Трехатомиые спирты содержат три гидроксильные группы при разных углеродных атомах.
Общая формула СnН2n - 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 oC | 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 CH2\
| 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.