– производные углеводородов, в которых  один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильную группу – `"OH"`. Спирты, содержащие одну `"OH"`-группу, называются алкоголями, две – гликолями, три – глицеринами.

В зависимости от характера углеводородного радикала спирты делятся на алифатические (метанол, изопропанол и т. п.), циклические (циклопентанол и т. п.), ароматические (бензиловый спирт). 

Соединения, у которых `"OH"`-группа непосредственно связана с бензольным кольцом, называют фенолами.

В зависимости от того, при каком углеродном атоме находится гидроксильная  группа, различают спирты первичные `("RCH"_2-"OH")`, вторичные `("R"_2"CH"-"OH")` и третичные `("R"_3"C"-"OH")`.

Простейшие первичные алифатические спирты: 

`"CH"_3-"OH"` метанол

`"CH"_3-"CH"_2-"OH"` этанол

`"CH"_3-"CH"_2-"CH"_2-"OH"` пропанол-1

Вторичные:                                                        

Третичный:     

По числу гидроксильных групп в молекуле спирты делятся на одноатомные и многоатомные. Общая формула гомологического ряда предельных одноатомных спиртов  - `"C"_n "H"_(2n+1)"OH"`.

 связана:  а) со строением углеродного скелета, например,

б)  c положением функциональной группы – `"OH"`:

в) межклассовые изомеры спиртам – простые эфиры:

Названия спиртов образуют, добавляя суффикс -ол к названию углеводорода с самой длинной углеродной цепью, включающей гидроксильную группу. Нумерацию начинают с того конца, к которому ближе расположена гидроксильная группа. Положение группы указывается цифрой после названия спирта. У циклических спиртов нумерацию атомов углерода в цикле начинают с того атома, при котором находится гидроксильная группа, и ведут таким образом, чтобы заместитель получил возможно меньший номер. Если гидроксильных групп в молекуле несколько, в названии спиртов используется суффикс  -диол,  -триол и т. д. Кроме того, используется заместительная номенклатура, по которой название спирта производится от соответствующего углеводородного радикала, заканчивая его - овый и добавляя слово «спирт». Примеры:

Спирты до `"C"_(15)`  – жидкости, высшие спирты – твёрдые вещества. Низшие спирты смешиваются с водой в любых соотношениях. С ростом молекулярной массы растворимость спиртов в воде падает; высшие спирты, начиная с гексилового, практически нерастворимы.

Возможность образования водородных связей между молекулами спиртов и воды способствует растворению спиртов в воде, причём чем больше гидроксильных групп и короче углеводородный радикал, тем выше растворимость. Высшие спирты по растворимости подобны углеводородам.

Температуры кипения спиртов значительно выше, чем температуры кипения эфиров или углеводородов, имеющих ту же молекулярную массу.

Причиной этого являются межмолекулярные водородные связи, характерные для спиртов. Хотя их энергии и не так велики (примерно `21` кДж/моль), водородные связи обуславливают значительную ассоциацию молекул спиртов, что и ведёт к росту теплоты испарения, а, следовательно, и температуры кипения.

1. Гидратация алкенов при нагревании в присутствии кислотных катализаторов:

$$ {\mathrm{CH}}_{2}={\mathrm{CH}}_{2}+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}\underset{\mathrm{t}°}{\overset{{\mathrm{H}}^{+}}{\to }}{\mathrm{CH}}_{3}-{\mathrm{CH}}_{2}-\mathrm{OH}$$

Присоединение воды к несимметричным алкенам идёт по правилу Марковникова:

2. Гидролиз алкилгалогенидов под действием водных растворов щелочей:

`"R"-"Br"+"NaOH"->"R"-"OH"+"NaBr"`.

3. Восстановление карбонильных соединений при нагревании над `"Ni"` или `"Pt"`:

`"R"-"CH"="O"+"H"_2->"R"-"CH"_2-"OH"`

`"R"-"CO"-"R"^'+"H"_2->"R"-"CH"("OH")-"R"^'`.

4. Этанол получают при спиртовом брожении сахаров:

$$ {\mathrm{C}}_{6}{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_{6}\stackrel{\mathrm{ферменты}}{\to }2{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{H}}_{5}\mathrm{OH}+2{\mathrm{CO}}_{2}\uparrow $$.

5. Метанол получают из  синтез-газа (промышленный  способ)  под  давлением `5–10` МПа с использованием оксидных катализаторов `("CuO", "ZnO", "Cr"_2"O"_3)` в интервале температур  `250-400^@"C"`:

$$ \mathrm{CO}+2{\mathrm{H}}_{2}\underset{\mathrm{t}°,\mathrm{p}}{\overset{\mathrm{кат}}{\to }}{\mathrm{CH}}_{3}\mathrm{OH}$$.

