Polihidriniai alkoholiai yra organiniai junginiai, kurios vienoje molekulėje yra kelios hidroksilo grupės. Paprasčiausias šios cheminių junginių grupės atstovas yra diatominis arba -1,2.

Fizinės savybės

Šios savybės labai priklauso nuo alkoholio angliavandenilio radikalo struktūros, hidroksilo grupių skaičiaus ir jų padėties. Taigi pirmieji homologinės serijos atstovai yra skysčiai, o aukštesni – kietieji.

Jei vienahidroksiliai alkoholiai lengvai maišosi su vandeniu, tai daugiaatomiuose alkoholiuose šis procesas vyksta lėčiau ir didėjant molekulinė masė medžiagos palaipsniui išnyksta. Dėl stipresnio molekulių susiejimo tokiose medžiagose, taigi ir gana stiprių vandenilinių ryšių atsiradimo, alkoholių virimo temperatūra yra aukšta. Disociacija į jonus vyksta tokiu mastu, kad alkoholiai duoda neutralią reakciją – spalva arba fenolftaleinas nesikeičia.

Cheminės savybės

Šių alkoholių cheminės savybės yra panašios į monoatominių, tai yra, jie patenka į nukleofilinio pakeitimo, dehidratacijos ir oksidacijos reakcijas į aldehidus arba ketonus. Pastaroji neįtraukiama trihidroms alkoholiams, kurių oksidaciją lydi angliavandenilio skeleto sunaikinimas.

Kokybinė reakcija į polihidroksilius alkoholius atliekama vario (II) hidroksidu. Kai į alkoholį pridedamas indikatorius, nusėda ryškiai mėlynas chelato kompleksas.

Daugiahidroksilių alkoholių gavimo būdai

Šių medžiagų sintezė įmanoma redukuojant monosacharidus, taip pat kondensuojant aldehidus šarminėje terpėje. Dažnai polihidroksilius gaunu iš natūralių žaliavų – šermukšnių vaisių.

Labiausiai paplitęs polihidroksilis – glicerinas – gaunamas ir chemijos pramonėje diegiant naujas technologijas – sintetiniu būdu iš propileno, kuris susidaro krekinguojant naftos produktus.

Daugiahidroksilių alkoholių naudojimas

Daugiahidroksilių alkoholių panaudojimo sritys yra skirtingos. Eritritolis naudojamas sprogstamųjų medžiagų, greitai džiūstančių dažų ruošimui. Ksilitolis plačiai naudojamas maisto pramonėje gaminant diabetikams skirtus produktus, taip pat gaminant dervas, džiovinimo aliejus ir paviršinio aktyvumo medžiagas. PVC ir sintetinių alyvų plastifikatoriai gaunami iš pentaeritritolio. Manitas yra kai kurių kosmetikos gaminių dalis. Ir sorbitolis buvo pritaikytas medicinoje kaip sacharozės pakaitalas.

Daugiahidroksiliai alkoholiai gali būti laikomi angliavandenilių dariniais, kuriuose keli vandenilio atomai pakeisti OH grupėmis.

Dvihidročiai alkoholiai vadinami dioliais arba glikoliais, trihidroliai – trioliais arba gliceroliais.

Daugiahidroksilių alkoholių pavadinimai formuojami pagal bendrąsias IUPAC nomenklatūros taisykles. Daugiahidroksilių alkoholių atstovai yra:

etandiolis-1,2 propantriolis-1,2,3

Etilenglikolio glicerinas

Fizinės alkoholių savybės.

Daugiahidroksiliai alkoholiai yra klampūs, saldaus skonio skysčiai, lengvai tirpūs vandenyje ir etanolyje ir blogai tirpūs kituose organiniuose tirpikliuose. Etilenglikolis yra stiprus nuodas.

Cheminis alkoholių savybės.

Polihidriniams alkoholiams būdingos monohidroksilių alkoholių reakcijos ir jie gali vykti dalyvaujant vienai ar kelioms –OH grupėms.

Sąveika su aktyviais metalais:

Sąveika su šarmais. Padidėja papildomų OH grupių, kurios yra elektronų akceptoriai, įvedimas į molekulę rūgščių savybių alkoholiai, nes vyksta elektronų tankio delokalizacija.

Sąveika su hidroksidais sunkieji metalai(vario hidroksidas) -kokybinė reakcija į polihidroksilius alkoholius.

