Alkooli yndyror dihidrik i formulës së përgjithshme. Alkoolet

Derivatet e hidrokarbureve, molekulat e të cilave përmbajnë një ose më shumë grupet hidroksil Oh.

Të gjitha alkoolet ndahen në monatomike Dhe poliatomike

Alkoolet monohidrike

Alkoolet monohidrike- alkoolet që kanë një të tillë grup hidroksil.
Ekzistojnë alkoole primare, dytësore dhe terciare:

U alkoolet primare grupi hidroksil ndodhet në atomin e parë të karbonit, atomi sekondar i karbonit është në të dytin, etj.

Vetitë e alkooleve, të cilat janë izomere, janë të ngjashme në shumë mënyra, por ato sillen ndryshe në disa reagime.

Krahasimi i peshës molekulare relative të alkooleve (Mr) me relative masat atomike hidrokarburet, mund të vërehet se alkoolet kanë më shumë temperaturë të lartë duke vluar. Kjo shpjegohet me praninë e një lidhje hidrogjeni midis atomit H në grupin OH të një molekule dhe atomit O në grupin -OH të një molekule tjetër.

Kur alkooli tretet në ujë, formohen lidhje hidrogjenore midis molekulave të alkoolit dhe ujit. Kjo shpjegon uljen e vëllimit të tretësirës (gjithmonë do të jetë më pak se shuma e vëllimeve të ujit dhe alkoolit veç e veç).

Përfaqësuesi më i shquar i përbërjeve kimike të kësaj klase është etanol. E tij formula kimike C2H5-OH. I koncentruar etanol(aka - fryma e verës ose etanol) përftohet nga tretësirat e holluara me distilim; Ka një efekt dehës dhe në doza të mëdha është një helm i fortë që shkatërron indet e gjalla të mëlçisë dhe qelizat e trurit.

Duhet theksuar se etanol i dobishëm si tretës, ruajtës dhe mjet për të ulur pikën e ngrirjes së çdo droge. Një më shumë e jo më pak përfaqësues i famshëm kjo klasë - alkool metil (quhet gjithashtu - ose drunore metanol ). Ndryshe nga drunore etanol

vdekjeprurëse edhe në dozat më të vogla! Së pari shkakton verbëri, pastaj thjesht “vret”!

Alkoolet polihidrike Alkoolet polihidrike
- alkoolet që kanë disa grupe hidroksil OH. Alkoolet dihidrike quhen alkoolet që përmban dy grupe hidroksil (grupi OH); alkoolet që përmbajnë tre grupe hidroksil - alkoolet trihidrike

Alkool polihidrik - glicerinë Alkoolet dihidrike quajtur edhe, meqenëse kanë një shije të ëmbël - kjo është tipike për të gjithë alkoolet polihidrike

Alkoolet polihidrike me një numër të vogël atomesh karboni - këto janë lëngje viskoze, alkoolet më të larta - të ngurta. Alkoolet polihidrike mund të merret me të njëjtat metoda sintetike si alkoolet polihidrike të ngopura.

Përgatitja e alkooleve

1. Fatura alkool etilik (ose alkooli i verës) nga fermentimi i karbohidrateve:

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

Thelbi i fermentimit është se një nga sheqernat më të thjeshtë - glukoza, i prodhuar teknikisht nga niseshteja, nën ndikimin e kërpudhave të majave, zbërthehet në alkool etilik dhe dioksid karboni. Është vërtetuar se procesi i fermentimit shkaktohet jo nga vetë mikroorganizmat, por nga substancat që ata sekretojnë - zimaza. Për të marrë alkool etilik zakonisht përdoren lëndë të para bimore të pasura me niseshte: zhardhokët e patates, kokrrat e bukës, kokrrat e orizit etj.

2. Hidratimi i etilenit në prani të acidit sulfurik ose fosforik

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

3. Kur haloalkanet reagojnë me alkalin:

4. Gjatë oksidimit të alkeneve

5. Hidroliza e yndyrave: në këtë reaksion fitohet alkooli i njohur - glicerinë

Nga rruga, glicerinë Përfshihet në shumë produkte kozmetike si ruajtës dhe si mjet për të parandaluar ngrirjen dhe tharjen!

Vetitë e alkooleve

1) Djegia: Si shumica lëndë organike alkoolet digjen për të formuar dioksid karboni dhe uji:

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

Kur digjen, lirohet shumë nxehtësi, e cila përdoret shpesh në laboratorë (djegësit laboratorikë). Alkoolet e ulëta digjen me një flakë pothuajse të pangjyrë, ndërsa alkoolet më të larta kanë një flakë të verdhë për shkak të djegies jo të plotë të karbonit.

2) Reaksioni me metalet alkali

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

Ky reaksion çliron hidrogjen dhe prodhon alkoolat natriumi Alkoolatet shumë e ngjashme me kripën acid i dobët, dhe ato hidrolizohen lehtësisht. Alkoolat janë jashtëzakonisht të paqëndrueshme dhe kur ekspozohen ndaj ujit, ato dekompozohen në alkool dhe alkali. Nga kjo rezulton se alkoolet monohidrike nuk reagojnë me alkalet!

