ДвухАтомные спирты
Спирты, содержащие несколько гидроксильных групп, называются многоатомными спиртами. Двухатомные спирты называются гликолями или диолами, общая формула таких соединений СnH2n(OH)2.
Две гидроксильные группы не могут находиться у одного атома углерода, такие соединения легко теряют воду, превращаясь в альдегиды или кетоны:
Это свойство типично для всех гем-диолов. Устойчивость гем-диолов повышается при наличии электроноакцепторных заместителей. Примером устойчивого гем-диола является хлоральгидрат:
Гликоли, содержащие гидроксильные группы у разных углеродных атомов, устойчивы.
Изомерия и номенклатура
Изомерия гликолей связана с изомерией углеродного скелета и взаимным расположением гидроксильных групп (α-, β-, γ-гликоли и т.д.)
В двухатомных спиртах гидроксилы могут быть соединены с первичными, вторичными и третичными атомами углерода, поэтому различают гликоли двупервичные, первично-вторичные и т.д.:
1) первично – первичный гликоль
2) первично – вторичный
3) двувторичные и т.д.
Тривиальные названия двухатомных спиртов производятся от названия двухатомного радикала с прибавлением слова гликоль, например этиленгликоль, пропиленгликоль. По систематической номенклатуре пользуются окончанием -ол с указанием числа гидрокисльных групп – диол и цифр, указывающих положения гидроксильных групп:
Способы получения
Способы получения двухатомных спиртов аналогичны способам получения одноатомных спиртов.
1. Гидролиз вицинальных дигалогенпроизводных или галогенгидринов
2. Окисление алкенов водным раствором перманганата калия или пероксидом водорода
3. Гидратация α-окисей
В результате реакции алкоголята и этиленоксида образуются соединения типа ROCH2CH2OH – целлозольвы:
CH3CH2CH2CH2ONa + (CH2)2O + H2O ® CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2OH
4. Каталитическое восстановление эфиров двухосновных кислот
5. Восстановление диальдегидов
Физические свойства
Благодаря наличию межмолекулярных и внутримолекулярных водородных связей и большому числу полярных групп гликоли имеют более высокие температуры кипения, чем одноатомные спирты, хорошо растворимы в воде. Низкомолекулярные диолы – густые жидкости, высокомолекулярные – твердые вещества.
СН3СН2ОН т. кип. 78.3°С
СН2(ОН)-СН2ОН т. кип. 197.5°С
Химические свойства
Химические свойства диолов аналогичны свойствам одноатомных спиртов, но они могут вступать в реакции с участием одной или обеих гидроксильных групп. Со щелочными металлами образуют полные и неполные гликоляты, а с минеральными и органическими кислотами – полные и неполные эфиры.
1. Образование гликолятов
Отличительной особенностью гликолей является реакция с гидроксидом меди с образованием гликолята меди (качественная реакция на вицинальные диолы)
2. Образование сложных эфиров
3. Образование простых эфиров
4. Реакции дегидратации
Для гликолей характерны внутримолекулярные и межмолекулярные реакции дегидратации
Особо рассмотрим дегидратацию α-двутретичных гликолей (пинаконов) в присутствии серной кислоты, приводящую к образованию пинаколинов:
Такая перегруппировка получила название пинаколиновой. Дегидратация пинаконов над оксидом алюминия приводит к алкадиенам.
5. Окисление
Двухатомные спирты легко окисляются:
