Diol

редактировать
Этиленгликоль, простой диол

A диол - это химическое соединение, содержащее две гидроксильные группы (-OH группы). алифатический диол также называется гликоль . Такое сочетание функциональных групп широко распространено, и было выделено множество подкатегорий.

Наиболее распространенным промышленным диолом является этиленгликоль. Примеры диолов, в которых гидроксильные функциональные группы разделены более широко, включают 1,4-бутандиол HO- (CH 2)4-OH и пропилен-1,3-диол или бета-пропиленгликоль, HO- CH 2 -CH 2 -CH 2 -OH.

Содержание

  • 1 Синтез классов диолов
    • 1.1 Геминальные диолы
    • 1,2 Вицинальные диолы
    • 1,3 1,3-Диолы
    • 1,4 1,4-, 1,5- и более длинные диолы
  • 2 Реакции
    • 2.1 Общие диолы
    • 2.2 Вицинальные диолы
    • 2.3 Геминальные диолы
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки

Синтез классов диолов

Геминальные диолы

A геминальные диолы имеют две гидроксильные группы, связанные с одним и тем же атомом. возникают в результате гидратации карбонильных соединений. Гидратация обычно неблагоприятна, но заметным исключением является формальдегид, который в воде находится в равновесии с метандиолом H2C (OH) 2. Другим примером является (F 3C)2C (OH) 2, гидратированная форма гексафторацетон. Многие гем-диолы подвергаются дальнейшей конденсации с образованием димера олигомерные производные. Эта реакция касается глиоксаля и родственных ему альдегидов.

Вицинальные диолы

В вицинальном диоле две гидроксильные группы занимают вицинальные положения, то есть они присоединены к соседним атомам. Эти соединения называются гликолями. Примеры включают 1,2-этандиол или этиленгликоль HO- (CH 2)2-OH, общий ингредиент антифризов продуктов. Другой пример - пропан-1,2-диол, или альфа-пропиленгликоль, HO-CH 2 -CH (OH) -CH 3, используемый в пищевой и медицинской промышленности, а также относительно неядовитый антифриз.

В промышленных масштабах основным путем получения вицинальных диолов является гидролиз эпоксидов. Эпоксиды получают эпоксидированием алкена. Пример синтеза трансциклогександиола или микрореактор :

синтез циклогександиола

Для академических исследований и фармацевтики вицинальные диолы часто получают в результате окисления алкенов, обычно разбавленным кислой перманганатом калия.. Использование щелочного манганата калия (VII) приводит к изменению цвета от прозрачного темно-фиолетового до прозрачно-зеленого; кислый манганат калия (VII) становится прозрачным бесцветным. Тетроксид осмия может аналогичным образом использоваться для окисления алкенов до твердого вещества. инальные диолы. Химическая реакция, называемая асимметричным дигидроксилированием по Шарплесу, может быть использована для получения хиральных диолов из алкенов с использованием осматического реагента и хирального катализатора. Другой метод - это цис-гидроксилирование (цис-диол) по Вудворду и связанная с ним реакция Превоста (антидиол), показанные ниже, в которых оба используют йод и серебряную соль карбоновой кислоты.

Реакция Превоста

Другими путями получения викдиолов являются гидрирование ацилоинов и реакция сочетания пинакола.

1,3-Диолы

1,3-Диолы часто получают в промышленности путем альдольной конденсации кетонов с формальдегидом. Образовавшийся карбонил восстанавливают с помощью реакции Канниццаро ​​ или каталитического гидрирования :

RC (O) CH 3 + CH 2 O → RC ( O) CH 2CH2OH
RC (O) CH 2CH2OH + H 2 → RCH (OH) CH 2CH2OH

2,2-Дизамещенные пропан-1,3-диолы получают таким образом. Примеры включают 2-метил-2-пропил-1,3-пропандиол и неопентилгликоль..

1,3-Диолы могут быть получены гидратацией α, β-ненасыщенных кетонов и альдегидов. Полученный кето-спирт гидрируют. Другой путь включает гидроформилирование эпоксидов с последующим гидрированием альдегида. Этот метод использовался для 1,3-пропандиола из этиленоксида.

. Более специализированные пути получения 1,3-диолов включают реакцию между алкеном и формальдегидом, реакция Принса. 1,3-диолы могут быть получены диастереоселективно из соответствующих β-гидрокси кетонов с использованием Эванса-Саксена, Нарасака-Прасад или Эванс – Тищенко протоколы редукции.

1,3-Диолы описаны как син- или анти-в зависимости от относительной стереохимии атомов углерода, несущих гидроксильные функциональные группы. Цинкофорин представляет собой натуральный продукт, который содержит как син-, так и анти-1,3-диолы.

Цинкофорин показывает син- и анти-1,3-диолы.jpg

1,4-, 1,5- и более длинные диолы

Диолы, в которых гидроксильные группы разделены несколькими углеродными центрами, обычно получают гидрированием диэфиров соответствующих дикарбоновых кислот :

(CH 2)n(CO 2R)2+ 4 H 2 → (CH 2)n(CH 2 OH) 2 + 2 H 2 O + 2 ROH

1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,10-декандиол являются важными предшественниками полиуретанов.

Реакции

С промышленной точки зрения доминирующими реакциями диолов являются получение полиуретанов и алкидных смол.

Общие диолы

Диолы реагируют как спирты за счет этерификации и образования простого эфира.

Диолы, такие как этилен гликоль используются в качестве со- мономеров в реакциях полимеризации с образованием полимеров, включая некоторые полиэфиры и полиуретаны. Другой мономер с двумя идентичными функциональными группами, такой как или диовая кислота необходима для продолжения процесса полимеризации посредством повторяющихся процессов этерификации.

Диол можно превратить в циклический простой эфир с использованием кислотного катализатора, вот так. Во-первых, это протонирование гидроксильной группы. Затем, с последующим внутримолекулярным нуклеофильным замещением, вторая гидроксильная группа атакует электронодефицитный углерод. При условии, что атомов углерода достаточно, чтобы угловая деформация не была слишком большой, может образоваться a.

DiolCycl.jpg

Diol cyclization.svg

Диолы также могут быть преобразованы в лактоны с использованием реакции окисления Фетизона.

Вицинальные диолы

При расщеплении гликоля связь C-C в вицинальном диоле расщепляется с образованием кетоновых или альдегидных функциональных групп. См. Окисление диолов.

геминальные диолы

В общем, органические геминальные диолы легко дегидратируются с образованием карбонильной группы. Например, угольная кислота ((HO) 2 C = O) нестабильна и имеет тенденцию превращаться в диоксид углерода (CO 2) и воду (H 2 O). Тем не менее, в редких случаях химическое равновесие находится в пользу геминального диола. Например, когда формальдегид (H2C = O) растворен в воде, геминальный диол (H 2 C (OH) 2, метандиол ) благоприятствует. Другими примерами являются циклические геминальные диолы декагидроксициклопентан (C5(OH) 10) и додекагидроксициклогексан (C6(OH) 12), которые стабильны, тогда как соответствующие оксоуглероды (C5O5и C 6O6) не кажутся таковыми.

См. Также

Викискладе есть средства массовой информации, относящиеся к диолам.

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-17 07:04:19
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте