Dihidrični maščobni alkohol. Zmanjšanje alkoholov

Glikoli. Hidroksilne skupine v glikolih najdemo v različni atomi ogljik. Glikoli z dvema hidroksiloma na enem atomu ogljika so nestabilni. Odcepijo vodo in tvorijo aldehide ali ketone.

Izomerija glikolov ki ga določata medsebojna razporeditev hidroksilnih skupin in izomerija ogljikovega skeleta. Odvisno od relativni položaj Ločimo OH– skupine α-, β-, γ-, δ-, ... glikoli. Glede na naravo ogljikovih atomov, ki nosijo hidroksile, so lahko glikoli primarno-sekundarni, primarno-terciarni, diprimarni, disekundarni itd.

Imena glikolov se lahko daje na dva načina. Po nomenklaturi IUPAC je pripona dodana imenu glavne ogljikove verige –diol in navedite število ogljikovih atomov najdaljše ogljikove verige, ki nosi hidroksilne skupine. Naslovi α- glikoli lahko izpeljemo iz imena ustreznega etilen ogljika z dodatkom besede glikol. Razvrstitev in imena glikolov so podani spodaj z uporabo butandiolov kot primera:

Metode pridobivanja. Načeloma je mogoče glikole pridobiti z vsemi običajnimi sintetičnimi metodami za pripravo alkoholov.

Primer so naslednje reakcije.

– Hidroliza dihalogenskih derivatov nasičenih ogljikovodikov in halohidrinov:

– Hidracija α -oksidi v kislem okolju:

– Oksidacija olefinov kalijev permanganat v razredčeni vodni šibko alkalni raztopini (Wagnerjeva reakcija) ali vodikov peroksid v prisotnosti katalizatorjev (CrO 3):

Fizikalne lastnosti. Nižji glikoli so dobro topni v vodi. Njihova gostota je večja od gostote monohidrični alkoholi. Skladno s tem je vrelišče višje zaradi znatne povezanosti molekul: na primer etilenglikol vre pri temperaturi 197,2 °C; propilenglikol - pri temperaturi 189 °C in butandiol-1,4 - pri temperaturi 230 °C.

Kemijske lastnosti. Vse, kar je bilo prej povedano o lastnostih ustreznih monohidričnih alkoholov, velja tudi za glikole. Ne smemo pozabiti, da lahko reagira en hidroksil ali oba hkrati. – Oksidacija diprimarnih glikolov daje aldehide:

– Med oksidacijo α- glikoli s periodno kislino vez med ogljikovimi atomi, ki nosijo hidroksile, se prekine in nastanejo ustrezni aldehidi ali ketoni:

Metoda ima velika vrednost vzpostaviti strukturo α- glikoli

– Rezultati intramolekularna eliminacija vode glikoli v veliki meri odvisno od vrste glikola.

Dehidracija α-glikolov poteka s tvorbo aldehidov ali ketonov, γ-glikoli zaradi atomov hidroksilnih skupin se voda odcepi in nastane heterociklične spojine– tetrahidrofuran ali njegovi homologi:

Prva reakcija poteka s tvorbo karbonijevega iona, ki mu sledi premik vodikovega atoma iz njega elektronski par:

pri dehidracija v parni fazi preko Al 2 O 3 α- dvoterciarni glikoli, imenovani pinakoni, dobimo dienske ogljikovodike:

– Medmolekularna dehidracija vodi do tvorbe hidroksi etrov ali cikličnih etrov:

Vrelišče dietilen glikola je 245,5 °C. Uporablja se kot topilo za polnjenje hidravličnih zavornih sistemov ter za dodelavo in barvanje tkanin.

Med cikličnimi etri največja distribucija Kako je topilo dobilo dioksan? Prvič ga je pridobil A.E. Favorsky segrevanje etilenglikola z žveplovo kislino:

Etilen glikol je viskozna, brezbarvna tekočina, sladkastega okusa, vrelišče = 197,2 °C. V industrijskem obsegu se pridobiva iz etilena po treh shemah.

V mešanici z vodo etilen glikol močno zniža zmrzišče. na primer 60 % vodna raztopina glikola zmrzne pri temperaturi – 49 °C in se uspešno uporablja kot antifriz.. Visoka higroskopičnost etilenglikola se uporablja za pripravo tiskarskih barv. Velika količina Etilen glikol se uporablja za proizvodnjo materialov, ki tvorijo film, lakov, barv, sintetičnih vlaken (na primer lavsan - polietilen tereftalat), dioksana, dietilen glikola in drugih izdelkov.

Polihidrični alkoholi

Polihidrični alkoholi so alkoholi, ki imajo več OH hidroksilnih skupin.
Polihidrični alkoholi z majhnim številom ogljikovih atomov so viskozne tekočine, višji alkoholi so trdne snovi. Večhidroksilne alkohole je mogoče pridobiti z enakimi sintetičnimi metodami kot pripravo nasičenih polihidroksilnih alkoholov

1. Prejem etilni alkohol(ali vinski alkohol) s fermentacijo ogljikovih hidratov:
C2H12O6 => C2H5-OH + CO2

Bistvo fermentacije je v tem, da eden najpreprostejših sladkorjev, glukoza, tehnično proizvedena iz škroba, pod vplivom kvasa razpade na etilni alkohol in ogljikov dioksid. Ugotovljeno je bilo, da proces fermentacije ne povzročajo mikroorganizmi sami, temveč snovi, ki jih izločajo - zime. Za pridobivanje etilnega alkohola se običajno uporabljajo rastlinske surovine, bogate s škrobom: gomolji krompirja, krušna zrna, riževa zrna itd.

2. Hidracija etilena v prisotnosti žveplove ali fosforne kisline
CH2=CH2 + KOH => C2H5-OH

3. Ko haloalkani reagirajo z alkalijami:

4. Pri oksidaciji alkenov

5. Hidroliza maščob: pri tej reakciji nastane znani alkohol – glicerin

Lastnosti alkoholov

1) Zgorevanje: Kot večina organske snovi alkoholi gorijo, da nastanejo ogljikov dioksid in voda:
C2H5-OH + 3O2 -->2CO2 + 3H2O
Pri njihovem gorenju se sprošča veliko toplote, ki se pogosto uporablja v laboratorijih, gorijo pa nižji alkoholi s skoraj brezbarvnim plamenom, medtem ko imajo višji zaradi nepopolnega zgorevanja ogljika rumenkast plamen.

2) Reakcija z alkalijske kovine
C2H5-OH + 2Na --> 2C2H5-ONa + H2
Pri tej reakciji se sprosti vodik in nastane natrijev alkoksid. Alkoholi so zelo podobni soli šibka kislina, in se zlahka hidrolizirajo. Alkoholati so izjemno nestabilni in ob stiku z vodo razpadejo na alkohol in alkalije.

3) Reakcija z vodikovim halidom C2H5-OH + HBr --> CH3-CH2-Br + H2O
Pri tej reakciji nastane haloalkan (bromoetan in voda). To kemijsko reakcijo alkoholov ne povzroča samo vodikov atom v hidroksilni skupini, temveč celotna hidroksilna skupina! Toda ta reakcija je reverzibilna: da se pojavi, morate uporabiti sredstvo za odstranjevanje vode, kot je žveplova kislina.

4) Intramolekularna dehidracija (v prisotnosti katalizatorja H2SO4)

Abstrakcija vodikovega atoma iz alkohola se lahko zgodi sama. Ta reakcija je medmolekularna reakcija dehidracije. Na primer takole:

Med reakcijo nastaneta eter in voda.

5) reakcija s karboksilnimi kislinami:

Če ga dodamo alkoholu karboksilna kislina, na primer ocetne kisline, potem bo prišlo do tvorbe etra. Toda estri so manj stabilni kot etri. Če je reakcija tvorbe etra skoraj ireverzibilna, potem je tvorba estra reverzibilen proces. Estri zlahka hidrolizirajo in razpadejo na alkohol in karboksilno kislino.

6) Oksidacija alkoholov. Alkoholi se ne oksidirajo z atmosferskim kisikom pri običajnih temperaturah, pri segrevanju v prisotnosti katalizatorjev pa pride do oksidacije. Primer je bakrov oksid (CuO), kalijev permanganat (KMnO4), mešanica kroma. Delovanje oksidantov povzroči različne izdelke in je odvisen od strukture prvotnega alkohola. Tako se primarni alkoholi pretvorijo v aldehide (reakcija A), sekundarni alkoholi se pretvorijo v ketone (reakcija B), terciarni alkoholi pa so odporni na oksidante.
- a) za primarne alkohole

- b) za sekundarne alkohole

- c) terciarni alkoholi se ne oksidirajo z bakrovim oksidom!

Glede polihidrični alkoholi so sladkastega okusa, nekateri pa so strupeni. Lastnosti polihidričnih alkoholov so podobne monohidričnim alkoholom, razlika je v tem, da se reakcija ne pojavi ena po ena na hidroksilno skupino, ampak več hkrati.
Ena od glavnih razlik je, da polihidrični alkoholi zlahka reagirajo z bakrovim hidroksidom. Tako nastane prozorna raztopina svetle modro-vijolične barve. Prav ta reakcija lahko zazna prisotnost polihidričnega alkohola v kateri koli raztopini.
Interakcija z dušikova kislina:

Etilen glikol je tipičen predstavnik polihidričnih alkoholov. Njegovo kemijska formula CH2OH - CH2OH. - dihidrični alkohol. To je sladka tekočina, ki se lahko popolnoma raztopi v vodi v vseh razmerjih. Lahko sodelujejo v kemičnih reakcijah kot eno hidroksilno skupino(-OH) in dva etilen glikola - njegove raztopine - se pogosto uporabljajo kot sredstvo proti zmrzovanju. Raztopina etilenglikola zmrzne pri temperaturi -340C, ki lahko nadomesti vodo v hladni sezoni, na primer za hlajenje avtomobilov.
Ob vseh prednostih etilenglikola morate upoštevati, da je zelo močan strup!

Alkohole, katerih molekule vsebujejo dve hidroksilni skupini, imenujemo dihidrični ali glikoli. Splošna formula dihidrični alkoholi C n H 2n (OH) 2. Nastanejo dihidrični alkoholi homologne serije, ki ga je mogoče enostavno zapisati z uporabo homologne serije nasičenih ogljikovodikov, pri čemer dva vodikova atoma v njuni molekuli nadomestimo s hidroksilnimi skupinami.

Prvi in ​​najpomembnejši predstavnik dihidričnih alkoholov je etilen glikol HOCH 2 -CH 2 OH (vr. = 197 o C). Iz njega je narejen antifriz.

Stabilni so glikoli, v katerih molekulah se hidroksilne skupine nahajajo v bližini različnih ogljikovih atomov. Če se dve hidroksilni skupini nahajata blizu enega ogljikovega atoma, so takšni dihidrični alkoholi nestabilni, zlahka razpadejo, odstranijo vodo zaradi hidroksilnih skupin in se spremenijo v aldehide ali ketone:

NOMENKLATURA

Odvisno od medsebojni položaj hidroksilne skupine, ločimo α-glikole (njihove hidroksilne skupine se nahajajo v bližini sosednjih ogljikovih atomov, ki se nahajajo v bližini, na položaju 1,2), β-glikole (njihove OH skupine se nahajajo na položaju 1,3), γ-glikole. (OH -skupine – na položaju 1,4), δ-glikoli (OH-skupine – na položaju 1,5) itd.

Na primer: α-glikol - CH 2 OH-CHOH-CH 2 -CH 3

β-glikol - CH 2 OH-CH 2 -CHOH-CH 3

γ-glikol - CH 2 OH-CH 2 -CH 2 -CH 2 OH

Po racionalni nomenklaturi je ime α-glikoli sestavljeno iz imena ustreznega etilen ogljikovodika, ki mu je dodana beseda glikol. Na primer etilen glikol, propilen glikol itd.

Avtor: sistematična nomenklatura Ime glikoli je sestavljeno iz imena nasičenega ogljikovodika, ki mu je dodana pripona –diol, ki označuje število ogljikovih atomov. V bližini katere so hidroksilne skupine. Na primer, etilen glikol CH 2 -OH-CH 2 OH po nomenklaturi IUPAC je etandiol-1,2, propilenglikol CH 3 -CHOH-CH 2 OH pa je propandiol-1,2.

IZOMERIJA

Izomerija dihidričnih alkoholov je odvisna od strukture ogljikove verige:

položaji hidroksilnih skupin v molekuli alkohola, na primer propandiol-1,2 in propandiol-1,3.

METODE PRIDOBIVANJA

Glikole je mogoče dobiti z uporabo naslednjih metod:

1. Hidroliza dihalogen derivatov nasičenih ogljikovodikov:

2.Hidroliza halogenskih alkoholov:

3. Oksidacija etilenskih ogljikovodikov s kalijevim permanganatom ali mravljinčno kislino:

4. Hidracija α-oksidov:

5. Bimolekularna redukcija karbonilnih spojin:

KEMIJSKE LASTNOSTI

Kemijske lastnosti glikolov so podobne lastnostim monohidričnih alkoholov in so določene s prisotnostjo dveh hidroksilnih skupin v njihovih molekulah. Poleg tega lahko v reakcijah sodeluje ena ali obe hidroksilni skupini. Vendar pa zaradi medsebojni vpliv eno hidroksilno skupino na drugo (zlasti za α-glikole), so kislinsko-bazične lastnosti glikolov nekoliko drugačne od podobnih lastnosti monohidričnih alkoholov. Zaradi dejstva, da ima hidroksil negativen induktivni učinek, ena hidroksilna skupina odvzame elektronsko gostoto drugi na podoben način, kot to počne atom halogena v molekulah substituiranih monohidričnih alkoholov. Kot posledica tega vpliva kislinske lastnosti dihidrični alkoholi se povečajo v primerjavi z enohidričnimi:

H-O CH 2 CH 2 O N

Zato glikoli za razliko od monohidričnih alkoholov zlahka reagirajo ne le z alkalijskimi kovinami, temveč tudi z alkalijami in celo s hidroksidi. težke kovine. Z alkalijskimi kovinami in alkalijami tvorijo glikoli popolne in nepopolne alkoholate (glikolate):

S hidroksidi nekaterih težkih kovin, na primer z bakrovim hidroksidom, tvorijo glikoli kompleksne glikolate. V tem primeru se Cu(OH) 2, ki je netopen v vodi, zlahka raztopi v glikolu:

Baker v tem kompleksu tvori dva kovalentne vezi dva pa sta koordinacijska. Reakcija je kvalitativna za dihidrične alkohole.

Glikoli lahko tvorijo popolne in delne etre in estre. Ko torej delni glikolat alkalijske kovine reagira z alkilnimi halidi, dobimo delne etre, iz popolnega glikolata pa dobimo popolni eter:

Metil in etilcelosolve uporabljamo kot topilo pri izdelavi lakov, brezdimni prah(piroksilin), acetatna svila itd.

