Особенности способов получения и реакционной способности двух- и многоатомных спиртов.

1. Наряду со способами аналогичными способам получения одноатомных спиртов, двухатомные спирты могут быть получены путём окисления алкенов (реакция Вагнера), например:

 

Трёхатомный спирт – г лицерин может быть получен, например, по приведённой ниже цепи превращений:

Химические свойства многоатомных спиртов.

Двух- и многоатомные спирты вступают во все те же реакции, в которые вступают одноатомные спирты, участвовать в которых могут одна, несколько или все гидроксогруппы, например, реакция этерификации:

1) неполная этерификация этандиола (этиленгликоля)

2) полная этерификация этандиола (этиленкликоля)

Многоатомные спирты имеют химические свойства, отличные от свойств одноатомных спиртов.

При взаимодействии  многоатомных спиртов с гидроксидами тяжелых металлов, таких как хром, свинец, висмут и медь в щелочной среде образуются хорошо растворимые в воде комплексные соединения. Медный комплекс ярко окрашен в сине-фиолетовый цвет (качественная реакция на многоатомные спитры). Для образования комплексов необходимо, чтобы гидроксильные группы в спиртах находились у соседних атомов углерода, например:

1) взаимодействие этиленгликоля с гидроксидом свинца (II):

В трёхатомных спиртах, а так же и в спиртах с большим количеством гидроксильных групп, в образовании комплекса участвуют только две стоящих рядом гидроксогруппы. Например, в комплексе глицерина и катиона меди (II):

 

ПРИМЕНЕНИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЕ

ЗНАЧЕНИЕ СПИРТОВ.

Простейший спирт – метанол очень широко применяется как исходное сырьё в многочисленных органических синтезах. Например, для синтеза формальдегида, метилмеркаптана, метиламина, сложных эфиров многих карбоновых кислот, которые в свою очередь применяются как пластификаторы, растворители, душистые вещества в парфюмерии и компоненты пищевых эссенций. Очень важным является синтез уксусной кислоты из метанола и угарного газа:

Этот способ производства уксусной кислоты вытеснил вредный с позиции экологии способ её синтеза из ацетилена через ацетальдегид по методу Кучерова, так как в нём получается большое количество ртутьсодержащих сточных вод.

Не менее важным является использование метанола в синтезе метилакрилата из ацетилена, угарного газа и этого спирта:

Метанол используется также как растворитель, антифриз и моторное топливо. Им растворяют пробки, образующиеся из замёрзшего конденсата в газопроводах на крайнем севере.

Метанол чрезвычайно токсичен. 7- 10 мл его достаточно для того, чтобы мужчина с массой тела около 70 кг ослеп. Выпитые по ошибке 25 – 30 мл приводят к летальному исходу. Важно знать, что токсичен не сам метанол, а продукты его окисления под действием ферментов – формальдегид и муравьиная кислота. Поэтому, если занять ферменты окислением гораздо менее опасного для человека этанола (в виде водки, принимаемой постоянно в течение трёх суток), то пациента  можно спасти.

В мире производится около 30 миллионов тонн метанола в год.

Этанол или этиловый спирт применяется в производстве ацетальдегида, хлороформа, диэтилового эфира, этилацетата, уксусной кислоты, дивинила, многих душистых веществ для парфюмерии. Кроме того он применяется как растворитель лакокрасочных материалов, взрывчатых и лекарственных веществ.

Этанол – метаболит многих живых организмов, в том числе и человека, образуется

Этиловый спирт, получаемый путём брожения пищевого сырья, применяется при изготовлении алкогольных напитков, растворения и перекристаллизации лекарственных препаратов. Этанол – наркотик, возбуждающе действующий на организм; его постоянное (важно знать любителям пива) или периодическое, но неумеренное употребление ведёт к алкоголизму – тяжёлой болезни, заканчивающейся циррозом печени и полной деградацией личности. В мире производится около 3 миллионов тонн этанола в год.

Пропанол-1 широко применяется как растворитель для восков, природных и синтетических смол. Как исходное вещество в синтезе лекарственных препаратов, душистых веществ для парфюмерных композиций, сложных эфиров – растворителей лакокрасочных материалов, пестицидов.

Пропанол-2 широко применяется как растворитель ацетатов целлюлозы, этилцеллюлозы, целлофана, эфирных масел, алкалоидов. Как исходное вещество он применяется в синтезах ацетона, изорпопиламина, изопропилацетата, косметических, моющих и лекарственных средств.

Изопропиловый спирт входит в состав жидкостей для размораживания замков и в состав «жидкого ключа», помогающего отворачивать гайки, например, на колёсах автомобилей.

Бутанол-1 применяется как растворитель лакокрасочных материалов, как исходное вещество в синтезе душистых веществ для парфюмерных композиций, пластификаторов для полимерных материалов, гербицидов.

Бутанол-2 применяется как высокооктановый компонент моторных топлив, как исходное вещество в синтезах. В мире производится около 1 миллиона тонн бутанола-2 в год.

Изобутиловый спирт (2-метилпропанол-1) применяется как растворитель лакокрасочных материалов и азотнокислых эфиров целлюлозы (взрывчатые вещества, ракетное топливо). Он используется так же в синтезах душистых веществ, пластификаторов для полимеров, гербицидов.

Трет -бутиловый спирт (2-метипропанол-2) в огромных масштабах используется для получения путём дегидратации изобутилена (2-метилпропена), который идёт как мономер для производства полиизобутилена. Последний с малой степенью полимеризации (15 – 50) служит как присадка к моторным маслам, а с большой (десятки тысяч) как материал для защиты от коррозии аппаратов большого объёма в химической промышленности. Трет -бутиловый спирт используется так же в производстве инициаторов полимеризации.

Высшие спирты (С₆ – С₂₀) применяются по-разному в зависимости от длины углеродной цепи. Спирты, содержащие 6-8 атомов углерода, используются как флотореагенты, как экстрагенты солей кобальта, ванадия и урана; как растворители для синтетических смол, как сырьё в производстве пластификаторов. Спирты, содержащие 10-20 атомов углерода, являются компонентами пеногасителей, смазочно-охлаждающих жидкостей, текстильно-вспомогательных веществ, косметических составов. Метакриловые эфиры спиртов (С₇ – С₉) как депрессорные присадки к моторным топливам и маслам. Натровые и аммонийные соли сернокислых эфиров спиртов(С₁₀ – С₂₀) как синтетические моющие средства, способные стирать в жёсткой и морской воде.

Этиленгликоль (1,2-этандиол) очень широко применяется как компонент антифризов для охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Эти антифризы обеспечивают хороший отвод тепла на рабочих режимах двигателя и не замерзают при отрицательных  температурах, как вода. Отечественная промышленность выпускает антифризы «Тосол –А 40» и  «Тосол –А 60». Первый содержит   40% этиленгликоля  и 60% воды и предназначен для работы в средней полосе России, а второй содержит 60% этиленгликоля и 40% воды и используется на крайнем севере. Кроме того, этиленгликоль широко применяется в синтезе полиэтилентерефталата, из которого производят волокно лавсан (который за границей имеет названия терилен, дакрон, ямболен и другие). Из этиленгликоля получают так же многочисленные сложные эфиры. Этиленгликоль входит так же в состав гидравлических, тормозных и закалочных жидкостей. В мире производится около 20 миллионов тонн этиленгликоля в год.

Глицерин (пропантриол - 1,2,3) применяется для производства тринитрата пропантриола-1,2,3, называемого также нитроглицерином. Нитроглицерин одновременно является взрывчатым веществом и препаратом для снятия сердечных приступов.

Глицерин является сырьём в производстве алкидных смол, акролеина, полиуретанов. Он входит в состав эмульгаторов, моющих средств, антифризов, косметических и парфюмерных препаратов, медицинских мазей и растворов, кремов для обуви. В некоторых алкогольных напитках до 15% глицерина. Глицерин абсолютно не токсичен. В виде фрагмента он входит в состав всех жиров и фосфолипидов липидов.

Поливиниловый спирт применяется в производстве волокон для хирургии, как компонент кровезаменяющих составов и некоторых готовых выпускных форм, например, «йодинола», как эмульгатор. В мире производится около 1 миллиона тонн поливинилового спирта в год.

[1] Спирты, содержащие гидроксогруппу, связанную непосредственно с ненасыщенным фрагментом, неустойчивы, самопроизвольно изомеризуются в альдегиды или кетоны.

[2] При взаимодействии галогеналканов со спиртовым раствором щелочи образуются алкены.

[3] рК=-lgK, где К – константа диссоциации кислоты. Поскольку логарифм отрицательный, чем меньше рК, тем сильнее кислота.

[4]Нобель Альфред запатентовал динамит в 1867 г. Всего Нобелю принадлежат 350 патентов (среди них патенты на водомер, барометр, холодильный аппарат, газовую горелку, усовершенствованный способ получения серной кислоты и многое другое). Продукция его динамитных заводов быстро завоевала международный рынок и приносила огромные доходы. Почти всё своё состояние Нобель завещал специально учреждённому фонду, чтобы тот ежегодно присуждал премии лицам, чья деятельность принесла человечеству наибольшую пользу.