متعددات الغول

متعددات غول

Polyalcohol - Polyol

متعددات الغول

متعددات الغول أو متعددات الكحول polyalcohols أو البوليولات polyols (البوليولات جمع بوليول) من المركبات العضوية الأكسجينية، التي تضم في بناها الجزيئية أكثر من وظيفة غولية nC-O-H، وتكون سلسلتها الكربونية أليفاتية مفتوحة أو حلقية، مشبعة أو غير مشبعة. وتنتمي إلى مجموعة المركبات العضوية ذات الوظائف المتعددة المتجانسة، وتشتمل على:

1- الديولات (ثنائيات الغول أو الغليكولات): وهي المركبات التي تحتوي على وظيفتين غوليتين مرتبطتين إمـا بذرتين متجاورتين مثـل CH₂OH-CH₂OH (ويدعى الإيتيلين غليكول أو الإيتان ديول أو ثنائي هدروكسي الإيتان)، أو تفصل بينهما ذرة كـربون SP₃ مثل البـروبـان ديـول - 1 ،3 CH₂OHCH₂CH₂OH، أو يفصل بينهما أكثر من ذرة كـربون SP³ مثل البوتان ديـول -1، 4 صيغتـه CH₂OHCH₂CH₂CH₂OH، وإن المركبات التي تحمل جزيئاتها زمرتي غول على ذرة كربون واحدة لا تنتمي إلى متعددات الغول.

ينتج الإيتلين غليكول من أكسدة الإيتيلين CH₂ = CH₂ عبر تشكل أكسيد الإيتيلين الذي يتميه إلى الديول. ويستعمل فوق منغنات البوتاسيوم KMnO₄ أو أكسـيد الأسميوم، أو فوق أكاسـيد الحموض  R—CO₂OH  مؤكسداً، وتفيد عمليات الأكسدة هذه في الحصول على مركبات انتقائية من ثنائي هدروكسي حلقي البنتانون (أو ثنائي هدروكسي حلقي الهكسانون) المقرون أو المفروق.

2- التريولات (ثلاثيات الغول أو الغليسيرولات): وأهمها الغليسرول glycerol[ر] (الغليسيرين) CH₂OH-CHOH-CH₂OH.

3- تبدأ البوليولات polyols عملياً من ضروب التترول tetrols، وأغلبها منتجات طبيعية صيغتها العامة CH₂OH- (CHOH)_n- CH₂OH، حيث n تراوح بين 2 و5 وهي ضروب الإيتول أو الإيتولات itols.

رباعي هدروكسي بوتان (الإريتريتول) صيغته CH₂OHCHOHCHOHCH₂OH له ثلاثة إيزوميرات (متماكبات)[ر: الكيمياء الفراغية]، وأحد هذه الإيزوميرات لا يحرف الضوء المستقطب وهو الإريتريت erythrite الطبيعي الشائع في بعض النباتات صيغته المفصلة:

ومتخايلان ضوئيان يحضَّران بالاصطناع. الإريتريت له هيئة بلورات بيضاء ذات طعم حلو درجة انصهاره 121-122 ْس ودرجة غليانه 329 ْ-331 ْس، كتلته الحجمية 1.24غ/سم³. ينحل بالماء وينحل قليلاً بالكحول، وهو عديم الانحلال بالإتير.

4- البوليولات الحلقية: وهي صنف مهم من متعددات الغول، منها بنتاهدروكسي سايكلوهكسان cyclohexanepentols، المتوقع أن يكون له 16 متماكباً فراغياً، ولا تعرف جميعها. أما هكساهدروكسي سايكلوهكسان cyclohexanehexols (ضروب الإنُزيتول inositols) التسعة المتوقعة فهي معروفة كلها، وأمكن اصطناعها.

5- تلحَق المركبات التي تحتوي جزيئاتها على عدة وظائف غولية إضافة إلى وظيفة أخرى بالمركبات ذات الوظائف المتعددة غير المتجانسة مثل ضروب الألدول ومنها على سبيل المثال أسيت ألدول CH₃CHOHCH₂CHO وضروب الكيتولات ومنها على سبيل المثال السكاكر (السكريدات) [ر: السكريات]. والسكاكر هي متعددات غول تجاورية تتصف بخواص كيمياوية تماثل ضروب الديولات -1، 2. لا تنتمي متعددات هدروكسي البنزن إلى متعددات الغول، وتلحَق بضروب الفينول (الفينولات).

الصفات الفيزيائية

تبلغ الكتلة الحجمية لأبسط الديولات (الإيتان ديول، أو الغليكول) 1.113غ/سم³. وهو أكثر لزوجة من البروبانول (المتساوي معه بعدد الإلكترونات)، ودرجة غليانه أعلى منه بكثير (198 ْس، مقابل 127 ْس للبروبانول). ويعزى استعماله مضاداً للتجمد لدرجة حرارة غليانه المرتفعة، إضافة إلى انخفاض درجة تجمده وذوبانيته العالية في الماء ولزوجته، وهو لا يتبلور بسبب لزوجته إلا بصعوبة كبيرة (يصعب على الجزيئات التوجه بشكل ملائم).

يغلي البروبان ديول ـ 1، 2 ذو الكتلة الحجمية 1.040غ/سم³ عند الدرجة 187 ْس، في حين يغلي متماكبه، البروبان ديول ـ 1، 3 ذو الكتلة الحجمية 1.060غ/سم³ عند الدرجة215 ْس. ويغلي الغليسيرين ذو الكتلة الحجمية 1.261غ/سم³ عند الدرجة 290 ْس. وينصهر عند الدرجة 18.6 ْس، ويكون عملياً فوق منصهر في درجات أدنى، ولا يمكن تقطيره تحت الضغط الجوي من دون أن يتفكك. إنه سائل شديد اللزوجة، وطعمه سكري.

لا توجد متعددات الغول بالحالة الغازية في درجة الحرارة العادية وتحت الضغط الجوي. والبوليولات مركبات صلبة، وشديدة الذوبان في الماء، وتتصف بطعم سكري، وقليلة الذوبان في الغول، وغير ذوّابة عملياً في الإيتر أو الفحوم الهدروجينية.

يؤدي وجود أكثر من زمرة هدروكسيل واحدة في متعددات الغول إلى زيادة لزوجتها، وزيادة قابلية ذوبانها في الماء، وارتفاع ملحوظ في درجات غليانها مقارنة بالأغوال القرينة. يُعزى ارتفاع درجة غليان متعددات الغول إلى ازدياد عدد الروابط الهدروجينية ما بين جزيئية intermolecular تتشكل بين جزيئاتها نتيجة استقطاب الرابطة O-H وتولد شحنة جزئية سالبة (δ^-) على أكسجين الزمرة الهدروكسيلية وشحنة جزئية موجبة (δ⁺) على هدروجينها. تؤدي قوى التجاذب بين هدروجين جزيء متعدد الغول وأكسجين جزيء آخر (حامل أيضاً لثنائيتين إلكترونيتين غير رابطتين) إلى ارتباطات تساعد على زيادة التصاق جزيئين أو أكثر بعضها ببعضها الآخر، مما يجعل تبخيرها أصعب.

وهناك عامل آخر يؤثر في الخواص الفيزيائية لمتعددات الغول وهو وجود روابط هدروجينية جزيئية داخلية intramolecular لا تتفكك بالتمديد، إضافة إلى الروابط الهدروجينية ما بين الجزيئية المـلاحظة في الأغـوال البسـيطة. وتتجلى الروابط الهدروجينية لمتعددات الغول في أطياف ما تحت الأحـمر، ففي الطور الغازي أو المحـلول الشـديد التمـديد يبدي الإيتـان ديـول مثلاً خطيـن دقيـقين (عند 3630سم^-1 و3590سم^-1)، وهما يوافقان اهتزاز الامتطاط الطبيعي لإحدى زمرتي O-H واهتزاز امتطاط الزمرة الأخرى المضطربة بالرابطة الهدروجينية الجزيئية الداخلية intra، وهي لا تتحول بالتمديد إلى عصابة رابطة O-H غير مرتبطة.

الخواص الكيمياوية

تبدي متعددات الغول جميع خواص الأغوال[ر: الغول] التقليدية: انفصام الرابطتين O-H وC-OH، وتفاعل الأكسدة. ويضاف إليها تفاعلات أخرى تنتج من التأثير المتبادل للزمر الغولية لمتعدد الغول أو تحلقه. وتعد متعددات الغول مدخلاً إلى كيمياء المركبات الأكسيجينية الأخرى ذات الوظائف الوحيدة، أو المتعددة، المتجانسة منها وغير المتجانسة. وتستعمل في عدد من الصناعات منها المواد اللدنة والمتفجرات.

تعطي الديولات إسترات ثنائية. وتؤدي أكسدة -α الديولات بحمض فوق اليود HIO₄ إلى فصم الرابطة C−C وتعطي مركبين كربونيلين:

باستطاعة -α الديولات أن تعطي مع الحموض الثنائية إسترات حلقية، وتعطي بتفاعلها مع الألدهيدات والكيتونات أسيتالات حلقية. كما يعطي البوتان ديول ـ 1، 3 إسترات حلقية وأسيتالات حلقية.

يستعمل الإيتلين غليكول في صناعة المتفجرات (الإسترات النترية)، ومضاداًَ للتجمد. ويتكاثف مع ترفتالات الميتيل مشكلاً، متعدد إستر، المادة الصناعية المهمة المعروفة باسم نسيج (ليف) الترغال.

تعطي البوليولات مع بلا ماء حمض الخل متعددات الإستر الموافقة. وتتبلمه إلى إيتيرات أوكسيد حلقية:

يحيى القدسي

ـ LEVISALLES وCASTRO، الكيمياء العضوية -1، ترجمة وفائي حقي، صلاح يحياوي، محمد نذير لداوي، يحيى القدسي (المطبعة الجديدة، دمشق 1981-1982م).

- TERM, A.TOMASINO, H.SLIWA, F. PATRIGEON & M. HORN, Chimie (Nathan 1999).

التصنيف : الكيمياء و الفيزياء

النوع : علوم

المجلد: المجلد السابع عشر

رقم الصفحة ضمن المجلد : 691

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية