Доклад: Трехатомные спирты (алкантриолы, или глицерины)

Трехатомиые спирты содержат три гидроксильные группы при разных углеродных атомах.

Общая формула С_n Н_{2n - 1} (ОН)₃ .

Первый и основной представитель трехатомных спиртов — глицерин (пропантриол-1,2,3) HОСН₂ —СHOH—СН₂ ОН.

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

H₂ C—O—C^// —C17H₃₅ H₂ C—OH

| O |

HC—O—C^// —C₁₇ H₃₅ + ₃ H₂ O  HC—OH + 3C₁₇ H₃₅ COOH

| О |

H₂ C—O—C^// —C₁₇ H₃₅ H₂ C—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 CH₂ Cl

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

CH ———— CH ————

|| ^—HCl || ^—HCl

CH₂ CH₂

пропилен хлористый

аллил

CH₂ OH _{HOCl (гипо-} CH₂ OH CH₂ OH

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

CH ———— CHOH ———— CHOH

|| ^—HCl | ^—HCl |

CH₂ CH₂ CL CH₂ OH

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

|

H₂ С—OH H₂ C—O_{ /} O— CH₂

| | Cu |

2 HC—OH + Cu(OH)₂  HC—O^{/ } O— CH + 2H₂ O

| | H^/ |

H₂ C—OH H₂ C—OH HO—CH₂

глицерат меди

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

H₂ C—OH HO—NO₂ H₂ C—O—NO₂

| _H + |

HC—OH + HO—NO₂ — HC—O—NO₂ + 3H₂ O

| |

H₂ C—OH HO—NO₂ H₂ C—O—NO₂

глицерин азотная тринитрат

кислота глицерина

(нитроглицерин)

H₂ C—OH HO—OC—CH₃ H₂ C—O—COCH₃

| _H + |

HC—OH + HO—OC—CH₃ — HC—O—COCH₃ + 3H₂ O

| |

H₂ C—OH HO—OC—CH₃ H₂ C—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:

H₂ C—Cl H₂ C—Cl

| |

H₂ C—OH  HC—OH  HC—Cl_ CH_2\

| _HCl | | _HCl | | | _KOH | O

HC—OH ——| H₂ C—OH —— | H₂ C—OH|——— CH^/

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

H₂ C—OH  H₂ C—OH  H₂ C—Cl_ CH₂ Cl

| |

HC—Cl HC—OH

| |

H₂ C—OH H₂ C—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—CН₂ ОН и конечный продукт (без разрыва углеродной цепи) — щавелевая кислота НООС—СООН.

Отдельные представители. Глицерин (пропантриол-1,2,3) НОСН₂ —СНОН—СН₂ OН - 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.