Структура, својства, номенклатура и употреба алкохола



Тхе алкохоли они су органска једињења која се карактеришу тиме што имају хидроксилну групу (-ОХ) везану за засићени угљеник; то јест, угљеник који је повезан са четири атома једноставним везама (без двоструких или троструких веза).

Општа формула за ову огромну и разноврсну породицу једињења је РОХ. Да би се ОХ група сматрала алкохолом у строго хемијском смислу, ОХ група мора бити најреактивнија у молекуларној структури. Ово је важно да би се могло потврдити, међу неколико молекула са ОХ групама, који је алкохол.

Један од суштинских алкохола и најпознатији у популарној култури је етил алкохол или етанол, ЦХ3ЦХ2ОХ. У зависности од њиховог природног порекла, а самим тим и њихове хемијске средине, њихове мешавине могу да произведу неограничен спектар арома; неке, које чак показују позитивне промјене непца с летом година.

То су смеше органских и неорганских једињења са етил алкохолом, што доводи до њихове потрошње у друштвеним и религијским догађајима још од пре Христа; као што се дешава код вина од грожђа, или са чашама које служе за прославу, поред удараца, слаткиша, панетона, итд..

Уживање ових напитака, са умјереношћу, је плод синергије између етилног алкохола и његове околне кемијске матрице; без ње, као чиста супстанца, постаје изузетно опасна и изазива низ негативних последица по здравље.

Из тог разлога је потрошња водених смеша ЦХ3ЦХ2ОХ, попут оних купљених у апотекама за антисептичке сврхе, представља велики ризик за тијело.

Остали алкохоли који су такође веома популарни су ментол и глицерол. Ово последње, као и еритрол, налази се као адитив у многим намирницама за заслађивање и чување током складиштења. Постоје владини субјекти који диктирају који алкохоли се могу користити или конзумирати без попратних ефеката.

Остављајући за собом свакодневну употребу алкохола, хемијски су врло свестране супстанце, будући да се од њих могу синтетизирати друга органска једињења; до те мере да неки аутори мисле да са десетак њих можете створити сва потребна једињења за живот на напуштеном острву.

Индек

  • 1 Структура алкохола
    • 1.1 Амфифилни карактер
    • 1.2 Структура Р
  • 2 Физичка и хемијска својства
    • 2.1 Тачка кључања
    • 2.2 Капацитет растварача
    • 2.3 Ампхотерицисм
  • 3 Номенклатура
    • 3.1 Уобичајено име
    • 3.2 ИУПАЦ систем
  • 4 Синтхесис
    • 4.1 Хидратација алкена
    • 4.2 Оксо процес
    • 4.3 Ферментација угљених хидрата
  • 5 Усес
    • 5.1 Пиће
    • 5.2 Хемијска сировина
    • 5.3 Растварачи
    • 5.4 Горива
    • 5.5 Антисептици
    • 5.6 Друге употребе
  • 6 Референце

Структура алкохола

Алкохоли имају општу формулу РОХ. ОХ група је везана за алкил групу Р, чија структура варира од једног до другог алкохола. Унија између Р и ОХ је кроз једноставну ковалентну везу, Р-ОХ.

Следећа слика приказује три генеричке структуре за алкохоле, имајући у виду да је атом угљеника засићен; то јест, чине четири једноставне везе.

Као што је примећено, Р може бити било која угљенична структура све док нема више реактивних супституената од ОХ групе.

У случају примарног алкохола, прво, ОХ група је повезана са примарним угљеником. Ово је лако проверити посматрањем да је атом у центру левог тетраедра повезан са Р и два Х.

Секундарни алкохол, 2, је верификован са угљеником средњег тетраедра који је сада везан за две групе Р и један Х.

И коначно, имате трећи алкохол, трећи, са угљеником везаним за три групе Р.

Амфифилни карактер

У зависности од типа угљеника везаног за ОХ, он има класификацију примарних, секундарних и терцијарних алкохола. Структурне разлике између њих су већ биле детаљно описане у тетраедри. Али, сви алкохоли, без обзира на њихову структуру, деле нешто заједничко: амфифилни карактер.

Није потребно приступити структури да би се то примјетило, али је довољно са својом кемијском формулом РОХ. Алкил група се скоро у потпуности састоји од атома угљеника, "наоружавајући" хидрофобни скелет; то јест, веома слабо комуницира са водом.

Са друге стране, ОХ група може да формира водоничне везе са молекулима воде, тако да је хидрофилна; то јест, воли или има афинитет према води. Затим, алкохоли имају хидрофобни костур, везан за хидрофилну групу. Оне су аполарне и поларне у исто време, што је исто што и тврдња да су амфифилне супстанце.

Р-ОХ

(Хидрофобни) - (хидрофилни)

Као што ће бити објашњено у наредном одељку, амфифилна природа алкохола одређује нека од њихових хемијских својстава.

Структура Р

Алкилна група Р може имати било коју структуру, а ипак је важна, јер омогућава каталогизацију алкохола.

На пример, Р може бити отворени ланац, као што је то случај са етанолом или пропанолом; разгранат, као т-бутил алкохол, (ЦХ3)2ЦХЦХ2ОХ; може бити цикличан, као у случају циклохексанола; или може имати ароматични прстен, као у бензил алкохолу, (Ц6Х5ЦХ2ОХ, или у 3-фенилпропанолу, (Ц6Х5ЦХ2ЦХ2ЦХ2ОХ.

Р ланац може чак имати супституенте као што су халогени или двоструке везе, као што су алкохоли 2-хлороетанол и 2-бутен-1-ол (ЦХ)3ЦХ2= ЦХЦХ2ОХ).

С обзиром на структуру Р, класификација алкохола постаје комплексна. Стога је класификација заснована на његовој структури (алкохоли 1, 2 и 3) једноставнија, али мање специфична, иако је довољно објаснити реактивност алкохола.

Физичке и хемијске особине

Тачка кључања

Једно од главних својстава алкохола је то што се повезују преко водикових веза.

Горња слика показује како два РОХ молекула формирају водоничне везе један са другим. Захваљујући томе, алкохоли су обично течни са високим тачкама кључања.

На пример, етил алкохол има тачку кључања од 78,5 ° Ц. Ова вредност се повећава пошто алкохол постаје тежи; то јест, Р група има већу масу или број атома. Тако, н-бутил алкохол, ЦХ3ЦХ2ЦХ2ЦХ2ОХ, има тачку кључања од 97ºЦ, једва испод воде.

Глицерол је један од алкохола са највишом тачком кључања: 290ºЦ.

Зашто? Зато што не утиче само маса или структура Р, већ и број ОХ група. Глицерол има три ОХ у својој структури: (ХО) ЦХ2ЦХ (ОХ) ЦХ2(ОХ) То га чини способним да формира многе водоничне мостове и задржи своје молекуле заједно са већом силом.

С друге стране, неки алкохоли су чврсти на собној температури; као исти глицерол на температури испод 18 ° Ц. Према томе, тврдња да су сви алкохоли течне супстанце је нетачна.

Капацитет растварача

У домовима је врло уобичајено прибјегавање употреби изопропилног алкохола за уклањање мрља које је тешко уклонити на површини. Овај капацитет растварача, веома користан за хемијску синтезу, је због свог амфифилног карактера, претходно објашњен.

Масти су карактеристичне по томе што су хидрофобне: због тога их је тешко уклонити водом. Међутим, за разлику од воде, алкохоли имају хидрофобну улогу у својој структури.

Тако, њена алкил група Р интерагује са мастима, док ОХ група формира водоничне везе са водом, помажући им да их замене.

Анфотерисмо

Алкохоли могу реаговати као киселине и базе; то су амфотерне супстанце. Ово је представљено следећим двема хемијским једначинама:

РОХ + Х+  => РОХ2+

РОХ + ОХ-  => РО-

РО- Општа формула је позната као алкоксид.

Номенклатура

Постоје два начина именовања алкохола, чија ће сложеност зависити од структуре истих.

Уобичајено име

Алкохоли се могу назвати заједничким именима. Шта су они? За то се мора знати име групе Р, којој се додаје завршетак -ицо, а претходи му реч 'алкохол'. На пример, ЦХ3ЦХ2ЦХ2ОХ је пропил алкохол.

Други примери су:

-ЦХ3ОХ: метил алкохол

-(ЦХ3)2ЦХЦХ2ОХ: изобутил алкохол

-(ЦХ3)3ЦОХ: терц-бутил алкохол

ИУПАЦ систем

Што се тиче уобичајених имена, требало би да почнете тако што ћете идентификовати Р. Предност овог система је у томе што је много прецизнији од другог.

Р, као угљенични скелет, може имати гране или неколико ланаца; најдужи ланац, то јест, са више угљеникових атома, је онај који ће добити име алкохола.

У име алкана најдужег ланца, додаје се завршетак "л". Зато је ЦХ3ЦХ2ОХ се зове етанол (ЦХ3ЦХ2- + ОХ).

Генерално, ОХ мора имати што је мање могуће пописивање. На пример, БрЦХ2ЦХ2ЦХ2(ОХ) ЦХ3 зове се 4-бромо-2-бутанол, а не 1-бромо-3-бутанол.

