Diolok
A diolok vagy glikolok olyan szerves vegyületek, amelyekben két hidroxilcsoport (−OH csoport) található.[1] A funkciós csoportok páros előfordulása meglehetősen gyakori, így számos alkategóriát különböztetnek meg. A természetben a leggyakoribb diolok a cukrok és ezek polimerjei, a cellulóz. Az ipar által leggyakrabban használt diol az etilénglikol. További példák diolokra, melyekben a két hidroxilcsoport egymástól távolabb helyezkedik el: 1,4-butándiol (HO–(CH2)4–OH ), biszfenol-A, propilén-1,3-diol vagy béta-propilén-glikol (HO–CH2–CH2–CH2–OH).
Csoportosításuk szerkesztés
Geminális diolok szerkesztés
A geminális diolokban ugyanahhoz a szénatomhoz két hidroxilcsoport kapcsolódik. Ilyen például a metándiol (H2C(OH)2), mely a formaldehid hidratált formája. Másik példa a (F3C)2C(OH)2, a hexafluoraceton hidratált formája.
Vicinális diolok szerkesztés
A vicinális diolokban a két hidroxilcsoport vicinális helyzetű, azaz szomszédos atomokhoz kapcsolódnak. Glikoloknak is nevezik őket. Vicinális glikol például a fagyállókban gyakran használt 1,2-etándiol vagy etilénglikol (HO−(CH2)2−OH) és a propán-1,2-diol vagy alfa-propilénglikol (HO−CH2−CH(OH)−CH3), melyet az élelmiszer- és gyógyszeripar használ, de a kevésbé mérgező fagyállók komponenseként is alkalmazzák.
Diszjunkt diolok szerkesztés
A két hidroxilcsoportot egymástól messzebb tartalmazó diolokra példa az 1,4-butándiol (HO−(CH2)4−OH) és a biszfenol-A.
Alifás diolok szerkesztés
| A diol lánca | Hidroxilcsoport a szomszédos szénen (vicinális diolok) | Hidroxilcsoport nem szomszédos szénatomokon |
|---|---|---|
| Egyenes | etilénglikol | 1,3-propándiol; 1,4-butándiol; 1,5-pentándiol; 1,8-oktándiol |
| Elágazó | 1,2-propándiol; 1,2-butándiol; 2,3-butándiol | 1,3-butándiol; 1,2-pentándiol; etohexadiol; p-mentán-3,8-diol; 2-metil-2,4-pentándiol |
Előállításuk szerkesztés
Mivel a diolok gyakran előforduló funkciós csoportok, számos módszert dolgoztak ki előállításukra.
- Vicinális diolok állíthatók elő alkének oxidációjával, rendszerint híg savas kálium-permanganát felhasználásával. Lúgos kálium-permanganát alkalmazásakor a sötét ibolyaszín zöldre változik, míg a savas kálium-permanganát teljesen elszíntelenedik.
- Alkének hasonló módon ozmium-tetroxiddal is vicinális diolokká oxidálhatók.
- Alkének hidrogén-peroxiddal epoxid képződése közben reagálnak, melyből hidrolízissel diol keletkezik, mint például a transz-ciklohexándiol szakaszos[2] vagy folyamatos mikroreaktoros[3] szintézisében:
- A Sharpless aszimmetriás dihidroxilezéssel királis diolok állíthatók elő alkénekből ozmát reagens és királis katalizátor felhasználásával.
- Másik lehetőség a Woodward-féle cisz-hidroxilezés (cisz-diol) és az alább bemutatott, hasonló Prévost-reakció (anti-diol). Mindkét módszer jódot és ezüst karbonsavsót használ.
- A Prins-reakcióban 1,3-diolok állíthatók elő formaldehid és alkén reagáltatásával.
- Geminális diolok képezhetők ketonok hidratálásával.
Reakcióik szerkesztés
Diolok általános reakciói szerkesztés
A diolok csakúgy, mint az alkoholok, észter- vagy éterképződési reakciókba lépnek.
A diolokat, például az etilénglikolt polimerizációs reakciókban komonomerként alkalmazzák egyes poliészterek és poliuretánok előállítása során. Ahhoz, hogy a polimerizáció ismételt észteresítési lépésekkel tovább folytatódjon, egy másik, két azonos funkciós csoportot tartalmazó monomer is szükséges. Ez lehet például dioil-diklorid vagy disav.
A diolok savkatalízis hatására gyűrűs éterré alakíthatók, ez a reakció a diol ciklizáció. Ekkor először a hidroxilcsoport protonálódik, majd a másik hidroxilcsoport intramolekuláris nukleofil szubsztitúciós reakcióban megtámadja az elektronhiányos szénatomot. Amennyiben a szénlánc elég hosszú ahhoz, hogy ne lépjen fel nagymértékű gyűrűfeszülés, gyűrűs éter keletkezik.
Vicinális diolok szerkesztés
A glikolhasítás során a vicinális diolokban a C–C kötés keton vagy aldehid funkciós csoport keletkezése közben felhasad.
Geminális diolok szerkesztés
A szerves geminális diolok általában könnyen dehidratálódnak, és karbonilcsoporttá alakulnak. A szénsav ((HO)2C=O) például instabil, szén-dioxiddá (CO2) és vízzé (H2O) alakul át. Ritkán azonban a kémiai egyensúly a geminális diol keletkezésének irányába van eltolódva. Például amikor formaldehid (H2C=O) oldódik vízben, a geminális diol metándiol (H2C(OH)2) képződése a kedvezményezett. További példák a dekahidroxiciklopentán (C5(OH)10) és dodekahidroxiciklohexán (C6(OH)12), melyek stabil gyűrűs geminális diolok, míg a megfelelő oxovegyületek (C5O5 és C6O6) vélhetően instabilak.
Fordítás szerkesztés
Ez a szócikk részben vagy egészben a Diol című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Jegyzetek szerkesztés
- ↑ March, Jerry (1985), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (3rd ed.), New York: Wiley, ISBN 0-471-85472-7
- ↑ trans-cyclohexanediol Organic Syntheses, Coll. Vol. 3, p.217 (1955); Vol. 28, p.35 (1948) http://www.orgsynth.org/orgsyn/pdfs/CV3P0217.pdf.
- ↑ Advantages of Synthesizing trans-1,2-Cyclohexanediol in a Continuous Flow Microreactor over a Standard Glass Apparatus Andreas Hartung, Mark A. Keane, and Arno Kraft J. Org. Chem. 2007, 72, 10235-10238 doi:10.1021/jo701758p
Kapcsolódó szócikkek szerkesztés
