Bendros formulės dvihidrosis riebalų alkoholis. Alkoholiai

Angliavandenilių dariniai, kurių molekulėse yra vienas ar daugiau hidroksilo grupės Oi.

Visi alkoholiai skirstomi į monatominis Ir poliatominis

Vienahidrozės alkoholiai

Vienahidrozės alkoholiai- alkoholiai, turintys vieną hidroksilo grupė.
Yra pirminiai, antriniai ir tretiniai alkoholiai:

U pirminiai alkoholiai hidroksilo grupė yra prie pirmojo anglies atomo, antrinė anglies atomas yra prie antrojo ir kt.

Alkoholio savybės, kurie yra izomeriniai, daugeliu atžvilgių yra panašūs, tačiau kai kuriose reakcijose jie elgiasi skirtingai.

Lyginant alkoholių santykinę molekulinę masę (Mr) su santykine atominės masės angliavandenilių, galima pastebėti, kad alkoholiai turi daugiau aukšta temperatūra verdantis. Tai paaiškinama vandenilio jungtimi tarp H atomo vienos molekulės OH grupėje ir O atomo kitos molekulės -OH grupėje.

Kai alkoholis ištirpsta vandenyje, tarp alkoholio ir vandens molekulių susidaro vandenilio ryšiai. Tai paaiškina tirpalo tūrio sumažėjimą (ji visada bus mažesnė už vandens ir alkoholio tūrių sumą atskirai).

Ryškiausias šios klasės cheminių junginių atstovas yra etanolis. Jo cheminė formulė C2H5-OH. Susikaupęs etanolis(dar žinomas kaip - vyno spiritas arba etanolis) gaunamas iš praskiestų tirpalų distiliavimo būdu; Jis turi svaiginantį poveikį, o didelėmis dozėmis yra stiprus nuodas, naikinantis gyvus kepenų audinius ir smegenų ląsteles.

Reikėtų pažymėti, kad etanolis naudingas kaip tirpiklis, konservantas ir priemonė, mažinanti bet kurio vaisto užšalimo temperatūrą. Dar vienas ne mažiau garsus atstovas ši klasė - metilo alkoholis (jis taip pat vadinamas - arba sumedėjęs metanolis ). Skirtingai nei sumedėjęs etanolis

mirtina net mažiausiomis dozėmis! Pirmiausia tai sukelia aklumą, o paskui tiesiog „žudo“!

Polihidriniai alkoholiai Polihidriniai alkoholiai
- alkoholiai, turintys keletą OH hidroksilo grupių. Dihidroalkoholiai yra vadinami alkoholiai turinčios dvi hidroksilo grupes (OH grupę); alkoholiai, turintys tris hidroksilo grupes - trihidroksiliai alkoholiai

Polihidroksilis - glicerinas Dihidroalkoholiai taip pat vadinamas, nes jie yra saldaus skonio – tai būdinga visiems polihidroksiliai alkoholiai

Polihidriniai alkoholiai su nedideliu anglies atomų skaičiumi - tai klampūs skysčiai, aukštesniųjų alkoholių - kietosios medžiagos. Polihidriniai alkoholiai galima gauti tais pačiais sintetiniais metodais kaip sočiųjų polihidroksilių alkoholių.

Alkoholių ruošimas

1. Kvitas etilo alkoholis (arba vyno alkoholis) fermentuojant angliavandenius:

C 2 H 12 O 6 => C 2 H 5 -OH + CO 2

Fermentacijos esmė ta, kad vienas paprasčiausių cukrų – gliukozė, techniškai gaminamas iš krakmolo, veikiamas mielių grybų, skyla į etilo alkoholį ir anglies dioksidą. Nustatyta, kad rūgimo procesą sukelia ne patys mikroorganizmai, o jų išskiriamos medžiagos - zymases. Etilo alkoholiui gauti dažniausiai naudojamos augalinės žaliavos, kuriose gausu krakmolo: bulvių gumbai, duonos grūdai, ryžių grūdai ir kt.

2. Etileno hidratavimas, esant sieros arba fosforo rūgščiai

CH 2 =CH 2 + KOH => C 2 H 5 -OH

3. Kai halogenalkanai reaguoja su šarmais:

4. Alkenų oksidacijos metu

5. Riebalų hidrolizė: šios reakcijos metu gaunamas gerai žinomas alkoholis - glicerolis

Beje, glicerolis Jis įtrauktas į daugelį kosmetikos gaminių kaip konservantas ir kaip priemonė nuo užšalimo bei išdžiūvimo!

Alkoholio savybės

1) Degimas: Kaip ir dauguma organinės medžiagos alkoholiai dega, kad susidarytų anglies dvideginio ir vanduo:

C 2 H 5 -OH + 3O 2 --> 2CO 2 + 3H 2 O

Jiems degant išsiskiria daug šilumos, kuri dažnai naudojama laboratorijose (laboratoriniai degikliai). Žemesni alkoholiai dega beveik bespalve liepsna, o aukštesni – gelsva liepsna dėl nepilno anglies degimo.

2) Reakcija su šarminiais metalais

C 2 H 5 -OH + 2Na --> 2C 2 H 5 -ONa + H 2

Šios reakcijos metu išsiskiria vandenilis ir susidaro alkoholatas natrio Alkoholiai labai panašus į druską silpna rūgštis, ir jie lengvai hidrolizuojasi. Alkoholiai yra labai nestabilūs ir, veikiami vandens, suyra į alkoholį ir šarmą. Iš to išplaukia, kad vienahidroksiliai alkoholiai nereaguoja su šarmais!

3) Reakcija su vandenilio halogenidu
C 2 H 5 -OH + HBr --> CH 3 -CH 2 -Br + H 2 O
Šios reakcijos metu susidaro halogenalkanas (brometanas ir vanduo). Šią cheminę alkoholių reakciją sukelia ne tik vandenilio atomas hidroksilo grupėje, bet visa hidroksilo grupė! Tačiau ši reakcija yra grįžtama: kad ji įvyktų, reikia naudoti vandenį šalinantį agentą, pvz., sieros rūgštį.

4) Intramolekulinė dehidratacija (esant katalizatoriui H 2 SO 4)

Šioje reakcijoje, veikiant koncentruotai sieros rūgščiai, vyksta kaitinimas. Reakcijos metu susidaro nesočiųjų angliavandenilių ir vandens.
Vandenilio atomo abstrakcija iš alkoholio gali įvykti jo paties molekulėje (tai yra, molekulėje vyksta atomų persiskirstymas). Ši reakcija yra tarpmolekulinė dehidratacijos reakcija. Pavyzdžiui, taip:

Reakcijos metu susidaro eteris ir vanduo.

Jei pridedama prie alkoholio karboksirūgštis, pavyzdžiui, acto rūgštis, tada susidarys eteris. Tačiau esteriai yra mažiau stabilūs nei eteriai. Jei eterio susidarymo reakcija yra beveik negrįžtama, tai esterio susidarymas yra grįžtamasis procesas. Esteriai lengvai hidrolizuojami, suskaidomi į alkoholį ir karboksirūgštį.

6) Alkoholių oksidacija.

Įprastoje temperatūroje atmosferos deguonis alkoholių neoksiduoja, tačiau kaitinant, esant katalizatoriams, vyksta oksidacija. Pavyzdys yra vario oksidas (CuO), kalio permanganatas (KMnO 4), chromo mišinys. Veikiant oksiduojantiems agentams susidaro įvairių gaminių ir priklauso nuo pirminio alkoholio struktūros. Taigi pirminiai alkoholiai virsta aldehidais (reakcija A), antriniai alkoholiai virsta ketonais (reakcija B), o tretiniai alkoholiai yra atsparūs oksiduojančioms medžiagoms.

Kalbant apie polihidroksiliai alkoholiai, jie yra saldaus skonio, tačiau kai kurie iš jų yra nuodingi. Daugiahidroksilių alkoholių savybės panašus į monohidroksiliai alkoholiai, o skirtumas tas, kad reakcija vyksta ne po vieną iki hidroksilo grupės, o kelios iš karto.
Vienas iš pagrindinių skirtumų yra polihidroksiliai alkoholiai lengvai reaguoja su vario hidroksidu. Taip gaunamas skaidrus ryškiai mėlynai violetinės spalvos tirpalas. Būtent ši reakcija gali aptikti daugialypio alkoholio buvimą bet kuriame tirpale.

Sąveika su azoto rūgštimi:

Iš požiūrio taško praktinis pritaikymas Didžiausią susidomėjimą kelia reakcija su azoto rūgštimi. Atsiranda nitroglicerinas Ir dinitroetilenglikolis naudojami kaip sprogmenys ir trinitroglicerinas- taip pat medicinoje, kaip kraujagysles plečianti priemonė.

Etilenglikolis

Etilenglikolis- tipiškas atstovas polihidroksiliai alkoholiai. Jo cheminė formulė yra CH 2 OH - CH 2 OH. - dvihidris alkoholis. Tai saldus skystis, kuris gali puikiai ištirpti vandenyje bet kokiomis proporcijomis. Cheminės reakcijos gali apimti vieną hidroksilo grupę (-OH) arba dvi vienu metu.

Etilenglikolis- jo tirpalai plačiai naudojami kaip priemonė nuo apledėjimo ( antifrizas). Etileno glikolio tirpalas užšąla esant -34 0 C temperatūrai, o tai šaltuoju metų laiku gali pakeisti vandenį, pavyzdžiui, automobiliams vėsinti.

Su visais privalumais etilenglikolis Reikia atsižvelgti į tai, kad tai labai stiprūs nuodai!

Mes visi matėme glicerolis. Jis parduodamas vaistinėse tamsiuose buteliukuose ir yra klampus, bespalvis saldaus skonio skystis. - Tai trihidroksilis alkoholis

. Jis labai gerai tirpsta vandenyje ir verda 220 0 C temperatūroje. Cheminės savybės glicerolis daugeliu atžvilgių yra panašus į savybes monohidroksiliai alkoholiai

, tačiau glicerinas gali reaguoti su metalų hidroksidais (pavyzdžiui, vario hidroksidu Cu(OH) 2), todėl susidaro metalų gliceratai – cheminiai junginiai, panašūs į druskas. Reakcija su vario hidroksidu būdinga glicerinui. Dėl cheminės reakcijos susidaro ryškiai mėlynas tirpalas

vario glicerato

Emulsikliai Emulsikliai aukštesniųjų alkoholių- Tai , esteriai ir kiti kompleksai cheminių medžiagų

, kurios sumaišytos su kitomis medžiagomis, pavyzdžiui, riebalais, sudaro stabilias emulsijas. Beje, visa kosmetika irgi yra emulsijos! Medžiagos, kurios yra dirbtiniai vaškai (pentolis, sorbitano oleatas), taip pat trietanolaminas ir lecitinas, dažnai naudojamos kaip emulsikliai.

