Меню

Этиленгликоль с сульфатом меди

Этиленгликоль: химические свойства и получение

Этиленгликоль C2H4(OH)2 или CH2(OH)CH2OH, этандиол-1,2 – это органическое вещество, предельный двухатомный спирт .

Общая формула предельных нециклических двухатомных спиртов: CnH2n+2O2 или CnH2n(OН)2

Строение этиленгликоля

В молекулах спиртов, помимо связей С–С и С–Н, присутствуют ковалентные полярные химические связи О–Н и С–О.

Электроотрицательность кислорода (ЭО = 3,5) больше электроотрицательности водорода (ЭО = 2,1) и углерода (ЭО = 2,4).

Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода:

Атом кислорода в спиртах находится в состоянии sp 3 -гибридизации.

В образовании химических связей с атомами C и H участвуют две 2sp 3 -гибридные орбитали, а еще две 2sp 3 -гибридные орбитали заняты неподеленными электронными парами атома кислорода.

Поэтому валентный угол C–О–H близок к тетраэдрическому и составляет почти 108 о .

Водородные связи и физические свойства спиртов

Спирты образуют межмолекулярные водородные связи. Водородные связи вызывают притяжение и ассоциацию молекул спиртов:

Поэтому этиленгликоль – жидкость с относительно высокой температурой кипения.

Водородные связи образуются не только между молекулами спиртов, но и между молекулами спиртов и воды. Поэтому спирты очень хорошо растворимы в воде. Молекулы спиртов в воде гидратируются:

Чем больше углеводородный радикал, тем меньше растворимость спирта в воде. Чем больше ОН-групп в спирте, тем больше растворимость в воде.

Химические свойства этиленгликоля

Спирты – органические вещества, молекулы которых содержат, помимо углеводородной цепи, одну или несколько гидроксильных групп ОН.

Спирты – неэлектролиты, в водном растворе не диссоциируют на ионы; кислотные свойства у них выражены слабее, чем у воды.

1.1. Взаимодействие с раствором щелочей

При взаимодействии этиленгликоля с растворами щелочей реакция практически не идет, т. к. образующийся алкоголят почти полностью гидролизуется водой.

Равновесие в этой реакции так сильно сдвинуто влево, что прямая реакция не идет. Поэтому этиленгликоль не взаимодействует с растворами щелочей.

1.2. Взаимодействие с металлами (щелочными и щелочноземельными)

Этиленгликоль взаимодействует с активными металлами (щелочными и щелочноземельными).

Например, этиленгликоль взаимодействует с калием с образованием гликолята калия и водорода .

Алкоголяты под действием воды полностью гидролизуются с выделением спирта и гидроксида металла.

2. Реакции замещения группы ОН

2.1. Взаимодействие с галогеноводородами

При взаимодействии этиленгликоля с галогеноводородами группы ОН замещаются на галоген и образуются дигалогеналкан.

Например, этиленгликоль реагирует с бромоводородом.

2.2. Этерификация (образование сложных эфиров)

Многоатомные спирты вступают в реакции с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры.

Например, этиленгликоль реагирует с уксусной кислотой с образованием эфира:

2.4. Взаимодействие с кислотами-гидроксидами

Этиленгликоль взаимодействует и с неорганическими кислотами, например, азотной или серной.

Например, при взаимодействии этиленгликоля с азотной кислотой образуется нитроэтиленгликоль :

3. Дегидратация

В присутствии концентрированной серной кислоты от спиртов отщепляется вода. При высокой температуре (180 о С) протекает внутримолекулярная дегидратация этиленгликоля и образуется соответствующий ацетальдегид.

Читайте также:  Свойства гидроксида меди 2 опыт

4. Окисление этиленгликоля

Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).

Типичные окислители — оксид меди (II), перманганат калия KMnO4, K2Cr2O7, кислород в присутствии катализатора.

4.1. Окисление оксидом меди (II)

Этиленгликоль можно окислить оксидом меди (II) при нагревании. При этом медь восстанавливается до простого вещества.

4.2. Окисление кислородом в присутствии катализатора

Этиленгликоль можно окислить кислородом в присутствии катализатора (медь, оксид хрома (III) и др.).

4.3. Жесткое окисление

При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) этиленгликоль окисляется до щавелевой кислоты.

Например, при взаимодействии этиленгликоля с перманганатом калия в серной кислоте образуется щавелевая кислота

4.4. Горение этиленгликоля

При сгорании этиленгликоля образуется углекислый газ и вода и выделяется большое количество теплоты.

