3.2.5. Физиологическая роль и Важнейшие представители

Метиленхлорид (хлористый метилен, дихлорметан) — бесцветная жидкость со сладковатым запахом, малорастворим в воде. Обладает наркотическими свойствами. В промышленности получают хлорированием метана.

Метиленхлорид применяют в качестве растворителя для полимерных материалов (поливинилхлорида, полистирола, хлоркаучуков и др.).

Хлороформ (трихлорметан) — бесцветная жидкость со сладковатым запахом, малорастворим в воде. Обладает наркотическими и анестезирующими свойствами, применяется в медицине. В промышленности получают хлорированием этанола хлорной известью или гипохлорита кальция. Схема превращения с использованием гипохлорита выглядит следующим образом:

.

Хлороформ хорошо растворяет жиры, смолы, каучук. Его используют также в промышленном органическом синтезе для получения фреонов. При контакте с воздухом, особенно на свету, хлороформ постепенно окисляется с образованием фосгена COCl₂.

Йодоформ — антисептическое средство.

Тетрахлорметан (тетрахлорид углерода, четырёххлористый углерод) CCl₄ — бесцветная тяжёлая негорючая жидкость со сладковатым запахом. Малорастворим в воде. С водой образует азеотропную смесь, кипящую при 339 К и содержащую 96% CCl₄ и 4% H₂O.

В промышленности тетрахлорметан получают хлорированием метана или сероуглерода. Используют его в качестве растворителя, особенно для растворения жиров, масел, смол. Тетрахлорметан является исходным сырьём для промышленного синтеза фреонов. Ядовит, вызывает повреждение печени и почек.

Дихлорэтан (1,2-дихлорэтан) — бесцветная жидкость со сладковатым запахом. Малорастворим в воде. С водой образует азеотропную смесь, кипящую при 344.6 К и содержащую 83% дихлорэтана.

В промышленности дихлорэтан получают хлорированием этилена. Он широко используется в качестве растворителя и исходного сырья в органическом синтезе (винилхлорид, этилендиамин и др.). Дихлорэтан обладает наркотическими свойствами, но ядовит, вызывает тяжёлые поражения печени.

Фреоны (хладоны) — фторохлороалканы представляют собой бесцветные газы или низкокипящие жидкости и вследствие своих специфических термодинамических свойств применяются в качестве хладагентов в холодильных машинах. Фреоны получают из соответствующих хлороалканов.

Перфторуглеводороды — продукты исчерпывающего фторирования углеводородов — обладают способностью растворять и переносить кислород по кровеносным сосудам. Являются химической основой для создания кровезаменителей.

3.3. Насыщенные спирты

Насыщенные (или предельные) спирты — это гидроксильные производные алканов, то есть это продукты замещения одного или нескольких атомов водорода в молекуле алкана гидроксогруппой или гидроксогруппами (-ОН).

3.3.1. Классификация, номенклатура, изомерия

Классификация предельных спиртов возможна по следующим признакам.

1. в зависимости от числа гидроксильных групп в молекуле спирты разделяют на одноатомные и многоатомные. Под атомностью понимают количество гидроксогрупп в молекуле спирта, например:

CH3-CH2ОН одноатомный

CH2ОН-CH2ОН многоатомный (двухатомный)

2. По взаимному расположению гидроксогрупп в двухатомных спиртах иногда выделяют геминальные диолы (или гем-диолы) и вицинальные диолы (или виц-диолы), но гем-диолы неустойчивы и существуют только в водном растворе в равновесии с соответствующим карбонильным соединением (гл. 3.3.5).

3. В зависимости от природы атома углерода, с которым связана гидроксогруппа, различают первичные, вторичные и третичные спирты.

Среди используемых номенклатур для названия низших спиртов преобладает радикало-функциональная, по которой название соединения состоит из прилагательного, образованного от названия углеводородного радикала, и существительного «спирт». Например:

CH3-ОН	—	метиловый спирт
C2H5-ОН	—	этиловый спирт
	—	третичнобутиловый спирт (трет-бутиловый спирт)

Реже применяется рациональная номенклатура (применительно к спиртам она ещё называется «карбинольная»). По этой номенклатуре все спирты рассматриваются как производные родоначального соединения — CH₃-ОН, называемого карбинолом. Для этого перечисляются все заместители у атома углерода, связанного с гидроксогруппой, и добавляется слово «карбинол». Например:

СН3-CH2-ОН	—	метилкарбинол
СН3CH2-CH2-ОН	—	этилкарбинол
	—	триметилкарбинол

Но радикало-функциональная и рациональная номенклатуры малопригодны для названия соединений, имеющих длинный и разветвлённый углеводородный радикал, и конечно же для названия многоатомных спиртов. Значительно более универсальной является заместительная номенклатура ИЮПАК. В отсутствие более старших функциональных групп ОН-группа называется суффиксом -ол, добавляемым к названию углеводорода, а в присутствии старших групп — приставкой гидрокси-. Например:

СН3CH2CH2ОН	—	пропанол-1
НОСН2CH2CH2ОН	—	пропандиол-1,3
НОСН2CH2CООН	—	3-гидроксипропановая кислота

Применяются также и тривиальные названия некоторых широкоупотребительных соединений: древесный спирт, винный спирт и др.

В названиях металлических производных спиртов (алкоголятов) ROMe в радикало-функциональной номенклатуре суффикс -ат добавляется к названию радикала, а в заместительной номенклатуре тот же суффикс -ат(ят) добавляется к полному названию спирта. Например: СН₃ONa — метилат натрия, метанолят натрия; (С₂Н₅O)₃Al — этилат алюминия, этанолят алюминия.

Изомерия предельных спиртов, аналогично галогеналканам, — структурная, оптическая, конформационная. Среди конформационных изомеров полифункциональных соединений, например галогеноспиртов, заслуживают внимания молекулы, в которых атом галогена и водородный атом гидроксогруппы пространственно сближены, так что между ними возможно образование водородной связи. Это, например, наблюдается в 2-хлорэтаноле-1. Поэтому для этой молекулы наиболее устойчивой будет скошенная конформация (гош-конформация):

2-хлорэтанол-1