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).

A legegyszerűbb vicinális diol: etilénglikol

Benzoldiol

Csoportosításuk

Geminális diolok

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

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

A két hidroxilcsoportot egymástól messzebb tartalmazó diolokra példa az 1,4-butándiol (HO−(CH₂)₄−OH) és a biszfenol-A.

Alifás diolok

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

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

Diolok általános reakciói

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

A glikolhasítás során a vicinális diolokban a C–C kötés keton vagy aldehid funkciós csoport keletkezése közben felhasad.

Geminális diolok

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

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.