Polihidrični alkoholi su organski spojevi, u jednoj molekuli kojih ima više hidroksilnih skupina. Najjednostavniji predstavnik ove skupine kemijskih spojeva je dvoatomni, odnosno -1,2.

Fizička svojstva

Ta svojstva uvelike ovise o strukturi ugljikovodičnog radikala alkohola, broju hidroksilnih skupina i njihovom položaju. Dakle, prvi predstavnici homolognog niza su tekućine, a viši su čvrste tvari.

Ako se monohidrični alkoholi lako miješaju s vodom, tada se u poliatomskim alkoholima taj proces odvija sporije i s povećanjem Molekularna težina tvari postupno nestaju. Zbog jačeg povezivanja molekula u takvim tvarima, a time i nastanka dosta jakih vodikovih veza, vrelište alkohola je visoko. Disocijacija na ione odvija se u tako maloj mjeri da alkoholi daju neutralnu reakciju - boja ili fenolftalein se ne mijenjaju.

Kemijska svojstva

Kemijska svojstva ovih alkohola slična su monoatomskim, odnosno stupaju u reakcije nukleofilne supstitucije, dehidracije i oksidacije u aldehide ili ketone. Potonji je isključen za trihidrične alkohole, čija je oksidacija popraćena uništavanjem kostura ugljikovodika.

Kvalitativna reakcija na polihidrične alkohole provodi se s bakrovim (II) hidroksidom. Kada se indikator doda alkoholu, taloži se jarko plavi kelatni kompleks.

Metode dobivanja polihidričnih alkohola

Sinteza ovih tvari moguća je redukcijom monosaharida, kao i kondenzacijom aldehida u alkalnom mediju. Često dobivam polihidrične alkohole iz prirodnih sirovina - plodova rowan.

Najčešći polihidrični alkohol - glicerin - dobiva se, a uvođenjem novih tehnologija u kemijsku industriju - sintetski iz propilena, koji nastaje pri krekiranju naftnih derivata.

Upotreba polihidričnih alkohola

Područja primjene polihidričnih alkohola su različita. Eritritol se koristi za pripremu eksploziva, brzosušećih boja. Ksilitol se široko koristi u prehrambenoj industriji u pripremi dijabetičkih proizvoda, kao iu proizvodnji smola, ulja za sušenje i površinski aktivnih tvari. Iz pentaeritritola se dobivaju plastifikatori za PVC i sintetička ulja. Manit je dio nekih kozmetičkih proizvoda. I sorbitol je našao primjenu u medicini kao zamjena za saharozu.

Polihidrični alkoholi mogu se smatrati derivatima ugljikovodika u kojima je nekoliko atoma vodika zamijenjeno OH skupinama.

Dihidrični alkoholi nazivaju se dioli ili glikoli, a trihidrični alkoholi trioli ili gliceroli.

Imena polihidričnih alkohola tvore se prema općim pravilima nomenklature IUPAC. Predstavnici polihidričnih alkohola su:

etandiol-1,2 propantriol-1,2,3

Etilen glikol glicerin

Fizikalna svojstva alkohola.

Polihidrični alkoholi su viskozne tekućine slatkog okusa, lako topljive u vodi i etanolu, a slabo topive u drugim organskim otapalima. Etilen glikol je jak otrov.

Kemijski svojstva alkohola.

Za polihidrične alkohole karakteristične su reakcije monohidričnih alkohola i mogu se odvijati uz sudjelovanje jedne ili više –OH skupina.

Interakcija s aktivnim metalima:

Interakcija s alkalijama. Pojačava se uvođenje dodatnih OH skupina, koje su akceptori elektrona, u molekulu svojstva kiselina alkohola, jer dolazi do delokalizacije elektronske gustoće.

Interakcija s hidroksidima teški metali(bakar hidroksid) –kvalitativna reakcija na polihidrične alkohole.

Interakcija s halogenovodikom:

Interakcija s kiselinama do stvaranja estera:

a) s mineralnim kiselinama

nitroglicerin

Nitroglicerin je bezbojna uljasta tekućina. U obliku razrijeđenih alkoholnih otopina (1%) koristi se kod angine pektoris jer. ima vazodilatacijski učinak.