Tirpikliai Tirpikliai – Tai medžiagos, daugiausia naudojamos plaukų ir nagų lakams ruošti. Jų yra nedaug, nes dauguma šių medžiagų yra labai degios ir kenksmingos žmogaus organizmui. Dažniausias atstovas tirpikliai yra acetonas

, taip pat amilo acetatas, butilo acetatas, izobutilatas. Taip pat yra medžiagų, vadinamų skiedikliai.

. Jie daugiausia naudojami kartu su tirpikliais ruošiant įvairius lakus. Labiausiai žinomos ir žmogaus gyvenime bei pramonėje naudojamos medžiagos, priklausančios daugiahidroalkoholių kategorijai, yra etilenglikolis ir glicerinas. Jų tyrimai ir naudojimas prasidėjo prieš kelis šimtmečius, tačiau jų savybės iš esmės nepakartojamos ir unikalios, todėl jos yra nepakeičiamos iki šių dienų. Polihidroksiliai alkoholiai naudojami daugelyje cheminės sintezės

, pramonės šakos ir žmogaus veiklos sritys.

1859 m. per dviejų etapų dibrometano reakcijos su sidabro acetatu procesą ir vėliau pirmojoje reakcijoje gautą etilenglikolio diacetatą apdorojant kalio hidroksidu, Charlesas Wurtzas pirmą kartą susintetino etileno glikolį. Kiek vėliau buvo sukurtas tiesioginės dibrometano hidrolizės metodas, tačiau XX amžiaus pradžioje pramoniniu mastu JAV buvo gautas dvihidroksilis alkoholis 1,2-dioksetanas, dar žinomas kaip monoetilenglikolis arba tiesiog glikolis. hidrolizuojant etileno chlorhidriną.

Šiandien tiek pramonėje, tiek laboratorijoje naudojama daugybė kitų metodų, naujų, ekonomiškesnių žaliavos ir energijos požiūriu bei aplinkai nekenksmingų, nes naudojami reagentai, kuriuose yra arba išskiria chloro, toksinų, kancerogenų ir kt. kitų pavojingų medžiagų aplinką ir žmogaus medžiagų, mažėja, nes vystosi „žalioji“ chemija.

Gliceriną 1779 m. atrado vaistininkas Karlas Wilhelmas Scheele, o junginio sudėtį ištyrė Théophile Jules Pelouz 1836 m. Po dviejų dešimtmečių šio trihidrolio alkoholio molekulės struktūra buvo nustatyta ir pagrįsta Pierre'o Eugene'o Marcelio Vertheloto ir Charleso Wurtzo darbuose. Galiausiai, dar po dvidešimties metų, Charlesas Friedelis atliko visišką glicerolio sintezę. Šiuo metu pramonė savo gamybai naudoja du būdus: per alilo chloridą iš propileno ir taip pat per akroleiną. Etileno glikolio, kaip ir glicerino, cheminės savybės yra plačiai naudojamos įvairiose srityse chemijos gamyba.

Ryšio struktūra ir struktūra

Molekulė yra pagrįsta nesočiųjų angliavandenilių etileno skeletu, susidedančiu iš dviejų anglies atomų, kuriame dviguba jungtis buvo nutraukta. Dvi hidroksilo grupės buvo pridėtos prie tuščių anglies atomų valentinių vietų. Etileno formulė yra C 2 H 4, nutraukus jungtį ir pridėjus hidroksilo grupes (per kelis etapus) atrodo kaip C 2 H 4 (OH) 2. Tai yra etilenglikolis.

Etileno molekulė turi linijinė struktūra, o dihidroksilo alkoholis turi kažkokią trans konfigūraciją hidroksilo grupių išdėstyme anglies pagrindo ir viena kitos atžvilgiu (šis terminas visiškai taikomas santykinio daugybinio ryšio padėčiai). Toks dislokavimas atitinka labiausiai nutolusią vandenilio vietą nuo funkcinių grupių, mažesnę energiją, taigi ir maksimalų sistemos stabilumą. Paprasčiau tariant, viena OH grupė "žiūri" aukštyn, o kita - žemyn. Tuo pačiu metu junginiai su dviem hidroksilais yra nestabilūs: su vienu anglies atomu, susidarę reakcijos mišinyje, jie iš karto dehidratuoja, virsdami aldehidais.

Klasifikacija

Etileno glikolio chemines savybes lemia jo kilmė iš polihidrolių alkoholių grupės, ty diolių pogrupio, ty junginių, kurių gretimuose anglies atomuose yra du hidroksilo fragmentai. Medžiaga, kurioje taip pat yra keli OH pakaitalai, yra glicerolis. Jis turi tris alkoholio funkcines grupes ir yra labiausiai paplitęs savo poklasio atstovas.

