2.3.2. Образование простых эфиров (межмолекулярная дегидратация)

При нагревании первичных или вторичных спиртов с каталитическим количеством сильной кислоты (например, конц. серной кислоты) происходит образование симметричных простых эфиров в результате нуклеофильного замещения спиртового гидроксила на алкокси-группу по механизму S_N2.

Таким образом, в данной реакции одна молекула спирта выступает как электрофильная частица (в виде катиона алкилоксония после протонирования), а другая – как нуклеофильная частица. Эта реакция, как и всегда при нуклеофильном замещении, конкурирует с элиминированием (внутримолекулярной дегидратацией, см. ниже). Как правило, простые эфиры получают при более низкой температуре. При повышении же температуры возрастает роль элиминирования. Так, диэтиловый эфир получаю при нагревании этилового спирта с концентрированной серной кислотой при температуре 140^О С, в то время как при 170^О С в основном получается этилен.

2.3.3. Внутримолекулярная дегидратация спиртов до алкенов

Эта реакция является обратной по отношению к гидратации алкенов. При действии на спирт каталитического количества сильной кислоты (например, конц. серной кислоты) при достаточно высокой температуре происходит отщепление воды с образованием алкена. Дегидратация, как и дегидрогалогенирование галогенопроизводных, является региоселективной реакцией, поскольку из двух возможных структурных изомеров алкена преимущественно образуется наиболее термодинамически устойчивый алкен в результате отщепления атома водорода от наиболее гидрогенизированного соседнего атома углерода (правило Зайцева). Так, при дегидратации 2-бутанола главным продуктом оказывается 2-бутен (наряду с 1-бутеном).

Дегидратация протекает по механизму мономолекулярного элиминирования (Е1):

Поскольку реакция идет через карбокатионный интермедиат, то по реакционной способности в этой реакции спирты можно расположить в ряд, соответствующий ряду увеличения стабильности карбокатионов: третичные › вторичные › первичные. Так, для дегидратации такого первичного спирта, как этиловый, применяют нагревание до 170 ^ОС, в то время как 2-пентанол (вторичный спирт) дегидратируется при 90 ^ОС.

2.4. Окисление и дегидрирование спиртов

Первичные спирты могут быть окислены или дегидрированы до альдегидов, которые в свою очередь окисляются далее в карбоновые кислоты:

В качестве окислителей могут использоваться соединения хрома в высшей степени окисления, такие как оксид хрома (VΙ), дихромат калия в кислой среде. Дегидрирование осуществляют при нагревании на катализаторах, в качестве которых обычно используются такие металлы, как серебро или медь.

Метиловый спирт при окислении дает формальдегид и затем муравьиную кислоту, которая, являясь одновременно и альдегидом, окисляется дальше до диоксида углерода:

Вторичные спирты при окислении или дегидрировании превращаются в кетоны, которые в отличие от альдегидов значительно более устойчивы к дальнейшему окислению.

Хотя альдегиды более чувствительны к дальнейшему окислению, чем кетоны, их можно выделить в качестве продуктов окисления первичных спиртов. Так, например, 1-октанол при умеренном нагревании (не выше 70 ^ОС) с дихроматом калия в серной кислоте с хорошим выходом превращается в октаналь.