Многоатомные спирты. Гликоли. Классификация, номенклатура, свойства. Получение и применение этиленгликоля и глицерина.
Многоатомные спирты – те у которых две и более гидроксильных групп, например, этиленгликоль
HO-СH2-CH2-OH, глицерин HO-СH2-СН(ОН)-CH2-OH, пентаэритрит С(СН2ОН)4.
Соединения, в которых у одного атома углерода есть две гидроксильных группы, в большинстве случаев нестабильны и легко превращаются в альдегиды, отщепляя при этом воду: RCH(OH)2 → RCH=O + H2O
У многоатомных спиртов, содержащих две или более ОН-групп, могут присутствовать одновременно как первичные, так и вторичные НО-группы, например, в глицерине или ксилите
Гликоли — двухатомные спирты, в их молекуле имеются две гидроксильные группы (например, этиленгликоль НОСН2СН2ОН).
Важнейшие из многоатомных спиртов - этиленгликоль и глицерин:
этиленгликоль глицерин
Это — вязкие жидкости, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде и плохо растворимые в органических растворителях.
Получение.
1. Гидролиз алкилгалогенидов (аналогично одноатомным спиртам):
ClCH2-CH2Cl + 2NaOH → НОСН2-СН2ОН + 2NaCl.
2. Этиленгликоль образуется при окислении этилена водным раствором перманганата калия:
СН2=СН2 + [О] + Н2О → НOСН2-СН2ОН.
3. Глицерин получают гидролизом жиров.
Химические свойства.
Для двух- и трехатомных спиртов характерны основные реакции одноатомных спиртов. В реакциях могут участвовать одна или две гидроксильные группы. Многоатомные спирты — более сильные кислоты, чем одноатомные спирты. Реагируют со щелочами, образуя соли. Соли двухатомных спиртов называют гликолятами, а трехатомных — глицератами.
Качественной реакцией на многоатомные спирты, является ярко, синее окрашивание при действии свежеосажденного гидроксида меди (II).
Для многоатомных спиртов характерно образование сложных эфиров. В частности, при реакции глицерина с азотной кислотой в присутствии каталитических количеств серной кислоты образуется тринитрат глицерина(нитроглицерин):
Применение.
Этиленгликоль применяют для синтеза полимерных материалов и в качестве антифриза. В больших количествах он используется также для получения диоксана, важного (хотя и токсичного) лабораторного растворителя. Диоксан получают межмолекулярной дегидратацией этиленгликоля:
диоксан
Глицерин находит широкое применение в косметике, пищевой промышленности, фармакологии, производстве взрывчатых веществ. Чистый нитроглицерин взрывается даже при слабом ударе; он служит сырьем для получения бездымных порохов и динамита ― взрывчатого вещества, которое в отличие от нитроглицерина можно безопасно бросать. Динамит был изобретен Нобелем, который основал известную всему миру Нобелевскую премию за выдающиеся научные достижения в области физики, химии, медицины и экономики. Нитроглицерин токсичен, но в малых количествах служит лекарством, так как расширяет сердечные сосуды и тем самым улучшает кровоснабжение сердечной мышцы.