18. Трехатомные спирты (алкантриолы, или глицерины)

 

Трехатомиые спирты содержат три гидроксильные группы при разных углеродных атомах.

<div style="height: 14px;overflow:hidden"><div style="margin-top: 14px;"><a href="http://chemistry.narod.ru/">Мир химии.</a></div></div>

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_{ж /}O— CH₂          |                                       |        Cu          |  2    HC—OH + Cu(OH)₂ ® HC—O^/ гO— 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  щ                     CH2\      |               HCl   |              |              HCl |            |            |    KOH           |      O  HC—OH ——|        H2C—OH —— |       H2C—OH|———®    CH}^/      _|           ^-H2O   _|                          ^-H2O _{|                         |} ^{-KCl, -H2O}      _{|  H2C—OH       ®      H2C—OH        ®     H2C—Cl  ы                     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.}