3) Reaksioni me halid hidrogjeni
C 2 H 5 -OH + HBr --> CH 3 -CH 2 -Br + H 2 O
Ky reagim prodhon një haloalkan (bromoetan dhe ujë). Ky reaksion kimik i alkooleve shkaktohet jo vetëm nga atomi i hidrogjenit në grupin hidroksil, por nga i gjithë grupi hidroksil! Por ky reagim është i kthyeshëm: që të ndodhë, duhet të përdorni një agjent largues uji, siç është acidi sulfurik.

4) Dehidrimi intramolekular (në prani të katalizatorit H 2 SO 4)

Në këtë reaksion, nën veprimin e acidit sulfurik të koncentruar dhe ndodh nxehja. Gjatë reaksionit, ajo formohet hidrokarbure të pangopura dhe uji.
Abstraksioni i një atomi hidrogjeni nga një alkool mund të ndodhë në molekulën e tij (d.m.th., ndodh një rishpërndarje e atomeve në molekulë). Ky reagim është reaksioni ndërmolekular i dehidrimit. Për shembull, si kjo:

Gjatë reaksionit, formohen eteri dhe uji.

Nëse i shtohet alkoolit acid karboksilik, për shembull acid acetik, atëherë do të ndodhë formimi i një eteri. Por esteret janë më pak të qëndrueshme se eteret. Nëse reagimi i formimit të një eteri është pothuajse i pakthyeshëm, atëherë formimi i një esteri është proces i kthyeshëm. Esteret i nënshtrohen lehtësisht hidrolizës, duke u zbërthyer në alkool dhe acid karboksilik.

6) Oksidimi i alkooleve.

Alkoolet nuk oksidohen nga oksigjeni atmosferik në temperatura të zakonshme, por kur nxehen në prani të katalizatorëve, ndodh oksidimi. Një shembull është oksidi i bakrit (CuO), permanganati i kaliumit (KMnO 4), përzierja e kromit. Veprimi i agjentëve oksidues prodhon produkte të ndryshme dhe varen nga struktura e alkoolit origjinal. Kështu, alkoolet primare shndërrohen në aldehide (reaksioni A), alkoolet dytësore shndërrohen në ketone (reaksioni B), dhe alkoolet terciare janë rezistente ndaj agjentëve oksidues.

Në lidhje me alkoolet polihidrike, kanë shije të ëmbël, por disa prej tyre janë helmuese. Vetitë e alkooleve polihidrike të ngjashme me alkoolet monohidrike, ndërsa ndryshimi është se reaksioni nuk vazhdon një nga një në grupin hidroksil, por disa në të njëjtën kohë.
Një nga dallimet kryesore është alkoolet polihidrike reagojnë lehtësisht me hidroksid bakri. Kjo prodhon një zgjidhje transparente të një ngjyre të ndritshme blu-vjollcë. Është ky reagim që mund të zbulojë praninë e një alkooli polihidrik në çdo zgjidhje.

Ndërveproni me acidin nitrik:

Nga pikëpamja aplikim praktik Reagimi me acid nitrik është me interes më të madh. Duke u shfaqur nitroglicerina Dhe dinitroetilen glikol përdoret si eksploziv dhe trinitroglicerina- edhe në mjekësi, si vazodilatator.

Etilen glikol

Etilen glikol- përfaqësues tipik alkoolet polihidrike. Formula e tij kimike është CH 2 OH - CH 2 OH. - alkool dihidrik. Ky është një lëng i ëmbël që mund të shpërndahet në mënyrë të përkryer në ujë në çdo përmasa. Reaksionet kimike mund të përfshijnë ose një grup hidroksil (-OH) ose dy njëkohësisht.

Etilen glikol- tretësirat e tij përdoren gjerësisht si agjent kundër akullit ( antifriz). Tretësirë ​​e etilen glikolit ngrin në një temperaturë prej -34 0 C, e cila në sezonin e ftohtë mund të zëvendësojë ujin, për shembull, për ftohjen e makinave.

Me të gjitha përfitimet etilen glikol Duhet të kihet parasysh se ky është një helm shumë i fortë!

Të gjithë e kemi parë glicerinë. Shitet në barnatore në shishe të errëta dhe është një lëng viskoz, pa ngjyrë me shije të ëmbël. - Kjo alkool trihidrik

. Është shumë i tretshëm në ujë dhe vlon në temperaturën 220 0 C. Vetitë kimike glicerina janë në shumë mënyra të ngjashme me vetitë alkoolet monohidrike

, por glicerina mund të reagojë me hidroksidet metalike (për shembull, hidroksidi i bakrit Cu(OH) 2), duke rezultuar në formimin e glicerateve metalike - komponime kimike të ngjashme me kripërat. Reagimi me hidroksid bakri është tipik për glicerinën. Reaksioni kimik prodhon një zgjidhje blu të ndritshme

glicerat bakri

Emulsifikuesit Emulsifikuesit alkoolet më të larta- Kjo , estere dhe komplekse të tjera kimikatet

, të cilat kur përzihen me substanca të tjera, si yndyrat, formojnë emulsione të qëndrueshme. Nga rruga, të gjitha kozmetikët janë gjithashtu emulsione! Substancat që janë dyllë artificialë (pentol, oleate sorbitan), si dhe trietanolamina dhe lecitina përdoren shpesh si emulsifikues.

