- Az alkoholok szerkezete
- Amphiphilic karakter
- Az R szerkezete
- Fizikai és kémiai tulajdonságok
- Forráspont
- Oldószer kapacitás
- Amphotericism
- Elnevezéstan
- Gyakori név
- IUPAC rendszer
- Szintézis
- Az alkének hidratálása
- Oxo folyamat
- Szénhidrátos erjedés
- Alkalmazások
- italok
- Vegyi alapanyag
- oldószerek
- üzemanyagok
- antiszeptikumok
- Egyéb felhasználások
- Irodalom
Az alkoholok olyan szerves vegyületek, amelyek egy telített szénhez kötött hidroxilcsoporttal (-OH) rendelkeznek; vagyis egy szén, amely négy atomhoz kapcsolódik egyszeres kötésekkel (kettős vagy hármas kötések nélkül).
A hatalmas és sokoldalú vegyületcsalád általános képlete az ROH. Ha szigorúan kémiai értelemben alkoholnak tekintjük, az OH csoportnak a leginkább reakcióképesnek kell lennie a molekuláris szerkezetben. Fontos, hogy több OH csoporttal rendelkező molekula között meg tudjuk mondani, melyik alkohol.
Forrás: alkoholos italok. Pixabay
Az egyik a tömör alkoholok és a legjobb ismert a népi kultúra etil-alkohol vagy etanol, CH 3 CH 2 OH. Természetes eredetüktől és ennélfogva kémiai környezettől függően keverékeik korlátlan aromákból származhatnak; néhányan, amelyek még az évek repülésekor is pozitív változásokat mutatnak a szájban.
Ezek szerves és szervetlen vegyületek etil-alkohol keverékei, amelyek Krisztus előtti idők óta fogyasztják társadalmi és vallási eseményeken; például szőlőborral vagy ünnepi ünnepi szolgált pohárral, lyukasztók, cukorkák, panetonok stb. mellett
Ezen italok mérsékelt élvezete az etil-alkohol és az azt körülvevő kémiai mátrix közötti szinergia eredménye; Nélkül, mint tiszta anyag, rendkívül veszélyesvé válik, és számos negatív egészségügyi következményt vált ki.
Ez az oka, hogy a fogyasztás a vizes keverékek CH 3 CH 2 OH, mint például azok, vásárolt a gyógyszertárakban antiszeptikus célokra, jelent nagy kockázatot a szervezet számára.
Egyéb alkoholok, amelyek szintén nagyon népszerűek, a mentol és a glicerin. Ez utóbbi, valamint az eritrole, sok élelmiszerben található adalékanyagként, hogy édesítsék és megőrizzék tárolásuk alatt. Vannak olyan kormányzati szervezetek, amelyek diktálják, mely alkoholokat lehet felhasználni vagy fogyasztani, biztosítékhatások nélkül.
Ha elmulasztja az alkoholok napi használatát, kémiailag nagyon sokrétű anyagok, mivel tőlük kiindulva más szerves vegyületek szintézisek képesek; olyan mértékben, hogy néhány szerző úgy gondolja, hogy tucatnyi emberrel létre lehet hozni a sivatagi szigeten történő élethez szükséges összes vegyületet.
Az alkoholok szerkezete
Az alkoholok általános képlete ROH. Az OH csoport kapcsolódik az R alkilcsoporthoz, amelynek szerkezete alkoholonként változik. Az R és OH közötti kötés egyetlen kovalens kötésen, az R-OH-n keresztül megy keresztül.
Az alábbi kép az alkoholok három általános szerkezetét mutatja, szem előtt tartva, hogy a szénatom telített; vagyis négy egyszerű linket képez.
Forrás: alkoholok általános szerkezete. Secalinum, a Wikimedia Commonsból
Mint látható, R jelentése bármilyen szénszerkezet, hacsak nem tartalmaz reakcióképesebb szubsztituenseket, mint az OH csoport.
Az elsődleges alkohol esetében az OH csoport az elsődleges szénatomhoz kapcsolódik. Ez könnyen ellenőrizhető, ha megjegyezzük, hogy a bal oldali tetraéder közepén lévő atom kapcsolódik egy R és két H-hoz.
A 2 ° -os szekunder alkoholt a középső tetraéder szénatomjával, amely két R csoporthoz és egy H-hez kapcsolódik, ellenőrzik.
És végül van egy harmadik tercier alkohol, a szénatom három R csoporthoz kapcsolódik.
Amphiphilic karakter
Az OH-hoz kapcsolódó szén típusától függően a primer, szekunder és tercier alkoholok osztályozása megtörténik. A tetraéderben a közöttük levő szerkezeti különbségeket már részletezték. De az összes alkoholnak, szerkezetétől függetlenül, van valami közös: amfifil jellegű.
Nem észlelnie kell egy struktúrát, hogy észrevegye, csak annak ROH kémiai képlete. Az alkilcsoport szinte teljes egészében szénatomokból áll, hidrofób csontváz "összeállítva"; vagyis nagyon gyengén kölcsönhatásba lép a vízzel.
Másrészt az OH csoport hidrogénkötéseket képezhet a vízmolekulákkal, ezért hidrofil; vagyis szeret, vagy rokonszenvedély van a víz iránt. Tehát az alkoholoknak hidrofób gerincük van, amely hidrofil csoporthoz kapcsolódik. Apolárisak és polárosak egyidejűleg, ami megegyezik azzal, hogy azt mondják, hogy amfifil anyagok.
R-OH
(Hidrofób) - (hidrofil)
Amint azt a következő szakaszban elmagyarázzuk, az alkoholok amfifil jellege meghatározza azok kémiai tulajdonságait.
Az R szerkezete
Az R alkilcsoport bármilyen szerkezetű lehet, és mégis fontos, mivel lehetővé teszi az alkoholok katalogizálását.
Például R lehet nyitott lánc, mint az etanol vagy propanol esetében; elágazó, mint például a terc-butil-alkoholt, (CH 3) 2 CHCH 2 OH; ciklikus lehet, mint a ciklohexanol esetében; vagy lehet egy aromás gyűrű, például a benzil-alkohol, (C 6 H 5) CH 2- OH, vagy 3-fenil-propanol, (C 6 H 5) CH 2 CH 2 CH 2 OH.
A R lánc még szubsztituenseket, például halogéneket, vagy kettős kötések, mint például az alkoholok 2-klór-etanolt és 2-butén-1-ol (CH 3 CH 2 = CHCH 2 OH).
Figyelembe véve az R szerkezetét, az alkoholok osztályozása összetetté válik. Ezért a szerkezetük alapján történő osztályozás (1., 2. és 3. alkohol) egyszerűbb, de kevésbé specifikus, bár elegendő az alkoholok reaktivitásának magyarázata.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
Forráspont
Forrás: alkoholok hidrogénhidai. Yikrazuul, a Wikimedia Commonsból
Az alkoholok egyik fő tulajdonsága, hogy hidrogénkötések útján kötődnek egymáshoz.
A fenti képen látható, hogy két ROH molekula hidrogénkötéseket képez egymással. Ennek köszönhetően az alkoholok általában magas forráspontú folyadékok.
Például az etil-alkohol forráspontja 78,5 ° C. Ez az érték növekszik, amikor az alkohol nehezebbé válik; vagyis az R csoport nagyobb tömeggel vagy atomszámmal rendelkezik. Így, n-butil-alkohol, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH, forráspontja a 97ºC, valamivel alacsonyabb, mint a vízé.
A glicerin az egyik alkohol, amelynek forráspontja a legmagasabb: 290ºC.
Miért? Mert nem csak az R tömege vagy szerkezete befolyásolja, hanem az OH csoportok száma is. Glicerin három OH-k a struktúrájában: (HO) CH 2 CH (OH) CH 2 (OH). Ez lehetővé teszi számos hidrogénkötés kialakítását és molekuláinak szorosabb összetartását.