5. Дегидрирование этаниленгликоля

При нагревании спиртов в присутствии медного катализатора протекает реакция дегидрирования.

Например, при дегидрировании этиленгликоля образуется этандиаль

Получение этиленгликоля

1. Щелочной гидролиз дигалогеналканов

При взаимодействии дигалогеналканов с водным раствором щелочей образуются двухатомные спирты. Атомы галогенов в дигалогеналканах замещаются на гидроксогруппы.

Например, при нагревании 1,2-дихлорэтана с водным раствором гидроксида натрия образуется этиленгликоль

2. Гидрирование карбонильных соединений

Например, при гидрировании этандиаля образуется этиленгликоль

О=CН-CH=O + 2H2 CH2(OH)-CH2OH

3. Гидролиз сложных эфиров

При гидролизе сложных эфиров этиленгликоля и карбоновых кислот образуются этиленгликоль и карбоновая кислота.

4. Мягкое окисление алкенов

Мягкое окисление протекает при низкой температуре в присутствии перманганата калия. При этом раствор перманганата обесцвечивается.

В молекуле алкена разрывается только π-связь и окисляется каждый атом углерода при двойной связи.

При этом образуются двухатомные спирты (диолы).

Источник

Обнаружение этиленгликоля в моче

Обнаружение этиленгликоля в моче. Котлярова Э.Л. Суд.-мед. эксперт., 1976, № 4. с. 27-29.

Разработан метод определения этиленгликоля в моче. Метод основан на окислении этиленгликоля до формальдегида йодной кислотой и приведено доказательство последнего с хромотроповой кислотой, морфином и хроматографией в тонком слое.

Обнаружение этиленгликоля в моче / Котлярова Э.Л. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 1976. — №4. — С. 27-29.

библиографическое описание:
Обнаружение этиленгликоля в моче / Котлярова Э.Л. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 1976. — №4. — С. 27-29.

Судебно-медицинская диагностика отравления этиленгликолем представляет большие трудности и основывается главным образом на результатах судебно-химического исследования выделений и трупного материала. Применяемые в настоящее время методики химического исследования экспертного материала на этиленгликоль недостаточно избирательны, малочувствительны, включают только качественное обнаружение этиленгликоля и не обеспечивают необходимой воспроизводимости и надежности доказательства.

Читайте также:  Холодильник зил сколько меди содержится

По данным Мак-Чесни, Джолберг, Рассел, Мин (1971), в ближайшие 24 ч после отравления с мочой выделяется неизмененный этиленгликоль в количестве до 40%. В этой связи моча живых людей, а также и моча трупов может служить важным объектом для доказательства острых отравлений этиленгликолем.

Целью настоящей работы, начального этапа проводимого нами исследования, явилась разработка достоверного метода обнаружения этиленгликоля в моче. Учитывая, что токсические дозы этиленгликоля вызывают почечную недостаточность, методика разрабатывалась с малыми объемами мочи.

Для выделения и очистки извлеченного этиленгликоля использовали методы осаждения, экстракции с высаливанием, суховоздушной отгонки, хроматографии в тонком слое силикагеля.

Для повышения избирательности определения этиленгликоля использовали различные методы:реакции окрашивания окисленного продукта этиленгликоля — формальдегида с морфином, с хромотроповой кислотой, бензидином, спектрофотометрию окрашенного продукта взаимодействия формальдегида с хромотроповой кислотой, хроматографию в тонком слое.

Качественный химический анализ

Для устранения влияния мешающих веществ (глюкозы, глюкозамина, аскорбиновой и гликолевой кислот, глицериновых кислот) 1 мл мочи разбавляли дистиллированной водой до 5 мл. При постоянном помешивании добавляли 2 мл 20% водного раствора сульфата меди и 2 мл 25% водного раствора гидрата окиси кальция. Объем доводили дистиллированной водой до 10 мл и энергично встряхивали 15 мин. Центрифугировали в течение 15 мин при 2500 об/мин. Исследовали надосадочную жидкость. К 1 мл центрифугата прибавляли 0,5 мл 0,05 М водного раствора йодной кислоты,оставляли при комнатной температуре на 10мин. Затем добавляли 0,5 мл водного раствора, в 100 мл которого содержится 4,15 йодида калия и 2,8 г тиосульфата натрия. Центрифугировали в течение 5 мин при 2500 об/мин. Окисленный центрифугат помещали в бюксу, высотой 30 мм и диаметром 55 мм, добавляли 0,5 г безводного углекислого калия. На дно бюксы ставили тигль № 1, в котором находилось 2 мл 10% раствора серной кислоты. Бюксу герметично закрывали и ставили в термостат при температуре 56 е на 2 ч.

