16.1.2. Многоатомные спирты

Многоатомные спирты содержат в своем составе две или более гидроксильных групп у разных углеродных атомов.

СН₂ – СН₂ СН₂ – СН – СН₂ СН₂ – СН – СН – СН – СН₂

         

ОН ОН ОН ОН ОН ОН ОН ОН ОН ОН

этандиол-1,2 пропантриол-1,2,3 пентанпентол-1,2,3,4,5

(этиленгликоль) (глицерин) (ксилит)

Физические свойства многоатомных спиртов

Этиленгликоль (“гликоли” – общее название двухатомных спиртов) представляет собой бесцветную вязкую жидкость, хорошо растворяется в воде и во многих органических растворителях.

Глицерин – важнейший трехатомный спирт – бесцветная, густая, хорошо растворимая в воде жидкость. Глицерин известен с 1779 года после открытия его шведским химиком К Шееле.

Таблица 16.3.

Пожароопасные свойства этиленгликоля и глицерина

Спирты		tзамерзания	tкипения	tсамовоспл.	tвспышки	ТПР
С2Н6О2	этиленгликоль	– 17	197	380	120	112-124
С3Н8О3	глицерин	17,9	290	400	200	158-240

Многоатомные спирты, содержащие 4 и более атомов углерода, представляют собой твердые вещества.

Чем больше в молекуле гидроксильных групп, тем лучше оно растворяется в воде и тем выше его температура кипения. Кроме этого, появляется сладкий вкус, причем, чем больше гидроксильных групп в веществе, тем более сладким оно является.

Как заменители сахара используются

СН₂ – СН – СН – СН – СН₂ СН₂ – СН – СН – СН – СН – СН₂

          

ОН ОН ОН ОН ОН ОН ОН ОН ОН ОН ОН

ксилит сорбит

СН – ОН Шестиатомный спирт “инозит” также сладкий

/ \ на вкус. Инозит содержится в бобовых, почках,

НО – НС СН – ОН печени, мышцах.

  Инозит имеет общую формулу с глюкозой

НО – НС СН – ОН С₆Н₁₂О₆.

\ /

СН– ОН

циклогексангексол

(инозит)

Способы получения многоатомных спиртов

1. Неполное окисление алкенов

Частичное окисление раствором перманганата калия КMnО₄.

1.1. Окисление этилена

СН₂ = СН₂ + [O] + НОН  СН₂– СН₂

этилен  

OН ОН

этандиол-1,2

(этиленгликоль)

1.2. Окисление пропена

СН₂ = СН – СН₃ + [O] + НОН  СН₂– СН – СН₂

пропен    пропантриол-1,2,3,

OН ОН ОН (глицерин)

2. Гидратация оксида этилена

СН₂ – СН₂ + НОН  СН₂– СН₂

   

О OН ОН

оксид этилена этиленгликоль

3. Омыление растительных и животных жиров

Глицерин получают в качестве побочного продукта в мыловаренной промышленности при переработке жиров.

СН₂ – О – ОС – С₁₇Н₃₅ СН₂ – ОН

 

СН – О – ОС – С₁₇Н₃₅ + 3NaOH  СН – ОН + 3 С₁₇Н₃₅СООNa

 

СН₂ – О – ОС – С₁₇Н₃₅ СН₂ – ОН

триглицерид глицерин стеарат натрия

стеариновой кислоты (мыло)

Химические свойства многоатомных спиртов

Химические свойства многоатомных спиртов во многом аналогичны свойствам одноатомных спиртов.

1. Взаимодействие с активными металлами

СН₂ – ОН СН₂ – ОNa

 + 2Na   + H₂

СН₂ – ОН СН₂ – ОNa

этиленгликоль натриевая соль этиленгликоля

2. Образование сложных эфиров с минеральными кислотами

СН₂ – ОН + НО – NО₂ СН₂ – О – NО₂

 

СН – ОH + НО – NО₂  СН – О – NО₂ + 3Н₂О

 

СН₂ – ОH + НО – NО₂ СН₂ – О – NО₂

глицерин азотная “ тринитроглицерин”

кислота

Тринитроглицерин – одно из сильнейших взрывчатых веществ, взрывается от удара, сотрясения, запала, в результате саморазложения. Для практического применения с целью повышения безопасности при работе с тринитроглицерином его переводят в динамит (пропитанные тринитроглицерином пористые материалы – инфузорная земля, древесная мука и т.п.).

3. Взаимодействие с гидроксидом меди (II) – качественная реакция на глицерин

СН₂ – ОН СН₂ – О_Н _/ О – СН₂

  Cu _ 

2 СН – ОН + Cu(ОН)₂  СН – О ^/ НО – С Н

  

СН₂ – ОН СН₂ – ОН НО – СН₂

диглицерат меди

(ярко-синяя окраска)

4. Дегидратация глицерина с образованием акролеина

t

С₃Н₈О₃  СН₂ = СН – С = О + 2Н₂О

глицерин 

Н

акролеин (удушливый запах при прокаливании жиров)

5. Реакции окисления

Этиленгликоль и глицерин при взаимодействии с сильными окислителями (перманганатом калия КMnО₄, оксидом хрома (VI) CrO₃) склонны к самовозгоранию.

_{- 2/3 +7 +4 +2}

5С₃Н₈О₃ + 14КMnО₄ + 21H₂SO₄  15CO₂ + 14MnSO₄ + 7K₂SO₄ + 41H₂O

Применение многоатомных спиртов

Этиленгликоль и глицерин используют для изготовления незамерзающих жидкостей – антифризов. Так, водный 50 %-ный раствор глицерина замерзает только при – 34⁰С, а раствор, составленный из 6 частей этиленгликоля и 1 части воды замерзает при температуре – 49⁰С.

Пропиленгликоль СН₃ – СН(ОН) – СН₂ – СН₂ОН используется для получения не содержащих воду пен (такие пены более стабильны), а также является составной частью кремов для загара.

Этиленгликоль используется для получения волокна “лавсан”, а глицерин – для получения глифталевых смол.

В большом количестве глицерин используется в парфюмерной, медицинской и пищевой промышленности.