alkohole

Chemia

2022

Wyjaśniamy czym są alkohole, ich klasyfikacja, nazewnictwo i właściwości. Również przykłady i znaczenie w branży.

Alkohole mają jedną lub więcej grup hydroksylowych przyłączonych do atomu węgla.

Czym są alkohole?

Alkohole są prawdziwe związki chemiczne organiczne, które mają w swojej strukturze jedną lub więcej grup hydroksylowych (-OH) kowalencyjnie połączone nadal atom węgla nasyconego (czyli z pojedynczymi wiązaniami tylko z sąsiednimi atomami), tworząc grupę karbinolową (-C-OH).

Alkohole są związki bardzo powszechne organiczne Natura, którzy odgrywają ważne role w organizmy organizmy żywe, zwłaszcza w syntezie organicznej.

Jego nazwa pochodzi od arabskiego al-kukhūl, co dosłownie oznacza „duch” lub „płyn destylowany”. Dzieje się tak dlatego, że starożytni muzułmańscy alchemicy nazywali alkohole „duchem” i dalej doskonalili metody destylacja w IX wieku. Późniejsze badania pozwoliły poznać naturę chemiczną tych związków, a zwłaszcza wkład Lavoisiera dotyczący fermentacja z drożdże piwny.

Alkohole mogą być toksyczne, a nawet śmiertelne dla organizmu ludzkiego, jeśli są spożywane w dużych dawkach. Ponadto, gdy jest spożywany przez istota ludzka, może działać jako depresanty Ośrodkowy układ nerwowy, wywołać stan odurzenia i wywołać bardziej nieskrępowane zachowanie niż normalnie.

Z drugiej strony alkohole mają właściwości antybakteryjne i antyseptyczne, co pozwala na ich stosowanie w: przemysł chemiczny iw medycynie.

Rodzaje alkoholi

Alkohole można sklasyfikować według liczby grup hydroksylowych, które występują w swojej strukturze:

Monoalkohole lub alkohole. Zawierają one pojedynczą grupę hydroksylową. Na przykład:

Polialkohole lub poliole. Zawierają więcej niż jedną grupę hydroksylową. Na przykład:

Innym sposobem klasyfikacji alkoholi jest według pozycji węgla, do którego przyłączona jest grupa hydroksylowa, biorąc również pod uwagę liczbę atomów węgla, do których ten węgiel jest również przyłączony:

  • Alkohole pierwszorzędowe. Grupa hydroksylowa (-OH) znajduje się na węglu połączonym z kolei z innym pojedynczym atomem węgla. Na przykład:

  • Alkohole drugorzędowe. Grupa hydroksylowa (-OH) znajduje się na węglu połączonym z kolei z dwoma innymi różnymi atomami węgla. Na przykład:

  • Alkohole trzeciorzędowe. Grupa hydroksylowa (-OH) znajduje się na węglu połączonym z kolei z trzema innymi różnymi atomami węgla. Na przykład:

Nomenklatura alkoholi

Podobnie jak inne związki organiczne, alkohole mają różne nazwy, które wyjaśnimy poniżej:

  • Metoda tradycyjna (niesystemowa). Zwrócono uwagę przede wszystkim na łańcuch węglowy, do którego przylega grupa hydroksylowa (zwykle alkan), aby ratować określenie, którym jest on nazwany, poprzedzić słowo „alkohol”, a następnie dodać przyrostek -ilic zamiast -ano. Na przykład:
    • Jeśli jest to łańcuch metanowy, będzie się nazywał alkohol metylowy.
    • Jeśli jest to łańcuch etanu, będzie się nazywać alkohol etylowy.
    • Jeśli jest to łańcuch propanowy, będzie się nazywał alkohol propylowy.
  • metoda IUPAC. Podobnie jak w przypadku poprzedniej metody, uwaga zostanie zwrócona na węglowodór prekursor, aby uratować jego nazwę i po prostu dodać końcówkę -ol zamiast -ano. Na przykład:
    • Jeśli jest to łańcuch metanowy, będzie się nazywał metanol.
    • Jeśli jest to łańcuch etanu, będzie się nazywać etanol.
    • Jeśli jest to łańcuch propanowy, będzie się nazywał propanol.

Ostatecznie konieczne będzie wskazanie w jakiś sposób położenia grupy hydroksylowej w łańcuchu, dla której na początku nazwy użyto liczby. Należy zauważyć, że najdłuższy łańcuch węglowodorowy jest zawsze wybierany jako łańcuch główny, a położenie grupy hydroksylowej powinno być wybierane przy użyciu jak najmniejszej możliwej numeracji. Na przykład: 2-butanol.

Właściwości fizyczne alkoholi

Alkohole są ogólnie płyny bezbarwne, o charakterystycznym zapachu, choć również w mniejszej ilości mogą istnieć w stan stały. Są rozpuszczalne w wodzie, ponieważ grupa hydroksylowa (-OH) wykazuje pewne podobieństwo do cząsteczki wody (H2O), co pozwala im tworzyć wiązania wodorowe. W tym sensie alkohole najlepiej rozpuszczalne w wodzie to te o najniższej masie cząsteczkowej, czyli te o mniejszych i prostszych strukturach. Wraz ze wzrostem liczby atomów węgla i złożoności łańcucha węglowego, alkohole są słabiej rozpuszczalne w wodzie.

ten gęstość alkoholi jest większa wraz ze wzrostem liczby atomów węgla i rozgałęzień ich łańcucha węglowodorowego. Z drugiej strony powstawanie wiązań wodorowych wpływa nie tylko na rozpuszczalność, ale także na ich temperatury topnienia Y wrzenie. Im większy łańcuch węglowodorowy, tym więcej ma grup hydroksylowych i im więcej ma rozgałęzień, tym wyższe wartości tych dwóch właściwości.

Właściwości chemiczne alkoholi

Alkohole mają charakter dipolowy, podobny do Woda, ze względu na swoją grupę hydroksylową. To sprawia, że ​​są to substancje polarne (z biegunem dodatnim i ujemnym).

Z tego powodu alkohole mogą zachowywać się jak kwasy lub jako zasady w zależności od tego, z którym reagentem reagują. Na przykład, jeśli alkohol poddaje się reakcji z silną zasadą, grupa hydroksylowa deprotonuje, a tlen zachowuje swój ładunek ujemny, działając jak kwas.

Wręcz przeciwnie, jeśli alkohol styka się z bardzo silnym kwasem, pary elektronowe tlenu powodują protonowanie grupy hydroksylowej, nabieranie ładunku dodatniego i zachowanie jak słaba zasada.

Z drugiej strony alkohole mogą brać udział w następujących reakcjach chemicznych:

  • Halogenacja Alkohole reagują z halogenkami wodoru dając halogenki alkilowe i wodę. Alkohole trzeciorzędowe reagują łatwiej niż alkohole pierwszorzędowe i drugorzędowe. Oto kilka przykładów takich reakcji:

  • Utlenianie.Alkohole są utleniane w wyniku reakcji z pewnymi związkami utleniającymi, tworząc różne produkty w zależności od rodzaju utlenianego alkoholu (pierwotny, wtórny lub trzeciorzędowy). Na przykład:
    • Alkohole pierwszorzędowe. Występują, gdy po utlenieniu tracą atom wodoru, który jest przyłączony do węgla, który z kolei jest przyłączony do grupy hydroksylowej, tworzą aldehydy. Z drugiej strony, jeśli stracą dwa atomy wodoru z tego węgla, tworzą kwasy karboksylowe.
    • Alkohole drugorzędowe. W miarę utleniania tracą jedyny związany z węglem atom wodoru, który ma grupę hydroksylową i tworzą ketony.
    • Alkohole trzeciorzędowe. Są odporne na utlenianieOznacza to, że nie utleniają się, chyba że zostaną na nich nałożone bardzo specyficzne warunki.
  • Odwodornienie Alkohole (tylko pierwotne i wtórne) pod wpływem wysokiego temperatury aw obecności pewnych katalizatorów tracą wodory, tworząc aldehydy i ketony.
  • Odwodnienie Polega na dodaniu kwasu mineralnego do alkoholu w celu wyekstrahowania grupy hydroksylowej i uzyskania odpowiedniego alkenu w procesach eliminacji.

Znaczenie alkoholi

Alkohol jest używany do produkcji biopaliw wraz z innymi substancjami organicznymi.

Alkohole to substancje o dużej wartości chemicznej. Co surowiec, służą do otrzymywania innych związków organicznych w laboratoriach. Również jako składnik produktów przemysłowych codziennego użytku, takich jak środki dezynfekujące, czyszczące, rozpuszczalniki, baza perfum.

Wykorzystywane są również w produkcji paliwa, szczególnie w przemyśle spożywczym biopaliwa, alternatywa dla tych z pochodzenie kopalne. Często widuje się je w szpitalach, apteczkach i tym podobnych.

Z drugiej strony niektóre alkohole są przeznaczone do spożycia przez ludzi (zwłaszcza etanol), część wielu alkoholi o różnym stopniu wyrafinowania i intensywności.

Przykłady alkoholi

Niektóre przykłady alkoholi szeroko stosowanych na co dzień to:

  • metanol lub alkohol metylowy (CH3OH)
  • etanol lub alkohol etylowy (C2H5OH)
  • 1-propanol, propanol lub alkohol propylowy (C3H7OH)
  • izobutanol (C4H9OH)
!-- GDPR -->