Daugelis šios klasės junginių taip pat gaunami ir naudojami chemijos gamyboje įvairioms sintezėms ir kitiems tikslams, tačiau etilenglikolio naudojimas yra labiau paplitęs ir naudojamas beveik visose pramonės šakose. Šis klausimas bus išsamiau aptartas toliau.

Fizinės savybės

Etileno glikolio naudojimas paaiškinamas daugybe savybių, būdingų daugiahidročiams alkoholiams. Tai skiriamieji bruožai, būdingas tik šios klasės organiniai junginiai.

Svarbiausia iš savybių – neribota galimybė maišytis su H 2 O. Vanduo + etilenglikolis duoda tirpalą, pasižymintį unikalia charakteristika: jo užšalimo temperatūra, priklausomai nuo diolio koncentracijos, yra 70 laipsnių žemesnė nei gryno. distiliatas. Svarbu pažymėti, kad ši priklausomybė yra netiesinė, o pasiekus tam tikrą kiekybinį glikolio kiekį, atvirkštinis poveikis- Užšalimo temperatūra didėja, kai didėja ištirpusių medžiagų procentas. Ši savybė buvo pritaikyta gaminant įvairius antifrizus, „antifrizo“ skysčius, kurie kristalizuojasi esant itin žemoms aplinkos šiluminėms charakteristikoms.

Išskyrus vandenį, tirpimo procesas gerai vyksta alkoholyje ir acetone, bet nepastebimas parafinuose, benzenuose, eteriuose ir anglies tetrachloride. Skirtingai nuo savo alifatinio protėvio – toks dujinė medžiaga Kaip ir etilenas, etilenglikolis yra į sirupą panašus, skaidrus skystis su šiek tiek gelsvu atspalviu, saldaus skonio, nebūdingo kvapo, praktiškai nelakus. Šimtaprocentinis etilenglikolis užšąla -12,6 laipsnių Celsijaus temperatūroje, o verdantis - +197,8. IN normaliomis sąlygomis tankis yra 1,11 g/cm 3 .

Priėmimo būdai

Etilenglikolio galima gauti keliais būdais, kai kurie iš jų šiandien turi tik istorinę ar preparatinę reikšmę, o kiti yra aktyviai naudojami žmonių pramoniniu mastu ir ne tik. Sekant chronologine tvarka, pažvelkime į svarbiausius.

Pirmasis etilenglikolio gamybos iš dibrometano būdas jau buvo aprašytas aukščiau. Etileno formulė, dviguba jungtis kuris yra suskaidytas, o laisvuosius valentus užima halogenai, pagrindinė šios reakcijos pradinė medžiaga, be anglies ir vandenilio, turi du bromo atomus. Tarpinio junginio susidarymas pirmajame proceso etape įmanomas būtent dėl ​​jų pašalinimo, ty pakeitimo acetato grupėmis, kurios toliau hidrolizės metu paverčiamos alkoholio grupėmis.

Vykdoma tolesnė plėtra mokslu tapo įmanoma gauti etileno glikolį tiesiogiai hidrolizuojant bet kokius etanus, kurių gretimuose anglies atomuose yra du halogenai, naudojant vandeninius metalų karbonatų tirpalus šarminė grupė arba (mažiau ekologiškas reagentas) H 2 O ir švino dioksidas. Reakcija yra gana „imli darbo jėga“ ir vyksta tik esant žymiai aukštesnei temperatūrai ir slėgiui, tačiau tai nesutrukdė vokiečiams per pasaulinius karus naudoti šį metodą etilenglikoliui gaminti pramoniniu mastu.

Jūsų vaidmuo formuojant organinė chemija Taip pat turėjo įtakos etilenglikolio gavimo iš etilenchlorhidrino būdas hidrolizės būdu su šarminių metalų anglies druskomis. Kai reakcijos temperatūra pakilo iki 170 laipsnių, tikslinio produkto išeiga pasiekė 90%. Tačiau buvo didelis trūkumas - glikolis turėjo būti kažkaip išgaunamas iš druskos tirpalo, o tai tiesiogiai susiję su daugybe sunkumų. Mokslininkai išsprendė šią problemą sukurdami metodą su tuo pačiu pradinė medžiaga, tačiau procesą skaidant į du etapus.

Etilenglikolio acetatų hidrolizė, anksčiau buvusi paskutinė Wurtz metodo stadija, tapo atskiru būdu, kai pavyko gauti pradinį reagentą etileną acto rūgštyje oksiduojant deguonimi, tai yra nenaudojant brangių ir visiškai aplinkai nekenksmingų halogeninių junginių.

Taip pat yra žinoma daug etilenglikolio gamybos būdų, oksiduojant etileną hidroperoksidais, peroksidais, organinėmis perrūgštimis, esant katalizatoriams (osmio junginiams) ir kt. Taip pat yra elektrocheminiai ir radiaciniai-cheminiai metodai.