Tretësit Tretësit - Këto janë substanca që përdoren kryesisht për përgatitjen e llaqeve të flokëve dhe thonjve. Ato paraqiten në një gamë të vogël, pasi shumica e këtyre substancave janë shumë të ndezshme dhe të dëmshme për trupin e njeriut. Përfaqësuesi më i zakonshëm tretës është aceton

, si dhe amil acetat, butil acetat, izobutilat. Ka edhe substanca të quajtura hollues.

. Kryesisht përdoren së bashku me tretës për përgatitjen e llaqeve të ndryshme. Substancat më të njohura dhe më të përdorura në jetën e njeriut dhe në industri që i përkasin kategorisë së alkooleve polihidrike janë etilenglikoli dhe glicerina. Hulumtimi dhe përdorimi i tyre filloi disa shekuj më parë, por vetitë e tyre janë kryesisht të paimitueshme dhe unike, gjë që i bën ato të domosdoshme edhe sot e kësaj dite. Alkoolet polihidrike përdoren në shumë sintezat kimike

, industritë dhe sferat e veprimtarisë njerëzore.

Në 1859, përmes një procesi me dy hapa të reagimit të dibromoetanit me acetat argjendi dhe trajtimit të mëvonshëm të diacetatit të etilen glikolit të marrë në reaksionin e parë me hidroksid kaliumi, Charles Wurtz sintetizoi etilen glikolin për herë të parë. Disa kohë më vonë, u zhvillua një metodë e hidrolizës së drejtpërdrejtë të dibromoetanit, por në një shkallë industriale në fillim të shekullit të njëzetë, alkooli dihidrik 1,2-dioksietani, i njohur gjithashtu si monoetilen glikol, ose thjesht glikol, u përftua në SHBA. me hidrolizë të etilen klorohidrinës.

Sot, si në industri ashtu edhe në laborator, përdoren një sërë metodash të tjera, të reja, më ekonomike nga pikëpamja e lëndëve të para dhe energjetike dhe miqësore me mjedisin, pasi përdorimi i reagentëve që përmbajnë ose çlirojnë klor, toksina, kancerogjene dhe. substanca të tjera të rrezikshme mjedisi dhe substancave njerëzore, po zvogëlohet me zhvillimin e kimisë "të gjelbër".

Glicerina u zbulua nga farmacisti Karl Wilhelm Scheele në 1779, dhe përbërja e përbërjes u studiua nga Théophile Jules Pelouz në 1836. Dy dekada më vonë, struktura e molekulës së këtij alkooli trihidrik u krijua dhe u vërtetua në veprat e Pierre Eugene Marcel Verthelot dhe Charles Wurtz. Më në fund, njëzet vjet më vonë, Charles Friedel kreu sintezën e plotë të glicerinës. Aktualisht, industria përdor dy metoda për prodhimin e saj: përmes klorurit alilik nga propileni, dhe gjithashtu përmes akroleinës. Vetitë kimike të etilen glikolit, si glicerina, përdoren gjerësisht në fusha të ndryshme prodhimi kimik.

Struktura dhe struktura e lidhjes

Molekula bazohet në skeletin e pangopur të hidrokarbureve të etilenit, i përbërë nga dy atome karboni, në të cilin lidhja e dyfishtë është thyer. Dy grupe hidroksil u shtuan në vendet e lira të valencës në atomet e karbonit. Formula e etilenit është C 2 H 4, pas prishjes së lidhjes së rubinetit dhe shtimit të grupeve hidroksil (nëpër disa faza) duket si C 2 H 4 (OH) 2. Ky është etilen glikol.

Molekula e etilenit ka strukturë lineare, ndërsa një alkool dihidrik ka diçka të një konfigurimi trans në vendosjen e grupeve hidroksil në lidhje me shtyllën kurrizore të karbonit dhe me njëri-tjetrin (ky term zbatohet plotësisht për pozicionin e lidhjes së shumëfishtë relative). Një zhvendosje e tillë korrespondon me vendndodhjen më të largët të hidrogjeneve nga grupet funksionale, energji më të ulët, dhe për rrjedhojë stabilitetin maksimal të sistemit. E thënë thjesht, një grup OH "shikon" lart dhe tjetri shikon poshtë. Në të njëjtën kohë, komponimet me dy hidroksile janë të paqëndrueshme: me një atom karboni, kur formohen në përzierjen e reaksionit, ato dehidratohen menjëherë, duke u shndërruar në aldehide.

Klasifikimi

Vetitë kimike të etilenglikolit përcaktohen nga origjina e tij nga grupi i alkooleve polihidrike, përkatësisht nëngrupi i dioleve, domethënë komponimet me dy fragmente hidroksili në atomet e karbonit ngjitur. Një substancë që përmban gjithashtu disa zëvendësues OH është glicerina. Ka tre grupe funksionale të alkoolit dhe është përfaqësuesi më i zakonshëm i nënklasës së tij.

Shumë komponime të kësaj klase merren dhe përdoren gjithashtu në prodhimin kimik për sinteza të ndryshme dhe qëllime të tjera, por përdorimi i etilenglikolit është më i përhapur dhe përfshihet pothuajse në të gjitha industritë. Kjo çështje do të diskutohet më në detaje më poshtë.

