Alkol - Alcohol


Vikipedi, özgür ansiklopedi

Bilyalı ve çubuk modeli bir alkol molekülünün (R 3 COH). Kırmızı ve gri top hidroksil grubuna (-OH) temsil eder. Üç "R" C-ikame ya da hidrojen atomları için beklemeye.
bir hidroksil grubu (-OH) ve karbon atomlu bir zinciri arasındaki bağ açısı (R)

Olarak kimya , bir alkol , herhangi bir organik bileşik olan hidroksil fonksiyonel grup (- O lH ) bir bağlı olduğu karbon . Süreli alkol ilk olarak birincil alkol ifade etanol (etil alkol), bir ilaç olarak kullanılabilir ve ana alkol mevcut olan alkollü içecekler . Bu alkollerin önemli bir sınıfı, metanol ve etanol basit üyesi olan, her biri C, genel formül bileşikleri içeren N , H : 2n + 1 OH. Bu yazının konusu olan bu basit Monoalkoller olduğunu.

Eki ol görünür IUPAC kimyasal isim hidroksil grubu En yüksek önceliğe sahip bir gruptur, tüm maddelerin etkisini arttırır. Daha yüksek bir önceliğe sahip olan grup bileşikte mevcut olduğu zaman, ön ek hidroksi onun IUPAC ismi kullanılır. Son ek ol (örneğin olmayan IUPAC isimleri , parasetamol veya kolesterol ) aynı zamanda tipik olarak maddenin, bir alkol olduğunu gösterir. Bununla birlikte, (örneğin, özellikle de şeker, hidroksil fonksiyonel grupları içeren birçok madde glükoz ve sakroz ) eki de dahil adları olan -ol , ne de ön ek hidroksi- .

Tarihçe

Alkol damıtma gibi erken sekizinci yüzyılda İslam kimyacılar tarafından biliniyordu.

Arap kimyager, El-Kindi , açık bir şekilde "Parfüm ve damıtma kimyası Kitabı" başlıklı bir tez şarap damıtma tarif.

Basra hekim , simyacı , bilgili kimse ve filozof Rhazes (854 CE - 925 CE) etanol keşfi ile yatırılmaktadır.

terminoloji

etimoloji

Kelime "alkol" Arap ila sürme ( Arapça : الكحل , translite.  Al-Kuhl ) göz kalemi olarak kullanılabilir bir pudra. Al- Arapça kesin makale eşdeğer İngilizce. Alkol başlangıçta üretilen çok ince bir toz için kullanılmıştır süblimasyon doğal mineral ve antimonit oluşturmak üzere antimon trisülfid Sb
2
S
3
. Bu özü veya bu mineralin "ruhu" olarak kabul edildi. Bu bir olarak kullanılmıştırantiseptik, göz kalemi vekozmetik. Alkol anlamı genel olarak damıtılmış maddelere genişletilmiş ve daha sonra "içkiler" ile eşanlamlı olduğu zaman, etanol daraltıldısert likör.

Bartholomew Traheron , onun 1543 çeviride Vigo John , "barbar" (tarafından kullanılan bir terim olarak kelime tanıtır Mağribi için) yazarlar "ince toz." Vigo yazdı: "moost ince poudre için, alcofoll (Ben wryten sometymes fynde gibi) barbar auctours alkol kullanmak veya."

1657 Lexicon Chymicum William Johnson tarafından gibi sözcüğü tefsirler "antimonium sive stibium." Ek olarak, kelime "şarap alkol," şarap damıtılmış özü içeren, damıtma ile elde edilen herhangi bir sıvıyı ifade etmektedir geldi. Libavius içinde Alchymia (1594) "vini alkol vel vinum alcalisatum" anlamına gelir. Johnson (1657) glosses alkol vini olarak "quando omnis superfluitas vini vino separatur, ita ut accensum ardeat Donec Totum consumatur, nihilque fæcum aut phlegmatis içinde fundo remaneat." Kelimenin anlamı "şarap ruhu" (bugünkü adıyla kimyasal sınırlı oldu etanol 18. yüzyılda) ve 1850 sonrası çağdaş kimyada "alkoller" olarak adlandırılan maddelerin sınıfına uzatılmıştır.

