Многоатомные спирты

Важнейшие из многоатомных спиртов – этиленгликоль и глице­рин:

Это – вязкие жидкости, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде и плохо растворимые в органических растворителях.

Получение

1. Гидролиз алкилгалогенидов (аналогично одно­атомным спиртам):

2. Этиленгликоль образуется при окислении этилена водным рас­твором перманганата калия:

3. Глицерин образуется при гидролизе жиров.

Химические свойства

Для двух- и трехатомных спиртов харак­терны основные реакции одноатомных спиртов. В реакциях могут участвовать одна или две гидроксильные группы. Взаимное влияние гидроксильных групп проявляется в том, что многоатомные спирты – более сильные кислоты, чем одноатомные спирты. Поэтому мно­гоатомные спирты, в отличие от одноатомных, реагируют со щелоча­ми, образуя соли. По аналогии с алкоголятями соли двухатомных спиртов называют гликолятами, а трехатомных – глицератами.

Качественной реакцией на многоатомные спирты, содержащие группы ОН при соседних атомах углерода, является ярко-синее ок­рашивание при действии свежеосажденного гидроксида меди (II). Цвет раствора обусловлен образованием комплексного гликолята меди:

Для многоатомных спиртов характерно образование сложных эфиров. В частности, при реакции глицерина с азотной кислотой в присутствии серной кислоты образуется тринитрат глицерина, из­вестный под названием нитроглицерин (последнее название неверно с химической точки зрения, поскольку в нитросоединениях группа -NО₂ непосредственно связана с атомом углерода):

Применение

Этиленгликоль применяют для синтеза полимер­ных материалов и в качестве антифриза. В больших количествах его используют также для получения диоксана, важного (хотя и токсич­ного) лабораторного растворителя. Диоксан получают межмолеку­лярной дегидратацией этиленгликоля:

Глицерин находит широкое применение в косметике, пищевой промышленности, фармации, 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 А. Нобелем, имя кото­рого носит известная всему миру премия 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.

Фенолы

Фенолами называют производные ароматических углеводородов, молекулы которых содержат одну или несколько гидроксильных групп, непосредственно соединенных с бензольным кольцом.

Н азвания фенолов составляют с учетом того, что для родоначальной структуры по правилам ИЮПАК сохранено тривиальное название «фенол». Нумерацию атомов углерода бензольного кольца начинают от атома, непосредственно связанного с гидроксильной группой (если она является старшей функцией), и продолжают в такой последовательности, чтобы имеющиеся заместители получили наименьшие номера.

Простейший представитель этого класса – собственно фенол, С₆Н₅ОН.

Одна из двух неподеленных электронных пар атома кислорода втягивается в π-электронную систему бензольного кольца (+М-эффект группы ОН). Это приводит к двум эффектам: а) увеличивается электронная плотность в бензольном кольце, причем максимумы электронной плотности находятся в орто- и пара-положениях по отношению к группе ОН; б) электронная плотность на атоме кислорода, напротив, уменьшается, что приводит к ослаб­лению связи О-Н. Первый эффект проявляется в высокой активно­сти фенола в реакциях электрофильного замещения, а второй – в по­вышенной кислотности фенола по сравнению с предельными спиртами.

Монозамещенные производные фенола, например метилфенол (крезол), могут существовать в виде трех структурных изомеров: орто-, мета- и пара-крезолов: