Alkoholių struktūra, savybės, nomenklatūra ir panaudojimas

The alkoholiai jie yra organiniai junginiai, pasižymintys hidroksilo grupe (-OH), prijungtu prie prisotintos anglies; tai yra anglis, susieta su keturiais atomais paprastomis obligacijomis (be dvigubų ar trigubų obligacijų).

Bendra šio didelio ir universalios junginių grupės formulė yra ROH. Kad OH grupė būtų laikoma griežtai cheminiu požiūriu, ji turi būti reaktyviausia molekulinė struktūra. Tai svarbu norint patvirtinti, kad tarp kelių molekulių su OH grupėmis yra vienas alkoholis.

Vienas iš svarbiausių alkoholių ir geriausiai žinomas populiariosios kultūros yra etilo alkoholis arba etanolis, CH₃CH₂OH. Priklausomai nuo jų natūralios kilmės ir dėl to jų cheminės aplinkos, jų mišiniai gali sukelti neribotą skonių spektrą; kai kurie netgi parodo teigiamus gomurio pokyčius su metų plaukiojimu.

Jie yra organinių ir neorganinių junginių mišiniai su etilo alkoholiu, dėl kurių jie vartojami socialiniuose ir religiniuose įvykiuose nuo Kristaus; kaip tai vyksta vynuogių vynui, arba su akiniais, kurie buvo skirti šventei, be štampų, saldainių, panettones ir kt..

Šių gėrimų malonumas - tai sinergijos tarp etilo alkoholio ir jo supančios cheminės matricos vaisius; be jo, kaip gryna medžiaga, ji tampa labai pavojinga ir sukelia daug neigiamų pasekmių sveikatai.

Būtent dėl ​​šios priežasties CH₃CH₂OH, kaip ir vaistinėse įsigyti antiseptiniai vaistai, kelia didelę riziką organizmui.

Kiti taip pat labai populiarūs alkoholiai yra mentolis ir glicerolis. Pastarasis, taip pat eritrolas, yra daugelio maisto produktų priedas saldinimui ir saugojimui jų laikymo metu. Yra vyriausybinių subjektų, kurie nurodo, kuriuos alkoholius galima naudoti ar vartoti be šalutinio poveikio.

Nepaisant kasdienio alkoholio vartojimo, chemiškai jie yra labai įvairialypės medžiagos, nes nuo jų gali būti sintezuojami kiti organiniai junginiai; tokiu mastu, kad kai kurie autoriai mano, kad su keliolika jų galite sukurti visus būtinus junginius gyventi dykumos saloje.

Indeksas

• 1 Alkoholių struktūra
  • 1.1 Amfifilinis simbolis
  • 1.2 R struktūra
• 2 Fizinės ir cheminės savybės
  • 2.1 Virimo temperatūra
  • 2.2 Tirpiklių talpa
  • 2.3 Amfoterizmas
• 3 Nomenklatūra
  • 3.1 Bendras pavadinimas
  • 3.2 IUPAC sistema
• 4 Sintezė
  • 4.1 Alkenų hidratacija
  • 4.2 Okso procesas
  • 4.3 Angliavandenių fermentacija
• 5 Naudojimas
  • 5.1 Gėrimai
  • 5.2 Cheminės žaliavos
  • 5.3 Tirpikliai
  • 5.4 Kuras
  • 5.5 Antiseptikai
  • 5.6 Kiti naudojimo būdai
• 6 Nuorodos

Alkoholių struktūra

Alkoholiai turi bendrą ROH formulę. OH grupė yra susieta su alkilo grupe R, kurios struktūra skiriasi nuo vieno alkoholio. Ryšys tarp R ir OH yra per paprastą kovalentinę jungtį, R-OH.

Toliau pateiktame paveikslėlyje yra trys alkoholio struktūros, turint omenyje, kad anglies atomas yra prisotintas; tai yra keturios paprastos nuorodos.

Kaip pastebėta, R gali būti bet kokia anglies struktūra, jei ji neturi daugiau reaktyvių pakaitų, negu OH grupė.

Pirminio alkoholio atveju, OH grupė yra prijungta prie pirminės anglies. Tai lengvai patikrinama stebint, kad atomas kairiojo tetraedro centre yra susietas su R ir dviem H.

Antrasis antrinis alkoholis tikrinamas su centrine tetrahedrono anglies dalimi, dabar susieta su dviem R ir H grupėmis.

Galiausiai, turite tretinį alkoholį, trečiąjį, su anglies, susietos su trimis R grupėmis.

Amfifilinis simbolis

Priklausomai nuo anglies tipo, susijusio su OH, jis priskiriamas pirminiams, antriniams ir tretiniams alkoholiams. Struktūriniai skirtumai tarp jų jau buvo išsamiai aprašyti Tetraedra. Tačiau visi alkoholiai, nesvarbu, kokia jų struktūra, dalijasi bendru dalyku: amfifiliniu charakteriu.

Nereikia kreiptis į struktūrą, kad ją pastebėtumėte, tačiau pakanka jos cheminės formulės ROH. Alkilo grupė susideda iš beveik iš anglies atomų, „įjungia“ hidrofobinį skeletą; tai yra labai silpnai sąveikauja su vandeniu.

Kita vertus, OH grupė gali sudaryti vandenilio jungtis su vandens molekulėmis, todėl yra hidrofilinė; tai yra, mėgsta ar turi afinitetą vandeniui. Tada alkoholiai turi hidrofobinį skeletą, prijungtą prie hidrofilinės grupės. Jie tuo pačiu metu yra apoliniai ir poliniai, kurie yra tokie patys, kaip sakydami, kad jie yra amfifilinės medžiagos.

R-OH

(Hidrofobinis) - (hidrofilinis)

Kaip bus paaiškinta kitame skyriuje, alkoholių amfifilinė prigimtis apibrėžia kai kurias jų chemines savybes.

R struktūra

Alkilo grupė R gali turėti bet kokią struktūrą, tačiau svarbu, nes ji leidžia katalizuoti alkoholius.

Pavyzdžiui, R gali būti atvira grandinė, kaip yra etanolio arba propanolio atveju; šakotas, pavyzdžiui, t-butilo alkoholis, (CH₃)₂CHCH₂OH; jis gali būti ciklinis, kaip ir cikloheksanolio atveju; arba jis gali turėti aromatinį žiedą, kaip ir benzilo alkoholyje, (C₆H₅CH₂OH arba 3-fenilpropanolyje, (C₆H₅CH₂CH₂CH₂OH.

R grandinė gali turėti net pakaitus, tokius kaip halogenai arba dvigubos jungtys, pavyzdžiui, 2-chloretanolio ir 2-buten-1-olio (CH₃CH₂= CHCH₂OH).

Taigi, atsižvelgiant į R struktūrą, alkoholių klasifikacija tampa sudėtinga. Todėl klasifikacija pagal jos struktūrą (alkoholiai 1, 2 ir 3) yra paprastesnė, bet mažiau specifinė, nors pakanka paaiškinti alkoholių reaktyvumą..

Fizinės ir cheminės savybės

Virimo temperatūra

Viena iš pagrindinių alkoholių savybių yra ta, kad jos yra susijusios su vandenilio jungtimis.

Viršutiniame paveikslėlyje parodyta, kaip dvi ROH molekulės tarpusavyje sujungia vandenilio jungtis. Dėl to alkoholiai paprastai yra skysti, turintys aukštą virimo temperatūrą.

Pavyzdžiui, etilo alkoholio virimo temperatūra yra 78,5 ° C. Ši vertė didėja, kai alkoholis tampa sunkesnis; tai reiškia, kad R grupėje yra didesnė atomų masė arba skaičius. Taigi, n-butilo alkoholis, CH₃CH₂CH₂CH₂OH, jo virimo temperatūra yra 97 ° C, vos žemesnė už vandenį.

Glicerolis yra vienas iš alkoholių, kurių virimo temperatūra yra 290 ° C.

Kodėl? Kadangi ne tik R įtakos masė ar struktūra, bet ir OH grupių skaičius. Glicerolio struktūroje yra trys OH: (HO) CH₂CH (OH) CH₂(OH) Tai leidžia sukurti daug vandenilio tiltų ir išlaikyti jų molekules kartu su didesne jėga.