Terimi, etanol kelimesinin birleştirilmesi, 1892 icat edilmiştir etan "alkol" ve "l-ol" sona ermesi ile.

Sistematik isimler

IUPAC isimlendirme bilimsel yayın ve nerede maddenin kesin tanımlama özellikle molekülün göreceli karmaşıklık böyle sistematik bir isim hantal yapmaz durumlarda önemlidir kullanılır. Basit alkolleri adlandırma olarak, alkan zincirinin adı terminali kaybeder e ve son ek ekler -ol , örneğin alkan zincirinin adı "etan" dan "etanol" de olduğu gibi. Hidroksil grubunun pozisyonu alkan adı ve arasında bir sayı ile belirtilir gerektiğinde -ol : propan-1-ol için CH
3
CH
2
, CH
2
, OH
,propan-2-oliçinCH
3
, CH (OH), CH
3
. Daha yüksek bir önceliğe sahip olan grup (örneğin, bir şekilde mevcut isealdehit,ketonya dabir karboksilik asit), prefikshidroksi-(1-hidroksi-2-propanon gibi, örneğin kullanılanCH
3
, C (O) CH
2
, OH
).

Basit alkoller ve bunların nasıl adlandırmak için bazı örnekler
CH 3 -CH 2 -CH 2 -OH Propan-2-ol displayed.svg siklohekzanol displayed.svg 2-metilpropan-1-ol displayed.svg 2-metilbutan-2-ol displayed.svg
Propan-1-ol.svg 2-Propanol.svg siklohekzanol acsv.svg Isobutanol.svg 2-metil-2-bütanol FormulaV1-Seite001.svg
n- propil alkol,
propan-1-ol veya
1-propanol
izopropil alkol,
propan-2-ol veya
2-propanol
sikloheksanol izobütil alkol,
2-metilpropan-1-ol veya
2-metil-1-propanol
tert- amil alkol,
2-metilbutan-2-ol veya
2-metil-2-bütanol
Bir primer alkol Bir sekonder alkol Bir sekonder alkol Bir primer alkol Bir tersiyer alkol

OH fonksiyonel grup bir sp bağlanmış olduğu durumlarda 2 , bir karbon üzerinde aromatik halka molekülü olarak bilinen bir fenol ve fenol adlandırma için IUPAC kuralları kullanılarak adlandırılır.

Ortak isimler

Diğer daha az resmi bağlamlarda, bir alkol genellikle kelime "alkol", örneğin, ardından karşılık gelen alkil grubu adıyla çağrılır metil alkol, etil alkol. Propil alkol olabilir , n alkol-propil ya da izopropil alkol hidroksil grubu düz uç veya orta karbona bağlı olup olmadığına bağlı olarak, propan zinciri. Sistematik adlandırma altında tarif edildiği gibi, molekül üzerindeki diğer bir grup öncelik alırsa, alkol yan genellikle "hidroksi" öneki kullanılarak belirtilir.

Alkoller daha sonra (birincil, ikincil olarak sınıflandırılır sek- , s- () ve üçüncül -tert- , t ), taşıyan karbon atomuna bağlı olan karbon atomu sayısına bağlı olarak , hidroksil fonksiyonel grup . (İlgili sayısal kestirme 1 °, 2 ° ve 3 ° bazen resmi olmayan ortamlarda kullanılır.) Birincil alkol, genel formül RCH sahip 2 OH. En basit primer alkol metanol (CH olduğu 3 için R = H, OH), ve bir sonraki, etanol olduğu için R = CH 3 , metil grubu . İkincil alkoller, en basit olan 2-propanol (R = R '= CH olduğu, biçimi RR'CHOH olanlardır 3 ). Tersiyer alkoller için genel bir şekilde RR'R "COH'dir. Basit örnek olduğu ters-bütanol (2-metilpropan-2-ol), R, R için de her bir' ve R", CH'dir 3 . Bu kısaltmaları, R, R', ve R" de temsil ikame , alkil ya da bağlı diğer, genel olarak organik gruplar.

tip formül IUPAC ismi Yaygın isim
Monohidrik
alkoller
CH 3 OH Metanol Odun alkolü
Cı- 2 , H 5 , OH Etanol Alkol
Cı- 3 , H 7 , OH Propan-2-ol İzopropil alkol,
Ovalama alkol
Cı- 4 , H 9 , OH Butan-1-ol Butanol,
bütil alkol
Cı- 5 , H 11 , OH Pentan-1-ol Pentanol,
Amil alkol
Cı- 16 , H 33 , OH Hexadecan-1-ol Setil alkol
Polihidrik
alkoller
Cı- 2 , H 4 (OH) 2 Etan-1,2-diol, EtilenGlikol
Cı- 3 , H 6 (OH) 2 Propan-1,2-diol, Propilen glikol
Cı- 3 'H 5 (OH) 3 Propan-1,2,3-triol, gliserin
4 H 6 (OH) 4 Bütan-1,2,3,4-tetraol'ün Erythritol ,
threitol
Cı- 5 , H 7 (OH) 5 Pentan-1,2,3,4,5-PENTOL ksilitol
6 H 8 (OH) 6 heksan-1,2,3,4,5,6-heksol Mannitol ,
Sorbitol
Cı- 7 , H 9 (OH) 7 Heptan-1,2,3,4,5,6,7-heptol Volemitol
Doymamış
alifatik
alkoller
Cı- 3 , H 5 , OH Prop-2-en-1-ol alil alkol
Cı- 10 , H 17 , OH 3,7-dimetilokta-2,6-diyen-1-ol geraniol
Cı- 3 , H 3 OH Prop-2-in-1-ol propargyl alkol
alisiklik
alkoller
6 , H 6 (OH) 6 Sikloheksan-1,2,3,4,5,6-heksol İnositol
Cı- 10 , H 19 , OH 5-Metil-2- (propan-2-il) sikloheksan-1-ol Mentol

Uygulamalar

Toplam kayıt başına tüketim alkol saf etanol litre (15+),

Alkoller sayısız kullanımının uzun bir geçmişi var. Bu yazı hakkında odak noktası basit mono-alkoller, için en önemli sanayi alkoller şunlardır:

  • esas olarak üretimi için, metanol, formaldehit ve bir şekilde , yakıt katkı maddesi
  • özellikle alkollü içecekler, yakıt katkı maddesi için etanol, çözücü
  • çözücülere bir çözücü ve ön-maddesi olarak kullanılmak üzere 1 ila-propanol, 1-bütanol, izobütil alkol ve
  • İçin kullanılan C6-C11 alkoller, plastikleştiriciler , örn polivinilklorür
  • yağlı alkol (C12-C18), ön-maddeleridir deterjanlar

Metanol kabaca eşit olarak dağıtılır 1980 yılında üretilen yaklaşık 12 milyon ton / yıl başka alkollerin toplam kapasitesi yaklaşık olarak aynı olan, en yaygın endüstriyel alkoldür.

Toksisite

Akut toksisite ile ilgili olarak, basit alkoller, düşük bir akut toksisiteleri vardır. Birkaç milimetre dozları tolere edilir. İçin pentanoller , heksanoller , oktanoller ve daha uzun alkoller, LD50 2-5 g / kg ila (sıçanlar, ağızdan). Metanol ve etanol az akut toksiktir. Tüm alkoller hafif deri tahriş edici.

Metanol (etilen glikol) metabolizması için daha yüksek bir afiniteye sahiptir, etanol varlığında etkilenir karaciğer alkol dehidrojenaz . Bu şekilde, metanol içinde idrarla sağlam dışkıyla atılacaktır.

Fiziksel özellikler

Genel olarak, hidroksil grubu, alkoller yapar polar . Bu gruplar, oluşturabilen hidrojen bağı birbirlerine ve diğer birçok bileşikler. Polar OH alkollerinin varlığından dolayı daha fazla suda çözünür açısından basit hidrokarbonlardan daha vardır. Metanol, etanol ve propanol karışabilir su içinde. Butanol , bir dört karbonlu zinciri ile, orta derecede çözünür.

Yüzünden hidrojen bağlanması , alkoller karşılaştırılabilir daha yüksek bir kaynama noktasına sahip olma eğilimi hidrokarbonlar ve eterler . Alkol, etanol kaynama noktalı hidrokarbon 69 ° C ile karşılaştırıldığında, 78.29 ° C heksan ve 34.6 ° C , dietil eter .

Doğada Oluşum

Basit alkoller doğada yaygın olarak bulunur. o fermentasyon ürünü, büyük bir enerji üreten yolu olduğu için Etanol en belirgindir. diğer basit alkoller sadece eser miktarlarda oluşturulur. şekerler, bazı amino asitler, ve yağ asitleri de ortaya koyulduğu gibi daha kompleks alkoller yaygındır.

Üretim

Ziegler ve okso işlemler

Olarak Ziegler işlemiyle , doğrusal alkollerin etilen üretilir ve trietilalüminyum oksidasyon ve hidroliz yapıldı. Bir idealize sentezi 1-oktanol gösterilmiştir:

AI (Cı- 2 , H 5 ) 3 + 9 ° C 2 H 4 → AI (Cı- 8 , H 17 ) 3
AI (Cı- 8 , H 17 ) 3 + 3 O + 3H 2 O → 3 HOC 8 H 17 +, AI (OH) 3

İşlem ile ayrılmaktadır alkoller bir dizi oluşturur damıtma .

Bir çok yüksek alkoller tarafından üretilen hidroformilasyona ve ardından hidrojenasyon yapılması Alkenlerin. Bir terminal alken uygulandığında yaygın olduğu şekilde, bir tipik olarak, lineer alkol elde:

RCH = CH 2 + H 2 + CO → RCH 2 , CH 2 , CHO
RCH 2 , CH 2 , CHO + 3H 2 RCH → 2 CH 2 , CH 2 , OH

Bu tür işlemler elde yağlı alkoller deterjanlar için yararlıdır.

Hidrasyon reaksiyonları

Endüstriyel öneme bazı düşük molekül ağırlıklı alkoller alkenlere su ilavesiyle üretilirler. Etanol, izopropanol, 2-bütanol ve tert-bütanol Bu genel metot ile üretilir. İki uygulamaları, doğrudan ve dolaylı yöntemler kullanılmaktadır. Doğrudan metod, tipik olarak asit katalizörler kullanılarak, stabil ara ürün oluşmasını engeller. Dolaylı yöntemde, alken dönüştürülür sülfat esteri , daha sonra hidrolize edilir. Doğrudan hidrasyon ile etilen ( etilen hidrasyon ) veya diğer bir alkenler çatlama damıtılmış fraksiyonlarının ham petrol .

Islanma da diol üretilmesi için endüstriyel olarak kullanılan etilen glikol ile ilgili etilen oksit .

Biyolojik yolları

Etanol ile elde edilir fermentasyon kullanılarak glukoz şeker elde hidroliz arasında nişasta , maya ve daha az, 37 ° C'lik bir sıcaklıkta etanol üretmek için varlığında. Örneğin, böyle bir işlem dönüştürülmesi sayesinde başlatılabilir olabilir sükroz enzimi invertaz içine glikoz ve früktoz , daha sonra dönüştürme glukoz enzim kompleksi tarafından zymase içine etanol (ve karbon dioksit).

