230 Глава 16

Колони синтезу бувають різної конструкції: звичайно викори­стовують подібні за будовою до колон синтезу амоніаку (згадайте, як вони працюють). Легко помітити, що в технологічних схемах синтезу амоніаку і метилового спирту багато спільного.

Проте є істотні відмінності в перебігу процесів. Під час синте­зу метилового спирту, на відміну від амоніаку, відбуваються по­бічні реакції, у результаті яких можливе утворення багатьох побіч­них продуктів: спиртів більшої молекулярної маси, диметилового та інших етерів, вуглеводнів і т. ін. Тому висуваються високі ви­моги до відбору каталізаторів. Тут необхідні селективні каталіза­тори (лат. зеїесіїо — вибір), які прискорювали б основну реакцію і пригнічували інші можливі процеси. Такі властивості притаман­ні згаданим каталізаторам.

Етанол С₂Н₅ОН. Безбарвна горюча рідина, пекуча на смак, з характерним запахом, змішується з водою в будь-яких співвід­ношеннях (т. кип. 78,3 °С). Летальна доза коливається (звичайно близько 300 г). У невеликих кількостях викликає сп'яніння, вели­кі дози спричиняють наркотичний стан. В організмі окиснюється до оцтового альдегіду і згодом — до вуглекислого газу та води. Широко використовується як сировина та розчинник в органіч­ному синтезі, у фармації та медицині (виготовлення настоянок, екстрактів, розчинів), як знезаражуючий засіб, для консервації анатомічних препаратів, як пальне тощо. Входить до складу алко­гольних напоїв. Для здобування етанолу широко застосовується ферментативний гідроліз вуглеводів:

С_йН„О_л ^{Ферменти}- 2С₇Н,ОН + 2СО,

-2^АА5^Ч

'б¹¹12^6 глюкоза

Н⁺; 300 °С, 6,0 МПа

Але поряд із цим методом етанол одержують також реакцією гідратації етену:

Н₂С=СН₂ + НОН

н,с—сн,—он

231

Гідроксильні похідні вуглеводнів

С,Н,ОН + Са(ОН)₂

(С₂Н₅ОН + Н₂0) + СаО

азеотропна суміш

16.2. ДВО-1 ТРИАТОМНІ СПИРТИ

Двоатомні спирти (містять дві гідроксильні групи) називаються діолами, або гліколями. Залежно від положення гідроксильних груп V карбоновому ланцюзі гліколі поділяють:

60. на а-гліколі (гідроксильні групи знаходяться при сусідніх атомах Карбону, тобто в положенні 1,2);

61. р-гліколі (ОН-групи в положенні 1,3);

62. у-гліколі (групи ОН у положенні 1,4).

К-СН-СН-К' К-СН-СН₂-СН-К'

ОН ОН

а-гліколь

он он

р-гліколь

к—сн—сн₂—сн₂

-СН—К'

он

он

у-гліколь

а-Гліколі ще називають віцинальними гліколями. Гліколі з гід­роксильними групами при одному й тому ж карбоновому атомі (гемінальні гліколі) - дуже нестійкі сполуки. У момент утворення вони відщеплюють молекулу води і перетворюються на альдегід або кетон

но_ч я А

-н₂о

^К'

_{X ~^~ °~*}

кетон, або оксосполука

НО К'

гемінальний діол

З водою етанол утворює азеотропну суміш, що має у своєму складі близько 95 % спирту. Температура кипіння такої суміші становить 78,15 °С. Тому спирт-ректифікат, який виробляється промислово, містить близько 96,6 % етанолу. Для одержання без­водного (абсолютного) етанолу застосовують спеціальні методи зневоднення, такі, як тривале нагрівання з кальцій оксидом, без­водним купрум (II) сульфатом або іншими речовинами, здатними зв'язувати воду хімічним шляхом:

Такі діоли можуть існувати тільки за наявності в молекулі си­льних електроноакцепторних замісників. Так, хлоральгідрат є стій­кою сполукою

СІ /ОН

■■■ ':' :■.

СКС-СгН С1^Х

хлоральгідрат

232

Глава

ідроксильні похідні вуглеводнів

233

З а систематичною номенклатурою ШРАС назви гліколів утво рюють від назви відповідного вуглеводню, додаючи суфікс -ді і вказуючи положення гідроксильних груп у карбоновому ланцю зі. За радикало-функціональною номенклатурою назви ос-гліколів утворюють від назви відповідного двовалентного радикала, до якої додають суфікс -гліколь:

Н2С—СгІ2 Н2С СН—СНз Н2С СН^=СН Сгі2

он он он он он он ■ Ц

1,2-етандіол, 1,2-пропандіол, 2-бутен-1,4-діол

етиленгліколь пропіленгліколь

Триатомні спирти (містять три гідроксильні групи) називають триолами, або гліцеринами. За замісниковою номенклатурою наз­ви триатомних спиртів утворюють додаванням до назви відповід­ного вуглеводню суфікса -триол:

Н->С—СН СНт

III²

он он он

1,2,3-пропантриол, гліцерин

Спирти, що містять більше трьох гідроксильних груп, назива­ють поліолами, або просто багатоатомними спиртами.

Ізомерія. Для дво- і триатомних спиртів характерна структурна ізомерія. Вона зумовлена різною будовою карбонового скелета, різним розміщенням гідроксильних груп:

ОН ОН ОН ОН

II II

Н3С СН СН2 Н2С СН2 СН2

1,2-пропандіол 1,3-пропандіол