Bendrųjų cheminių savybių charakteristikos

Etileno glikolio chemines savybes lemia jo funkcines grupes. Reakcijose gali būti vienas hidroksilo pakaitas arba abu, priklausomai nuo proceso sąlygų. Pagrindinis skirtumas yra reaktyvumas yra tai, kad dėl kelių hidroksilų buvimo polihidroksime alkoholyje ir jų abipusio poveikio atrodo stipresni nei jų monatominiai „broliai“. Todėl reakcijose su šarmais produktai yra druskos (glikoliui - glikolatai, gliceroliui - gliceratai).

Etileno glikolio, taip pat glicerino, cheminės savybės apima visas monohidroksilių alkoholių reakcijas. Glikolis duoda pilnus ir dalinius esterius reakcijose su monobazinėmis rūgštimis, atitinkamai susidaro su šarminiais metalais ir cheminiame procese su stiprios rūgštys arba jų druskos išskiria aldehidą acto rūgštis- dėl vandenilio atomo atsiskyrimo nuo molekulės.

Reakcijos su aktyviais metalais

Etileno glikolio sąveika su aktyvieji metalai(cheminio įtempimo serijoje stovi po vandenilio) aukštesnėje temperatūroje gaunamas atitinkamo metalo etilenglikolatas, be to, išsiskiria vandenilis.

C 2 H 4 (OH) 2 + X → C 2 H 4 O 2 X, kur X yra aktyvus dvivalentis metalas.

etilenglikoliui

Galite atskirti daugiahidroalkoholį nuo bet kurio kito skysčio, naudodami vizualinę reakciją, kuri būdinga tik šiai junginių klasei. Norėdami tai padaryti, šviežiai nusodintas alkoholis (2), turintis būdingą mėlyną atspalvį, pilamas į bespalvį alkoholio tirpalą. Kai sumaišyti komponentai sąveikauja, nuosėdos ištirpsta ir tirpalas tampa prisotintas mėlyna- dėl vario glikolato susidarymo (2).

Polimerizacija

Cheminės etilenglikolio savybės yra puiki vertė tirpiklių gamybai. Tarpmolekulinė minėtos medžiagos dehidratacija, tai yra vandens pašalinimas iš kiekvienos iš dviejų glikolio molekulių ir vėlesnis jų susiejimas (viena hidroksilo grupė visiškai pašalinama, o tik vandenilis palieka kitą), leidžia gauti unikalų organinį tirpiklį. - dioksanas, kuris dažnai naudojamas organinėje chemijoje, nepaisant didelio toksiškumo.

Hidroksilo keitimas į halogeną

Kai etilenglikolis reaguoja su vandenilio halogeninėmis rūgštimis, pastebimas hidroksilo grupių pakeitimas atitinkamu halogenu. Pakeitimo laipsnis priklauso nuo vandenilio halogenido molinės koncentracijos reakcijos mišinyje:

HO-CH2-CH2-OH + 2HX → X-CH2-CH2-X, kur X yra chloras arba bromas.

Eterių gavimas

Etilenglikolio reakcijose su azoto rūgštimi (tam tikros koncentracijos) ir vienbaziu organinės rūgštys(skruzdžių, acto, propiono, aliejinių, valerijonų ir kt.) susidaro kompleksiniai ir atitinkamai paprastieji monoesteriai. Esant kitoms koncentracijoms azoto rūgštis- glikolio di- ir trinitroesteriai. Naudojamas kaip katalizatorius sieros rūgštis duota koncentracija.

Svarbiausi etilenglikolio dariniai

Vertingos medžiagos, kurias galima gauti iš polihidroksilių alkoholių naudojant paprastus (aprašytas aukščiau), yra etilenglikolio eteriai. Būtent: monometilas ir monoetilas, kurių formulės yra atitinkamai HO-CH2-CH2-O-CH3 ir HO-CH2-CH2-O-C2H5. Jų cheminės savybės daugeliu atžvilgių yra panašios į glikolius, tačiau, kaip ir bet kuri kita junginių klasė, jie turi unikalių, tik jiems būdingų reakcijos savybių:

• Monometiletilenglikolis yra bespalvis, bet būdingo bjauraus kvapo skystis, verdantis 124,6 laipsnių Celsijaus temperatūroje, gerai tirpus etanolyje, kituose organiniuose tirpikliuose ir vandenyje, daug lakesnis už glikolį, o tankis mažesnis nei vandens (apie 0,965 g). /cm 3).
• Dimetiletilenglikolis taip pat yra skystis, bet ne toks būdingas kvapas, jo tankis 0,935 g/cm 3, virimo temperatūra 134 laipsniai virš nulio, o tirpumas panašus į ankstesnį homologą.

Celiozolių, kaip paprastai vadinami etilenglikolio monoesteriais, naudojimas yra gana įprastas. Jie naudojami kaip reagentai ir tirpikliai organinė sintezė. Jie taip pat naudojami antikoroziniams ir antikristalizacijos priedams antifrizo ir variklinėse alyvose.

Prekių asortimento taikymo sritys ir kainų politika

Tokių reagentų gamybos ir pardavimo gamyklose ir įmonėse kaina vidutiniškai svyruoja apie 100 rublių už kilogramą tokių reagentų. cheminis junginys, kaip etilenglikolis. Kaina priklauso nuo medžiagos grynumo ir didžiausio tikslinio produkto procento.

