Доклад: Трехатомные спирты (алкантриолы, или глицерины)

Трехатомиые спирты содержат три гидроксильные группы при разных углеродных атомах.

Общая формула С_nН_{2n - 1}(ОН)₃.

Первый и основной представитель трехатомных спиртов — глицерин (пропантриол-1,2,3) HОСН₂—СHOH—СН₂ОН.

Номенклатура. Для названия трехатомных спиртов по систематической номенклатуре необходимо добавить к названию соответствующего алкана суффикс -триол.

Изомерия трехатомных спиртов, как и двухатомных, определяется строением углеродной цепи и положением в ней трех гидроксильных групп.

Получение. 1. Глицерин можно получать гидролизом (омылением) растительных или животных жиров (в присутствии щелочей или кислот):

   O

H₂C—O—C^//—C17H₃₅  H₂C—OH 

 |  O   |

HC—O—C^//—C₁₇H₃₅ + ₃H₂O  HC—OH + 3C₁₇H₃₅COOH

 |  О   |

H₂C—O—C^//—C₁₇H₃₅  H₂C—OH

триглицерид (жир)  глицерин  стеариновая

   кислота

Гидролиз в присутствии щелочей приводит к образованию натриевой или калиевой солей высших кислот — мыла (поэтому этот процесс называется омылением).

2. Синтез из пропилена (промышленный способ):

 CH₃    CH₂Cl

 | _{Cl2, 450-500} ^o_C  | _{H2O (гидролиз)}

 CH ———— CH  ————

 || ^—HCl   ||    ^—HCl

 CH₂    CH₂

пропилен  хлористый

  аллил

  CH₂OH _{HOCl (гипо-} CH₂OH    CH₂OH

 |  _{хлорирование)}   |  _{H2O (гидролиз)} |

CH ————  CHOH ———— CHOH

  ||  ^—HCl  |    ^—HCl  |

  CH₂    CH₂CL    CH₂OH

аллиловый  монохлор-  глицерин

 спирт   гидрин

  глицерина

Химические свойства. По химическим свойствам глицерин во многом напоминает этиленгликоль. Он может реагировать одной, двумя или тремя гидроксильными группами.

1. Образование глицератпов. Глицерин, вступая в реакции со щелочными металлами, а также с гидроксидами тяжелых металлов, образует глицераты:

  H

   |

 H₂С—OH   H₂C—O_{ /}O— CH₂

  |   |  Cu    |

2 HC—OH + Cu(OH)₂  HC—O^{/ }O— CH +  2H₂O

  |   |  H^/   |

 H₂C—OH    H₂C—OH HO—CH₂

  глицерат меди

2. Образование сложных эфиров. С органическими и минеральными кислотами глицерин образует сложные эфиры:

H₂C—OH  HO—NO₂  H₂C—O—NO₂

 |   _H+ |

HC—OH + HO—NO₂ — HC—O—NO₂ + 3H₂O

  |    |

H₂C—OH  HO—NO₂  H₂C—O—NO₂

глицерин азотная    тринитрат

  кислота   глицерина

  (нитроглицерин)

H₂C—OH HO—OC—CH₃  H₂C—O—COCH₃

 |    _H+ |

HC—OH + HO—OC—CH₃ — HC—O—COCH₃ + 3H₂O

 |   |

H₂C—OH HO—OC—CH₃  H₂C—O—COCH₃

глицерин уксусная  триацетат

   кислота  глицерина

3. Замена гидроксильных групп на галогены. При взаимодействии глицерина с галогеноводородами (НС1, НВr) образуются моно- и дихлор- или бромгидрины:

  H₂C—Cl  H₂C—Cl

   |    |

H₂C—OH    HC—OH   HC—Cl_   CH_2\

 |   _HCl  |    |   _HCl |   |   |  _KOH  | O

HC—OH ——|  H₂C—OH —— |   H₂C—OH|——— CH^/

 |  ^-H2O  |    ^-H2O |      | ^{-KCl, -H2O} |

H₂C—OH  H₂C—OH   H₂C—Cl _    CH₂Cl

   |    |

  HC—Cl   HC—OH

   |    |

  H₂C—OH   H₂C—Cl

  монохлор-  дихлор-  эпихлор-

   гидрины  гидрины  гидрин

4. Окисление. При окислении глицерина образуются различные продукты, состав которых зависит от природы окислителя. Начальными продуктами окисления являются: глицериновый альдегид HOCH₂—CHOH—CHO, дигидроксиацетон НОСН₂—СО—CН₂ОН и конечный продукт (без разрыва углеродной цепи) — щавелевая кислота НООС—СООН.

Отдельные представители. Глицерин (пропантриол-1,2,3) НОСН₂—СНОН—СН₂OН - вязкая гигроскопическая нетоксичная жидкость (т. кип. 290 °С с разл.), сладкая на вкус. Смешивается с водой во всех соотношениях. Используют для производства взрывчатых веществ, антифризов и полиэфирных полимеров. Находит применение в пищевой (для изготовления кондитерских изделий, ликеров и т.д.), текстильной, кожевенной и химической промышленности, в парфюмерии.

Список литературы