ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.11.2021
Просмотров: 83
Скачиваний: 1
СПИРТИ ДВОАТОМНІ (ГЛІКОЛІ) ТА ТРИАТОМНІ (ГЛІЦЕРИНИ)
1.
Ізомерія та номенклатура двоатомних спиртів.
2.
Способи одержання.
3. Хімічні властивості двохатомних спиртів: утворення гліколятів, етерів,
естерів, окислення.
4. Триатомні спиртів (гліцерини) ізомерія та номенклатура.
5. Способи одержання.
6. Хімічні властивості: утворення гліцератів, естерів, окислення та ін.
Двоатомні спирти (гліколі, або алкандіоли)
Двоатомні насичені спирти, або гліколі,– похідні алканів, в молекулах
яких два атоми Гідрогену біля двох атомів Карбону заміщені на
гідроксигрупи.
Гомологічний ряд
Загальна формула – С
n
Н
2n
(ОН)
2
. Гомологічний ряд: СН
2
ОН-СН
2
ОН,
СН
2
ОН-СН
2
-СН
2
ОН тощо.
Ізомерія і номенклатура
Для гліколів характерна ізомерія карбонового радикала і розміщення в
карбоновому ланцюзі груп –ОН. За основу раціональної номенклатури
гліколей беруть тривіальну назву алкену, до якої додають слово «гліколь».
Наприклад, СН
2
ОН–СН
2
ОН – етиленгліколь.
За номенклатурою ІЮПАК до назви відповідного алкану додають суфікс -
діол, перед назвою цифрами вказують місце розміщення спиртових груп у
ланцюзі:
СН
3
- СНОН - CH
2
- СН
2
ОН.
1,3-бутандіол
Способи одержання
1.
Гідроліз дигалогенопохідних алканів:
CH
3
CHCl
CH
2
CHCl
CH
3
+ 2HOH -2HCl
CH
3
CHOH
CH
2
CHOH
CH
3
.
2,4-дихлорпентан
2,4-пентадіол
2.
Гідроксилювання алкенів
(реакція Вагнера):
CH
3
CH
CH
2
+ H
2
O + O(KMnO
4
)
CH
3
CHOH
CH
2
OH.
пропен
1,2-пропандіол
3.
Гідроліз галогеногідринів:
CH
2
CI
CH
2
OH + H
2
O
CH
2
OH
CH
2
OH + HCl.
хлорентанол
1,2-етанол
Хімічні властивості
Вони переважно визначаються наявністю в молекулі спирту двох
гідроксильних груп.
1.
Утворення гліколятів.
Як і одноатомні спирти, гліколі з лужними
металами і навіть з лугами утворюють сполуки типу алканолятів:
CH
2
OH
CH
2
OH
+ Na
- H
CH
2
ONA
CH
2
OH
+ Na
- H
CH
2
ONa
CH
2
ONa
.
етандіол
мононатрійгліколят
динатрійгліколят
Крім цього, гліколі легко вступають в реакцію заміщення Гідрогену з
гідроксидами важких металів, оскільки наявність другої групи –ОН збільшує
рухливість атомів Гідрогену в першій. Гліколі проявляють кислі властивості:
рК
для
етандіолу– 14,7. Прикладом може бути реакція взаємодії з
гідроксидом купруму (II):
CH2OH
2
CH2OH
+ Cu(OH)
2
-2H
2
O
H
2
C
H
2
C
O
O
Cu
O
O
CH
2
CH
1
H
гліколят купруму
Дана реакція використовується в якісному аналізі органічних речовин для
виявлення діольного фрагменту в їх молекулах – СН (ОН) СН (ОН)-.
2.
Утворення естерів.
Гліколі легко взаємодіють з органічними та
мінеральними кислотами, утворюючи неповні і повні естери:
CH
2
OH
CH2OH
+ HONO
2
-H
2
O
CH
2
CH
2
OH + HONO
2
-H
2
O
CH
2
CH
2
O
O
NO
2
NO
2
O
NO
2
мононітроетандіол
динітроетандіол
Динітроетандіол – використовується для виготовлення вибухових
речовин.
3.
Утворення продуктів дегідратації.
Розрізняють внутрішньо-і
міжмолекулярну дегідратації. Тип дегідратації залежить від умов перебігу
реакцій. Прикладом внутрішньомолекулярної дегідратації може бути
утворення
ацетону
з
пропандіолу:
CH
3
CHOH
CH
2
OH
-H
2
O
CH
3
C =CH
2
OH
CH
3
C
CH
3
O
1,2-пропандіол
пропен-1 -ол -2
ацетон
Приклад міжмолекулярної дегідратації – утворення етеру діоксану:
CH
2
OH
CH
2
OH
+
HO
CH
2
CH
2
HO
H
2
SO
4
-2H
2
O
H
2
C
H
2
C
O
O
CH
2
CH
2
.
етандіол
діоксан
4.
Утворення етерів:
CH
2
ONa
CH
2
ONa
+
CH
3
I
CH
3
I
-2NaI
CH
2
CH
2
O
O
CH
3
CH
3
.
динатрійетандіол іодістий
метил
диметиловий етер етандіолу
5.
Реакції окиснення.
Гліколі, беручи участь у реакції окис-нення, можуть
бути джерелом одержання низки важливих органічних речовин:
CH
2
OH
CH
2
OH
(O)
C
CH
2
OH
O
H
(O)
CH
2
OH
COOH
O
C
C
O
H
H
(O)
C
O
H
COOH
(O)
COOH
COOH
етандіол гліколевий альдегід
гліколева кислота
гліоксаль
гліоксилова
кислота
оксалатна
кислота
Триатомні спирти (гліцерини, або алкантріоли)
Алкантріоли – похідні алканів, у молекулах яких три атома Гідрогену біля
різних атомів Карбону заміщені на гідроксигрупу – ОН.
