Двухатомные спирты (алкандиолы, или гликоли)

Рефераты по биологии и химии » Двухатомные спирты (алкандиолы, или гликоли) Скачать

Двухатомные спирты (гликоли) содержат в молекуле две гидроксильных группы при разных углеродных атомах.

Общая формула этих спиртов Cn H2n (OH)2 . Первым представителе двухатомных спиртов является этиленгликоль (этандиол) НОСН2 —СН2 ОН.

Номенклатура. Чтобы назвать эти спирты по систематической номенклатуре к названию алкана добавляют суффикс -диол а цифрам указывают место гидроксилов в углеродной цепи:

Н3 С—СН2 —СН—СН2 ОН

|

ОН

бутандиол-1 2

По рациональной номенклатуре названия двухатомных спиртов можно составить из названий соответствующих алкеновых углеводородов с добавлением слова гликоль:

НОСН2 —СН2 ОН НОСН2 —СНОН—СН3

этиленгликоль пропиленгликоль

(этандиол) (пропандиол-1 2)

Изомерия этих спиртов зависит от строения углеродной цепи и расположения в ней двух гидроксильных групп (- - -гликоли и т.д.):

Н3 С—СНОН—СН2 ОН HOCH2 —CH2 —CH2 OH

пропандиол-1 2 пропандиол-1 3

(-гликоль) (-гликоль)

Получение. В методах получения двухатомных и одноатомных спиртов много общего. Так двухатомные спирты можно получать:

1. Гидролизом дигалогенопроизводных:

Н3 С—СН—СН2 Сl + 2 Н2 О  Н3 С—СН—СН2 ОН + 2 HСl

| |

Сl ОН

1 2-дихлорпропан пропандиол-1 2

2. Окислением этиленовых углеводородов:

Н2 С==СН2 + Н2 О + O  HOCH2 —CH2 OH

этилен этиленгликоль

3. Гидратацией оксида этилена:

Н2 С—CH22 О  НОСН2 —СН2 ОН

/

O

оксид

этилена

Физические свойства. Низшие гликоли (от греч. glykys — сладкий) — сиропообразные сладкие на вкус растворимые в воде вещества. Гликоли кипят при более высокой температуре и имеют большую плотность чем соответствующие им (с тем же числом углеродных атомов) одноатомные спирты. Это объясняется присутствием второй гидроксильной группы что ведет к образованию дополнительных водородных связей.

Химические свойства. Двухатомные спирты в химических реакциях могут реагировать одной или двумя гидроксильными группами.

1. Образование гликолятов. В отличие от одноатомных спиртов двухатомные легко вступают во взаимодействие не только со щелочными металлами но и с оксидами и гидроксидами тяжелых металлов. Образующиеся вещества называют гликолятами:

H

|

CH2 OH H2 C—O O—CH2

2 | + Cu(OH)2  | Cu | + 2H2 O

CH2 OH H2 C—O O—CH2

|

H

этилен- гликолят меди (комп-

-гликоль лексное соединение)

2. Реакции дегидратации. Эти реакции как известно могут быть внутримолекулярными и межмолекулярными:

а) внутримолекулярная дегидратация:

H2 C—CH—OH  [H2 C==CH—OH]  H3 C—C==O

| | -H 2 O

OH H H

этилен- виниловый уксусный

гликоль спирт альдегид

б) межмолекулярная дегидратация:

HOCH2 —CH2 OH + HOCH2 —CH2 OH  HOCH2 —CH2 —O—CH2 —CH2 OH

-H 2 O диэтилентликоль

В случае (б) процесс может идти и дальше — с образованием полимера:

nHOCH2 —CH2 OH  [—CH2 —CH2 —O—]n + nH2 O

При межмолекулярной дегидратации образуются не только линейные но и циклические продукты:

/ O

H2 C—OH HO—C H2 C CH2

| + |  | | + 2H2 O

H2 C—OH HO—CH2 H2 C CH2

O/

1 4-диоксан

Диоксан используют в качестве растворителя (осторожно: токсичен).

3. Образование простых и сложных эфиров. Взаимодействуя спиртами или кислотами (органическими или неорганическими) гликоли образуют простые и сложные эфиры:

H +

HOCH2 —CH2 OH + HO—C2 H5 — HOCH2 —CH2 —O—C2 H5 + H2 O

этилцеллозольв

(простой эфир)

H2 C—OH H + H2 C—O—NO2

| + 2HNO3 — | + 2H2 O

H2 C—OH H2 C—O—NO2

динитроэти-

ленгликоль

(сложный эфир)

4. Замена гидроксильных групп на галоген:

H2 C—OH H2 C—Cl

| + HCl  | + H2 O

H2 C—OH H2 C—Cl

этилен-

хлоргидрин

5. Окисление. При окислении двухатомные спирты образуют ряд промежуточных продуктов. Например при окислении этиленгликоля образуются: гликолевый альдегид (НОСН2 —СНО) глиоксаль (ОНС—СНО) гликолевая кислота (НОСН2 —СООН) глиоксалевая кислота (ОНС—СООН) и щавелевая кислота (HOOС—COOH). Щавелевая кислота обычно является предпоследним продуктом окисления многих органических соединений.

Отдельные представители.

Этиленгликоль (этандиол) HOCH2 CH2 OH — вязкая бесцветная жидкость сладкая на вкус т. кип. 198 °С. Ядовит. Гигроскопичен. Сильно понижает температуру замерзания воды поэтому этиленгликоль используют для приготовления антифриза (водный раствор содержащий 25 % этиленгликоля замерзает при -12 °С а содержащий 60 % — при -49 °С).

Этиленгликоль широко используют в химической промышленности. Так из этиленгликоля и терефталевой кислоты получают полимер который идет на изготовление синтетического волокна лавсан.

Этиленгликольдинитрат — сильное взрывчатое вещество заменяющее тринитрат глицерина (нитроглицерин).

1 2-Пропиленгликоль (пропандиол-1 2) H2 C—CHOH—CH2 OH — жидкость с т. кип. 187 4 °С смешивается с водой и многими органическими растворителями. Гигроскопичен. Используют для получения некоторых полимеров входит в состав антифризов гидравлических тормозных жидкостей. Хладоагент.