Z organskimi in mineralne kisline dihidrični alkoholi tvorijo dve seriji estrov:

Etilen glikol mononitrat Etilen glikol dinitrat

Etilen glikol dinitrat je močan eksploziv, ki se uporablja namesto nitroglicerina.

Oksidacija glikolov poteka postopoma s sodelovanjem ene ali obeh hidroksilnih skupin hkrati s tvorbo naslednjih produktov:

Dihidrični alkoholi so podvrženi reakciji dehidracije. Poleg tega α-, β- in γ-glikoli, odvisno od reakcijskih pogojev, odstranijo vodo na različne načine. Izločanje vode iz glikolov se lahko izvede intra- in intermolekularno. Na primer:

Intramolekularna eliminacija vode:

Medmolekularna eliminacija vode.

Leta 1906 je A. E. Favorsky z destilacijo etilen glikola z žveplovo kislino dobil ciklični eter-dioksan:

Dioksan je tekočina, ki vre pri 101 o C, meša se z vodo v poljubnem razmerju, uporablja se kot topilo in kot intermediat v nekaterih sintezah.

Med medmolekularno eliminacijo vode iz glikolov lahko nastanejo hidroksi estri (estri alkohola), kot je dietilen glikol:

Dietilen glikol

Dietilen glikol se pridobiva tudi z reakcijo etilen glikola z etilen oksidom:

Dietilen glikol je tekočina z vreliščem 245,5 o C; uporablja se kot topilo, za polnjenje hidravličnih naprav in tudi v tekstilni industriji.

Dimetil eter dietilen glikola (diglim) H 3 C-O-CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CH 3 je našel široko uporabo kot dobro topilo.

Polietilen glikol

Poliglikoli se uporabljajo kot sestavine različnih sintetičnih detergentov.

Široko se uporabljajo poliestri etilenglikola z dibazičnimi kislinami, ki se uporabljajo pri proizvodnji sintetičnih vlaken, na primer lavsan (ime "lavsan" izhaja iz začetnice naslednje besede – laboratorij spojine z visoko molekulsko maso Akademija znanosti):

Tereftalna kislina z metanolom tvori dimetil eter (dimetil tereftalat, vrelišče = 140 o C), ki se nato s preesterifikacijo pretvori v etilen glikol tereftalat. S polikondenzacijo etilen glikol tereftalata nastane polietilen tereftalat z molekulsko maso 15.000-20.000. Dakronsko vlakno se ne mečka in je odporno na različne vremenske vplive.

Opredelitev in nomenklatura dihidričnih alkoholov

Organske spojine, ki vsebujejo dve hidroksilni skupini ($-OH-$), imenujemo dihidrični alkoholi ali dioli.

Splošna formula dihidričnih alkoholov je $CnH_(2n)(OH)_2$.

Pri označevanju dihidričnih alkoholov se po nomenklaturi IUPAC končnici -ol doda predpona di-, kar pomeni, da ima dihidrični alkohol končnico "diol". Številke označujejo, na katere atome ogljika so vezane hidroksilne skupine, na primer:

Slika 1.

1,2-propandiol trans-1,2-cikloheksandiol 1-cikloheksil-1,4-pentadiol

V sistematični nomenklaturi obstaja razlikovanje med 1,2-, 1,3-, 1,4- itd. dioli.

Če spojina vsebuje hidroksilne skupine na sosednjih (vikalnih) atomih ogljika, se dihidrični alkoholi imenujejo glikoli.

Imena glikolov odražajo način njihove priprave s hidroksilacijo alkenov, na primer:

Slika 2.

Možen je obstoj stabilnih dihidričnih alkoholov, začenši z etanom, ki ustreza enemu diolu - etilen glikolu. Za propan sta možna dva alkohola: 1,2- in 1,3-propandioli.

Od alkoholov, ki ustrezajo običajnemu butanu, lahko obstajajo naslednje spojine:

• obe hidrokso skupini sta v bližini - ena v skupini $CH_3$, druga v skupini $CH_2$;
• oba hidroksila se nahajata v sosednjih skupinah $CH_2$;
• hidrokso skupine so sosednje nesosednjim ogljikovim atomom v skupinah $CH_3$ in $CH_2$;
• oba hidroksila se nahajata v skupinah $CH_3$.

Naslednji dioli ustrezajo izobutanu:

• hidrokso skupine se nahajajo v bližini - v skupinah $CH_3$ in $CH$;
• oba hidroksila se nahajata v skupinah $CH_3$:

Slika 3.

Dihidrične alkohole je mogoče razvrstiti glede na to, katere alkoholne skupine so vključene v njihovo sestavo delcev:

1. Diprimarni glikoli. Etilenglikol vsebuje dve primarni alkoholni skupini.
2. Disekundarni glikoli. Vsebuje dve sekundarni alkoholni skupini.
3. Dvoterciarni glikoli. Vsebuje tri sekundarne alkoholne skupine.
4. Mešani glikoli: primarni - sekundarni, primarni - terciarni, sekundarni - terciarni.

Na primer: izopentan ustreza sekundarno-terciarnemu glikolu

Slika 4.