Гомологічний ряд
Загальна формула – С
n
Н
2n-1
(ОН)
3
. Гомологічний ряд: СН
2
ОН- СНОН-
СН
2
ОН, СН
2
ОН- СНОН--СНОН- СН
3
, СН
2
ОН- СНОН- СН
2
- СН
2
ОН тощо.
Ізомерія і номенклатура
Для найменування спиртів найчастіше використовується номенклатура
ІЮПАК. Називаючи спирт, до найменування вуглеводню додають суфікс -
тріол, перед яким цифрами вказують місце розміщення спиртових груп у
карбоновому ланцюзі. Згідно з цим наведені вище перші дві формули спиртів
за номенклатурою ІЮПАК називаються так: 1,2,3-пропантріол, 1,2,3-
бутантріол, 1,2,4-бутантріол.
Способи одержання
1.
Гідроліз жирів
(одержання гліцерину):
CH
2
CH
2
CH
2
O
O
O
CO
CO
CO
R
1
R
2
R
3
+ 3H
2
O
CH
2
OH
CHOH
CH
2
OH
+
R
1
R
3
COOH
COOH
жир
гліцерин вищі жирні
кислоти
R
2
COOH
2.
Гліцеринове бродіння моносахаридів.
Джерело – вуглеводи, виробники
– мікроорганізми, в яких синтезуються ферменти гліцеринового бродіння:
C
6
H
12
O
6
CH
2
OH
CHOH
CH
2
OH + CH
3
C
O
H
+ CO
2
.
3.
Синтетичний спосіб.
Вихідною речовиною є алкени крекінгу:
CH
3
CH
CH
2
+ Cl
2
-HCl
CH
2
Cl
CH
CH
2
+NaOH
-NaCl
CH
2
OH + O + H
2
O
CH
CH
2
CH
2
OH
CHOH
CH
2
OH
Процес йде при високих температурах і в присутності каталізаторів
(Сu
2
0). Спосіб простий, дешевий, заощадливий (по відношенню до витрат
харчових жирів).
Хімічні властивості
Тріоли вступають у ті ж самі реакції, що й алкандіоли.
1. Утворення гліцератів. Гліцерин і всі триатомні спирти здатні
утворювати гліцерати з лужними і лужноземельними металами:
CH
2
OH
CHOH
CH
2
OH + Cu(OH)
2
CH
2
O
CH
O
Cu
CH
2
OH + H
2
O
гліцерат купруму
2. Утворення естерів. При взаємодії з жирними кислотами тріоли
утворюють тригліцериди (жири, олії):
CH
2
OH
CHOH
CH
2
OH
+ 3C
17
H
35
COOH
CH
2
CH
CH
2
O
O
O
CO
CO
CO
C
17
H
35
C
17
H
35
C
17
H
35
+ 3H
2
O.
стеаринова кислота тристеарин
Вони можуть взаємодіяти з мінеральними кислотами. Наприклад, при
взаємодії з нітратною кислотою утворюється три-нітрогліцерин – хімічна
основа динаміту. В медицині та ветеринарії він застосовується для лікування
серцево-судинних захворювань у вигляді спиртових розчинів:
CH
2
O H
CHO H
CH
2
O H
+
HO NO
2
HO NO
2
HO NO
2
CH
2
CH
CH
2
O
O
O
NO
2
NO
2
NO
2
+ 3H
2
O
тринітрогліцерин
На особливу увагу заслуговують естери гліцерину і ортофосфорної
кислоти – гліцерофосфати:
CH
2
OH
CH OH + HO P O
CH
2
OH
OH
OH
CH
2
OH
CH OH
CH
2
O P
OH
OH
O
+ H
2
O
гліцерофосфат
ортофосфатна
кислота
Гліцерофосфати – продукти проміжного обміну вуглеводів і ліпідів у
організмі людини і тварин. З них в тканинах і клітинах утворюються
нейтральні жири, фосфатиди, глюкоза і глікоген. Гліцерофосфати – джерело
хімічної
енергії,
що
виділяється
при
реакціях
окислювального
фосфорилування у вигляді аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ) та її
структурних аналогів. Кальцієву сіль
-гліцерофосфату – білий кристалічний
порошок, розчинний у воді (1 : 40), в медицині та ветеринарії застосовують
як серцево-судинний лікувальний засіб:
CH
2
OH
CH
2
O
CH
OH
P
O
O
O
Ca . H
2
O
Призначають також як загальностимулюючий лікарський засіб при
депресії, перевтомі, виснаженні центральної нервової системи, рахіті та
остеомеляції.
3. Окиснення. При дії окиснювачів (хромової суміші, бертолетової солі,
перманганату калію) тріоли окиснюються:
CH
2
OH
CHOH + 2O
CH
2
OH
2
CH
2
OH
C
CH
2
OH
O + H C
C
CH
2
OH
O
H
OH + H
2
O
діоксиацетон гліцериновий альдегід
1.
Утворення галогенопохідних. При взаємодії молекул спиртів з
галогеноводнями утворюються моно- і дигалогенопохідні тріодів:
CH
2
OH
CHOH
CH
2
OH
+HCl
+H
2
O
CH
2
Cl
CHOH
CH
2
OH
+HCl
-H
2
O
CH
2
Cl
CHOH
CH
2
Cl
монохлоргідрин дихлоргідрин
2. Завдання для перевірки знань студентів