Многоатомные спирты

Наиболее важные представители двухатомных и трехатомных спиртов

1,2-этандиол (этиленгликоль) и

1,2,3-пропантриол(глицерин)

Геминальные многоатомные спирты (две гидроксильные группы при одном атоме углерода) неустойчивы и переходят, теряя воду, в карбонильные соединения (правило Эльтекова).

Многоатомным спиртам присущи все характерные свойства спиртов, однако присутствие нескольких гидроксильных групп влияет на физические и химические свойствах этих соединений. Так, увеличение числа гидроксильных групп в молекулах спиртов сопровождается увеличением числа межмолекулярных водородных связей и, следовательно, повышением температур кипения и плавления, растворимости в воде, вязкости.

а) Кислотные свойства

Кислотные свойстваспиртов возрастают в направлении

алканолы <диолы <триолы. Диолы и триолы взаимодействуют с металлами, щелочами с образованием моно-, ди-, тризамещенных солей. Качественной реакцией на многоатомные спирты является взаимодействие с гидроксидом меди (II), в результате которого образуется внутрикомплексная (хелатного типа) соль меди (II), водный раствор которой имеет васильковый цвет:

В реакциях нуклеофильного замещения многоатомные спирты образуют моно-, ди- и тризамещенные производные:

б) Образование галогенопроизводых

НО-СН₂-СН₂-ОН + РСl₅ →НО-СН₂-СН₂ -Сl Сl -СН₂-СН_{2 —} Сl

этиленгликоль 2-хлорэтанол 1,2-дихлорэтан

в) Образование сложных эфиров неорганических и органических кислот

глицерин тринитрат глицерина

Тринитрат глицерина широко используется в производстве взрывчатых веществ, например динамита.

глицерин тристеарин (триглицерид)

Сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот называются жирами.

При действии на глицерин фосфорной кислоты образуется смесь глицерофосфатов. Глицерофосфаты являются структурными компонентами фосфолипидов.

г) Дегидратация

Для этиленгликоля возможна внутри- и межмолекулярная дегидратация:

этиленгликоль виниловый спирт уксусный альдегид

этиленгликоль диоксан

При дегидратации глицерина образуется непредельный альдегид - пропеналь (акролеин):

глицерин акролеин

д)Окисление

Окисление многоатомных спиртов проходит по стадиям и в зависимости от природы окислителя сопровождается образованием разнообразных продуктов. Например, при окислении этиленгликоля образуются следующие соединения:

Примерами многоатомных спиртов, содержащих четыре, пять и шесть гидроксильных групп, могут служить соответственно эритриты, пентиты и гекситы.

Фенолы

Общая формула гомологического ряда одноатомных фенолов С_nH_2n-7OH (Ar-OH). Простейшие представители этого ряда:

фенол 4-метилфенол(п-крезол) 4-этилфенол

Двухатомные фенолы:

гидрохинон резорцин пирокатехин

Трехатомные фенолы:

оксигидрохинон флороглюцин пирогаллол

Получение

а) выделение из продуктов переработки каменного угля и нефти (каменноугольная смола, подсмольная вода);

б) сплавление солей арилсульфоновых солей со щелочами:

в) окисление изопропиларенов

Кумольный способ (метод П.Г. Сергеева-Р.Ю.Удриса, 1942г.) является основным способом получения фенолов. Метод основан на окислении изопропилбензола (кумола) с последующим разложением продукта реакции - гидропероксида кумола:

г)разложение арилдиазониевых солей

При нагревании арилдиазониевых солей в водных растворах образуются фенолы: [ Ar-N⁺ ≡N]X^- + H₂O → Ar-OH + N₂ + HX.

д) замещение атома галогена в арилгалогенидах

Реакция протекает в жестких условиях с небольшим выходом фенола:

Строение.Атом кислорода гидроксильной группы фенолов находится в sр²-гибридизации, одна неподеленная электронная пара атома кислорода расположена на р-орбитали. Взаимное влияние бензольного кольца и гидроксильной группы (р,π-сопряжение) приводит, по сравнению со спиртами, к некоторым изменениям в характеристиках (длина, полярность) σ-С-О и О-Н-связей (см. «Электронные эффекты»):

и R → ОН

Фенол и его гомологи являются полярными веществами. При этом дипольный момент в отличие от спиртов направлен в сторону бензольного кольца, гидроксильная группа выступает в качестве электронодонорной группы (+М -эффект >- J -эффект). Она повышает электронную плотность в орто- и пара-положениях бензольного кольца.