Sąveika su vandenilio halogenidais:

Sąveika su rūgštimis formuojant esterius:

a) su mineralinėmis rūgštimis

nitroglicerinas

Nitroglicerinas yra bespalvis aliejinis skystis. Praskiestų alkoholio tirpalų (1%) pavidalu vartojamas sergant krūtinės angina, tk. turi kraujagysles plečiantį poveikį.

Kai glicerolis sąveikauja su fosforo rūgštimi, susidaro α- ir β-glicerofosfatų mišinys:

Glicerofosfatai – struktūriniai fosfolipidų elementai, naudojami kaip bendras tonikas

b) su organinėmis rūgštimis. Kai glicerolis sąveikauja su didesnėmis karboksirūgštys susidaro riebalai

Dehidratacijos reakcijos

dioksanas (ciklinis diesteris)

Kaitinamas, glicerinas suyra ir susidaro ašarinė medžiaga - akroleinas:

Akroleinas

Oksidacija:

Gliceroliui oksiduojantis susidaro nemažai produktų. Su švelnia oksidacija – gliceraldehidas (1) ir dihidroksiacetonas (2):

Oksiduojant sunkiomis sąlygomis susidaro 1,3-dioksoacetonas (3):

Biologiškai reikšmingi yra penta- ir šešiahidroksiliai alkoholiai.

Dėl –OH grupių kaupimosi atsiranda saldus skonis. Ksilitolis ir sorbitolis yra cukraus pakaitalai diabetikams

Inozitoliai - cikloheksano serijos heksahidriniai alkoholiai. Dėl asimetrinių anglies atomų inozitolis turi keletą stereoizomerų; svarbiausias mezoinozitas (mioinozitas)

inozitolis mezoinozitas

Mezoinozitolis reiškia į vitaminus panašius junginius (B grupės vitaminus) ir yra sudėtingų lipidų struktūrinis komponentas. Fitino rūgštis, kuri yra mezoinozitolio heksafosfatas, yra plačiai paplitusi augaluose. Jo kalcio druska, vadinama fitinu, skatina kraujodarą, gerina nervų veiklą sergant ligomis, susijusiomis su fosforo trūkumu organizme.

Fenoliai

Fenoliai yra aromatinių angliavandenilių dariniai, kuriuose vienas ar keli vandenilio atomai pakeisti hidroksilo grupėmis.

Daugiahidroksiliai alkoholiai (polialkoholiai, polioliai) yra alkoholių klasės organiniai junginiai, kurių sudėtyje yra daugiau nei viena hidroksilo grupė -OH.

Gliukozė C 6 H 12 O 6 yra monosacharidas (monozė) – polifunkcinis junginys, turintis aldehido arba keto grupę ir kelias hidroksilo grupes, t. y. polihidroksialdehidus ir polihidroksiketonus.

Daugiahidroksilių alkoholių sąveika su vario (II) hidroksidu

Kokybinėmis reakcijomis su vario (II) hidroksidu daugiahidroalkoholiams yra siekiama nustatyti jų silpnąsias rūgštines savybes.

Kai stipriai šarminėje terpėje įpilama šviežiai nusodinto vario (II) hidroksido į vandeninis tirpalas glicerolis (HOCH 2-CH(OH)-CH 2 OH), o po to etilenglikolio (etandiolio) tirpale (HO CH 2-CH 2 OH), vario hidroksido nuosėdos abiem atvejais ištirpsta ir tampa ryškiai mėlyna pasirodo tirpalas (sočiosios spalvos indigo). Tai rodo rūgštines glicerino ir etilenglikolio savybes.

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

Reakcija su Cu(OH) 2 yra kokybinė reakcija į polihidroksilius alkoholius su gretimomis OH - grupėmis, dėl kurių atsiranda jų silpnos rūgštinės savybės. Formalinas ir vario hidroksidas duoda tą pačią kokybinę reakciją – aldehido grupė reaguoja rūgštiniu būdu.

Kokybinė gliukozės reakcija su vario (II) hidroksidu

Įrodoma gliukozės reakcija su vario (II) hidroksidu kaitinant atkuriamosios savybės gliukozė. Kaitinant, gliukozės reakcija su vario (II) hidroksidu vyksta dvivalenčio vario Cu (II) redukuojant į vienvalentį varį Cu (I). Pradžioje vario oksido CuO nuosėdos geltona spalva. Tolesnio kaitinimo procese CuO redukuojamas į vario (I) oksidą – Cu 2 O, kuris nusėda raudonų nuosėdų pavidalu. Šios reakcijos metu gliukozė oksiduojama į gliukono rūgštį.

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

Tai kokybinė gliukozės ir vario hidroksido reakcija aldehido grupei.

Alkoholiai yra didelė ekologiškų produktų grupė cheminių medžiagų. Tai apima vienhidroksilių ir daugiahidročių alkoholių poklasius, taip pat visas kombinuotos struktūros medžiagas: aldehidinius alkoholius, fenolio darinius, biologines molekules. Šios medžiagos dalyvauja daugelio tipų reakcijose tiek hidroksilo grupėje, tiek ją pernešančiame anglies atome. Šie Cheminės savybės alkoholiai turėtų būti išsamiai ištirti.

Alkoholio rūšys

Alkoholiuose yra hidroksilo grupė, prijungta prie nešiklio anglies atomo. Priklausomai nuo anglies atomų skaičiaus, prie kurio prijungtas nešiklis C, alkoholiai skirstomi į:

pirminis (prijungtas prie terminalo anglies);
antrinis (susijungęs su viena hidroksilo grupe, vienu vandenilio ir dviem anglies atomais);
tretinis (susijungęs su trimis anglies atomais ir viena hidroksilo grupe);
mišrūs (daugiahidroksiliai alkoholiai, kurių antriniuose, pirminiuose arba tretiniuose anglies atomuose yra hidroksilo grupės).

Alkoholiai taip pat skirstomi pagal hidroksilo radikalų skaičių į vienahidroksilius ir daugiahidroksilius. Pirmieji turi tik vieną hidroksilo grupę nešančioje anglies atome, pavyzdžiui, etanolyje. Polihidriniuose alkoholiuose yra dvi ar daugiau hidroksilo grupių ant skirtingų anglies atomų.

Cheminės alkoholių savybės: lentelė

Patogiausia mus dominančią medžiagą pateikti per lentelę, kurioje atsispindi bendrieji alkoholių reaktyvumo principai.

Reaktyvusis ryšys, reakcijos tipas	Reagentas	Produktas
O-H ryšys, pakaitalas	Aktyvus metalas, aktyvusis metalo hidridas, šarmas arba amidai aktyvieji metalai	alkoholiatų
C-O ir O-H ryšys, tarpmolekulinė dehidratacija	Alkoholis kaitinant rūgščioje aplinkoje	Eteris
C-O ir O-H ryšys, intramolekulinė dehidratacija	Alkoholis, kaitinamas virš koncentruotos sieros rūgšties	Nesotieji angliavandeniliai
C-O ryšys, pakaitalas	Vandenilio halogenidas, tionilchloridas, kvazifosfonio druska, fosforo halogenidai	halogenalkanai
C-O jungtis – oksidacija	Deguonies donorai (kalio permanganatas) su pirminiu alkoholiu	Aldehidas
C-O jungtis – oksidacija	Deguonies donorai (kalio permanganatas) su antriniu alkoholiu
alkoholio molekulė	Deguonis (degimas)	anglies dioksidas ir vanduo.

Alkoholių reaktyvumas

Dėl to, kad monohidrolio alkoholio molekulėje yra angliavandenilio radikalo - C-O jungtys ir O-N jungtys- šios klasės junginiai patenka į daugybę cheminių reakcijų. Jie nustato alkoholių chemines savybes ir priklauso nuo medžiagos reaktyvumo. Pastarasis, savo ruožtu, priklauso nuo angliavandenilio radikalo, prijungto prie nešiklio anglies atomo, ilgio. Kuo jis didesnis, tuo mažesnis O-H jungties poliškumas, dėl kurio reakcijos, vykstančios šalinant vandenilį iš alkoholio, vyks lėčiau. Tai taip pat sumažina minėtos medžiagos disociacijos konstantą.

Alkoholių cheminės savybės taip pat priklauso nuo hidroksilo grupių skaičiaus. Elektronų tankis perkeliamas į save išilgai sigma ryšių, o tai padidina reaktyvumą išilgai O-N grupės e. Nes jis poliarizuojasi C-O jungtis, tada reakcijos su jo plyšimu yra aktyvesnės alkoholiuose, kurie turi dvi ar daugiau O-H grupių. Todėl polihidroksiliai alkoholiai, kurių cheminių savybių yra daugiau, labiau reaguoja. Juose taip pat yra keletas alkoholio grupių, todėl jie gali laisvai reaguoti su kiekviena iš jų.

Tipinės vienahidrokių ir daugiahidročių alkoholių reakcijos

Tipinės cheminės alkoholių savybės atsiranda tik reaguojant su aktyviais metalais, jų bazėmis ir hidridais, Lewis rūgštimis. Taip pat būdinga sąveika su vandenilio halogenidais, fosforo halogenidais ir kitais komponentais, gaminant halogenalkanus. Alkoholiai taip pat silpnas pagrindas, todėl jie reaguoja su rūgštimis, sudarydami vandenilio halogenidus ir neorganinių rūgščių esterius.

