Lorsque les deux groupes hydroxyle sont portés par le même atome de carbone, on parle de diol géminal. Parmi ceux-ci, on compte par exemple le méthanediol (H2C(OH)2) ou le 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane-2,2-diol ((F3C)2C(OH)2), la forme hydratée de l'hexafluoroacétone.
On parle de diol vicinal lorsque les deux groupes hydroxyle sont en position vicinale, c'est-à-dire attachés à des atomes de carbone adjacents. On compte parmi ceux-ci l'éthane-1,2-diol ou éthylène glycol (HO-(CH2)2-OH), un composant courant des produits antigels ou le propane-1,2-diol (propylène glycol, HO-CH2-CH(OH)-CH3).
Parmi les composés avec des groupes hydroxyle bien plus éloignés, on compte le butane-1,4-diol (HO-(CH2)4-OH) ou encore le bisphénol A.
Classification
Les diols peuvent être classés en différents groupes, selon qu'ils sont :
Les diols étant des composés assez communs, de nombreuses méthodes de préparation ont été développées :
les diols vicinaux peuvent être produits par oxydation d'alcènes, habituellement en présence de permanganate de potassium dilué en milieu acide. Ils peuvent être également formés par hydrolyse d'époxydes en milieu acide ou basique (diols vicinaux anti) ;
de la même façon, on peut utiliser du tétroxyde d'osmium pour oxyder des alcènes en diols vicinaux ;
Les diols comme l'éthylène glycol sont utilisés comme co-monomères dans des réactions de polymérisation formant des polymères, comme pour le polyesters et les polyuréthanes. Un monomère différent avec deux groupes fonctionnels identiques, comme le dichlorure de dioyle ou l'acide dioïque sont nécessaires pour poursuivre le processus de polymérisation par des estérifications répétées.
Un diol peut être converti en éther-oxyde cyclique en utilisant une catalyse acide, réaction connue sous le nom de cyclisation de diol. La réaction débute par une protonation d'un des groupes hydroxyle, suivie par une substitution nucléophile intramoléculaire du second groupe hydroxyle, attaquant le carbone électropositif. Si le nombre d'atomes carbone dans la chaîne est suffisant, pour que l'angle ne soit pas trop grand et les liaisons pas trop tendues, un éther cyclique peut être formé.
Diols vicinaux
Dans le clivage du glycol, la liaison C-C d'un diol vicinal est clivée avec formation de cétones et/ou d'aldéhydes. Une des applications de ces diols vicinaux est la protection de fonction carbonyle par acétalisation, en milieu acide non aqueux.
En général, les diols géminaux organiques sont facilement déshydratés pour former un groupe carbonyle. Par exemple, l'acide carbonique ((HO)2C=O) est instable et a tendance à se transformer en dioxyde de carbone (CO2) et en eau (H2O). Cependant, dans quelques rares situations, l'équilibre chimique est en faveur du diol géminal. Par exemple, le formaldéhyde (H2C=O) est dissous dans l'eau en un diol géminal, le méthanediol (H2C(OH)2). D'autres exemples sont les diols géminaux cycliques comme le décahydroxycyclopentane (C5(OH)10) ou le dodécahydroxycyclohexane (C6(OH)12), qui sont stables, alors que leurs équivalents oxydes de carbone (C5O5 et C6O6) ne semblent pas l'être.
Polymères diols
Ce sont des oligomères fonctionnalisés en bouts de chaînes par des fonctions hydroxyle. Selon les références, ils peuvent être nommés « oligomères glycols », « macrodiols » ou « oligomères hydroxytéléchéliques ». Les polymères diols les plus utilisés ont une masse molaire relativement faible, comprise entre 500 et 3 000 g/mol. Les exemples-types sont :
↑Andreas Hartung, Mark A. Keane et Arno Kraft, Advantages of Synthesizing trans-1,2-Cyclohexanediol in a Continuous Flow Microreactor over a Standard Glass Apparatus, J. Org. Chem., 2007, 72, 10235-10238, DOI10.1021/jo701758p.