Heksan (tetrametiletan) ustreza dvoterciarnemu glikolu:

Slika 5.

Če sta v dihidričnem alkoholu oba hidroksila na sosednjih ogljikovih atomih, potem sta to $\alpha$-glikola. $\beta$-glikoli se pojavijo, ko so hidrokso skupine ločene z enim ogljikovim atomom. V $\gamma$-seriji diolov se hidroksili nahajajo čez dva ogljikova atoma. Z večjo razdaljo med hidroksili se pojavijo dioli $\delta$- in $\varepsilon$-serije.

Geminalni dioli

V prostem stanju lahko obstajajo le dioli, ki izvirajo iz ogljikovodikov kot posledica zamenjave dveh atomov vodika, ki se nahajata pri dveh različnih atomih ogljika, s hidroksilnimi skupinami. Ko hidrokso skupine zamenjajo dva atoma vodika pri istem atomu ogljika, nastanejo nestabilne spojine – geminalni dioli ali gem-dioli.

Geminalni dioli so dihidrični alkoholi, ki vsebujejo obe hidroksilni skupini na enem ogljikovem atomu. To so nestabilne spojine, ki zlahka razpadejo z izločanjem vode in tvorbo karbonilne spojine:

Slika 6.

Ravnotežje se premakne v smeri nastanka ketona, zato geminalne diole imenujemo tudi aldehidni ali ketonski hidrati.

Najenostavnejši predstavnik geminalnih diolov je metilen glikol. Ta spojina je razmeroma stabilna v vodnih raztopinah. Vendar poskusi, da bi ga izolirali, vodijo do pojava produkta dehidracije - formaldehida:

$HO-CH_2-OH \leftrightarrow H_2C=O + H_2O$

Na primer: Dihidrični alkohol, ki ustreza etanu, ne more obstajati v prostem stanju, če se obe hidroksilni skupini nahajata na istem ogljikovem atomu. Takoj se sprosti voda in nastane acetaldehid:

Slika 7.

Dva dihidrična alkohola, ki ustrezata propanu, prav tako nista sposobna neodvisnega obstoja, saj bosta zaradi hidroksilov, ki se nahajajo na enem ogljikovem atomu, sprostila vodo. V tem primeru bo v enem primeru nastal propionaldehid, v drugem pa aceton:

Slika 8.

Majhna količina hemediolov morda ne obstaja v raztopljenem stanju. To so spojine, ki vsebujejo močne substituente, ki odvzemajo elektrone, kot sta kloral hidrat in heksafotraceton hidrat.

Slika 9.

Fizikalne lastnosti glikolov

Glikoli imajo naslednje fizikalne lastnosti:

• nižji glikoli so brezbarvne prozorne tekočine sladkastega okusa;
• visoka vrelišča in tališča (vrelišče etilenglikola 197$^\circ$С);
• visoka gostota in viskoznost;
• dobra topnost v vodi, etilnem alkoholu;
• slaba topnost v nepolarnih topilih (na primer etri in ogljikovodiki).

Splošni vzorec: z naraščajočo molekulsko maso dihidričnih alkoholov se vrelišče zvišuje. Hkrati se zmanjša topnost v vodi. Nižje alkohole mešamo z vodo v poljubnem razmerju. Višji dioli imajo večjo topnost v etru in manjšo topnost v vodi.

Dihidrični alkoholi za mnoge snovi delujejo kot dobra topila (izjema so aromatski in višji nasičeni ogljikovodiki).

Redukcija alkoholov v ogljikovodike poteka z njihovo reakcijo z jodovodikovo kislino v prisotnosti rdečega fosforja, ki služi za regeneracijo jodovodikove kisline.

HOCH 2 (CHOH) 4 CH 2 OH + 12HJ → CH 3 (CH 2) 4 CH 3 + 6J 2 + 6H 2 O

Sorbitol n-heksan

2P + 3J 2 = 2PJ 3 PJ 3 + 3H 2 O = 3HJ + H 3 PO 3

1. Interakcija z alkalijskimi in zemeljskoalkalijskimi kovinami.

Tako kot voda tudi alkoholi reagirajo z alkalijskimi in zemeljskoalkalijskimi kovinami ter z magnezijem, da tvorijo alkoholate in vodik.

2 (CH 3) 3 COH + 2K → 2 (CH 3) 3 COK + H 2

2 CH 3 OH + Mg → (CH 3 O) 2 Mg + H 2

Alkoholati alkalijskih kovin se uporabljajo kot baze v reakcijah izločanja iz alkil halogenidov, ki vodijo do tvorbe alkenov.

Reakcije alkoholov s karbonilnimi spojinami, aldehidi in ketoni ter s kislinami - zaestrenje kislin v tvorbo estrov so običajno obravnavane pri predstavitvi lastnosti karbonilnih spojin oziroma kislin, zato jih v tem razdelku ne bomo obravnavali. .

2.15. Dihidrični alkoholi

Geminalni dioli - 1,1-dioli, ki vsebujejo dve OH skupini na istem ogljikovem atomu, so nestabilni in razpadejo z izločanjem vode in tvorbo karbonilne spojine:

Ravnotežje v tem procesu se premakne v smeri tvorbe ketona ali aldehida, zato se sami geminalni dioli običajno imenujejo ketonski ali aldehidni hidrati, če vodik nadomesti enega od radikalov. Vicinalni dioli so 1,2-dioli, ki vsebujejo dve OH skupini na sosednjih ogljikovih atomih in so stabilne spojine.

V nadaljevanju se bo izraz 1,2-dioli uporabljal za dihidrične alkohole, ki vsebujejo hidroksilne skupine pri sosednjih ogljikovih atomih.

2.16. Priprava diolov Eden najbolj Proizvodnja 1,2-diolov je hidroksilacija alkenov pod delovanjem kalijevega permanganata. Ker je kalijev permanganat močno oksidacijsko sredstvo, ki lahko ne le hidroksilira dvojno vez, ampak tudi cepi nastali vicinalni diol, je potreben skrben nadzor reakcijskih pogojev. Optimalne rezultate dosežemo, če reakcijo izvajamo v rahlo alkalnem okolju (pH≈8) pri nizki temperaturi z razredčeno vodno raztopino KmnO 4 .

Druge možne metode priprave lahko vključujejo hidrolizo vicinalnih dihalidov:

2.17. Lastnosti diolov

Za diole so značilne enake reakcije kot za monohidrične alkohole. Poleg tega imajo 1,2-dioli nekatere specifične lastnosti zaradi prisotnosti dveh sosednjih hidroksilnih skupin. O njih bomo razpravljali v tem razdelku.

Dehidracija 1,2-diolov lahko poteka v dveh smereh: 1) tvorba dienov; 2) izobraževanje ciklični etri. Obe reakciji katalizirajo kisline. Do dehidracije dvoterciarnih ali dvosekundarnih 1,2-diolov zlahka pride, če jih segrejemo s koncentrirano HBr.

Tvorba cikličnih etrov ali ciklodehidracija 1,2-diolov vodi do tvorbe 1,4-dioksana, če je 1,2-diol 1,2-etandiol (etilenglikol); v tem primeru nastane šestčlenski obroč iz dveh molov 1,2-etandiola.

1,4- in 1,5-dioli ciklizirajo pod temi pogoji in tvorijo pet- in šestčlenske obroče:

Kvalitativna reakcija za 1,2-diole je test z bakrovim hidroksidom v alkalnem mediju. V tem primeru se bakrov hidroksid raztopi in dobimo globoko obarvano raztopino. modra, zaradi tvorbe Cu(II) kelatnega kompleksa.

2.18. TRILNI ALKOHOLI

Najpomembnejši med trihidričnimi alkoholi je glicerol - propanetriol-1,2,3, ki je del lipidov v obliki estrov z višjimi nasičenimi in nenasičenimi kislinami.

Glicerol

Primarna alkoholna skupina glicerola (CH 2 OH) je bolj reaktivna kot sekundarna alkoholna skupina (CHOH) in jo je mogoče selektivno pretvoriti v klorid oziroma kislino z delovanjem reagentov, kot sta vodikov klorid ali dušikova kislina.

Dehidracija glicerola daje najpreprostejši nenasičen aldehid - akrolein (propenal):

Tako kot etilen glikol, daje glicerin kvalitativno reakcijo, značilno za 1,2-diole, z bakrovim hidroksidom v alkalnem mediju.

2.19. ETRI

NOMENKLATURA ETROV

Po nomenklaturi IUPAC se etri štejejo za alkoksialkane. Osnovno strukturo določa najdaljša alkilna skupina:

PRIDOBIVANJE ETROV

Dva sta običajne metode pridobivanje etrov: intermolekularna dehidracija alkoholov in nukleofilna substitucija halogena v alkilhalogenidih pod delovanjem alkoholatov alkalijskih kovin (Williamsonova reakcija). Obe metodi sta bili opisani zgoraj.

2.20.

LASTNOSTI ETROV

Kemično je za etre značilna visoka inertnost na številne reagente, zlasti bazične narave. Ne razgradijo jih organokovinske spojine, hidridi in amidi alkalijskih kovin, pa tudi kompleksni hidridi bora in aluminija. Zato se spojine, kot so dietil eter, tetrahidrofuran, dimetoksietan, dietilen glikol dimetil eter, dioksan in druge, pogosto uporabljajo kot topila v reakcijah z zgornjimi spojinami.

Estri tvorijo zelo močne komplekse z Lewisovimi kislinami - BF 3, AlBr 3, SbCl 5, SbF 5 itd. sestava 1:1, v kateri delujejo kot Lewisove baze V zvezi z močne kisline

etri kažejo lastnosti baz (v tem primeru Bronstedovih baz) in tvorijo dialkiloksonijeve soli Derivati ​​ogljikovodikov, katerih molekule vsebujejo eno ali več.

hidroksilne skupine OH Vsi alkoholi so razdeljeni na enoatomsko in

poliatomski

Monohidrični alkoholi Monohidrični alkoholi - alkoholi, ki imajo enega.
hidroksilno skupino

Obstajajo primarni, sekundarni in terciarni alkoholi: U primarni alkoholi

Lastnosti alkoholov hidroksilna skupina se nahaja pri prvem atomu ogljika, sekundarni atom ogljika pri drugem itd.