Синтхесис

Хидратација алкена

Процес пуцања уља производи мешавину алкена од четири или пет атома угљеника, који се могу лако одвојити.

Ови алкени се могу конвертовати у алкохоле директним додавањем воде или реакцијом алкена са сумпорном киселином, након чега слиједи додавање воде која цијепа киселину, узрокујући алкохол.

Око процесс

У присуству погодног катализатора, алкени реагују са угљен моноксидом и водоником да би генерисали алдехиде. Алдехиди се лако редукују до алкохола реакцијом каталитичке хидрогенације.

Често постоји таква синхронизација оксо процеса да је редукција алдехида готово истовремена са њиховим формирањем.

Најчешће коришћени катализатор је октокарбонил дикобалт, добијен реакцијом између кобалта и угљен моноксида.

Ферментација угљених хидрата

Ферментација угљених хидрата квасцем је и даље од великог значаја у производњи етанола и других алкохола. Шећери потичу од шећерне трске или скроба добијеног из различитих зрна. Из тог разлога, етанол се назива и "зрно алкохол"

Усес

Пиће

Иако то није главна функција алкохола, присуство етанола у неким од пића је једно од најпопуларнијих сазнања. Тако, етанол, производ ферментације шећерне трске, грожђа, јабука и др..

Хемијска сировина

-Метанол се користи у производњи формалдехида, кроз његову каталитичку оксидацију. Формалдехид се користи у производњи пластике, боја, текстила, експлозива итд..

-Бутанол се користи у производњи бутан-етаноата, естера који се користи као арома у прехрамбеној индустрији и кондиторским производима.

-Алил алкохол се користи у производњи естара, укључујући диалил фталат и диалил изофталат, који служе као мономери.

-Фенол се користи у производњи смола, производње најлона, дезодоранса, козметике итд..

-Алкохоли са линеарним ланцем од 11-16 атома угљеника се користе као интермедијери за добијање пластификатора; на пример, поливинил хлорид.

-Такозвани масни алкохоли се користе као интермедијери у синтези детерџената.

Солвентс

-Метанол се користи као разређивач боје, као и 1-бутанол и изобутил алкохол.

-Етил алкохол се користи као растварач многих нерастворљивих једињења у води, користи се као растварач у бојама, козметици итд..

-Масни алкохоли се користе као растварачи у текстилној индустрији, у бојама, у детерџентима и у бојама. Изобутанол се користи као растварач у материјалу за облагање, бојама и лепковима.

Горива

-Метанол се користи као гориво у моторима са унутрашњим сагоревањем и адитивима за бензин ради побољшања сагоревања.

-Етил алкохол се користи у комбинацији са фосилним горивима у моторним возилима. У том циљу, велике регије Бразила су намијењене узгоју шећерне трске за производњу етилног алкохола. Овај алкохол има предност у производњи само угљен диоксида у сагоревању.

Када се алкохол спали, производи чист и бездимни пламен, због чега се користи као гориво у шталицама на терену.

-Желирани алкохол се добија комбиновањем метанола или етанола са калцијум ацетатом. Овај алкохол се користи као извор топлоте у пећима на терену, а како се пролије, сигурнији је од течних алкохола.

-Такозвани биобутанол се користи као гориво у транспорту, као и изопропил алкохол који се може користити као гориво; иако се његова употреба не препоручује.

Антисептицс

Изопропил алкохол у концентрацији од 70% користи се као спољни антисептик за елиминацију клица и заостајање у расту. Исто тако, етил алкохол се користи у ту сврху.

Отхер усес

Циклохексанол и метилциклохексанол се користе у завршној обради текстила, обради намештаја и уклањању мрља.

Референце

  1. Грахам Соломонс Т.В., Цраиг Б. Фрихле. (2011). Органиц Цхемистри. Аминес (10тх едитион.). Вилеи Плус.
  2. Цареи Ф. (2008). Органиц Цхемистри (Шесто издање). Мц Грав Хилл.
  3. Морисон и Боид. (1987). Органска хемија (Пето издање). Аддисон-Веслеи Ибероамерицана.
  4. Др. ЈА Цолапрет. (с.ф.). Алкохоли. Преузето са: цолапрет.цм.утекас.еду
  5. Партнерство за образовање о алкохолној фармакологији. (с.ф.). Шта је алкохол? Дуке Университи. Преузето са: ситес.дуке.еду
  6. Вхиттеморе Ф. (с.ф.). Врсте и употреба алкохола. Преузето са: ливестронг.цом
  7. Википедиа. (2018). Алкохол Преузето са: ен.википедиа.орг