Kada glicerol stupa u interakciju s fosfornom kiselinom, nastaje smjesa α- i β-glicerofosfata:

Glicerofosfati - strukturni elementi fosfolipida, koriste se kao opći tonik

b) s organskim kiselinama. Kada glicerol stupa u interakciju s višim karboksilne kiseline nastaju masti

Reakcije dehidracije

dioksan (ciklički diester)

Kada se zagrijava, glicerin se raspada uz stvaranje suzne tvari - akroleina:

Akrolein

Oksidacija:

Kada se glicerol oksidira, nastaju brojni proizvodi. Uz blagu oksidaciju - gliceraldehid (1) i dihidroksiaceton (2):

Kada se oksidira u teškim uvjetima, nastaje 1,3-dioksoaceton (3):

Biološki su značajni penta- i šesthidroalkoholi.

Nakupljanje –OH grupa dovodi do pojave slatkog okusa. Xylitol i sorbitol su zamjene za šećer za dijabetičare

Inozitoli - heksahidrični alkoholi iz serije cikloheksana. Zbog prisutnosti asimetričnih ugljikovih atoma, inozitol ima nekoliko stereoizomera; najvažniji mezoinozitis (mioinozitis)

inozitol mezoinozitisa

Mezoinozitol se odnosi na spojeve slične vitaminima (vitamini skupine B) i strukturna je komponenta složenih lipida. Fitinska kiselina, koja je mezoinozitol heksafosfat, široko je rasprostranjena u biljkama. Njegova kalcijeva sol, nazvana fitin, stimulira hematopoezu, poboljšava živčanu aktivnost kod bolesti povezanih s nedostatkom fosfora u tijelu.

Fenoli

Fenoli su derivati aromatskih ugljikovodika u kojima je jedan ili više vodikovih atoma zamijenjeno hidroksilnim skupinama.

Polihidrični alkoholi (polialkoholi, polioli) su organski spojevi iz klase alkohola koji u svom sastavu sadrže više od jedne hidroksilne skupine -OH.

Glukoza C 6 H 12 O 6 je monosaharid (monoza) - polifunkcionalni spoj koji sadrži aldehidnu ili keto skupinu i nekoliko hidroksilnih skupina, tj. polihidroksi aldehide i polihidroksi ketone.

Interakcija polihidričnih alkohola s bakrovim (II) hidroksidom

Kvalitativne reakcije s bakrovim (II) hidroksidom za polihidrične alkohole imaju za cilj određivanje njihovih slabo kiselinskih svojstava.

Kada se svježe istaloženi bakrov (II) hidroksid doda u jako alkalnom mediju u Vodena otopina glicerol (HOCH 2-CH(OH)-CH 2 OH), a zatim u otopinu etilenglikola (etandiol) (HO CH 2-CH 2 OH), talog bakrenog hidroksida se otapa u oba slučaja i svijetlo plava boja pojavljuje se rješenje (zasićena boja indigo). To ukazuje na kisela svojstva glicerina i etilen glikola.

SuSO 4 + 2NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

Reakcija s Cu(OH) 2 je kvalitativna reakcija na polihidrične alkohole sa susjednim OH - skupinama, što uzrokuje njihova slaba kisela svojstva. Formalin i bakrov hidroksid daju istu kvalitativnu reakciju - aldehidna skupina reagira na kiseli način.

Kvalitativna reakcija glukoze s bakrovim (II) hidroksidom

Reakcija glukoze s bakrovim (II) hidroksidom pri zagrijavanju pokazuje restorativna svojstva glukoza. Kada se zagrijava, reakcija glukoze s bakrovim (II) hidroksidom odvija se redukcijom dvovalentnog bakra Cu (II) u jednovalentni bakar Cu (I). Na početku talog bakrenog oksida CuO žuta boja. U procesu daljnjeg zagrijavanja CuO se reducira u bakrov (I) oksid - Cu 2 O, koji se taloži u obliku crvenog taloga. Tijekom ove reakcije glukoza se oksidira u glukonsku kiselinu.