Bağırsak kullanımı iyi huylu bakterilerin çeşitli türleri fermantasyon bir formu olarak anaerobik metabolizma . Bu metabolik reaksiyon üreten etanol , bir atık ürün olarak. Bu nedenle, insan organları endojen bu bakteriler tarafından üretilen alkolün bir miktarını içerir. Nadir durumlarda, bu "neden olmak için yeterli olabilir otomatik bira sendromu alkol sarhoş miktarlarda üretildiği".

Etanol gibi, bütanol fermentasyon işlemleri ile üretilebilir. Saccharomyces mayası, 75 ° F (24 ° C) daha yüksek sıcaklıklarda, bu daha yüksek alkollerin üretilmesi için iyi bilinmektedir. Bakteri , Clostridium acetobutylicum ile besler selüloz , endüstriyel ölçekte butanol üretmek.

ikame

Birincil alkil halojenürler , sulu ile reaksiyona NaOH ya da KOH birincil alkoller özellikle nükleofilik alifatik ikame . (Sekonder ve özellikle tertier alkil halojenürler yerine eliminasyon (alken) ürün verecek). Grignard reaktifleri ile reaksiyona karbonil , ikincil ve üçüncül alkollerden grup. İlgili reaksiyonlar Barbier Reaksiyon ve Nozaki-Hiyama reaksiyonu .

indirgeme

Aldehit ya da keton edilir indirgenmiş ile sodyum borohidrit veya lityum alüminyum hidrit (asidik çalışmadan sonra). Aluminiumisopropylates tarafından başka azaltılmasıdır Meerwein-Ponndorf-Verley azalma . Noyori asimetrik hidrojenasyon β-keto-esterlerin asimetrik azaltılmasıdır.

Hidroliz

Alkenler bir asit katalize edilmiş meşgul hidrasyon reaksiyonu genellikle sekonder veya tersiyer alkoller veren bir katalizör olarak konsantre edilmiş sülfürik asit kullanılır. Hidroborasyon-oksidasyon ve Oksimerkürasyon indirgenme alkenlerin, organik sentezde daha güvenilirdir. Alkenler NBS ve su ile reaksiyona halohidrin oluşturma reaksiyonu . Aminler dönüştürülebilir Diyazonyum tuzları daha sonra hidrolize edilir.

indirgenmesi ve hidrasyon ile, bir sekonder alkol oluşumu gösterilmektedir:

ikincil bir alkolden hazırlanması

Tepkiler

Deprotonasyon

Bir ile pKa a yaklaşık 16-19 arasında, genel olarak, biraz daha zayıf, olan asitler daha su . Gibi kuvvetli bazlarla sodyum hidrid ya da sodyum oluşturdukları tuzları olarak adlandırılan alkoksitler genel formüle sahip, R, O - E + .

2, R-OH + 2, NaH → 2 RO - Na + + 2H 2
2, R-OH + 2, Na 2 → RO - Na + + H 2

Alkollerin asitliği güçlü etkilenir çözünme . Gaz fazında, alkoller, su daha fazla asidiktir.

nükleofilik sübstitüsyon

OH grubunu bir iyi değil ayrılan grup içinde , nükleofilik yer değiştirme reaksiyonları, yani nötr alkoller reaksiyonlarda reaksiyona girmezler. Bununla birlikte, oksijen ilk elde protonlanmış halinde, R-OH 2 + , ayrılan gruptur ( su ) çok daha kararlı olduğu ve nükleofilik ikame gerçekleşebilir. Örneğin, tertier alkoller ile reaksiyona hidroklorik asit üçüncül üretilmesi için alkil halojenürler , hidroksil grubu , bir ile ikame edilir klor ile atomu tek moleküllü nükleofilik ikame . Birincil veya ikincil alkollerin ile reaksiyona edilecek ise , hidroklorik asit gibi bir aktivatör çinko klorür gereklidir. Alternatif bir şekilde, dönüşüm kullanılarak direkt olarak gerçekleştirilebilir tionil klorür . [1]

klorür alkil alkollerin bazı basit dönüşüm

Alkoller, aynı şekilde, kullanılarak bromürler alkil dönüştürülebilir hidrobromik asit ya da fosfor tribromid , örneğin:

3, R-OH + PBR 3 → 3 RBr + H 3 PO 3

Olarak , Barton-McCombie, oksijeninin alınması , bir alkol, bir üzere oksijenden arıtılır alkan ile tribütiltin hidrid ya da bir , trimetilboran , bir de -su kompleksi radikali ikame reaksiyonu.

kurutma

Bu arada, bir oksijen atomu olan yalnız çiftleri zayıf işlemek yapıştırılmamış elektronların basit gibi kuvvetli asitlerin mevcudiyetinde sülfürik asit . Örneğin, metanol:

Asidite ve metanol bazikliği

Güçlü asitler ile muamele üzerine, alkoller E1 tabi eliminasyon reaksiyonu üretmek için alkenler . Reaksiyon, genel olarak, itaat Zaitsev Kuralı en stabil (genellikle en ikameli) alken meydana olduğunu belirtmektedir. Tersiyer alkol oda sıcaklığının hemen üzerinde kolayca ortadan kaldırmak, ancak primer alkoller daha yüksek bir sıcaklık gerektirir.

Bu asit bir diyagramdır üretmek üzere etanol dehidrasyon katalize olan etilen :

DehydrationOfAlcoholWithH-.png

Daha kontrollü eliminasyon reaksiyonu ile , karbon disülfid ve iyodometan .

Esterleşme

Alkol ve karboksilik asitler olarak adlandırılan tepkimeye Fischer esterleştirme . Reaksiyon genellikle bir gerektirir katalizör , konsantre sülfürik asit gibi:

, R-OH + R'-CO 2 H → R'-CO 2 R + H 2 O

Ester diğer tipleri de benzer bir şekilde hazırlanır - örneğin, tosil (tosilat) esterleri p ile reaksiyona sokulmasıyla yapılır toluensülfonil piridin klorür.

Oksidasyon

Primer alkoller (R-CH 2 OH) ya da oksidize edilebilir aldehidler (R-CHO) ya da karboksilik asitlerin (R-CO 2 H). Sekonder alkollerin oksidasyonu (R 1 R, 2 -CH-OH), normal olarak son bulur keton (R ' 1 R, 2 , C = O) aşaması. Tersiyer alkol (R 1 R, 2 R, 3 C-OH) oksidasyona karşı dirençlidir.

Doğrudan karboksilik asitlere primer alkollerin oksidasyonu normalde ile transforme edilir, karşılık gelen aldehitin, yoluyla ilerleyen bir aldehid hidrat (R-CH (OH) 2 ayrıca karboksilik aside oksitlenir önce su ile reaksiyonu ile).

Mekanizması karboksilik asitlere primer alkollerin oksidasyonu aldehitler ve aldehid hidrat ile

Aldehitlere primer alkollerin transformasyonu için faydalı reaktifler arasında, aynı zamanda, normal olarak uygun olan keton sekonder alkollerin oksidasyonu . Bunlar arasında Collins ayıraç ve DessMartin periodinan . Karboksilik asitlere primer alkollerin doğrudan oksidasyonu kullanılarak gerçekleştirilebilir potasyum permanganat ya da Jones ayıracı .

Ayrıca bakınız

notlar

Referanslar

  • Metcalf, Allan A. (1999). Pek kelimelerle Dünya . Houghton Mifflin. ISBN  0-395-95920-9 .

Dış bağlantılar