Karakteristikat fizike

Përdorimi i etilen glikolit shpjegohet me praninë e një numri të vetive që janë të natyrshme në alkoolet polihidrike. Kjo tipare dalluese, karakteristike vetëm për të kësaj klase komponimet organike.

Më e rëndësishmja nga vetitë është aftësia e pakufizuar për t'u përzier me H 2 O. Uji + etilen glikol jep një zgjidhje me një karakteristikë unike: pika e ngrirjes së tij, në varësi të përqendrimit të diolit, është 70 gradë më e ulët se ajo e pastërt. distiloj. Është e rëndësishme të theksohet se kjo varësi është jolineare dhe me arritjen e një përmbajtje të caktuar sasiore të glikolit, efekti i kundërt- Pika e ngrirjes rritet me rritjen e përqindjes së substancës së tretur. Kjo veçori ka gjetur aplikim në prodhimin e antifrizëve të ndryshëm, lëngjeve “antifriz”, të cilët kristalizohen në karakteristika termike jashtëzakonisht të ulëta të mjedisit.

Përveç në ujë, procesi i tretjes vazhdon mirë në alkool dhe aceton, por nuk vërehet në parafina, benzene, etere dhe tetraklorur karboni. Ndryshe nga paraardhësi i tij alifatik - i tillë substancë e gaztë Ashtu si etilen, etilen glikol është një lëng transparent, i ngjashëm me shurupin, me një nuancë të verdhë të lehtë, me shije të ëmbël, me një erë jo karakteristike, praktikisht jo të paqëndrueshme. Ngrirja e etilen glikolit njëqind për qind ndodh në -12,6 gradë Celsius, dhe vlimi në +197,8. NË kushte normale dendësia është 1,11 g/cm 3 .

Metodat e marrjes

Etilen glikol mund të merret në disa mënyra, disa prej tyre sot kanë vetëm rëndësi historike ose përgatitore, ndërsa të tjerët përdoren në mënyrë aktive nga njerëzit në një shkallë industriale dhe më gjerë. Në vijim renditja kronologjike, le të shohim më të rëndësishmet.

Metoda e parë për prodhimin e etilen glikolit nga dibromoetani është përshkruar tashmë më lart. Formula e etilenit, lidhje e dyfishtë i cili thyhet, dhe valencat e lira i zënë halogjenet, lënda fillestare kryesore në këtë reaksion, përveç karbonit dhe hidrogjenit, përmban dy atome bromi. Formimi i një përbërësi të ndërmjetëm në fazën e parë të procesit është i mundur pikërisht për shkak të eliminimit të tyre, d.m.th., zëvendësimit me grupe acetate, të cilat me hidrolizë të mëtejshme shndërrohen në grupe alkooli.

Në vazhdim zhvillimin e mëtejshëm shkencës, është bërë e mundur të merret etilen glikol me hidrolizë të drejtpërdrejtë të çdo etani të zëvendësuar nga dy halogjene në atomet fqinje të karbonit, duke përdorur tretësira ujore të karbonateve metalike nga grup alkalik ose (reagent më pak miqësor ndaj mjedisit) H 2 O dhe dioksid plumbi. Reagimi është mjaft "punë intensiv" dhe ndodh vetëm në temperatura dhe presion të ngritur dukshëm, por kjo nuk i pengoi gjermanët të përdorin këtë metodë gjatë luftërave botërore për të prodhuar etilen glikol në një shkallë industriale.

Roli juaj në formim kimi organike Metoda e marrjes së etilenglikolit nga etilen klorohidrin me anë të hidrolizës me kripëra karboni të metaleve alkaline luajti gjithashtu një rol. Kur temperatura e reagimit u rrit në 170 gradë, rendimenti i produktit të synuar arriti në 90%. Por kishte një pengesë domethënëse - glikoli duhej të nxirrej disi nga zgjidhja e kripës, e cila përfshinte drejtpërdrejt një sërë vështirësish. Shkencëtarët e kanë zgjidhur këtë çështje duke zhvilluar një metodë me të njëjtën materiali fillestar, por duke e ndarë procesin në dy faza.

Hidroliza e acetateve të etilen glikolit, më parë faza e fundit e metodës Wurtz, është bërë në mënyrë të veçantë, kur ata arritën të merrnin reagentin fillestar duke oksiduar etilenin në acid acetik me oksigjen, domethënë pa përdorimin e komponimeve halogjene të shtrenjta dhe krejtësisht jo miqësore me mjedisin.

Ka edhe shumë metoda të njohura për prodhimin e etilenglikolit duke oksiduar etilenin me hidroperokside, perokside, peracidet organike në prani të katalizatorëve (përbërjet e osmiumit), etj. Ekzistojnë gjithashtu metoda elektrokimike dhe rrezatuese-kimike.

Karakteristikat e vetive të përgjithshme kimike

Vetitë kimike të etilen glikolit përcaktohen nga ajo grupet funksionale. Reaksionet mund të përfshijnë një zëvendësues hidroksil ose të dy, në varësi të kushteve të procesit. Dallimi kryesor është reaktivitetiështë se për shkak të pranisë së disa hidroksileve në një alkool polihidrik dhe të tyre ndikim reciprok duken më të fortë se ata të "vëllezërve" të tyre monatomikë. Prandaj, në reaksionet me alkalet, produktet janë kripëra (për glikol - glikolate, për glicerinë - glicerate).