Másrészt néhány alkohol szobahőmérsékleten szilárd; ugyanolyan glicerinnel 18ºC alatti hőmérsékleten. Ezért helytelen az az állítás, miszerint valamennyi alkohol folyékony anyag.
Oldószer kapacitás
Az otthonokban nagyon gyakori az izopropil-alkohol használata olyan folt eltávolítására, amelyet nehéz felületen eltávolítani. Ez az oldószer-kapacitás, amely nagyon hasznos a kémiai szintézishez, amfifil jellegének köszönhető, amint azt korábban kifejtettük.
A zsírok hidrofób jellegűek: ezért nehéz őket vízzel eltávolítani. A víztől eltérően azonban az alkoholok szerkezetében hidrofób részük van.
Így az R alkilcsoport kölcsönhatásba lép a zsírokkal, míg az OH csoport hidrogénkötéseket képez a vízzel, segítve ezek kiszorítását.
Amphotericism
Az alkoholok savak és bázisok formájában reagálhatnak; vagyis amfoter anyagok. Ezt a következő két kémiai egyenlet képviseli:
ROH + H + => ROH 2 +
ROH + OH - => RO -
RO - az általános képlet az úgynevezett alkoxidra.
Elnevezéstan
Az alkoholok elnevezésére kétféle mód van, amelyek összetettsége az alkohol szerkezetétől függ.
Gyakori név
Az alkoholokat általános neveikkel lehet megnevezni. Amelyek? Ehhez meg kell ismerni az R csoport nevét, amelyet hozzá kell adni a -ico végéhez, és azt az „alkohol” szó előzi meg. Például, CH 3 CH 2 CH 2 OH propil-alkohol.
További példák a következők:
-CH 3 OH: metil-alkohol
- (CH 3) 2 CHCH 2 OH: izobutil-alkohol
- (CH 3) 3 COH: terc-butil-alkohol
IUPAC rendszer
A közneveket illetően el kell kezdenie az R. azonosítását. Ennek a rendszernek az az előnye, hogy sokkal pontosabb, mint a másik.
R jelentése szénváz, lehet ágakkal vagy több lánccal; a leghosszabb láncot, vagyis több szénatomot tartalmazó láncot kapják az alkohol neve.
A leghosszabb lánc alkánjának az nevét az „l” végződéssel egészítik ki. Ezért CH 3 CH 2 OH nevezik etanol (CH 3 CH 2 - + OH).
Általában az OH-nak a lehető legkisebbnek kell lennie. Például, BrCH 2 CH 2 CH 2 (OH) CH 3 nevezzük 4-Bróm-2-butanol, és nem 1-Bróm-3-butanol.
Szintézis
Az alkének hidratálása
Az olajkrakkolási eljárás során négy vagy öt szénatomos alkének keveréke állítható elő, amely könnyen elválasztható.
Ezeket az alkéneket alkoholokká alakíthatják közvetlen víz hozzáadásával vagy az alkén kénsavval való reagáltatásával, majd az alkohol előállításához a savot hasító víz hozzáadásával.
Oxo folyamat
Megfelelő katalizátor jelenlétében az alkének szén-monoxiddal és hidrogénnel reagálva aldehideket képeznek. Az aldehidek katalitikus hidrogénezéssel könnyen alkoholokká redukálhatók.
Az oxo-folyamat gyakran olyan szinkronizációban van, hogy az aldehidek redukciója szinte egyidejűleg képződik.
A legszélesebb körben alkalmazott katalizátor a dikobalt-oktokarbonil, amelyet kobalt és szén-monoxid reakciójával nyernek.