2 HOCH 2 - (CHOH) 4) - CH \u003d O + Cu (OH) 2 \u003d 2HOCH 2 - (CHOH) 4) - COOH + Cu 2 O ↓ + 2 H 2 O

Ovo je kvalitativna reakcija glukoze s bakrenim hidroksidom za aldehidnu skupinu.

Alkoholi su velika skupina organskih kemijske tvari. Uključuje podrazrede monohidričnih i polihidričnih alkohola, kao i sve tvari kombinirane strukture: aldehidne alkohole, derivate fenola, biološke molekule. Ove tvari stupaju u mnoge vrste reakcija i na hidroksilnoj skupini i na ugljikovom atomu koji je nosi. ove Kemijska svojstva alkohole treba detaljno proučiti.

Vrste alkohola

Alkoholi sadrže hidroksilnu skupinu vezanu na ugljikov atom nosač. Ovisno o broju ugljikovih atoma na koje je vezan nosač C, alkoholi se dijele na:

primarni (povezan s terminalnim ugljikom);
sekundarni (vezani za jednu hidroksilnu skupinu, jedan vodik i dva atoma ugljika);
tercijarni (vezan za tri atoma ugljika i jednu hidroksilnu skupinu);
miješani (polihidrični alkoholi u kojima se na sekundarnim, primarnim ili tercijarnim atomima ugljika nalaze hidroksilne skupine).

Alkoholi se također dijele ovisno o broju hidroksilnih radikala na monohidrične i polihidrične. Prvi sadrže samo jednu hidroksilnu skupinu na nosivom atomu ugljika, na primjer, etanol. Polihidrični alkoholi sadrže dvije ili više hidroksilnih skupina na različitim nosivim atomima ugljika.

Kemijska svojstva alkohola: tablica

Najprikladnije je predstaviti materijal koji nas zanima kroz tablicu koja odražava opća načela reaktivnosti alkohola.

Reaktivna veza, vrsta reakcije	Reagens	Proizvod
O-H veza, supstitucija	Aktivni metal, aktivni metalni hidrid, lužine ili amidi aktivni metali	alkoholati
C-O i O-H veza, međumolekulska dehidracija	Alkohol kada se zagrijava u kiseloj sredini	Eter
C-O i O-H veza, intramolekulska dehidracija	Alkohol kada se zagrijava iznad koncentrirane sumporne kiseline	Nezasićeni ugljikovodik
C-O veza, supstitucija	Vodikov halid, tionil klorid, kvazifosfonijeva sol, fosforni halidi	haloalkani
C-O veza – oksidacija	Donatori kisika (kalijev permanganat) s primarnim alkoholom	Aldehid
C-O veza – oksidacija	Donatori kisika (kalijev permanganat) sa sekundarnim alkoholom
molekula alkohola	Kisik (izgaranje)	ugljikov dioksid i vodu.

Reaktivnost alkohola

Zbog prisutnosti u molekuli monohidričnog alkohola ugljikovodičnog radikala - C-O veze i O-N spojevi- ova klasa spojeva ulazi u brojne kemijske reakcije. Oni određuju kemijska svojstva alkohola i ovise o reaktivnosti tvari. Potonji pak ovisi o duljini ugljikovodičnog radikala vezanog na ugljikov atom nosač. Što je veći, to je manji polaritet O-H veze, zbog čega će se reakcije koje se odvijaju eliminacijom vodika iz alkohola odvijati sporije. Time se također smanjuje konstanta disocijacije spomenute tvari.

O broju hidroksilnih skupina ovise i kemijska svojstva alkohola. Jedan pomiče gustoću elektrona prema sebi duž sigma veza, što povećava reaktivnost duž O-N grupe e. Budući da polarizira C-O veza, tada su reakcije s njegovim pucanjem aktivnije u alkoholima koji imaju dvije ili više O-H skupina. Stoga će viševalentni alkoholi, čija su kemijska svojstva brojnija, vjerojatnije reagirati. Sadrže i nekoliko alkoholnih skupina, zbog čega mogu slobodno reagirati sa svakom od njih.

Tipične reakcije monohidričnih i polihidričnih alkohola

Tipična kemijska svojstva alkohola pojavljuju se samo u reakciji s aktivnim metalima, njihovim bazama i hidridima, Lewisovim kiselinama. Također su tipične interakcije s vodikovim halidima, fosfornim halidima i drugim komponentama za proizvodnju haloalkana. Alkoholi su također slabe osnove, stoga reagiraju s kiselinama, tvoreći halogenide i estere anorganskih kiselina.

Eteri nastaju iz alkohola međumolekulskom dehidratacijom. Iste tvari stupaju u reakcije dehidrogenacije uz stvaranje aldehida iz primarnog alkohola i ketona iz sekundarnog. Tercijarni alkoholi ne stupaju u takve reakcije. Također, kemijska svojstva etilnog alkohola (i drugih alkohola) ostavljaju mogućnost njihove potpune oksidacije kisikom. to jednostavna reakcija izgaranje, popraćeno oslobađanjem vode s ugljičnim dioksidom i nešto topline.

Reakcije na atomu vodika O-N veze

Kemijska svojstva monohidričnih alkohola omogućuju kidanje O-H veze i eliminaciju vodika. Ove se reakcije odvijaju u interakciji s aktivnim metalima i njihovim bazama (alkalijama), s aktivnim metalnim hidridima, kao i s Lewisovim kiselinama.

Alkoholi također aktivno reagiraju sa standardnim organskim i anorganske kiseline. U ovom slučaju, produkti reakcije su ester ili halougljik.

Reakcije za sintezu haloalkana (preko C-O veze)

Halogenalkani su tipični spojevi koji se mogu dobiti iz alkohola pomoću nekoliko vrsta reakcija. kemijske reakcije. Konkretno, kemijska svojstva monohidričnih alkohola omogućuju interakciju s halogenidima vodika, trovalentnim i peterovalentnim fosfornim halidima, kvazifosfonijevim solima i tionil kloridom. Također, haloalkani iz alkohola mogu se dobiti intermedijernim putem, odnosno sintezom alkilsulfonata, koji će kasnije ući u reakciju supstitucije.

Primjer prve reakcije s halogenovodikom prikazan je u gornjem grafičkom dodatku. Ovdje butil alkohol reagira s klorovodikom u klorobutan. Općenito, klasa spojeva koji sadrže klor i radikal zasićen ugljikovodikom naziva se alkil klorid. nusprodukt kemijska interakcija je voda.

Reakcije s proizvodnjom alkil klorida (jodida, bromida ili fluorida) su vrlo brojne. Tipičan primjer je interakcija s fosfor tribromidom, fosfor pentakloridom i drugim spojevima ovog elementa i njegovih halogenida, perklorida i perfluorida. Prolaze mehanizmom nukleofilne supstitucije. Alkoholi također reagiraju s tionil kloridom stvarajući kloroalkan i oslobađajući SO 2 .

Vizualno kemijska svojstva monoatomskih zasićeni alkoholi koji sadrže zasićeni ugljikovodični radikal prikazani su kao reakcije na donjoj ilustraciji.

Alkoholi lako reagiraju s kvazi-fosfonijevom soli. Međutim, ova reakcija je najpovoljnija kada se odvija s monohidričnim sekundarnim i tercijarnim alkoholima. Oni su regioselektivni i omogućuju "implantaciju" halogene skupine na strogo određeno mjesto. Proizvodi takvih reakcija dobivaju se s visokim masenim udjelom prinosa. I polihidrični alkoholi, čija su kemijska svojstva nešto drugačija od monohidričnih, mogu se izomerizirati tijekom reakcije. Stoga je dobivanje ciljanog proizvoda teško. Primjer reakcije na slici.

Intramolekularna i intermolekularna dehidracija alkohola

Hidroksilna skupina smještena na nosivom atomu ugljika može se odcijepiti pomoću jakih akceptora. Tako se odvijaju reakcije intermolekularne dehidracije. Kada jedna molekula alkohola stupa u interakciju s drugom u otopini koncentrirane sumporne kiseline, molekula vode se odvaja od obje hidroksilne skupine, čiji se radikali spajaju u molekulu etera. Intermolekulskom dehidracijom etanola može se dobiti dioksan - produkt dehidracije četiriju hidroksilnih skupina.