Удивительный мир органической химии - [33]
Спирты, содержащие в молекуле свыше 10 углеродных атомов, называются высшими спиртами. Когда-то их выделяли из природных жиров. Так, из кокосового масла получали лауриловый спирт С>12Н>25ОН, из спермацета — цетиловый спирт С>16Н>33ОН, из пчелинового воска — цериловый С>26Н>53ОН и мирициловый С>30Н>61ОН спирты. Но природного сырья для получения высших спиртов было достаточно до тех пор, пока они применялись в ограниченном количестве. Однако начиная с 40-х гг. XX в. эти спирты стали использовать в производстве поверхностно-активных веществ (ПАВ) — алкилсульфатов, которые являются главной составной частью синтетических моющих средств (СМС). Потребовались большие количества высших спиртов. Выручил, как всегда, органический синтез. Высшие спирты стали получать окислением алканов в присутствии катализатора (солей марганца). Этот способ разработал и внедрил в производство в 1946 г. известный химик-технолог Андрей Николаевич Башкиров (1903-1982). По химическим свойствам высшие спирты практически не отличаются от обычных спиртов. Правда, они легче окисляются и медленнее реагируют с активными металлами.
До сих пор речь шла о спиртах, в молекулах которых содержится одна гидроксильная группа. Но есть спирты, в которых таких групп несколько. Количество гидроксильных групп определяет атомность спиртов. Так, спирты с одной гидроксильной группой (метиловый, этиловый, пропиловый и т. д.) называются одноатомными спиртами, с двумя гидроксильными группами — двухатомными, с тремя — трехатомными и т. д. Основным двухатомным спиртом является этиленгликоль:
Этот спирт впервые открыл А. Вюрц в 1856 г. Этиленгликоль — вязкая бесцветная жидкость, сладкая на вкус. Она обладает ядовитыми свойствами. Применяют этот спирт в химической промышленности для синтеза многих органических продуктов. Многие знают, что водные растворы этиленгликоля используют в качестве антифризов (незамерзающих при низкой температуре жидкостей) для охлаждения двигателей внутреннего сгорания в зимний период. Например, водный раствор, содержащий 60% этиленгликоля, замерзает только при —49 °С.
Гликоли — типичные спирты. Но присутствие двух гидроксильных групп несколько отличает их от одноатомных спиртов. Так, они немного «кислее», чем одноатомные спирты. Поэтому свои водородные атомы в гидроксильных группах они могут заменять не только на активные металлы, но и на другие, например медь.
Если в молекуле спирта содержатся три гидроксильные группы, то это — глицерины. Однако из всех трехатомных спиртов самым известным является «настоящий» глицерин.
Глицерин был открыт К. Шееле в 1779 г., но его строение установлено гораздо позже. Это сделал П. Бертло в 1854 г. Пожалуй, нет такого человека, который бы не был знаком с глицерином. Глицерин — вязкая жидкость, еще более сладкая (от греч. гликос — сладкий), чем этиленгликоль. Получают глицерин омылением жиров или синтетически из газа — пропилена. Применяют этот спирт в быту, обрабатывая им некоторые материалы (кожу, некоторые ткани), которые после этого приобретают мягкость и эластичность. Используют глицерин в медицине и парфюмерии. Но особое значение он имеет в химической промышленности. Без глицерина не обходится получение взрывчатых веществ, антифризов, полимеров и других веществ. Если этиленгликоль ядовит, то глицерин безвреден. Его можно добавлять в кондитерские изделия, чтобы сохранить их сладость, сделать их нежнее и уберечь от высыхания. Глицерин не испаряется сам и не дает испаряться воде, прочно удерживая ее. Поэтому он используется в пищевой, ликероводочной, текстильной, кожевенной промышленности, в медицине. Глицерин содержится в организме человека. Соединяясь с молекулами высших кислот, он образует жиры, свойственные только для данного организма.
Но не только в воде и в спиртах присутствует гидроксильная группа. Недаром ее называют вездесущей группой. Присутствует она и в других веществах, мало напоминающих спирты. О таких веществах мы и расскажем в следующем разделе.
5.2. Та же группа, но уже кислая
Итак, если гидроксильная группа связана с водородом, то это — вода. Если же она связана с обычным углеводородным радикалом, это — спирт. Но есть и такие соединения, в которых гидроксильная группа соединена с бензольным кольцом. В этом случае будет совсем другое вещество, которое называется фенолом.
Впервые это вещество было выделено из каменноугольной смолы в 1834 г. Ф. Рунге. Сейчас фенол получают синтетическим путем из изопропилбензола (кумола). При его окислении образуется гидропероксид, который в присутствии серной кислоты и при нагревании разлагается на фенол и ацетон:
Этот способ был открыт в 1949 г. группой советских химиков под руководством Петра Гавриловича Сергеева (1885-1957).
Свое первое название фенол получил от старинного наименования бензола — фен. Однако О. Лоран, установивший состав фенола в 1842 г., назвал его фениловой кислотой или фенилгидратом. Но все же за этим соединением закрепилось название «фенол», так как оно обладает свойствами кислоты и спирта. Так, в водном растворе фенол обнаруживает кислую реакцию. Поэтому он получил еще одно название —