Характерные свойства спиртов можно представить в виде схемы:

Реакции с разрывом связи `"O"-"H"`

1. Кислотность и основность спиртов

Спирты являются амфотерными соединениями, т.е. способны выступать в роли кислот и оснований. Диссоциируя по связи `"O"-"H"`, спирты проявляют себя как типичные кислоты Брёнстеда:

$$\mathrm{R}-\underset{··}{\stackrel{··}{\mathrm{O}}}-\mathrm{H}+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{R}\underset{··}{\stackrel{··}{\mathrm{O}}}{:}^{-}+{\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{O}}^{+}$$.

Поэтому все структурные изменения в их молекулах, которые способствуют делокализации отрицательного заряда (и повышению стабильности) в сопряженном основании – алкоксид-ионе `"RO"^-` - увеличивают кислотность спиртов.

Спирты проявляют слабые кислотные свойства. Спирты реагируют со щелочными металлами, но не реагируют со щелочами:

`2"C"_2"H"_5"OH"+2"K"->2"C"_2"H"_5"OK"+"H"_2 uarr` этилат калия.

2. Реакция этерификации. Взаимодействие с органическими и минеральными кислотами:

$$  {\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{H}}_{5}\mathrm{OH}+{\mathrm{CH}}_{3}\mathrm{COOH}\stackrel{{\mathrm{H}}^{+}}{\rightleftarrows }{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}+{\mathrm{CH}}_{3}{\mathrm{COOC}}_{2}{\mathrm{H}}_{5}  \left(\mathrm{этилацетат}\right)$$

$$ {\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{H}}_{5}\mathrm{OH}+{\mathrm{HONO}}_{2}\rightleftarrows {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}+{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{H}}_{5}-\mathrm{O}-{\mathrm{NO}}_{2}   \left(\mathrm{этилнитрат}\right)$$.

Реакции с разрывом связи `"C"-"O"`

1. Реакция нуклеофильного замещения `"S"_"N"`. В процессе разрыва связи `"C"-"O"` происходит замещение гидроксильной группы другими нуклеофилами:

$$ {\mathrm{CH}}_{3}-{\mathrm{CH}}_{2}-\mathrm{OH}+\mathrm{HBr}\rightleftarrows {\mathrm{CH}}_{3}-{\mathrm{CH}}_{2}-\mathrm{Br}+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}$$.

Реакционная способность галогеноводородов в реакциях со спиртами уменьшается в ряду: `"HI" > "HBr" > "HCl"`.

2. Дегидратация спиртов протекает под действием сильных минеральных кислот (`"H"_2"SO"_4` или `"H"_3"PO"_4`) при нагревании.

Первичные спирты подвергаются дегидратации при нагревании с серной кислотой. При этом в зависимости от соотношения спирта и `"H"_2"SO"_4` (`1:1` или `2:1`), а также от температуры получают преимущественно продукты внутримолекулярной деидратации  - алкены – или продукты межмолекулярной дегидратации  - простые эфиры.

$$\begin{array}{c}{\mathrm{CH}}_{3}-{\mathrm{CH}}_{2}-\mathrm{O}\boxed{\mathrm{H}+\mathrm{HO}}-{\mathrm{CH}}_{2}-{\mathrm{CH}}_{3}\underset{\mathrm{t}°<140°\mathrm{C}}{\stackrel{{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{SO}}_{4}}{\to }}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{H}}_{5}-\mathrm{O}-{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{H}}_{5}+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}\\ \text{(межмолекулярная дегидратация)}\end{array}$$

$$\begin{array}{l}{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}-{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{2}-\mathrm{O}\mathrm{H}\underset{t°>140°\mathrm{C}}{\stackrel{{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}}{\to }}{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{2}={\mathrm{C}\mathrm{H}}_{2}+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}\\ \text{(внутримолекулярная дегидратация)}\end{array}$$.

3. Реакции с галогенидами фосфора и серы

 `"R"-"OH"+"PCl"_5->"R"-"Cl"+"POCl"_3+"HCl"`

`3"R"-"OH"+"PBr"_3->3"R"-"Br"+"H"_3"PO"_3` 

 `"R"-"OH"+"SOCl"_2->"R"-"Cl"+"SO"_2+"HCl"`.

Данные реакции являются методом получения галогеналканов из спиртов, поскольку протекают быстро, с высоким выходом и без побочных продуктов.

Реакции окисления

Для подбора стехиометрических коэффициентов в окислительно-восстано-вительных реакциях (ОВР) возможны два метода: электронного (программа ОГЭ по химии) и электронно-ионного баланса (см. методическое указание «Углеводороды»). Для определения степени окисления атомов в молекулах органических веществ в методе электронного баланса существует несколько правил:

1. Степень окисления водорода в органической молекуле всегда `+1`, а кислорода `-2` (за исключением перекисей, где она составляет  `-1`).

2. Молекулу необходимо разделить на фрагменты, включающие по одному атому углерода, в каждом из которых сумма степеней окисления всех атомов должна быть равна нулю. 

Примеры:

Для спиртов возможно полное и неполное окисление:

1. Горение (полное окисление). Спирты горят на воздухе бледно-голубым пламенем с выделением большого количества теплоты. Горение предельных одноатомных спиртов выражает уравнение в общем виде:

`"C"_n"H"_(2n+1)"OH"+3n//2"O"_2->n"CO"_2+(n+1)"H"_2"O"`.