Eteriai susidaro iš alkoholių tarpmolekulinės dehidratacijos būdu. Tos pačios medžiagos patenka į dehidrogenavimo reakcijas, kai iš pirminio alkoholio susidaro aldehidai, o iš antrinio - ketonai. Tretiniai alkoholiai į tokias reakcijas nedalyvauja. Taip pat etilo alkoholio (ir kitų alkoholių) cheminės savybės leidžia jiems visiškai oksiduotis deguonimi. tai paprasta reakcija degimas, lydimas vandens su anglies dioksidu ir šiek tiek šilumos išsiskyrimo.

О-Н jungties vandenilio atomo reakcijos

Cheminės monohidrozės alkoholių savybės leidžia nutraukti O-H ryšį ir pašalinti vandenilį. Šios reakcijos vyksta sąveikaujant su aktyviais metalais ir jų bazėmis (šarmais), su aktyviais metalų hidridais, taip pat su Lewis rūgštimis.

Alkoholiai taip pat aktyviai reaguoja su standartiniais organiniais ir neorganinės rūgštys. Šiuo atveju reakcijos produktai yra esteris arba halogeninė anglis.

Halogenalkanų sintezės reakcijos (per C-O ryšį)

Halogenalkanai yra tipiški junginiai, kuriuos galima gauti iš alkoholių kelių tipų reakcijomis. cheminės reakcijos. Visų pirma, monohidroksilių alkoholių cheminės savybės leidžia sąveikauti su vandenilio halogenidais, tri- ir penkiavalenčiais fosforo halogenidais, kvazifosfonio druskomis ir tionilchloridu. Be to, halogenalkanus iš alkoholių galima gauti tarpiniu būdu, tai yra, sintezuojant alkilsulfonatą, kuris vėliau pateks į pakeitimo reakciją.

Pirmosios reakcijos su vandenilio halogenidu pavyzdys pateiktas aukščiau esančiame grafiniame priede. Čia butilo alkoholis reaguoja su vandenilio chloridu ir susidaro chlorobutanas. Paprastai junginių, kuriuose yra chloro ir angliavandenilių prisotinto radikalo, klasė vadinama alkilchloridu. šalutinis produktas cheminė sąveika yra vanduo.

Reakcijų su alkilchlorido (jodido, bromido ar fluorido) gamyba yra gana daug. Tipiškas pavyzdys yra sąveika su fosforo tribromidu, fosforo pentachloridu ir kitais šio elemento junginiais bei jo halogenidais, perchloridais ir perfluoridais. Jie vyksta nukleofilinio pakeitimo mechanizmu. Alkoholiai taip pat reaguoja su tionilchloridu, sudarydami chloralkaną ir išskirdami SO 2 .

Vizualiai monatominės cheminės savybės sočiųjų alkoholių kurių sudėtyje yra sočiųjų angliavandenilių radikalo, toliau pateiktoje iliustracijoje pateiktos kaip reakcijos.

Alkoholiai lengvai reaguoja su kvazifosfonio druska. Tačiau ši reakcija yra naudingiausia, kai vyksta monohidroksiliniai antriniai ir tretiniai alkoholiai. Jie yra regioselektyvūs ir leidžia „implantuoti“ halogeninę grupę griežtai apibrėžtoje vietoje. Tokių reakcijų produktai gaunami su didele išeigos masės dalimi. O polihidroksiliai alkoholiai, kurių cheminės savybės kiek skiriasi nuo vienahidrozės, reakcijos metu gali izomerizuotis. Todėl sunku gauti tikslinį produktą. Reakcijos pavyzdys paveikslėlyje.

Intramolekulinė ir tarpmolekulinė alkoholių dehidratacija

Hidroksilo grupę, esančią prie laikančiojo anglies atomo, galima atskirti naudojant stiprius akceptorius. Taip vyksta tarpmolekulinės dehidratacijos reakcijos. Kai viena alkoholio molekulė sąveikauja su kita koncentruotos sieros rūgšties tirpale, vandens molekulė atsiskiria nuo abiejų hidroksilo grupių, kurių radikalai susijungia ir sudaro eterio molekulę. Atliekant tarpmolekulinę etanolio dehidrataciją, galima gauti dioksaną - keturių hidroksilo grupių dehidratacijos produktą.