветнай прамысловай вытворчасці найбольш распаўсюджаных спіртоў у прамысловасці.
↑Існуюць два асноўныя тэхналагічныя метады атрымання фармальдэгіду з метанолу:
↑Так званы біяметанол, як і звычайны метанол, вырабляецца з сінтэз-газу, які ў сваю чаргу прадукуецца з метану. Пры гэтым, пры атрыманні біяметанолу выкарыстоўваецца так званы біяметан, які ўтвараецца з біялагічных адходаў у працэсе жыццядзейнасці асаблівых бактэрый. Для паліўных патрэб можа быць скарыстаны метанол любой тэхналогіі вытворчасці.
↑Як аксігенавальныя дабаўкі акрамя метанолу, этанолу і бутанолу, могуць выкарыстоўвацца ізапрапанол, прапанол, ізабутанол і іншыя аліфатычныя спірты.
↑Раздзяляльнікі — рэчывы, якія палягчаюць выманне прадуктаў з форм, блях або іншых смажыльных ці фармавалых паверхняў, а таксама, якія перашкаджаюць шчыльнаму кантакту або зліпанню частак прадукта адзін з адным.
↑Плеўкаўтваральнікі — рэчывы, якія наносяцца на паверхню харчовых прадуктаў з ахоўнай мэтай.
Крыніцы
↑alcohols(нявызн.). IUPAC Gold Book. Архівавана з першакрыніцы 22 ліпеня 2011. Праверана 16 снежня 2013.
↑Alcohols(англ.). IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). doi:10.1351/goldbook.A00204. Архівавана з першакрыніцы 21 жніўня 2011. Праверана 2 верасня 2010.
↑Enols(англ.). IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the «Gold Book»). doi:10.1351/goldbook.E02124. Архівавана з першакрыніцы 21 жніўня 2011. Праверана 2 верасня 2010.
↑Phenols(англ.). IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the «Gold Book»). doi:10.1351/goldbook.P04539. Архівавана з першакрыніцы 21 жніўня 2011. Праверана 2 верасня 2010.
↑Спирт // Этимологический словарь русского языка = Russisches etymologisches Wörterbuch : у 4 т. / авт.-сост. М. Фасмер ; пер. с нем. и доп. чл.‑кор. АН СССР О. Н. Трубачёва, под ред. и с предисл. проф. Б. А. Ларина [т. I]. — Изд. 2-е, стер. — М. : Прогресс, 1986—1987.(руск.)
↑Кан Р., Дермер О. Введение в химическую номенклатуру = Introduction to Chemical Nomenclature / Пер. с англ. Н. Н. Щербиновской, под ред. В. М. Потапова, Р. А. Лидина. — Масква: «Химия», 1983. — С. 129.
↑Леенсон И. А.. Откуда твоё имя?(нявызн.)(недаступная спасылка). Журнал «Химия и жизнь - XXI век». Всякая всячина. Архівавана з першакрыніцы 29 чэрвеня 2013. Праверана 24 жніўня 2009.
↑al-Hassan, Ahmad Y. (2009). "Alcohol and the Distillation of Wine in Arabic Sources from the 8th Century". Studies in al-Kimya': Critical Issues in Latin and Arabic Alchemy and Chemistry. Hildesheim: Georg Olms Verlag. pp. 283–298. (той жа кантэнт таксама даступны на сайце аўтараАрхіўная копія ад 29 снежня 2015 на Wayback Machine).
↑Григорьева В. З. Водка известная и неизвестная. XIV-XX века (руск.). — Эннеагон Пресс, 2007. — С. 12. — ISBN 9785910510108.
↑ абЭтиловый спирт // Химическая энциклопедия (руск.) / Главный редактор H. C. Зефиров. — Масква: Научное Издательство «Большая Российская Энциклопедия», 1999. — Т. 5. — С. 994—997. — ISBN 5-85270-310-9.
↑Myers R. L. The 100 Most Important Chemical Compounds: A Reference Giude (англ.). — Greenwood Press, 2007. — P. 174. — ISBN 978-0-313-33758-1.
↑Forbes R. J. A Short History of the Art of Distillation: From the Beginnings Up to the Death of Cellier Blumenthal (англ.). — Brill, 1970. — С. 107—108.
↑ абСоловьёв Ю. И. История химии: Развитие химии с древнейших времен до конца XIX в. Пособие для учителей. — 2-е изд., перераб. — Масква: «Просвещение», 1983. — С. 32, 174—175, 240.
↑ абвФигуровский Н. А. История химии: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по хим. и биол. спец. — Масква: «Просвещение», 1979. — С. 132, 145, 176.
↑Гусев М. В., Минеева Л. А. Микробиология (руск.) / Рецензенты: кафедра микробиологии Ленинградского государственного университета. — 2-е изд. — Масква: Издательство Московского университета, 1985. — 376 с. — 10 200 экз.
↑Шлегель Г. Общая микробиология = Allgemeine Mikrobiologie / Перевод с немецкого Л. В. Алексеевой, Г. А. Куреллы, Н. Ю. Несытовой. — Перевод 6-го изд. — Масква: «Мир», 1987. — 567 с. — 22 300 экз.
↑Васильев А. А., Черкаев Г. В., Никитина М. А.. Новый подход к душистым веществам с запахом зелени(нявызн.) (pdf)(недаступная спасылка). Англо-русскоязычный общественный химический журнал
«Бутлеровские сообщения». Архівавана з першакрыніцы 4 сакавіка 2016. Праверана 11 верасня 2009.
↑Цитронеллол // Химическая энциклопедия / Главный редактор H.C. Зефиров. — Масква: Научное Издательство «Большая Российская Энциклопедия», 1999. — Т. 5. — С. 774. — ISBN 5-85270-310-9.
↑ абЛебедева К. В., Миняйло В. А., Пятнова Ю. Б. Феромоны насекомых. — М.: «Наука», 1984. — С. 6—7, 79—82.
↑ абBullock C. The biochemistry of alcohol metabolism — A brief review(англ.) // Biochemical Education. — 1990. — Т. 18. — № 2. — С. 62—66. — DOI:10.1016/0307-4412 (90)90174-M
↑Химическая энциклопедия / Под ред. И. Л. Кнунянца. — Масква: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 1. — С. 382. — ISBN 5-85270-039-8.
↑Овчинников Ю. А. Биоорганическая химия. — Масква: Просвещение, 1987. — С. 516.
↑Кольман Я., Рём К.-Г. Наглядная биохимия / Пер. с нем.. — Масква: Бином. Лаборатория знаний, 2011. — С. 156. — ISBN 978-5-9963-0620-6.
↑ абвЛенинджер А.26.3 Этанол также служит источником энергии // Основы биохимии = Principles of Biochemistry / Перевод с английского канд. биол. наук В. Г. Горбулева, канд. биол. наук М. Д. Гроздовой и канд. мед. наук С. Н. Преображенского, под редакцией акад. В. А. Энгельгардта и проф. Я. М. Варшавского. — Масква: «Мир», 1985. — Т. 3. — С. 821—822. — 1056 с. — 25 000 экз.
↑Wiese J. G., Shlipak M. G., Browner W. S. The Alcohol Hangover(англ.) // Annals of Internal Medicine. — 2000. — Т. 132. — № 11. — С. 897—902. — PMID 10836917.
↑The Clinical Toxicology Laboratory: Contemporary Practice of Poisoning Evaluation / Edired by Shaw L. M.. — Amer. Assoc. for Clinical Chemistry, 2001. — P. 173—174, 186. — ISBN 1-890883-53-0.
↑Daniel C., Nachtman J. P.Toxicology of Alcohols, Ketones and Esters--Inhalation // Review of Inhalants: Euphoria to Dysfunction / Editors: Charles Wm. Sharp, Ph.D., Mary Lee Brehm, Ph.D.. — National Institute of Drug Abuse, 1977. — P. 112—116. — (Research Monograph (15)). Архівавана 15 кастрычніка 2011 года.Архивированная копия(нявызн.)(недаступная спасылка). Архівавана з першакрыніцы 15 кастрычніка 2011. Праверана 14 кастрычніка 2010.
↑Термодинамические показатели органических соединений(нявызн.). Новый справочник химика и технолога. Общие сведения. Строение вещества. Физические свойства важнейших веществ. Ароматические соединения. Химия фотографических процессов. Номенклатура органических соединений. Техника лабораторных работ. Основы технологии. Интеллектуальная собственность. ChemAnalitica.com (1 красавіка 2009). Архівавана з першакрыніцы 8 ліпеня 2011. Праверана 27 жніўня 2009.