2. Неполное окисление. В присутствии окислителей (например, `"CuO", "K"_2"Cr"_2"O"_7,` `"KMnO"_4)` первичные спирты окисляются до альдегидов, а вторичные – до кетонов.

а) Рассмотрим окисление этанола до уксусного альдегида под действием  `"K"_2"Cr"_2"O"_7` в кислой среде.  Окислитель – `"K"_2"Cr"_2"O"_7` (за счёт `"Cr"^(+6)`). Восстановитель – этанол (за счёт углерода при гидроксиле `"C"^(-1)`). 

`3"C"_2"H"_5"OH"+"K"_2"Cr"_2"O"_7+4"H"_2"SO"_4->`

`->3"CH"_3"COH"+"Cr"_2("SO"_4)_3+"K"_2"SO"_4+7"H"_2"O"`

$$\left.\begin{array}{l}2{\mathrm{C}\mathrm{r}}^{+6}+6\overline{\mathrm{e}}\to 2{\mathrm{C}\mathrm{r}}^{+3}\\ {\mathrm{C}}^{-1}-2\overline{\mathrm{e}}\to {\mathrm{C}}^{+1}\end{array}\right|\begin{array}{c}1\\ 3\end{array}$$.

Окисление оксидом меди (II):

Часто для окисления первичных спиртов применяют хромовую кислоту или разбавленный раствор оксида хрома (VI) в разбавленной серной кислоты (реагент Джонса):

б) Рассмотрим окисление вторичных спиртов.

Вторичные спирты более устойчивы к действию окислителей. Их окисляют до кетонов.

$$ \left.\begin{array}{l}{\mathrm{C}}^{0}-2{e}^{-}\to {\mathrm{C}}^{+2}\\ {\mathrm{Mn}}^{+7}+5{e}^{-}\to {\mathrm{Mn}}^{+2}\end{array}\right|\begin{array}{c}5\\ 2\end{array}$$

Окисление вторичных спиртов оксидом меди (II):

в) Третичные спирты устойчивы к воздействию окислителей. 

Третичные спирты, способные к дегидратации, окисляются в кислой среде. В качестве промежуточного продукта, образуется алкен, который затем подвергается деструктивному окислению:

3. В более жёстких условиях (при нагревании в кислой среде с раствором `"KMnO"_4` или `"K"_2"Cr"_2"O"_7`) окисление первичных спиртов идёт до карбоновых кислот:

`3"C"_2"H"_5"OH"+2"K"_2"Cr"_2"O"_7+8"H"_2"SO"_4`$$\stackrel{t°}{\to }$$

$$\stackrel{t°}{\to }$$`3"CH"_3"COOH"+2"Cr"_2("SO"_4)_3+2"K"_2"SO"_4+11"H"_2"O"`.

4. Аллиловые спирты окисляются до альдегидов свежеосажденным оксидом марганца (IV):

В кислой среде `"KMnO"_4` окисляет первичные спирты до карбоновых кислот:

5. При пропускании паров первичного или вторичного спирта над медным катализатором при `300°"C"` протекает реакция дегидрирования спиртов: из первичных спиртов образуются альдегиды, из вторичных – кетоны:

Многоатомные спирты – это производные углеводородов, молекулы которых содержат несколько гидроксильных групп. Важнейшие из них – этиленгликоль и глицерин:

1. Гидролиз галогеналканов

2. Окисление алкенов холодным водным раствором `"KMnO"_4`(реакция Вагнера):

В щелочной среде окисление алкенов также приводит к образованию двухатомных спиртов: 

3. Глицерин образуется при гидролизе жиров (cм. «Жиры», химические свойства).

4. Глицерин можно получить из пропилена по одной из следующих схем:

Для двух- и трёхатомных спиртов характерны реакции одноатомных спиртов. Взаимное влияние гидроксильных групп проявляется в том, что многоатомные спирты – более сильные кислоты, чем одноатомные спирты. Многоатомные спирты могут реагировать по каждой гидроксильной группе отдельно.

1. Взаимодействие со щелочными металлами:

2. Взаимодействие со щелочами: 

3. Взаимодействие с органическими или неорганическими кислотами приводит к образованию сложных эфиров:

4. Замещение гидроксильных групп на галоген:

1. 

   5. Качественной реакцией на многоатомные спирты является появление ярко-синего окрашивания при действии свежеосаждённого гидроксида меди (II).

1.  

   Цвет раствора обусловлен образованием комплексного гликолята (реакция 1) или глицерата меди (реакция 2):

2. 

3. Непредельные спирты, имеющие в углеводородном радикале кратную углерод-углеродную связь, сохраняют как свойства спиртов, так и свойства алкенов. Они, например, обесцвечивают бромную воду в результате реакции присоединения:

4. `"CH"_2="CH"-"CH"_2"OH"+"Br"_2 -> "Br"-"CH"_2-"CHBr"-"CH"_2"OH"`

5.       Аллиловый спирт                     `2,3`-дибромпропанол-`1`