ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА СПИРТОВ

Спирты (алкоголи) — производные углеводородов, образо­ванные замещением атомов водорода гидроксильными груп­пами (ОН). В зависимости от числа гидроксильных групп спирты делятся на одноатомные, двухатомные и многоатом­ные.

Одноатомные спирты с длинной углеродной цепи до 16 ато­мов — бесцветные летучие жидкости, легче воды (с относите­льной плотностью меньше единицы), имеющие 16 и более ато­мов углерода — твердые вещества. Запах низших и средних предельных спиртов — характерный алкогольный, иногда рез­кий специфический; высшие предельные многоатомные спир­ты не пахнут. Низшие непредельные спирты обладают резким запахом, высшие — приятным цветочным. С увеличением ко­личества углеродных атомов повышается температура кипения и снижается растворимость соединений в воде. Следует также отметить, что температура кипения нормальных форм выше, чем разветвленных. Наибольшее значение для практической токсикологии из представителей этой группы имеют предель­ные спирты с длиной цепи до 5 атомов углерода (метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый и амиловый).

Многоатомные спирты — это жидкости, у которых с увели­чением количества гидроксильных групп повышается раство­римость в воде. Низшие многоатомные спирты — вязкие бес­цветные жидкости с высокой температурой кипения, высшие — твердые вещества, хорошо растворимые в воде, этиловом спирте и плохо — в эфире. Из представителей этого класса соединений особый практический интерес представля­ют гликоли и в частности этиленгликоль (двухатомный спирт), а также его эфиры, широко используемые в промыш­ленности, на транспорте и в быту.

В зависимости от порядкового номера углеродного атома, соединенного с гидроксилом, различают первичные, вторич­ные, третичные и т. д. спирты. При наличии в молекуле спир­та других функциональных групп выделяют галогенизирован- ные, тиоспирты, аминоспирты и т. д.

Наибольшее токсикологическое значение имеют алифати­ческие спирты, однако в практике приходится иметь дело и с отравлениями циклическими спиртами, такими как тетрагид­рофурфуриловый. Высокая токсичность и потенциальная опасность присуща галогенизированным спиртам, особенно хлор- и фторсодержащим.

Метиловый спирт (СН₃ОН, синонимы: метанол, древесный спирт, карбинол) — одноатомный спирт жирного ряда. Пред­ставляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом, смешивается во всех соотношениях с водой, эфиром, этило­вым и другими спиртами; хороший растворитель жиров, ли­пидов, масел и других органических веществ. Горит бледным пламенем. Относительная плотность 0,792, температура кипе­ния 66° С.

Впервые метиловый спирт был получен при сухой перегон­ке древесины в 1661 г. Длительное время считалось, что при употреблении внутрь отравление вызывает не метанол, а при­меси, образующиеся при перегонке древесины и придающие жидкости неприятный запах и вкус. Поэтому получение в конце XIX столетия химически чистого метанола сопровожда­лось попыткой изготовления алкогольных напитков на его основе, вызвавших большое число массовых отравлений («на­питок легионеров»).

Применяется метанол в лакокрасочной промышленности, для получения формальдегида, синтеза различных органиче­ских соединений, денатурированного этилового спирта.

Этиловый спирт (С₂Н₅ОН, синонимы: алкоголь, винный спирт, этанол, этиловый алкоголь). Бесцветная, прозрачная, летучая, легко воспламеняющаяся жидкость, жгучего вкуса, с острым характерным запахом, горящая не коптящим, мало светящимся пламенем. Относительная плотность 0,813-0,816, температура кипения 77-78,5° С. Смешивается с водой и ор­ганическими растворителями в любых пропорциях.

Пропиловые спирты (С₃Н₇ОН). Среди них выделяют нор­мальный пропиловый (пропанол) и изопропиловый (пропа- нол-2, вторичный пропиловый, петрогол, перспирит) спирты. Это бесцветные жидкости с характерным спиртовым запахом, хорошо смешиваются с водой, этанолом, бензолом. Темпера­тура кипения пропанола — 97,8° С, относительная плот­ность — 0,804. Получается перегонкой сивушных масел и син­тетическим путем. Температура кипения пропанола-2 — 82,5° С, относительная плотность — 0,875. Используются про­пиловые спирты в качестве растворителей синтетических смол, некоторых эфирных масел и т. д. Изопропиловый спирт применяют в качестве антифриза. Отравления чистыми про- пиловыми спиртами вследствие приема их внутрь наблюдают­ся сравнительно редко, чаще встречаются интоксикации их смесью с этиловым спиртом.

