Особенности свойств многоатомных спиртов

Лекция 7

Важнейшими представителями многоатомных спиртов являются двухатомный спирт этандиол-1,2 (этиленгликоль), и трехатомный спирт пропантриол-1,2,3 (глицерин):

Существуют многоатомные спирты, содержащие и б о льшее количество групп –ОН в молекуле, например, пятиатомный спирт ксилит, который используют в качестве заменителя сахара:

Этиленгликоль и глицерин – вязкие бесцветные жидкости, смешивающиеся с водой в любых соотношениях. Между молекулами многоатомных спиртов, так же как и между молекулами одноатомных спиртов, действуют водородные связи.

Водные растворы этиленгликоля определенной концентрации не замерзает даже при -70 ^оС, поэтому такие растворы используют в качестве антифризов для охлаждения автомобильных двигателей. Этиленгликоль очень ядовит.

Глицерин, напротив, нетоксичен, хорошо смягчает кожу. Его вводят в состав различных косметических средств, используют в пищевой промышленности.

Химические свойства многоатомных спиртов во многом схожи со свойствами одноатомных спиртов. Для них характерны кислотные свойства (более сильные, чем у одноатомных спиртов, но все еще более слабые, чем у воды); реакции замещения групп –ОН; образование сложных эфиров; различные виды дегидратации и окисления.

Особенность их реакционной способности состоит в том, что две или три группы –ОН во многих случаях реагируют независимо друг от друга, Так, при действии щелочных металлов на этиленгликоль сначала замещается атом водорода у одной гидроксильной группы, а затем и у второй:

Обладая несколько более сильными кислотными свойствами по сравнению с одноатомными спиртами, многоатомные спирты вступают в реакцию с гидроксидами некоторых переходных металлов, например, со свежеосажденным гидроксидом меди (II).

При этом голубой осадок Cu(OH)₂ растворяется, и наблюдается образование ярко-синего гликолята меди:

.

Эта реакция характерна и для других многоатомных спиртов и является качественной реакцией, позволяющей обнаружить в составе органического вещества наличие нескольких гидроксильных групп.

Замещение групп –ОН на галоген в случае многоатомных спиртов также происходит поочередно, причем первая гидроксильная группа замещается легче, а вторая – труднее:

Многоатомные спирты, как и одноатомные, взаимодействует с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров, например:

Особенно важны в практическом отношении сложные эфиры глицерина. Так, сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот (например, стеариновой С₁₇Н₃₅-СООН, олеиновой С₁₇Н₃₃-СООН) представляют собой жиры, примером которых может служить тристеарат глицерина – твердый жир животного происхождения:

При взаимодействии глицерина с азотной кислотой можно получить соответствующий сложный эфир ‑ тринитрат гицерина:

Тринитрат глицерина (нитроглицерин) – взрывчатое вещество и одновременно лекарственный препарат: его 1%-й спиртовой раствор применяют в медицине в качестве сосудорасширяющего средства.

Двухатомные спирты можно получить при «мягком» окислении алкенов водным или слабощелочным раствором перманганата калия

а также путем гидролиза соответствующих дигалогензамещенных алканов, например:

Глицерин образуется при гидролизе природных жиров, в промышленности его получают через ряд стадий из пропилена.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Даны вещества:

а)		г)
б)		д)
в)		е)

Назовите каждое из веществ в соответствии с правилами номенклатуры ИЮПАК.

2. Даны вещества

а) б) в) г) д) е)

2,3,4-триметилпентанол-1; 4-метил-3-этилпентанол-2; 2-метилпропандиол-1,3; бутантриол-1,2,4; 3,4-диэтилфенол; 2,4,6-тринитрофенол.

Напишите структурные формулы этих веществ.

3. Напишите структурные формулы всех спиртов, изомерных диэтиловому эфиру, дайте им названия. Укажите среди записанных вами веществ два первичных спирта, вторичный и третичный спирты.

4. Напишите уравнения следующих реакций, указывая условия их протекания:

а) пропанола-2 с натрием;

б) 2-метилбутанола-2 с хлороводородом;

в) метанола с пентахлоридом фосфора;

г) этиленгликоля с бромоводородом;

д) фенола с бромной водой;

е) гидрирования 2-метилфенола.

5. Напишите уравнения реакций межмолекулярной и внутримолекулярной дегидратации пропанола-1. Укажите, в каких условиях преимущественно образуется простой эфир, а в каких – алкен.

6. Напишите уравнения реакций с участием метанола, приводящих к образованию

а) диметилового эфира;

б) метилового эфира уксусной кислоты.

Какое из этих веществ относится к простым, а какое – к сложным эфирам?

7. Закончите следующие уравнения реакций окисления спиртов (не забудьте подобрать коэффициенты):

8. Напишите уравнения реакций получения пропанола‑2 и пропандиола‑1,2

а) из пропилена;

б) из хлорзамещенных алканов соответствующего строения.

9. Гидратацией каких двух алкенов можно получить 2‑метилбутанол‑2? Напишите уравнения соответствующих реакций. Почему с помощью реакции гидратации нельзя получить 2‑метилбутанол‑1?

10. В одной из пробирок находится этиленгликоль, во второй – этиловый спирт, в третьей – водный раствор фенола. Приведите уравнения реакций, позволяющих различить эти вещества.

11. При нагревании смеси этилового и пропилового спиртов с концентрированной серной кислотой может образоваться пять новых органических веществ: два алкена и три простых эфира. Назовите эти вещества, напишите уравнения реакций, которые приводят к их образованию.

12. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а)

;

б)

;

в)

13. Напишите уравнения реакций, позволяющих через ряд стадий получить:

а) бутадиеновый каучук из этанола;

б) 2,3-диметилбутан из изопропилового спирта;

в) 1,2-дибром-2-метилпропан из 2-метилпропанола-2.

14. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

гексан → бензол → хлорбензол→ фенолят натрия → →фенол → 2,4,6-трибромфенол.

15. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

карбид кальция → ацетилен → бензол → изопропилбензол → фенол → циклогексанол.

16. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

17. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Дата добавления: 2014-01-04