Двохатомні спирти (гліколі) містять в молекулі два гідроксильних групи при різних вуглецевих атомах.
Загальна формула цих спиртів CnH2n (OH) 2. Першим представника двоатомних спиртів є етиленгліколь (етандіол) НОСН2-СН2ОН.
Номенклатура. Щоб назвати ці спирти за систематичною номенклатурою, до назви алкану додають суфікс-діол, а цифр вказують місце гідроксилів в вуглецевого ланцюга:
Н3С-СН2-СН-СН2ОН
|
ВІН
бутандіол-1, 2
За раціональної номенклатурі назви двоатомних спиртів можна скласти з назв відповідних алкенових вуглеводнів з додаванням слова гліколь:
НОСН2-СН2ОН НОСН2-СНОН-СН3
етиленгліколь пропіленгліколь
(Етандіол) (пропандіол-1, 2)
Ізомерія цих спиртів залежить від будови вуглецевого ланцюга та розташування в ній двох гідроксильних груп (a-, b-, g-гліколі і т.д.):
Н3С-СНОН-СН2ОН HOCH2-CH2-CH2OH
пропандіол-1, 2 пропандіол-1, 3
(A-гліколь) (b-гліколь)
Отримання. У методах отримання двоатомних і одноатомних спиртів багато спільного. Так, двоатомні спирти можна отримувати:
1. Гідролізом дігалогенопроізводних:
Н3С-СН-СН2Сl + 2Н2О ® Н3С-СН-СН2ОН + 2HСl
| |
Сl ВІН
1,2-діхлорпропан пропандіол-1, 2
2. Окисленням етиленових вуглеводнів:
Н2С == СН2 + Н2О + O ® HOCH2-CH2OH
етилен етиленгліколь
3. Гідратацією оксиду етилену:
Н2С-CH2 + Н2О ® НОСН2-СН2ОН
/
O
оксид
етилену
Фізичні властивості. Нижчі гліколі (від грец. Glykys - солодкий) - сиропоподібну, солодкі на смак, розчинні у воді речовини. Гликоли киплять при більш високій температурі і мають велику щільність, ніж відповідні їм (з тим же числом вуглецевих атомів) одноатомні спирти. Це пояснюється присутністю другого гідроксильної групи, що веде до утворення додаткових водневих зв'язків.
Хімічні властивості. Двохатомні спирти у хімічних реакціях можуть реагувати однією або двома гідроксильними групами.
1. Освіта гліколятов. На відміну від одноатомних спиртів двоатомні легко вступають у взаємодію не тільки з лужними металами, а й з оксидами і гідроксидами важких металів. Утворені речовини називають гліколятамі:
H
|
CH2OH H2C-O åO-CH2
2 | + Cu (OH) 2 ® | Cu | + 2H2O
CH2OH H2C-Oä O-CH2
|
H
етилен-гліколят міді (комп-
-Гліколь комплексні з'єднання)
2. Реакції дегідратації. Ці реакції, як відомо, можуть бути внутрішньомолекулярними і міжмолекулярними:
а) внутрішньомолекулярний дегідратація:
H2C-CH-OH ® [H2C == CH-OH] ® H3C-C == O
| |-H2O
OH H H
етилен-вініловий оцтовий
гліколь спирт альдегід
б) міжмолекулярний дегідратація:
HOCH2-CH2OH + HOCH2-CH2OH ® HOCH2-CH2-O-CH2-CH2OH
-H2O діетілентліколь
У випадку (б) процес може йти і далі - з утворенням полімеру:
nHOCH2-CH2OH ® [-CH2-CH2-O-] n + nH2O
При міжмолекулярної дегідратації утворюються не тільки лінійні але й циклічні продукти:
/ O
H2C-OH HO-C H2C CH2
| + | ® | | + 2H2O
H2C-OH HO-CH2 H2C CH2
O /
1,4-діоксан
Діоксану використовують як розчинник (обережно: токсичний).
3. Освіта простих і складних ефірів. Взаємодіючи спиртами або кислотами (органічними або неорганічними), гліколі утворюють прості і складні ефіри:
H +
HOCH2-CH2OH + HO-C2H5 - ® HOCH2-CH2-O-C2H5 + H2O
Етілцеллозольв
(Простий ефір)
H2C-OH H + H2C-O-NO2
| + 2HNO3 - ® | + 2H2O
H2C-OH H2C-O-NO2
дінітроеті-
ленгліколь
(Складний ефір)
4. Заміна гідроксильних груп на галоген:
H2C-OH H2C-Cl
| + HCl ® | + H2O
H2C-OH H2C-Cl
етилен-
хлоргідрін
5. Окислення. При окисленні двоатомні спирти утворюють ряд проміжних продуктів. Наприклад, при окислюванні етиленгліколю утворюються: гліколевий альдегід (НОСН2-СНТ), гліоксаль (ОНБ-СНТ), гліколевая кислота (НОСН2-СООН), гліоксалевая кислота (ОНБ-СООН) і щавлева кислота (HOOС-COOH). Щавлева кислота звичайно є передостаннім продуктом окислення багатьох органічних сполук.
Окремі представники.
Етиленгліколь (етандіол) HOCH2-CH2OH - в'язка безбарвна рідина, солодка на смак, т. кип. 198 ° С. Отруйний. Гігроскопічний. Сильно знижує температуру замерзання води, тому етиленгліколь використовують для приготування антифризу (водний розчин, що містить 25% етиленгліколю, замерзає при -12 ° С, а у якому 60% - при -49 ° С).
Етиленгліколь широко використовують у хімічній промисловості. Так, з етиленгліколю і терефталевой кислоти отримують полімер, який йде на виготовлення синтетичного волокна лавсан.
Етіленглікольдінітрат - сильну вибухову речовину, що заміняє тринитрат гліцерину (нітрогліцерин).
1,2-Пропіленгліколь (пропандіол-1, 2) H2C-CHOH-CH2OH - рідина з т. кип. 187,4 ° С, змішується з водою і багатьма органічними розчинниками. Гігроскопічний. Використовують для одержання деяких полімерів, входить до складу антифризів, гідравлічних гальмівних рідин. Хладоагент.