Etileno glikolio naudojimas neapsiriboja viena sritimi. Taigi jis naudojamas kaip žaliava organinių tirpiklių, dirbtinių dervų ir pluoštų bei skysčių, kurie užšąla esant minusinei temperatūrai, gamyboje. Ji dalyvauja daugelyje pramonės sektorių, tokių kaip automobilių, aviacijos, farmacijos, elektros, odos, tabako. Jo svarba organinei sintezei yra neabejotinai reikšminga.

Svarbu atsiminti, kad glikolis yra toksiškas junginys, galintis padaryti nepataisomą žalą žmonių sveikatai. Todėl jis laikomas sandariuose induose, pagamintuose iš aliuminio arba plieno, su privalomu vidinis sluoksnis, apsaugantis konteinerį nuo korozijos, tik vertikaliose padėtyse ir patalpose, kuriose nėra šildymo sistemų, bet su gera ventiliacija. Terminas yra ne ilgesnis kaip penkeri metai.

Dvihidročių alkoholių apibrėžimas ir nomenklatūra

Organiniai junginiai, turintys dvi hidroksilo grupes ($-OH-$), vadinami dvihidriais alkoholiais arba dioliais.

Bendroji dvihidroalkoholių formulė yra $CnH_(2n)(OH)_2$.

Pagal IUPAC nomenklatūrą, žymint dvihidroalkoholius, prie galūnės -ol pridedamas priešdėlis di-, tai yra, dvihidris alkoholis turi galūnę „diol“. Skaičiai rodo, prie kurių anglies atomų yra prisijungusios hidroksilo grupės, pavyzdžiui:

1 pav.

1,2-propandiolis trans-1,2-cikloheksandiolis 1-cikloheksil-1,4-pentadiolis

IN sisteminė nomenklatūra yra skirtumas tarp 1,2, 1,3, 1,4 ir kt. dioliai.

Jei junginyje yra hidroksilo grupių gretimuose (vicialiuose) anglies atomuose, tada dvihidriniai alkoholiai vadinami glikoliais.

Glikolių pavadinimai atspindi jų gavimo būdą hidroksilinant alkenus, pavyzdžiui:

2 pav.

Galimas stabilių dihidroalkoholių egzistavimas, pradedant etanu, kuris atitinka vieną diolį - etilenglikolią. Propanui galimi du alkoholiai: 1,2- ir 1,3-propandioliai.

Iš alkoholių, atitinkančių normalų butaną, gali būti šie junginiai:

• abi hidrokso grupės yra šalia – viena $CH_3$ grupėje, kita $CH_2$ grupėje;
• abu hidroksilai yra gretimose $CH_2$ grupėse;
• hidrokso grupės yra greta negretimų anglies atomų, $CH_3$ ir $CH_2$ grupėse;
• abu hidroksilai yra $CH_3$ grupėse.

Izobutaną atitinka šie dioliai:

• hidrokso grupės yra netoliese – $CH_3$ ir $CH$ grupėse;
• abu hidroksilai yra $CH_3$ grupėse:

3 pav.

Dihidroalkoholiai gali būti klasifikuojami pagal tai, kurios alkoholio grupės yra įtrauktos į jų dalelių sudėtį:

1. Pirminiai glikoliai. Etileno glikolyje yra dvi pirminės alkoholio grupės.
2. Antraeiliai glikoliai. Sudėtyje yra dvi antrinės alkoholio grupės.
3. Dviejų tretinių glikolių. Sudėtyje yra trys antrinės alkoholio grupės.
4. Mišrūs glikoliai: pirminiai – antriniai, pirminiai – tretiniai, antriniai – tretiniai.

Pavyzdžiui: izopentanas atitinka antrinį tretinį glikolį

4 pav.

Heksanas (tetrametiletanas) atitinka dviejų tretinių glikolį:

5 pav.

Jei dvihidroksime alkoholyje abu hidroksilai yra prie gretimų anglies atomų, tai yra $\alfa$-glikoliai. $\beta$-glikoliai atsiranda, kai hidrokso grupes skiria vienas anglies atomas. $\gamma$ serijos dioliuose hidroksilai yra per du anglies atomus. Esant didesniam atstumui tarp hidroksilų, atsiranda $\delta$- ir $\varepsilon$-serijų dioliai.

Geminaliniai dioliai

Laisvoje būsenoje gali egzistuoti tik dioliai, kurie atsiranda iš angliavandenilių, pakeitus du vandenilio atomus, esančius dviejuose skirtinguose anglies atomuose, hidroksilo grupėmis. Kai hidrokso grupės pakeičia du vandenilio atomus prie to paties anglies atomo, susidaro nestabilūs junginiai – geminaliniai dioliai arba gem-dioliai.

Geminaliniai dioliai yra dvihidroksiliai alkoholiai, kurių viename anglies atome yra abi hidroksilo grupės. Tai nestabilūs junginiai, kurie lengvai suyra pašalinus vandenį ir susidarant karbonilo junginiui:

6 pav.

Pusiausvyra pasislenka ketonų susidarymo link, todėl geminaliniai dioliai taip pat vadinami aldehidais arba ketonų hidratais.

Paprasčiausias geminalinių diolių atstovas yra metilenglikolis. Šis junginys yra gana stabilus vandeniniai tirpalai. Tačiau bandymai jį izoliuoti sukelia dehidratacijos produkto - formaldehido - atsiradimą:

$HO-CH_2-OH \kairėn dešinėn rodyklė H_2C=O + H_2O$

Pavyzdžiui: Dvihidrosis alkoholis, atitinkantis etaną, negali egzistuoti laisvoje būsenoje, jei abi hidroksilo grupės yra prie to paties anglies atomo. Iš karto išsiskiria vanduo ir susidaro acetaldehidas:

7 pav.

Du dvihidroksiliai alkoholiai, atitinkantys propaną, taip pat negali egzistuoti savarankiškai, nes jie išskirs vandenį dėl hidroksilų, esančių viename anglies atome. Tokiu atveju vienu atveju susidarys propionaldehidas, o kitu – acetonas:

8 pav.

Nedidelis hemodiolių kiekis gali nebūti ištirpęs. Tai junginiai, kuriuose yra stiprių elektronus sutraukiančių pakaitalų, tokių kaip chloro hidratas ir heksafotoracetono hidratas.

9 pav.

Fizinės glikolių savybės

Glikoliai turi šias fizines savybes:

• žemesni glikoliai yra bespalviai skaidrūs saldaus skonio skysčiai;
• aukšta virimo ir lydymosi temperatūra (etilenglikolio virimo temperatūra 197$^\circ$С);
• didelis tankis ir klampumas;
• geras tirpumas vandenyje, etilo alkoholyje;
• blogas tirpumas nepoliniuose tirpikliuose (pavyzdžiui, eteriuose ir angliavandeniliuose).

Bendras modelis: didėjant dvihidroalkoholių molekulinei masei, didėja virimo temperatūra. Tuo pačiu metu tirpumas vandenyje mažėja. Žemesni alkoholiai maišomi su vandeniu bet kokiu santykiu. Didesni dioliai geriau tirpsta eteryje ir mažiau tirpsta vandenyje.

Daugeliui medžiagų dvihidriniai alkoholiai veikia kaip geri tirpikliai (išimtis yra aromatiniai ir didesnio sotumo angliavandeniliai).

Alkoholiai, kurių molekulėse yra dvi hidroksilo grupės, vadinami dvihidroksiliu arba glikoliu. Bendra dvihidroalkoholių formulė yra C n H 2n (OH) 2. Susidaro dvihidriniai alkoholiai homologinės serijos, kurį galima lengvai parašyti naudojant homologinę sočiųjų angliavandenilių seriją, pakeičiant du vandenilio atomus jų molekulėje hidroksilo grupėmis.

Pirmasis ir svarbiausias dihidroalkoholių atstovas yra etilenglikolis HOCH 2 -CH 2 OH (vp. = 197 o C). Iš jo gaminamas antifrizas.

Glikoliai yra stabilūs, kurių molekulėse hidroksilo grupės yra šalia skirtingų anglies atomų. Jei dvi hidroksilo grupės yra šalia vieno anglies atomo, tai tokie dvihidroksiliai alkoholiai yra nestabilūs, lengvai skyla, dėl hidroksilo grupių pašalina vandenį ir virsta aldehidais arba ketonais:

NOMENKLATŪRA

Priklausomai nuo abipusę poziciją išskiriamos hidroksilo grupės, α-glikoliai (jų hidroksilo grupės yra šalia gretimų anglies atomų, kurie yra šalia, 1,2 padėtyje), β-glikoliai (jų OH grupės yra 1,3 padėtyje), γ-glikoliai. (OH -grupės – 1,4 padėtyje), δ-glikoliai (OH-grupės – 1,5 padėtyje) ir kt.

Pavyzdžiui: α-glikolis - CH2OH-CHOH-CH2-CH3

β-glikolis - CH2OH-CH2-CHOH-CH3

γ-glikolis - CH 2 OH-CH 2 -CH 2 -CH 2 OH

Pagal racionaliąją nomenklatūrą pavadinimas α-glikoliai susidaro iš atitinkamo etileno angliavandenilio pavadinimo, prie kurio pridedamas žodis glikolis. Pavyzdžiui, etilenglikolis, propilenglikolis ir kt.

Pagal sisteminę nomenklatūrą glikolių pavadinimas susidaro iš sočiųjų angliavandenilių pavadinimo, prie kurio pridedama priesaga –diolis, nurodantis anglies atomų skaičių. Šalia kurių yra hidroksilo grupės. Pavyzdžiui, etilenglikolis CH 2 -OH-CH 2 OH pagal IUPAC nomenklatūrą yra etandiolis-1,2, o propilenglikolis CH 3 -CHOH-CH 2 OH yra propandiolis-1,2.

IZOMERIJOS

Dvihidročių alkoholių izomerija priklauso nuo anglies grandinės struktūros:

hidroksilo grupių padėtis alkoholio molekulėje, pavyzdžiui, propandiolis-1,2 ir propandiolis-1,3.