Vetitë kimike të etilen glikolit, si dhe glicerinës, përfshijnë të gjitha reaksionet e alkooleve monohidrike. Glikoli jep estere të plota dhe të pjesshme në reaksionet me acidet monobazike, përkatësisht, formohen me metale alkaline, dhe në një proces kimik me acide të forta ose kripërat e tyre çlirojnë aldehid acid acetik- për shkak të shkëputjes së një atomi hidrogjeni nga molekula.

Reaksionet me metale aktive

Ndërveprimi i etilen glikolit me metale aktive(që qëndron pas hidrogjenit në serinë e tensionit kimik) në temperatura të ngritura jep etilen glikolat të metalit përkatës, plus hidrogjeni lirohet.

C 2 H 4 (OH) 2 + X → C 2 H 4 O 2 X, ku X është një metal dyvalent aktiv.

për etilen glikolin

Ju mund të dalloni një alkool polihidrik nga çdo lëng tjetër duke përdorur një reagim vizual që është karakteristik vetëm për këtë klasë të komponimeve. Për ta bërë këtë, alkooli i sapoprecipituar (2), i cili ka një nuancë karakteristike blu, derdhet në një zgjidhje të pangjyrë alkooli. Kur komponentët e përzier ndërveprojnë, precipitati tretet dhe tretësira kthehet e ngopur blu- si rezultat i formimit të glikolatit të bakrit (2).

Polimerizimi

Vetitë kimike të etilen glikolit janë vlerë të madhe për prodhimin e tretësve. Dehidratimi ndërmolekular i substancës së përmendur, domethënë eliminimi i ujit nga secila prej dy molekulave të glikolit dhe lidhja e tyre pasuese (një grup hidroksil eliminohet plotësisht, dhe vetëm hidrogjeni largohet nga tjetri), bën të mundur marrjen e një tretës organik unik. - dioksani, i cili përdoret shpesh në kiminë organike, pavarësisht toksicitetit të lartë.

Shkëmbimi i hidroksilit me halogjen

Kur etilenglikoli reagon me acidet hidrohalike, vërehet zëvendësimi i grupeve hidroksil me halogjenin përkatës. Shkalla e zëvendësimit varet nga përqendrimi molar i halogjenit të hidrogjenit në përzierjen e reaksionit:

HO-CH 2 -CH 2 -OH + 2HX → X-CH 2 -CH 2 -X, ku X është klor ose brom.

Marrja e etereve

Në reaksionet e etilenglikolit me acid nitrik (të një përqendrimi të caktuar) dhe monobazik acidet organike(formik, acetik, propionik, oleaginous, valerian, etj.) Ndodh formimi i monoestereve komplekse dhe, në përputhje me rrethanat, të thjeshta. Në përqendrime të tjera acid nitrik- glikol di- dhe trinitroesteret. Përdoret si katalizator acid sulfurik përqendrimi i dhënë.

Derivatet më të rëndësishme të etilen glikolit

Substancat e vlefshme që mund të merren nga alkoolet polihidrike duke përdorur ato të thjeshta (të përshkruara më lart) janë eteret e etilen glikolit. Përkatësisht: monometil dhe monoetil, formulat e të cilave janë përkatësisht HO-CH 2 -CH 2 -O-CH 3 dhe HO-CH 2 -CH 2 -O-C 2 H 5. Vetitë e tyre kimike janë në shumë mënyra të ngjashme me glikolet, por, ashtu si çdo klasë tjetër e komponimeve, ato kanë veçori unike të reagimit që janë unike për to:

• Monometilen glikol është një lëng i pangjyrë, por me një erë karakteristike të neveritshme, që zien në 124,6 gradë Celsius, shumë i tretshëm në etanol, tretës të tjerë organikë dhe ujë, shumë më i paqëndrueshëm se glikoli dhe me një densitet më të ulët se ai i ujit (rreth 0,965 g /cm 3).
• Dimetileni glikol është gjithashtu një lëng, por me një erë më pak karakteristike, një densitet prej 0,935 g/cm 3, një pikë vlimi prej 134 gradë mbi zero dhe një tretshmëri të krahasueshme me homologun e mëparshëm.

Përdorimi i celosolve, siç quhen përgjithësisht monoesterët e etilen glikolit, është mjaft i zakonshëm. Ato përdoren si reagentë dhe tretës në sinteza organike. Ato përdoren gjithashtu për aditivë kundër korrozionit dhe kundër kristalizimit në vajrat antifriz dhe motorikë.

Fushat e aplikimit dhe politika e çmimeve të gamës së produkteve

Kostoja në fabrikat dhe ndërmarrjet e përfshira në prodhimin dhe shitjen e reagentëve të tillë luhatet mesatarisht rreth 100 rubla për kilogram të tillë përbërje kimike, si etilen glikol. Çmimi varet nga pastërtia e substancës dhe përqindja maksimale e produktit të synuar.

Përdorimi i etilen glikolit nuk është i kufizuar në asnjë zonë. Kështu, përdoret si lëndë e parë në prodhimin e tretësve organikë, rrëshirave dhe fibrave artificiale dhe lëngjeve që ngrijnë në temperatura nën zero. Është e përfshirë në shumë sektorë industrialë si automobil, aviacion, farmaceutik, elektrik, lëkurë, duhan. Rëndësia e tij për sintezën organike është e pamohueshme.

Është e rëndësishme të mbani mend se glikoli është një përbërës toksik që mund të shkaktojë dëm të pariparueshëm për shëndetin e njeriut. Prandaj, ruhet në enë të mbyllura prej alumini ose çeliku me detyrim shtresa e brendshme, duke mbrojtur kontejnerin nga korrozioni, vetëm në pozicione vertikale dhe dhoma jo të pajisura me sistem ngrohjeje, por me ajrim të mirë. Afati nuk është më shumë se pesë vjet.

Përkufizimi dhe nomenklatura e alkooleve dihidrike

Përbërjet organike që përmbajnë dy grupe hidroksil ($-OH-$) quhen alkoole ose diole dihidrike.

Formula e përgjithshme e alkooleve dihidrike është $CnH_(2n)(OH)_2$.

Kur caktoni alkoolet dihidrike, sipas nomenklaturës IUPAC, parashtesa di- i shtohet mbarimit -ol, domethënë, një alkool dihidrik ka mbaresën "diol". Numrat tregojnë se me cilët atome karboni janë bashkangjitur grupet hidroksil, për shembull:

Figura 1.

1,2-propanediol trans-1,2-ciklohexanediol 1-cikloheksil-1,4-pentadiol

NË nomenklaturë sistematike ka një diferencim midis 1,2-, 1,3-, 1,4-, etj. diolet.

Nëse një përbërje përmban grupe hidroksil në atome karboni ngjitur (vicial), atëherë alkoolet dihidrike të quajtura glikole.

Emrat e glikoleve pasqyrojnë metodën e përgatitjes së tyre me hidroksilimin e alkeneve, për shembull:

Figura 2.

Ekzistenca e alkooleve dihidrike të qëndrueshme është e mundur, duke filluar me etanin, i cili korrespondon me një diol - etilen glikol. Për propanin, dy alkoole janë të mundshme: 1,2- dhe 1,3-propanediolet.

Nga alkoolet që korrespondojnë me butanin normal, mund të ekzistojnë komponimet e mëposhtme:

• të dy grupet hidrokso janë afër - njëri në grupin $CH_3$, tjetri në grupin $CH_2$;
• të dy hidroksilet janë të vendosura në grupet ngjitur $CH_2$;
• grupet hidrokso janë ngjitur me atomet e karbonit jo fqinjë, në grupet $CH_3$ dhe $CH_2$;
• të dy hidroksilet janë të vendosura në grupe $CH_3$.

Diolet e mëposhtme korrespondojnë me izobutanin:

• grupet hidrokso janë të vendosura afër - në grupet $CH_3$ dhe $CH$;
• të dy hidroksilet janë të vendosura në grupet $CH_3$:

Figura 3.

Alkoolet dihidrike mund të klasifikohen në bazë të grupeve të alkoolit që përfshihen në përbërjen e tyre të grimcave:

1. Glikoli dyprimare. Etilen glikol përmban dy grupe primare të alkoolit.
2. Glikolet dytësore. Përmban dy grupe dytësore të alkoolit.
3. Glikola dy-terciare. Përmbajnë tre grupe dytësore të alkoolit.
4. Glikolet e përziera: parësore - sekondare, parësore - terciare, sekondare - terciare.

Për shembull: izopentani korrespondon me glikolin sekondar-terciar

Figura 4.

Heksani (tetrametiletani) korrespondon me glikolin dy-terciar:

Figura 5.

Nëse në një alkool dihidrik të dy hidroksilet ndodhen në atomet e karbonit ngjitur, atëherë këto janë $\alfa$-glikole. $\beta$-glikolet shfaqen kur grupet hidrokso ndahen nga një atom karboni. Në diolet e serisë $\gamma$, hidroksilet janë të vendosura në dy atome karboni. Me distancë më të madhe ndërmjet hidroksileve, shfaqen diolet e serive $\delta$- dhe $\varepsilon$-.

Diolet Geminale

Në gjendje të lirë, mund të ekzistojnë vetëm diolet që vijnë nga hidrokarburet si rezultat i zëvendësimit të dy atomeve të hidrogjenit të vendosura në dy atome të ndryshme karboni me grupe hidroksil. Kur grupet hidroksore zëvendësojnë dy atome hidrogjeni në të njëjtin atom karboni, formohen komponime të paqëndrueshme - diolet geminale ose gem-diolet.

Diolet Geminale janë alkoole dihidrike që përmbajnë të dy grupet hidroksil në një atom karboni. Këto janë komponime të paqëndrueshme që dekompozohen lehtësisht me eliminimin e ujit dhe formimin e një përbërësi karbonil:

Figura 6.

Ekuilibri zhvendoset drejt formimit të ketonit, kështu që diolet geminale quhen edhe hidrate aldehide ose ketonike.

