Alkohole polihydroksylowe Glikol: etano-1,2-diol, Glicerol: propano-1,2,3-triol , Otrzymywanie, właściwości, zastosowanie

Alkohole polihydroksylowe Alkohole polihydroksylowe – jednofunkcyjne pochodne węglowodorów zwierające w cząsteczce dwie lub więcej grup – OH, z których każda związana jest z innym atomem węgla W nazwie, do nazwy węglowodoru (etan, propan, w przypadku alkoholi nienasyconych, but-1-en, but-2-en, należy podać łącznik o, lokanty z którym związane są grupy –OH oraz liczbę grup –OH (di, tri, tetra) i końcówkę – ol: Etano-1,2-diol, propano-1,2,3-triol, but-1-eno-3,4-diol, but-2-eno-1,4-diol.

Glikol (etano-1,2-diol) Otrzymywanie glikolu Hydroliza zasadowa dihalogenoetanu (np. 1,2-dibromoetanu) CH2 = CH2 + Br2  CH2 – CH2 | | Br Br CH2 – CH2 + 2NaOH  CH2 – CH2 + 2NaBr | | | | Br Br OH OH Katalityczne utlenienie etenu (Ag /T) do tlenku etylenu i jego hydroliza w środowisku kwasowym (H+) CH2 = CH2 + [O]  H2C – CH2 + H2O  H2C – CH2 \ / | | O HO OH eten tlenek etylenu glikol

Glikol (etano-1,2-diol) Otrzymywanie glikolu Utlenienie etenu (etylenu) wodnym roztworem KMnO4 3CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O  3CH2(OH) – CH2(OH) + 2MnO2 +2KOH Jest to typowa reakcja redox, charakterystyczna dla węglowodorów nienasyconych (następuje odbarwienie wodnego roztworu KMnO4 z barwy fioletowo-różowej do barwy brunatno-brązowej i wytrącenie się osadu MnO2: 2C-II  2C-I + 2x1e- 2 3 6 MnVII + 3e-  MnIV 3 2

Glicerol (gliceryna): Propano-1,2,3-triol Otrzymywanie glicerolu na skalę przemysłową z propenu: Chlorowanie propenu w fazie gazowej (T) - r. substytucji rodnikowej a nie addycji elektrofilowej: CH2=CH – CH3 + Cl2  CH2= CH – CH2Cl + HCl Propen 3-chloropropen Hydroliza 3-chloroprpenu w środowisku zasadowym CH2= CH – CH2Cl + NaOH  CH2= CH – CH2OH + NaCl 3-chloropropen propenol Utlenienie propenolu H2O2 w obecności katalizatora CH=CH–CH2OH + H2O2  CH2(OH)–CH(OH)–CH2(OH) propenol propano-1,2,3-triol

Glicerol (gliceryna): Propano-1,2,3-triol Otrzymywanie glicerolu – hydroliza tłuszczów (reakcje zmydlania tłuszczów), np. tristearynianu glicerolu: O // CH2 – O – C – C17H35 O CH2 - OH // | CH – O - C – C17H35 + 3NaOH  CH – OH + 3C17H35COONa O | // CH2 – OH Tristearynian glicerolu glicerol stearynian sodu (mydło)

Właściwości fizyczne i zastosowanie Glikol (etano-1,2-diol ) Glicerol (propano-1,2,- triol ) Bezbarwna, lepka – oleista ciecz o słodkawym smaku, dobrze rozpuszczalna w wodzie i etanolu, trudno lotna, jest to związane z większą liczbą wiązań wodorowych niż w przypadku alkoholi monohydroksylowych bez zapachu , toksyczny ale jego toksyczność jest mniejsza niż metanolu, Tt = -16oC, Tw = 197oC Stosowany do produkcji włókien sztucznych (elany), żywic, laminatów, farb, jako 50% roztwór jest płynem chłodnicowym - temp. krzepnięcia -35oC. Bezbarwna, lepka – oleista ciecz o słodkim smaku, dobrze rozpuszczalna w wodzie i etanolu, trudno lotna, jest to związane z większą liczbą wiązań wodorowych niż w przypadku alkoholi monohydroksylowych oraz w glikolu, bez zapachu, nietoksyczny, toksyczność alkoholi maleje wraz ze wzrostem liczby grup –OH oraz ze wzrostem liczny at. C w cząsteczce, higroskopijny Tt = 16oC, Tw = 290oC Stosowany do produkcji kosmetyków nawilżających, w przemyśle spożywczym do zagęszczania i dosładzania alkoholi, nadzienia cukierków, produkcji materiałów wybuchowych – nitrogliceryny (również lek nasercowy), w garbarstwie do zmiękczania skór.

Właściwości chemiczne Związki palne - spalają się jasnożółtym kopcącym płomieniem, produktami spalania jest woda, CO2 i C. Odczyn wodnych roztworów – obojętny, nie ulegają dysocjacji elektrolitycznej, Reagują z aktywnymi metalami i ich wodorotlenkami tworząc odpowiednio etanodiolany i propanotriolany (gliceryniany), co świadczy o silniejszych właściwościach kwasowych niż alkoholi monohydroksylowych.

Właściwości chemiczne cd CH2 – OH CH2 - ONa | + 2Na  | + H2 CH2 – OH CH2 – ONa Glikol glikolan sodu CH2 – OH CH2 - OK | | CH – OH + 3KOH  CH – OK + 3H2O | | CH2 – OH CH2 – OK Glicerol glicerolan potasu

Właściwości chemiczne cd Alkohole polihydroksylowe w odróżnieniu od alkoholi monohydroksylowych reagują z wodorotlenkiem miedzi(II) Cu(OH)2, powstają barwy błękitnej (lazurowej) związki kompleksowe, reakcja służy do wykrywania związków o dwóch i więcej grupach –OH w cząsteczce (jeżeli grupy te występują na sąsiadujących atomach węgla) H / OH CH2 – O / | Cu CH2 – O \ \ OH

Właściwości chemiczne cd Reakcja z halogenowodorami – bierze udział cała grupa funkcyjna –OH CH2 – OH CH2 - Cl | 2HCl  | + 2H2O CH2 – OH CH2 – Cl glikol 1,2-dichloroetan

Właściwości chemiczne cd Reakcja estryfikacji z kwasami kraboksylowymi – estry kwasów organicznych O O \\ \\ CH2 – O H HO – C – CH3 CH2 – O – C – CH3 CH – O H + HO – C – CH3  CH - O – C – CH3 + 2H2O O O CH2 – O H HO – C – CH3 CH2 – O - C – CH3 Glicerol kwas etanowy trietanian (trioctan) glicerolu

Właściwości chemiczne cd Reakcja estryfikacji z kwasami nieorganicznymi np. HNO3 – estry kwasów nieorganicznych CH2 – O H HO – NO2 CH2 – O – NO2 | | CH – O H + HO – NO2  CH – O – NO2 + 3H2O CH2 – O H HO – NO2 CH2 – O – NO2 Glicerol kwas azotowy(V) triazotan(V) glicerolu