Значение Rf некоторых веществ, выделенных из мочи

Обозначение: вещество окрашивания не дает.

Одновременно ставили вторую бюксу с 1 мл неокисленного центрифугата для исключения формальдегида и помещали в термостат при тех же условиях (контроль). Через 2 ч содержимое тигля делили на две равные части.

Первую часть помещали в фарфоровую чашку, прибавляли 5 мл концентрированной серной кислоты. После охлаждения добавляли кристаллик морфина, легким встряхиванием перемешивали содержимое. Через 40—50 мин появляется красно-фиолетовое окрашивание. Граница обнаружения—10 мкг в исследуемом объеме или 100 мкг в 1 мл мочи.

Ко второй половине содержимого тигля прибавляли 0,2 мл 0,5% свежеприготовленного раствора хромотроповой кислоты и 4 мл концентрированной серной кислоты. Пробирку нагревали в течение 10 мин на водяной бане при 60°. При наличии этиленгликоля появляется фиолетовое окрашивание. Окрашенный продукт реакции имеет характерный абсорбционный спектр с максимумом поглощения при 570 нм. Граница определения 5 мкг в определяемом объеме или 50 мкг в 1 мл мочи.

Читайте также:  Использование меди как металла

Уксусный, пропиловый, глиоксалевый и ароматические альдегиды не давали цветной реакции с хромотроповой кислотой и с морфином в сернокислой среде. Определению этиленгликоля по разработанной методике не мешали экстрактивные вещества из мочи, а также добавленные к моче метанол, дихлорэтан, хлороформ в количестве 10%. Метод не позволяет отдифференцировать этиленгликоль от других гликолей.

Аналогичные исследования проводили с контрольной мочой (10 проб) десятидневной давности. Экстрактивные вещества не давали реакции окрашивания с хромотроновой кислотой и с морфином в сернокислой среде.

Хроматография в тонком слое

К 5 мл мочи прибавляли 3 мл ацетона, смешивали, добавляли до насыщения (около 4 г) безводный карбонат калия, встряхивали в течение 5 мин. После расслоения эмульсии ацетоновую вытяжку сливали. К водной фазе вновь добавляли 3 мл ацетона, встряхивали в течение 5 мин. Операцию повторяли трижды. Ацетоновые вытяжки объединяли и упаривали на водяной бане при температуре 30—40° до объема 0,5 мл. Концентрат наносили на стартовую линию хроматографической пластинки с закрепленным слоем силикагеля КСК, пропитанным раствором борной кислоты. Пластинки (9X12) готовили методом поливки, используя 0,1 н. раствор борной кислоты вместо воды. Веществом-метчиком служил этиленгликоль (50 мкг в пятне). Для получения хроматограмм использовали две системы: 1) хлороформ — метанол (2:1), 2) хлороформ — ацетон — 5 н. раствор аммиака (1:8:1). Длина пробега растворителя 10 см, время 35—40 мин. После хроматографирования пластинку высушивали, опрыскивали 0,05 М раствором йодной кислоты, а через 10 мин раствором бензидин-перйодата (по Шталю). При наличии этиленгликоля в моче на синем фоне появлялись белые пятна. Граница обнаружения 20 мкг в 1 мл мочи.

Экстрактивные вещества из мочи, а также добавленные к моче в концентрации 10% этиловый и метиловый спирты, ацетон, дихлорэтан, триэтиленгликоль характерных пятен на синем фоне не давали. Некоторые вещества образовывали на хроматограмме аналогичные пятна, но различались по величине Rf (см. таблицу). Как видно из таблицы, глюкоза и глицерин надежно отделяются от этиленгликоля. Идентификация этиленгликоля в присутствии других гликолей затруднительна.

Вывод

Разработан простой и доступный метод выделения, очистки и обнаружения этиленгликоля в моче. Установлены границы обнаружения химическими реакциями и методом ТСХ. Метод избирателен по отношению к экстрактивным веществам из мочи и ряду токсических летучих веществ, но не позволяет надежно идентифицировать этиленгликоль в присутствии других веществ из группы гликолей.

похожие статьи

Обнаружение 25B-NBOMe — производного фенилэтиламина в биологическом материале / Барсегян С.С., Кирюшин А.Н., Ерощенко Н.Н., Туаева Н.О., Носырев А.Е., Кирилюк А.А. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 2019. — №2. — С. 34-39.

Источник

Adblock
detector