Szénhidrátos erjedés
A szénhidrátok élesztővel történő fermentációja továbbra is nagy jelentőséggel bír az etanol és más alkoholok előállítása során. A cukrok cukornádból vagy különböző gabonákból nyert keményítőből származnak. Ezért az etanolt "gabona-alkoholnak" is nevezik
Alkalmazások
italok
Noha ez nem az alkoholok fő funkciója, az etanol jelenléte néhány italban az egyik legnépszerűbb tudás. Így az etanol, amely a cukornád, a szőlő, az alma stb. Erjedésének terméke, számos italban található társadalmi fogyasztásra.
Vegyi alapanyag
-Metanolt használnak a formaldehid előállításához, katalitikus oxidációjával. A formaldehidet műanyagok, festékek, textil, robbanóanyagok stb. Gyártásához használják.
-A butanolt használják bután-etanoát előállításához, amely egy észter, amelyet aromaanyagként használnak az élelmiszeriparban és az édességekben.
- Az allil-alkoholt észterek előállításához használják, beleértve a diallil-ftalátot és a diallil-izoftalátot, amelyek monomerekként szolgálnak.
-A fenolt gyanták előállításában, nylongyártásban, dezodorok, kozmetikumok stb. Használják
- közbenső termékekként 11-16 szénatomos egyenes láncú alkoholokat használnak lágyítók előállításához; például poli (vinil-klorid).
-Az úgynevezett zsíralkoholokat használják köztes termékként a tisztítószerek szintézisében.
oldószerek
- A metanolt, mint az 1-butanolt és az izobutil-alkoholt használják festék oldószerként.
- Az etil-alkoholt sok vízben oldhatatlan vegyület oldószereként használják, oldószerként használják festékekben, kozmetikumokban stb.
-A zsíralkoholokat oldószerként használják a textiliparban, színezékekben, mosó- és tisztítószerekben és festékekben. Az izobutanolt oldószerként használják bevonóanyagokban, festékekben és ragasztókban.
üzemanyagok
-Metanolt tüzelőanyagként használnak belső égésű motorokban és benzin adalékanyagot az égés javításához.
-Etil-alkoholt használnak fosszilis üzemanyagokkal kombinálva a gépjárművekben. E célból Brazília kiterjedt régióinak célja a cukornád etil-alkohol előállítása céljából történő termesztése. Ennek az alkoholnak az az előnye, hogy égése során csak szén-dioxidot termel.
Az etil-alkohol elégetésekor tiszta és füstmentes láng képződik, ezért üzemanyagként használják a terepi konyhákban.
- Az élesített alkoholt metanol vagy etanol és kalcium-acetát kombinálásával állítják elő. Ezt az alkoholt hőforrásként használják a terepi kályhákban, és mivel kiöml, biztonságosabb, mint a folyékony alkoholok.
-Az ún. Biobutanolt tüzelőanyagként használják a közlekedésben, valamint izopropil-alkoholt, amely üzemanyagként használható; bár használata nem ajánlott.
antiszeptikumok
A 70% -os izopropil-alkoholt külső antiszeptikumként használják a baktériumok eltávolítására és növekedésük késleltetésére. Hasonlóképpen, etil-alkoholt is használnak erre a célra.
Egyéb felhasználások
A ciklohexanolt és a metilciklohexanolt a textil kikészítésében, a bútorok feldolgozásában és a folttisztítókban használják.
Irodalom
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Szerves kémia. Aminok. (10 th kiadás.). Wiley Plus.
- Carey F. (2008). Szerves kémia. (Hatodik kiadás). Mc Graw Hill.
- Morrison és Boyd. (1987). Szerves kémia. (Ötödik kiadás). Addison-Wesley Iberoamericana.
- Dr. JA Colapret. (Sf). Alkoholok. Helyreállítva: colapret.cm.utexas.edu
- Az alkohol-gyógyszerészeti oktatási partnerség. (Sf). Mi az alkohol? Duke Egyetem. Helyreállítva a következő webhelyekről: sites.duke.edu
- Whittemore F. (második). Az alkohol típusai és felhasználásai. Helyreállítva: livestrong.com
- Wikipedia. (2018). Alkohol. Helyreállítva: en.wikipedia.org