Përfaqësuesi më i thjeshtë i dioleve geminale është glikol metilen. Kjo përbërje është relativisht e qëndrueshme në tretësirat ujore. Sidoqoftë, përpjekjet për ta izoluar atë çojnë në shfaqjen e një produkti dehidratimi - formaldehid:

$HO-CH_2-OH \shigjeta majtas djathtas H_2C=O + H_2O$

Për shembull: Një alkool dihidrik që korrespondon me etanin nuk mund të ekzistojë në gjendje të lirë nëse të dy grupet hidroksil ndodhen në të njëjtin atom karboni. Uji lëshohet menjëherë dhe formohet acetaldehidi:

Figura 7.

Dy alkoole dihidrike që korrespondojnë me propanin gjithashtu nuk janë të afta për ekzistencë të pavarur, pasi ato do të lëshojnë ujë për shkak të hidroksileve të vendosura në një atom karboni. Në këtë rast, propionaldehidi do të formohet në një rast, dhe acetoni në tjetrin:

Figura 8.

Një sasi e vogël e heme-dioleve mund të mos ekzistojë në gjendje të tretur. Këto janë komponime që përmbajnë zëvendësues të fortë tërheqës të elektroneve, të tilla si hidrat kloral dhe hidrat hexafotraceton

Figura 9.

Vetitë fizike të glikoleve

Glikolet kanë këto veti fizike:

• glikolet e ulëta janë lëngje transparente të pangjyrë me një shije të ëmbël;
• pika të larta të vlimit dhe shkrirjes (pika e vlimit të etilenglikolit 197$^\circ$С);
• densitet dhe viskozitet i lartë;
• tretshmëri e mirë në ujë, alkool etilik;
• tretshmëri e dobët në tretës jopolarë (për shembull, eteret dhe hidrokarburet).

Modeli i përgjithshëm: me rritjen e peshës molekulare të alkooleve dihidrike, pika e vlimit rritet. Në të njëjtën kohë, tretshmëria në ujë zvogëlohet. Alkoolet e ulëta përzihen me ujë në çdo raport. Diolet më të larta kanë tretshmëri më të madhe në eter dhe më pak tretshmëri në ujë.

Për shumë substanca, alkoolet dihidrike veprojnë si tretës të mirë (përjashtim bëjnë hidrokarburet aromatike dhe më të larta të ngopura).

Alkoolet, molekulat e të cilave përmbajnë dy grupe hidroksil quhen dihidrike ose glikole. Formula e përgjithshme e alkooleve dihidrike është C n H 2n (OH) 2. Formohen alkoolet dihidrike seri homologe, e cila mund të shkruhet lehtësisht duke përdorur serinë homologe të hidrokarbureve të ngopura, duke zëvendësuar dy atome hidrogjeni në molekulën e tyre me grupe hidroksil.

Përfaqësuesi i parë dhe më i rëndësishëm i alkooleve dihidrike është etilenglikol HOCH 2 -CH 2 OH (bp. = 197 o C). Prej tij është bërë antifriz.

Glikolet janë të qëndrueshme në molekulat e të cilave grupet hidroksil ndodhen pranë atomeve të ndryshme të karbonit. Nëse dy grupe hidroksil ndodhen pranë një atomi karboni, atëherë alkoolet e tilla dihidrike janë të paqëndrueshme, dekompozohen lehtësisht, duke eliminuar ujin për shkak të grupeve hidroksil dhe duke u shndërruar në aldehide ose ketone:

NOMENKLATURA

Në varësi të pozicioni i ndërsjellë dallohen grupet hidroksil, α-glikolet (grupet e tyre hidroksil ndodhen pranë atomeve fqinje të karbonit, të cilët ndodhen afër, në pozicionin 1,2), β-glikolet (grupet e tyre OH ndodhen në pozicionin 1,3), γ-glikolet. (OH -grupet – në pozicionin 1,4), δ-glikolet (Grupet OH – në pozicionin 1,5), etj.

Për shembull: α-glikol - CH2OH-CHOH-CH2-CH3

β-glikol - CH2OH-CH2-CHOH-CH3

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

Sipas nomenklaturës racionale, emri α-glikol është formuar nga emri i hidrokarburit përkatës të etilenit, të cilit i shtohet fjala glikol. Për shembull, etilen glikol, propilen glikol, etj.

Sipas nomenklaturës sistematike, emri i glikoleve është formuar nga emri i një hidrokarburi të ngopur, të cilit i shtohet prapashtesa -diol, që tregon numrin e atomeve të karbonit. Pranë të cilit ka grupe hidroksil. Për shembull, etilen glikol CH 2 -OH-CH 2 OH sipas nomenklaturës IUPAC është etanediol-1,2 dhe propilen glikol CH 3 -CHOH-CH 2 OH është propanediol-1,2.

ISOMERIA

Izomerizmi i alkooleve dihidrike varet nga struktura e zinxhirit të karbonit:

pozicionet e grupeve hidroksil në molekulën e alkoolit, për shembull, propanediol-1,2 dhe propanediol-1,3.