GAVIMO METODAI

Galima gauti glikolių naudojant šiuos metodus:

1. Sočiųjų angliavandenilių dihalogeno darinių hidrolizė:

2. Halogeninių alkoholių hidrolizė:

3. Etileno angliavandenilių oksidavimas kalio permanganatu arba skruzdžių rūgštimi:

4. α-oksidų hidratacija:

5. Karbonilo junginių bimolekulinė redukcija:

CHEMINĖS SAVYBĖS

Cheminės glikolių savybės yra panašios į monohidroksilių alkoholių savybes ir jas lemia dviejų hidroksilo grupių buvimas jų molekulėse. Be to, reakcijose gali dalyvauti viena arba abi hidroksilo grupės. Tačiau dėl vienos hidroksilo grupės abipusės įtakos kitai (ypač α-glikoliuose) glikolių rūgščių-šarmų savybės kiek skiriasi nuo panašių monohidroksilių alkoholių savybių. Dėl to, kad hidroksilas turi neigiamą indukcinį poveikį, viena hidroksilo grupė pašalina elektronų tankį iš kitos panašiai kaip halogeno atomas pakeistų monohidroksilių alkoholių molekulėse. Dėl šios įtakos rūgščių savybių dvihidročių alkoholių kiekis padidėja, palyginti su vienahidroksiliais:

H-O CH 2 CH 2 O N

Todėl glikoliai, skirtingai nei vienahidroksiliai alkoholiai, lengvai reaguoja ne tik su šarminiais metalais, bet ir su šarmais bei net hidroksidais. sunkieji metalai. Su šarminiais metalais ir šarmais glikoliai sudaro pilnus ir nepilnus alkoholiatus (glikolatus):

Su kai kurių sunkiųjų metalų hidroksidais, pavyzdžiui, vario hidroksidu, glikoliai sudaro sudėtingus glikolatus. Šiuo atveju vandenyje netirpus Cu(OH) 2 lengvai tirpsta glikolyje:

Varis šiame komplekse sudaro du kovalentiniai ryšiai ir du yra koordinavimo. Reakcija yra kokybiška dihidroalkoholiams.

Glikoliai gali sudaryti pilnus ir dalinius eterius ir esterius. Taigi nepilno glikolato sąveikos metu šarminis metalas daliniai eteriai gaunami su alkilhalogenidais, o pilnas eteris gaunamas iš pilno glikolato:

Metilo ir etilo celiolozoliai naudojami kaip tirpiklis lakų gamyboje, be dūmų milteliai(piroksilinas), acetatinis šilkas ir kt.

Su ekologiškais ir mineralinės rūgštys dvihidriniai alkoholiai sudaro dvi eilutes esteriai:

Etilenglikolio mononitratas Etilenglikolio dinitratas

Etilenglikolio dinitratas – stiprus sprogstamasis, kuris naudojamas vietoj nitroglicerino.

Glikolių oksidacija atliekama laipsniškai, dalyvaujant vienai arba abiem hidroksilo grupėms, kartu formuojant šiuos produktus:

Dvihidros alkoholiai patiria dehidratacijos reakciją. Be to, α-, β- ir γ-glikoliai, priklausomai nuo reakcijos sąlygų, įvairiais būdais šalina vandenį. Vandens pašalinimas iš glikolių gali būti atliekamas viduje ir tarpmolekuliniu būdu. Pavyzdžiui:

Intramolekulinis vandens pašalinimas:

Tarpmolekulinis vandens pašalinimas.

1906 m. A. E. Favorsky, distiliuodamas etileno glikolį su sieros rūgštimi, gavo ciklinį eterį-dioksaną:

Dioksanas – skystis, verdantis 101 o C temperatūroje, bet kokiu santykiu maišosi su vandeniu, naudojamas kaip tirpiklis ir kaip tarpinis produktas kai kuriose sintezėse.

Tarpmolekulinio vandens pašalinimo iš glikolių metu gali susidaryti hidroksiesteriai (alkoholio esteriai), tokie kaip dietilenglikolis:

Dietilenglikolis

Dietilenglikolis taip pat gaunamas reaguojant etilenglikoliui su etileno oksidu:

Dietilenglikolis yra skystis, kurio virimo temperatūra 245,5 o C; naudojamas kaip tirpiklis, hidrauliniams įrenginiams užpildyti, taip pat tekstilės pramonėje.

Dietilenglikolio (diglimo) dimetilo eteris H3C-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH3 buvo plačiai naudojamas kaip geras tirpiklis.

Polietilenglikolis

Poliglikoliai naudojami kaip įvairių sintetinių ploviklių komponentai.

Plačiai naudojami etilenglikolio poliesteriai su dvibazinėmis rūgštimis, kurie naudojami sintetinių pluoštų gamyboje, pavyzdžiui, lavsan (pavadinimas „lavsan“ kilęs iš pradines raidesšie žodžiai – laboratorija didelės molekulinės masės junginiai Mokslų akademija):

Su metanoliu tereftalio rūgštis sudaro dimetilo eterį (dimetiltereftalatą, virimo temperatūra = 140 o C), kuris vėliau peresterinimo būdu paverčiamas etilenglikolio tereftalatu. Dėl etilenglikolio tereftalato polikondensacijos susidaro polietileno tereftalatas su molekulinė masė 15 000–20 000. Dacron pluoštas nesiglamžo ir yra atsparus įvairioms oro sąlygoms.