, ki so izomerne, so si v marsičem podobne, vendar se v nekaterih reakcijah obnašajo drugače. Primerjava relativno molekulska masa alkoholi (Mr) z relativ atomske mase ogljikovodikov, lahko opazimo, da imajo alkoholi več visoka temperatura

vrenje. To je razloženo s prisotnostjo vodikove vezi med atomom H v skupini OH ene molekule in atomom O v skupini -OH druge molekule.

Ko se alkohol raztopi v vodi, se med molekulami alkohola in vode tvorijo vodikove vezi. To pojasnjuje zmanjšanje prostornine raztopine (vedno bo manjša od vsote prostornine vode in alkohola ločeno). Najvidnejši predstavnik kemičnih spojin tega razreda je etanol Najvidnejši predstavnik kemičnih spojin tega razreda je. Njegova kemijska formula je C 2 H 5 -OH. Koncentrirano (aka - vinsko žganje oz etanol

Mravljinčni alkohol (metil) Najvidnejši predstavnik kemičnih spojin tega razreda je uporaben kot topilo, konzervans in sredstvo za znižanje zmrziščne točke katerega koli zdravila. Eno več nič manj slavni predstavnik ta razred - metilni alkohol (imenuje se tudi - vinsko žganje oleseneli metanol ). Za razliko od oleseneli etanol

smrtonosno že v najmanjših odmerkih! Najprej povzroči slepoto, potem pa enostavno “ubije”!

Polihidrični alkoholi Polihidrični alkoholi
- alkoholi z več hidroksilnimi skupinami OH. Dihidrični alkoholi se imenujejo alkoholi ki vsebuje dve hidroksilni skupini (OH skupina); alkoholi, ki vsebujejo tri hidroksilne skupine - trihidrični alkoholi

Polihidrični alkohol - glicerin Dihidrični alkoholi imenovan tudi glikoli , saj imajo sladek okus - to je značilno za vse

Polihidrični alkoholi polihidrični alkoholi z majhnim številom ogljikovih atomov - to so viskozne tekočine, višji alkoholi Polihidrični alkoholi- trdne snovi. je mogoče pridobiti z enakimi sintetičnimi metodami kot.

nasičenih polihidroksilnih alkoholov

1. Priprava alkoholov(ali vinski alkohol) s fermentacijo ogljikovih hidratov:

Pridobivanje etilnega alkohola

C 2 H 12 O 6 => C 2 H 5 -OH + CO 2 Bistvo fermentacije je v tem, da eden najpreprostejših sladkorjev - glukoza, proizvedena tehnično iz škroba, pod vplivom gliv kvasovk razpade na etilni alkohol in ogljikov dioksid. Ugotovljeno je bilo, da proces fermentacije ne povzročajo sami mikroorganizmi, temveč snovi, ki jih izločajo - zime

2. Hidracija etilena v prisotnosti žveplove ali fosforne kisline

. Za pridobivanje etilnega alkohola se običajno uporabljajo rastlinske surovine, bogate s škrobom: gomolji krompirja, krušna zrna, riževa zrna itd.

3. Ko haloalkani reagirajo z alkalijami:

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

4. Pri oksidaciji alkenov 5. Hidroliza maščob: pri tej reakciji dobimo dobro znani alkohol -

glicerol 5. Hidroliza maščob: pri tej reakciji dobimo dobro znani alkohol - Mimogrede,

Vključen je v številne kozmetične izdelke kot konzervans in kot sredstvo za preprečevanje zmrzovanja in izsuševanja!

1) Lastnosti alkoholov zgorevanje

: Kot večina organskih snovi tudi alkoholi gorijo in tvorijo ogljikov dioksid in vodo:

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

Pri njihovem gorenju se sprošča veliko toplote, ki se pogosto uporablja v laboratorijih (laboratorijski gorilniki). Nižji alkoholi gorijo s skoraj brezbarvnim plamenom, višji pa imajo rumenkast plamen zaradi nepopolnega zgorevanja ogljika.

2) Reakcija z alkalijskimi kovinami

C 2 H 5 -OH + 2Na --> 2C 2 H 5 -ONa + H 2 Pri tej reakciji se sprosti vodik in nastane alkoholizirati natrij Podobni so soli zelo šibke kisline in se zlahka hidrolizirajo. Alkoholati so izjemno nestabilni in ob stiku z vodo razpadejo na alkohol in alkalije. Iz tega sledi, da enohidrični alkoholi ne reagirajo z alkalijami!

3) Reakcija z vodikovim halogenidom
C 2 H 5 -OH + HBr --> CH 3 -CH 2 -Br + H 2 O
Pri tej reakciji nastane haloalkan (bromoetan in voda). To kemijsko reakcijo alkoholov ne povzroča samo vodikov atom v hidroksilni skupini, temveč celotna hidroksilna skupina! Toda ta reakcija je reverzibilna: da se pojavi, morate uporabiti sredstvo za odstranjevanje vode, kot je žveplova kislina.

4) Intramolekularna dehidracija (v prisotnosti katalizatorja H 2 SO 4)

Pri tej reakciji pod delovanjem koncentrirane žveplove kisline pride do segrevanja. Med reakcijo se tvori nenasičen ogljikovodik in vodo.
Abstrakcija vodikovega atoma iz alkohola se lahko zgodi v njegovi lastni molekuli (to pomeni, da pride do prerazporeditve atomov v molekuli). Ta reakcija je reakcija intermolekularne dehidracije. Na primer takole:

Med reakcijo nastaneta eter in voda.

Če dodate karboksilno kislino, kot je ocetna kislina, v alkohol, bo nastal eter. Toda estri so manj stabilni kot etri. Če je reakcija tvorbe etra skoraj ireverzibilna, potem je tvorba estra reverzibilen proces. Estri se zlahka hidrolizirajo in razpadejo na alkohol in karboksilno kislino.

6) Oksidacija alkoholov.

Alkoholi se ne oksidirajo z atmosferskim kisikom pri običajnih temperaturah, pri segrevanju v prisotnosti katalizatorjev pa pride do oksidacije. Primer je bakrov oksid (CuO), kalijev permanganat (KMnO 4), mešanica kroma. Delovanje oksidantov proizvaja različne produkte in je odvisno od strukture prvotnega alkohola. Tako se primarni alkoholi pretvorijo v aldehide (reakcija A), sekundarni alkoholi se pretvorijo v ketone (reakcija B), terciarni alkoholi pa so odporni na oksidante.

Glede , saj imajo sladek okus - to je značilno za vse so sladkastega okusa, nekateri pa so strupeni. Lastnosti polihidričnih alkoholov podobno kot monohidrični alkoholi, medtem ko je razlika v tem, da reakcija ne poteka ena za drugo do hidroksilne skupine, ampak več hkrati.
Ena glavnih razlik je polihidrični alkoholi zlahka reagira z bakrovim hidroksidom. Tako nastane prozorna raztopina svetle modro-vijolične barve. Prav ta reakcija lahko zazna prisotnost polihidričnega alkohola v kateri koli raztopini.

Medsebojno delovanje z dušikovo kislino:

Z vidika praktična uporaba Najbolj zanimiva je reakcija z dušikovo kislino. Nastajajoče nitroglicerin enoatomsko dinitroetilen glikol uporablja kot eksplozivi, A trinitroglicerin- tudi v medicini, kot vazodilatator.

Etilen glikol

Etilen glikol- tipični predstavnik , saj imajo sladek okus - to je značilno za vse. Njegova kemijska formula je CH 2 OH - CH 2 OH. - dihidrični alkohol. To je sladka tekočina, ki se lahko popolnoma raztopi v vodi v vseh razmerjih. Kemične reakcije lahko vključujejo eno hidroksilno skupino (-OH) ali dve hkrati.

Etilen glikol- njegove raztopine se pogosto uporabljajo kot sredstvo proti zaledenitvi ( antifriz). Raztopina etilenglikola zamrzne pri temperaturi -34 0 C, ki lahko v hladni sezoni nadomesti vodo, na primer za hlajenje avtomobilov.

Z vsemi ugodnostmi etilen glikol Upoštevati je treba, da je to zelo močan strup!

Vsi smo videli 5. Hidroliza maščob: pri tej reakciji dobimo dobro znani alkohol -. V lekarnah se prodaja v temnih vialah in je viskozna brezbarvna tekočina sladkastega okusa. - To trihidrični alkohol

. Je zelo topen v vodi in vre pri temperaturi 220 0 C. Kemične lastnosti glicerina so v mnogih pogledih podobne lastnostim monohidričnih alkoholov, vendar lahko glicerin reagira s kovinskimi hidroksidi (na primer bakrov hidroksid Cu (OH) 2), kar povzroči nastanek kovinskih gliceratov - kemične spojine

, podobno kot soli. Za glicerin je značilna reakcija z bakrovim hidroksidom. V teku kemična reakcija nastane svetlo modra raztopina

bakrov glicerat

Emulgatorji Emulgatorji z majhnim številom ogljikovih atomov - to so viskozne tekočine,- To , estri in drugi kompleksni kemikalije

, ki v mešanici z drugimi snovmi, kot so maščobe, tvorijo stabilne emulzije. Mimogrede, vsa kozmetika je tudi emulzija! Kot emulgatorji se pogosto uporabljajo snovi, ki so umetni voski (pentol, sorbitan oleat), pa tudi trietanolamin in lecitin.

Topila Topila so snovi, ki se uporabljajo predvsem pri pripravi lakov za lase in nohte. Predstavljeni so v majhnem obsegu, saj je večina teh snovi zelo vnetljivih in škodljivih za človeško telo. Najpogostejši predstavnik topila je aceton

, kot tudi amil acetat, butil acetat, izobutilat. Obstajajo tudi snovi, imenovane razredčila.