METODAT E MARREVE

Glikoli mund të merret duke përdorur metodat e mëposhtme:

1. Hidroliza e derivateve dihalogjene të hidrokarbureve të ngopura:

2. Hidroliza e alkooleve halogjene:

3. Oksidimi i hidrokarbureve të etilenit me permanganat kaliumi ose acid performik:

4. Hidratimi i α-oksideve:

5. Reduktimi bimolekular i komponimeve karbonil:

VETITË KIMIKE

Vetitë kimike të glikoleve janë të ngjashme me vetitë e alkooleve monohidrike dhe përcaktohen nga prania e dy grupeve hidroksil në molekulat e tyre. Për më tepër, një ose të dy grupet hidroksil mund të marrin pjesë në reaksione. Sidoqoftë, për shkak të ndikimit të ndërsjellë të një grupi hidroksil në një tjetër (veçanërisht në α-glikolet), vetitë acid-bazike të glikoleve janë disi të ndryshme nga vetitë e ngjashme të alkooleve monohidrike. Për shkak të faktit se hidroksili shfaq një efekt induktiv negativ, një grup hidroksil tërheq densitetin e elektronit nga një tjetër në mënyrë të ngjashme me mënyrën se si vepron atomi halogjen në molekulat e alkooleve monohidrike të zëvendësuara. Si rezultat i këtij ndikimi vetitë e acidit Alkoolet dihidrike rriten në krahasim me ato monohidrike:

H-O CH 2 CH 2 O N

Prandaj, glikolet, ndryshe nga alkoolet monohidrike, reagojnë lehtësisht jo vetëm me metalet alkaline, por edhe me alkalet dhe madje edhe hidroksidet metalet e rënda. Me metalet alkali dhe alkalet, glikolet formojnë alkoolate të plota dhe jo të plota (glikolate):

Me hidroksidet e disa metaleve të rënda, për shembull hidroksidi i bakrit, glikolet formojnë glikolate komplekse. Në këtë rast, Cu(OH) 2, i cili është i pazgjidhshëm në ujë, tretet lehtësisht në glikol:

Bakri në këtë kompleks formon dy lidhje kovalente dhe dy – koordinimi. Reagimi është cilësor për alkoolet dihidrike.

Glikolet mund të formojnë etere dhe estere të plota dhe të pjesshme. Kështu, gjatë ndërveprimit të glikolatit jo të plotë metal alkali eteret e pjesshme fitohen me halogjene alkil, dhe një eter i plotë merret nga një glikolat i plotë:

Celosolves metil dhe etil përdoren si tretës në prodhimin e llaqeve, pluhur pa tym(piroksilina), mëndafshi acetat etj.

Me organike dhe acidet minerale alkoolet dihidrike formojnë dy rreshta esteret:

Mononitrati i etilen glikolit Dinitrati i etilen glikolit

Etilen glikol dinatrat - i fortë eksplozive, e cila përdoret në vend të nitroglicerinës.

Oksidimi i glikoleve kryhet hap pas hapi, me pjesëmarrjen e njërit ose të dy grupeve hidroksil njëkohësisht me formimin e produkteve të mëposhtme:

Alkoolet dihidrike i nënshtrohen një reaksioni dehidrimi. Për më tepër, α-, β- dhe γ-glikolet, në varësi të kushteve të reagimit, largojnë ujin në mënyra të ndryshme. Eliminimi i ujit nga glikolet mund të kryhet në mënyrë intra- dhe ndërmolekulare. Për shembull:

Eliminimi intramolekular i ujit:

Eliminimi ndërmolekular i ujit.

Në vitin 1906, A.E. Favorsky, duke distiluar etilen glikolin me acid sulfurik, mori një eter-dioksani ciklik:

Dioksani është një lëng që vlon në 101 o C, përzihet me ujin në çdo raport, përdoret si tretës dhe si ndërmjetës në disa sinteza.

Gjatë eleminimit ndërmolekular të ujit nga glikolet, mund të formohen estere hidroksi (estere të alkoolit), si dietilen glikol:

Dietilen glikol

Glikoli dietilen fitohet gjithashtu duke reaguar etilen glikol me oksid etilen:

Dietilen glikol është një lëng me një pikë vlimi prej 245,5 o C; përdoret si tretës, për mbushjen e pajisjeve hidraulike, si dhe në industrinë e tekstilit.

Eteri dimetil i dietilenglikolit (diglyme) H 3 C-O-CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CH 3 ka gjetur aplikim të gjerë si një tretës i mirë.

Polietileni glikol

Poliglikolet përdoren si përbërës të detergjenteve të ndryshëm sintetikë.

Përdoren gjerësisht poliesterët e etilen glikolit me acide dibazike, të cilat përdoren në prodhimin e fibrave sintetike, për shembull lavsan (emri "lavsan" rrjedh nga shkronjat fillestare fjalët e mëposhtme – laborator komponimet me peshë të lartë molekulare Akademia e Shkencave):

Me metanol, acidi tereftalik formon dimetil eter (dimetil tereftalat, pika e vlimit = 140 o C), i cili më pas shndërrohet në etilen glikol tereftalat me transesterifikim. Polikondensimi i etilen glikol tereftalatit prodhon polietilen tereftalat me peshë molekulare 15000-20000. Fibra Dacron nuk rrudhet dhe është rezistente ndaj kushteve të ndryshme të motit.