Осно́вные свойства спиртов
Спирты могут также вести себя как слабые основания Льюиса, образовывая с сильными минеральными кислотами соли алкоксония, а также давая донорно-акцепторные комплексы с кислотами Льюиса. Обычно подобные реакции не останавливаются на указанной стадии и ведут к нуклеофильному замещению гидроксильной группы или отщеплению воды.
Количественно основность спиртов оценивают по константе основности pKb или связанной с ней константе кислотности сопряжённой кислоты pKaH+:
Спирты являются слабыми основаниями, и их основность возрастает с увеличением длины или разветвлённости углеводородного радикала при гидроксильной группе. Данный эффект наблюдается из-за роста положительного индуктивного эффекта радикала в данном ряду, за счёт которого увеличивается отрицательный заряд на атоме кислорода гидроксильной группы.
Применение в органическом синтезе
Основная доля метилового спирта используется в промышленном синтезе формальдегида методом высокотемпературного каталитического окисления метанола. Кроме того, из метанола получают трет-бутилметиловый эфир, уксусную кислоту (процесс Монсанто (англ.)русск.), N,N-диметиланилин, метиламины[112] и хлорметан.
Из этанола в промышленности производят диэтиловый эфир (методом дегидратации при 250 °С над Al2O3), хлораль, ацетальдегид и этилацетат.
Изопропиловый спирт при каталитическом жидкофазном дегидрировании на никеле Ренея при 150 °С превращают в ацетон. Основным продуктом, получаемым из бутанола, является бутилакрилат.
Применение в качестве топлива
Для топливных целей в настоящий момент используются в промышленных объёмах три спирта: метанол, этанол и бутанол-1, что связано, прежде всего, с их коммерческой доступностью и возможностью массового производства из растительного сырья (кроме метанола). При этом возможно использование спиртов в виде горючего в чистом виде, в виде различных смесей с бензином или дизельным топливом, а также в качестве оксигенирующих добавок (до 10 %) с целью повышения октанового числа и снижения токсичности отработанных газов. Отдельным направлением является использование метанола дляпереэтерификации жиров в производстве биодизеля.
Преобладающим топливным спиртом является этанол. По оценкам экспертов, на 2009 год 80—90 % всего производимого в мире этилового спирта было использовано в этих целях и составило 73,9 млрд литров (≈ 58 млн тонн).
Основными причинами, послужившими активному изучению спиртов в качестве альтернативного горючего, являются::
рост цен на нефть и газ, а также исчерпаемость этих ресурсов в ближайшем будущем;
спирты обладают высокими эксплуатационными характеристиками, а продукты сгорания содержат меньше вредных веществ;
спирты могут изготавливаться биохимическим методом из отходов пищевой, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, что попутно решает проблему утилизации.
Вместе с тем, массовое использование вышеуказанных спиртов в качестве моторного топлива, помимо чисто экономических причин, имеет ряд недостатков:
метанол и этанол обладают по сравнению с бензином меньшей энергоэффективностью и, соответственно, обеспечивают больший расход;
низкие температуры кипения спиртов могут служить причиной образования паровых пробок, что может существенно усложнить работу двигателя;
гигроскопичность спиртов, а также их растворимость в воде может привести к резкому снижению мощности при попадании влаги в топливную систему;
спирты обладают существенно более высокими коррозионными характеристиками по сравнению с углеводородами;
относительно высокая скрытая теплота сгорания метанола и этанола может служить причиной проблемы при смешении этих спиртов с воздухом и дальнейшей транспортировки через впускной коллектор двигателя.