Kita vertus, kai kurie alkoholiai yra kieti kambario temperatūroje; kaip tas pats glicerolis, esant žemesnei nei 18 ° C temperatūrai. Todėl teiginys, kad visi alkoholiai yra skystos medžiagos, yra neteisingas.

Tirpiklių talpa

Namų gyvenamuosiuose namuose labai dažnai naudojamas izopropilo alkoholis, norint pašalinti paviršių, kurį sunku pašalinti. Šis tirpiklio pajėgumas, labai naudingas cheminei sintezei, yra dėl jo anksčiau aprašyto amfifilinio pobūdžio.

Riebalai pasižymi hidrofobiškumu: todėl sunku juos pašalinti vandeniu. Tačiau, skirtingai nei vanduo, alkoholio struktūroje yra hidrofobinė dalis.

Taigi, jo alkilo grupė R sąveikauja su riebalais, o OH grupė sudaro vandenilio jungtis su vandeniu, padėdama juos išstumti.

Anfoterismo

Alkoholiai gali reaguoti kaip rūgštys ir bazės; tai yra, jos yra amfoterinės medžiagos. Tai parodo dvi cheminės lygtys:

ROH + H⁺  => ROH₂⁺

ROH + OH^-  => RO^-

RO^- yra bendroji formulė, kuri vadinama alkoksidu.

Nomenklatūra

Yra du būdai, kaip pavadinti alkoholius, kurių sudėtingumas priklausys nuo tos pačios struktūros.

Bendras pavadinimas

Alkoholiai gali būti vadinami bendrais pavadinimais. Kas jie yra? Šiuo tikslu turi būti žinomas R grupės pavadinimas, prie kurio pridedamas galutinis žodis -ico, ir prieš jį yra žodis „alkoholis“. Pavyzdžiui, CH₃CH₂CH₂OH yra propilo alkoholis.

Kiti pavyzdžiai:

-CH₃OH: metilo alkoholis

-(CH₃)₂CHCH₂OH: izobutilo alkoholis

-(CH₃)₃COH: tret-butilo alkoholis

IUPAC sistema

Kalbant apie bendruosius pavadinimus, turėtumėte pradėti identifikuoti R. Šios sistemos privalumas yra tas, kad jis yra daug tikslesnis už kitą.

R, kaip anglies skeletas, gali turėti šakas arba kelias grandines; ilgiausia grandinė, ty daugiau anglies atomų, yra alkoholio pavadinimas.

Ilgiausio grandinės alkano pavadinime pridedamas galutinis „l“. Štai kodėl CH₃CH₂OH yra vadinamas etanoliu (CH₃CH₂- + OH).

Apskritai OH turi būti kiek įmanoma mažesnis. Pavyzdžiui, BrCH₂CH₂CH₂(OH) CH₃ jis vadinamas 4-brom-2-butanoliu, o ne 1-brom-3-butanoliu.

Sintezė

Alkenų hidratacija

Naftos krekingo procesas sukuria keturių ar penkių anglies atomų alkenų mišinį, kurį galima lengvai atskirti.

Šie alkenai gali būti paversti alkoholiais tiesioginiu vandeniu arba alkeno reakcija su sieros rūgštimi, po to pridedant vandens, kuris skaldo rūgštį ir sukelia alkoholį..

Okso procesas

Esant tinkamam katalizatoriui, alkenai reaguoja su anglies monoksidu ir vandeniliu, kad susidarytų aldehidai. Katalizinio hidrinimo reakcijoje aldehidai gali būti lengvai redukuojami į alkoholius.

Dažnai yra toks sinchronizavimo procesas, kad aldehidų redukcija yra beveik vienoda su jų formavimu.

Dažniausiai naudojamas katalizatorius yra oktokarbonilo dikobaltas, gaunamas reakcijos tarp kobalto ir anglies monoksido.

Angliavandenių fermentacija

Angliavandenių fermentacija mielėmis vis dar yra labai svarbi gaminant etanolį ir kitus alkoholius. Cukrus gaunama iš cukranendrių arba krakmolo, gauto iš skirtingų grūdų. Dėl šios priežasties etanolis taip pat vadinamas „grūdų alkoholiu“.

Naudojimas

Gėrimai

Nors tai nėra pagrindinė alkoholių funkcija, kai kuriuose gėrimuose etanolio buvimas yra viena iš populiariausių žinių. Tokiu būdu, etanolio, cukrinių runkelių, vynuogių, obuolių ir kt. Fermentacijos produktas yra daugelyje gėrimų, skirtų socialiniam vartojimui.

Cheminės žaliavos

-Metanolis naudojamas formaldehido gamybai, kataliziškai oksiduojant. Formaldehidas naudojamas plastikams, dažams, tekstilės gaminiams, sprogmenims ir kt. Gaminti..

-Butanolis naudojamas butano etanoato, esterio, naudojamo kaip maisto pramonėje ir konditerijos gaminiuose, gamyboje..

-Alilo alkoholis naudojamas gaminant esterius, įskaitant diallilftalatą ir diallil izoftalatą, kurie naudojami kaip monomerai..

-Fenolis naudojamas gaminant dervas, nailono gamybą, dezodorantus, kosmetiką ir kt..

-Alkoholiai, turintys linijinę grandinę, turinčią 11-16 anglies atomų, yra naudojami kaip tarpiniai produktai, siekiant gauti plastifikatorių; pavyzdžiui, polivinilchlorido.

-Vadinamieji riebalų alkoholiai naudojami kaip tarpiniai produktai ploviklių sintezėje.

Tirpikliai

-Metanolis naudojamas kaip dažų skiediklis, kaip ir 1-butanolis ir izobutilo alkoholis.

-Etilo alkoholis naudojamas kaip daugelio netirpių junginių vandenyje tirpikliai, naudojami kaip tirpiklis dažuose, kosmetikoje ir kt..

-Riebalų alkoholiai naudojami kaip tirpikliai tekstilės pramonėje, dažikliuose, plovikliuose ir dažuose. Izobutanolis naudojamas kaip tirpiklis dengiančioje medžiagoje, dažuose ir klijuose.

Kuras

-Metanolis naudojamas kaip kuras vidaus degimo varikliams ir benzino priedams, siekiant pagerinti degimą.

-Etilo alkoholis naudojamas kartu su iškastiniu kuru variklinėse transporto priemonėse. Tuo tikslu dideli Brazilijos regionai yra skirti cukranendrių auginimui etilo alkoholio gamybai. Šio alkoholio privalumas - deginti tik anglies dioksidą.

Deginant etilo alkoholį, jis sukuria švarią ir nerūkomą liepsną, todėl jis naudojamas kaip kuras lauko viryklėse.

-Geluotas alkoholis gaminamas derinant metanolį arba etanolį su kalcio acetatu. Šis alkoholis naudojamas kaip šilumos šaltinis lauko krosnyse, o išsiliejant jis yra saugesnis nei skysti alkoholiai.

-Vadinamasis biobutanolis naudojamas kaip transporto priemonė, taip pat izopropilo alkoholis, kuris gali būti naudojamas kaip kuras; nors jo vartojimas nerekomenduojamas.

Antiseptikai

70% koncentracijos izopropilo alkoholis naudojamas kaip išorinis antiseptikas bakterijų pašalinimui ir augimo sulėtėjimui. Taip pat naudojamas etilo alkoholis.

Kiti naudojimo būdai

Cikloheksanolis ir metilcikloheksanolis naudojami tekstilės apdailai, baldų apdirbimui ir dėmių šalinimui..

Nuorodos

1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organinė chemija. Aminai (10)^th leidimas.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organinė chemija (Šeštasis leidimas). Mc Graw kalnas.
3. Morrison ir Boyd. (1987). Organinė chemija (Penktasis leidimas). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Dr. JA Colapret. (s.f.). Alkoholiai. Gauta iš: colapret.cm.utexas.edu
5. Alkoholio farmakologijos švietimo partnerystė. (s.f.). Kas yra alkoholis? Duke universitetas. Gauta iš: sites.duke.edu
6. Whittemore F. (s.f.). Alkoholio rūšys ir naudojimo būdai. Gauta iš: livestrong.com
7. Vikipedija. (2018). Alkoholis Gauta iš: en.wikipedia.org