Бутиловые спирты (С₄Н₉ОН, тамазол). Бесцветные жидко­сти с характерным спиртовым запахом. Получаются при бро­жении некоторых злаков, из отходов сахарного производства, а также синтетическим путем. К ним относятся: н-бутиловый (бутанол-1) с температурой кипения 117° С и относительной плотностью 0,809, плохо растворим в воде; втор-бутиловый (бутанол-2), с температурой кипения 99,5—100° С и относите­льной плотностью 0,806, в воде растворяется хуже, чем бута­нол-1; изобутиловый с температурой кипения 107,5° С, отно­сительной плотностью 0,822, плохо растворим в воде;

трет-бутиловый спирт (триметилкарбинол) с температурой кипения 82,9° С, относительной плотностью 0,788, в воде рас­творяется неограниченно.

Применяют бутиловые спирты в качестве растворителей в парфюмерной и фармацевтической промышленности, в про­изводстве синтетического каучука, для изготовления тормоз­ной жидкости БСК (содержащей до 50% бутанола) и т. д.

Амиловые спирты (С₅Н,,ОН). Существует 8 изомеров ами­лового спирта (первичный, вторичный, третичный амиловые и изоамиловый спирты, диэтилкарбинол, втор-бутилкарбинол и др.), которые получают при переработке нефти.

Этиленгликоль (ЭГ), (СН₂ОНСН₂ОН, гликоль, 1,2-этанди- ол) двухатомный спирт жирного ряда, бесцветная или слегка желтоватая сиропообразная сладковатая на вкус жидкость, без запаха; относительная плотность 1,113, температура кипе­ния — 197° С, плавления — 15,6° С. ЭГ хорошо растворяется в этаноле, ацетоне, воде и плохо — в жирах и эфирах. Летучесть этого соединения невелика.

Применяется в органическом синтезе, кожевенной, тексти­льной, табачной, фармацевтической, парфюмерной промыш­ленности. Водные растворы ЭГ обладают низкими температу­рами замерзания. Это их свойство используется при создании антифризов, тормозных жидкостей и антиобледенителей. В нашей стране используются антифризы с различным содер­жанием этиленгликоля («40» и «40М» (53%), «40П» (по 25% ЭГ и пропиленгликоля), «65» (66%), В-2 (55%), ГГ-1 (40% ЭГ и 20% глицерина)); тормозные жидкости ГТЖ-22 (25% ЭГ, 70% диэтиленгликоля, 5% этилцеллозольва), «Нева» (10% ЭГ). Гликолевую основу имеют антиобледенительные жидкости «Арктика», «ЗА» и т. д. Антифризы на гликолевой основе ис­пользуются и за рубежом (глизантин, генантин, рампа, бориго и др.).

Сходными свойствами обладают и эфиры этиленгликоля, которые носят общее название «целлозольвы» (ЦЗ). Наиболь­шее практическое значение имеют неполные эфиры алифати­ческого ряда — монометиловый, моноэтиловый и др.

Метиловый эфир этиленгликоля (МЦ), (СН₃ОСН₂СН₂ОН, метилцеллозольв, метилгликоль, 2-метоксиэтанол, мономе- тилэтиленгликоль) — бесцветная жидкость с неприятным за­пахом, относительной плотностью 0,965 и температурой ки­пения 124,6° С. В любых пропорциях смешивается с водой, этанолом и многими растворителями.

Этиловый эфир этиленгликоля (ЭЦ), (С₂Н₅ОСН₂СН₂ОН, этилцеллозольв, этилгликоль, 2-этоксиэтанол, этилэтиленг- ликолевый эфир, сольвузол) — бесцветная жидкость с не­резким запахом, относительной плотностью 0,935 и темпе­ратурой кипения 134° С. Целлозольвы используются в органическом синтезе, в качестве растворителей, некорро­зивных антифризов, антикристаллизационных присадок к моторным топливам и т. д. К наиболее доступным и широко распространенным продуктам, содержащим целлозольвы, относятся тормозная жидкость «Нева» (ЭГ и ЭЦ), ВТЖ-4, ВТЖ-у, ОЖК-50 (ЭЦ), растворители 646, 647, 650 и др., а также антикристализационные жидкости «И» на основе ЭЦ и ее модификация «ИМ» — смесь этилцеллозольва и мета­нола.

Тетрагцдрофурфуриловый спирт (СН₂СН₂СНОНСН₂О) — бесцветная или слегка желтоватая жидкость со специфиче­ским неприятным запахом, хорошо растворимая в воде, спир­тах и эфире. Горит голубоватым пламенем, отличается высо­кой гидрофильностью. Относительная плотность — 1,050, температура кипения — 177,5° С. Широко применяется в ка­честве антикристаллизанта для авиационного топлива и как растворитель в органическом синтезе. Также для этих целей используется жидкость ТГФ-М (ТГФС-М) — равнообъемная смесь тетрагидрофурфурилового спирта и метанола.

Состав технических и бытовых жидкостей, отравления ко­торыми встречаются достаточно часто, приведен в Приложе­нии 3.