↑ абРабинович В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. — Изд. 2-е, испр. и доп. — Ленінград: «Химия», 1978.
↑Глава I. Энергии разрыва связей // Энергии разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону (руск.) / Отв. редактор В. Н. Кондратьев. — Масква: «Наука», 1974. — С. 83.
↑Бушуев Ю. Г., Дубинкина Т. А. Компьютерное моделирование структур метанола и жидкого метана(руск.) // Журнал физической химии. — 1996. — Т. 70. — № 9. — С. 1629.
↑Глава III. Потенциалы ионизации // Энергии разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону (руск.) / Отв. редактор В. Н. Кондратьев. — Масква: «Наука», 1974. — С. 247—248, 276.
↑Робертс Дж., Касерио М. Основы органической химии = Basic principles of organic chemistry / Под редакцией академика Несмеянова А. Н.. — 2-е, дополненное. — Масква: «Мир», 1978. — Т. 1. — С. 401.
↑Hudlický M. Oxidation in Organic Chemistry (англ.). — ACS monograph 186. — Washington: American Chemical Society, 1990. — P. 57—59. — ISBN 0-8412-1780-7.
↑Хейнс А. Методы окисления органических соединений: Алканы, алкены, алкины и арены = Methods for the oxidation of organic compounds: Alkanes, Alkenes, Alkynes and Arenes / Перевод с англ., под редакцией И.П.Белецкой. — Масква: «Мир», 1988. — С. 82—108. — 400 с. — ISBN 5-03-000149-2.
↑Титце Л., Айхер Т. Препаративная органическая химия: Реакции и синтезы в практикуме органической химии и научно-исследовательской лаборатории / Пер. с нем.. — Масква: «Мир», 1999. — С. 73—75. — 704 с. — ISBN 5-03-002940-0.
↑Chauvel A., Lefebvre G. Petrochemical processes 2. Major Oxygenated, Chlorinated and Nitrated Derivatives. — 2nd ed. — Paris: Editions Technip, 1989. — Т. 2. — P. 69—74. — ISBN 2-7108-0563-4.
↑Berg Ch.. World Fuel Ethanol - Analysis and Outlook(англ.). The Online Distillery Network for Distillers & Fuel Ethanol Plants Worldwide (1 красавіка 2004). Архівавана з першакрыніцы 21 жніўня 2011. Праверана 7 снежня 2020.
↑Ланге К. Р. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ, применение = Surfactants. A Practical Handbook / Пер. с англ. — Санкт-Пецярбург: «Профессия», 2004. — С. 18—20. — ISBN 5-93913-068-2.
↑Курц А. Л., Брусова Г. П., Демьянович В. М.. Раздел III. Свойства одноатомных спиртов(нявызн.). Одно- и двухатомные спирты, простые эфиры и их сернистые аналоги. ChemNet. Химический факультет МГУ (6 снежня 1999). Архівавана з першакрыніцы 17 лістапада 2009. Праверана 28 жніўня 2009.
↑McMurry J. Organic chemistry. — Seven edition. — Thomson, 2008. — P. 604, 658. — ISBN 0-495-11258-5.
↑Evans D. A.. Evans pKa Table(нявызн.)(недаступная спасылка). Архівавана з першакрыніцы 2 кастрычніка 2013. Праверана 14 сакавіка 2013.
↑Общая органическая химия. Кислородсодержащие соединения = Comprehensive Organic Chemistry / Под ред. Д. Бартона и В. Д. Оллиса. — Масква: «Химия», 1982. — Т. 2. — С. 20.
↑ абШрайнер Р., Фьюзон E., Кёртин Д., Моррилл Т. Идентификация органических соединений (руск.) / Пер. с англ.. — Масква: «Мир», 1983. — С. 167—185.
↑ абСиггиа С., Ханна Дж. Г. Количественный органический анализ по функциональным группам (руск.) / Пер. с англ.. — Масква: «Химия», 1983. — С. 16—19.
↑Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных / Пер. с англ. — Масква: «Мир», 2006. — С. 336. — (Методы в химии). — ISBN 5-03-003586-9.
↑Ионин Б. И., Ершов Б. А., Кольцов А. И. ЯМР-спектроскопия в органической химии / Под ред. Б. А. Ершова. — 2-е изд., переработанное. — Л.: «Химия», 1983. — С. 177.
↑Chauvel A., Lefebvre G. Petrochemical processes 1. Synthesis-gas Derivatives and Major Hydrocarbons. — 2nd ed. — Paris: Editions Technip, 1989. — Т. 1. — P. 95—97. — ISBN 2-7108-0562-5.
↑Биодизель(руск.)(недаступная спасылка). Российская Национальная Биотопливная Ассоциация. Архівавана з першакрыніцы 21 жніўня 2010. Праверана 12 верасня 2010.
↑Linak E., Inoguchi Y., Janshekar H.. Ethanol(англ.). CEH Report. SRI Consulting (1 красавіка 2009). Архівавана з першакрыніцы 21 жніўня 2011. Праверана 18 жніўня 2010.
↑Smith J. L., Workman J. P.. Alcohol for Motor Fuels(англ.). Colorado State University Extension (1 снежня 2004). Архівавана з першакрыніцы 21 жніўня 2011. Праверана 12 верасня 2010.
↑Дринберг С. А., Ицко Э. Ф. Растворителя для лакокрасочных материалов: Справочное пособие. — 2-е изд., перераб. и доп. — Ленінград: «Химия», 1986. — С. 51.
↑2-Propanol(англ.). Environmental Health Criteria (EHC) Monographs. International Programme on Chemical Safety (IPCS) INCHEM. Архівавана з першакрыніцы 21 жніўня 2011. Праверана 18 жніўня 2010.
↑ абChemistry and Technology of Surfactants / Edited by Richard J. Farn. — Blackwell Publishing Ltd, 2006. — 5—6 p. — ISBN 978-14051-2696-0.
↑Lubricants and Lubrication / Edited by Theo Mang and Wilfried Dresel. — 2nd edition. — Weinheim: Wiley-VCH GmbH, 2007. — P. 516—517. — ISBN 978-3-527-31497-3.
↑Сарафанова Л. А. Пищевые добавки: Энциклопедия. — 2-е изд., испр. и доп. — СПб.: ГИОРД, 2004. — 808 с. — ISBN 5-901065-79-4.
↑List of Functions(англ.). Cosmetics CosIng. European Commission. Health and Consumers. Архівавана з першакрыніцы 21 жніўня 2011. Праверана 8 верасня 2010.
↑Машковский М. Д. Лекарственные средства: В 2 томах. — 14-е изд., перераб., исправ. и доп. — Масква: ООО «Издательство Новая Волна»: Издатель С. Б. Дивов, 2002. — Т. 2. — С. 382. — ISBN 5-7864-0129-4.
↑Флотация // Химическая энциклопедия / Главный редактор H. C. Зефиров. — Масква: Научное Издательство «Большая Российская Энциклопедия», 1999. — Т. 5. — С. 207—208. — ISBN 5-85270-310-9.
↑Орлова Е. Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. — Ленінград: «Химия», 1981. — С. 263, 278, 281.
↑Франке З. Химия отравляющих веществ / Пер. с нем.. — Масква: «Химия», 1973. — Т. 1. — С. 271, 288.
↑Франке З., Франц П., Варнке В. Химия отравляющих веществ / Пер. с нем., под редакцией акад. И. Л. Кнунянца и д-ра хим. наук Р. Н. Стерлина. — Масква: «Химия», 1973. — Т. 2. — С. 317.
Alcoholic Fuels / Edited by Shelley Minteer. — Boca Raton: CRC Press / Taylor & Francis, 2006. — 273 p. — ISBN 978-0-8493-3944-8.
Alcohols / Volume Editor: Prof. Jonathan Clayden. — Science of Synthesis: Houben-Weyl Methods of Molecular Transformations. — Georg Thieme Verlag, 2008. — Т. 36. — 1294 p. — (Category 5: Compounds with One Carbon-Heteroatom Bonds). — ISBN 978-1-588-90527-7.
Catalytic Conversions of Synthesis Gas and Alcohols to Chemicals / Editor: Richard G. Herman. — Plenum Press, 1984. — 475 p. — (American Chemical Society, Middle Atlantic Regional Meeting). — ISBN 0-30-641614-X.
Mellan I. Polyhydric Alcohols. — Spartan Books. — 1962. — 208 p.
Monick J. A. Alcohols: Their Chemistry, Properties, and Manufacture. — Reinhold, 1968. — 594 p. — ISBN 0-442-15601-4.
Otera J., Nishikido J. Esterification: Methods, Reactions, and Applications. — Second edition. — Weinheim: Wiley-VCH, 2010. — 374 p. — ISBN 978-3-527-32289-3.
Высшие жирные спирты (области применения, методы производства, физико-химические свойства) / Под редакцией С. М. Локтева. — Масква: «Химия», 1970. — 329 с.
Курц А. Л., Брусова Г. П., Демьянович В. М.. Одно- и двухатомные спирты, простые эфиры и их сернистые аналоги(нявызн.)(недаступная спасылка). Учебные материалы. Органическая химия. ChemNet. Химический факультет МГУ (6 снежня 1999). Архівавана з першакрыніцы 4 сакавіка 2016. Праверана 10 ліпеня 2010.
Маркизова Н. Ф., Гребенюк А. Н., Башарин В. А., Бонитенко Е. Ю. Спирты. — СПб.: «Фолиант», 2004. — 112 с. — (Токсикология для врачей). — ISBN 5-93929-089-2.
Реутов О. А., Курц А. Л., Бутин К. П. Органическая химия. — 3-е изд.. — Масква: Бином. Лаборатория знаний, 2010. — Т. 2. — ISBN 978-5-94774-614-9.
Спирты(нявызн.)(недаступная спасылка). Энциклопедия по охране и безопасности труда. Том IV. Раздел XVIII. Справочники. Обзор химических соединений. Институт промышленной безопасности, охраны труда и социального партнёрства. Архівавана з першакрыніцы 4 сакавіка 2016. Праверана 27 снежня 2010.
![{\displaystyle {\ce {CO{}+2H2->[{\text{250 °C, 10 МПа}}][{\text{кат.}}]CH3OH}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ecfde5cecf66910d49f80549005be858413514ed)
![{\displaystyle {\ce {C2H4{}+H2SO4->[][{\text{80 °C, 1,3—1,5 МПа}}]C2H5OSO3H{},(C2H5O)2SO2->[{\ce {H2O}}]C2H5OH{}+H2SO4}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/15d5d101b5131f1ae1c1924f298f926b1e8e6f93)
![{\displaystyle {\ce {C2H4{}+H2O->[{\ce {H2SO4/SiO2}}][{\text{300 °C, 6—8 МПа}}]C2H5OH}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e4b0cbcd380e857d957c5a680a0cfc67bdc2ed30)
![{\displaystyle {\ce {C2H4{}+CO{}+H2->[{\ce {Rh}}~{\text{кат.}}][{\text{90—130°C, 2,8 МПа}}]CH3CH2CHO->[{\ce {H2}},~{\text{кат.}}][{\text{110—150°C, 0,14—1,0 МПа}}]CH2CH2CH2OH}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f690fc97f3e4df1bf90a486db34999cd0d0387a6)
![{\displaystyle K_{\text{a}}={\frac {[{\ce {RO-}}]\cdot [{\ce {H3O+}}]}{[{\ce {ROH}}]}},}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/fac70f186da28a50ea783a0cfb2a61e3a39a0d43)
![{\displaystyle K_{{\text{a}}{\ce {H+}}}={\frac {[{\ce {ROH}}]\cdot [{\ce {H+}}]}{[{\ce {ROH2+}}]}},}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6cc6d8f9e60cbd9aec63306c1862e112bbb27dc3)
![{\displaystyle {\ce {R-OH ->[{\ce {HCl}}][{\ce {ZnCl2}}] R-Cl{}+ H2O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6802902c2d30c80b3542df1497df4aacb17baa3f)
![{\displaystyle {\ce {[Ce(NO3)6]^{2-}{}+ ROH -> [Ce(OR)(NO3)5]^{2-}{}+ HNO3}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5fdd8c9ab10027985f8173ed8fd95179ff2cf8d0)
![{\displaystyle {\ce {R-OH->[{\ce {(CH3CO)2O}}][{\text{пиридин}}]R-OCOCH3{}+CH3COOH}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8c91ea16f7f3ecb10b63d37e17bd3adac4c76319)
![{\displaystyle {\ce {R-OH ->[{\ce {CH3MgI}}] R-OMgI{}+ CH4 ^}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a7e91d21ff92a2f3e50cc4006f5d7cbcbda9dd33)
