- โครงสร้างของแอลกอฮอล์
- อักขระ Amphiphilic
- โครงสร้างของ R
- คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
- จุดเดือด
- ความจุตัวทำละลาย
- Amphotericism
- ศัพท์เฉพาะ
- ชื่อสามัญ
- ระบบ IUPAC
- สังเคราะห์
- ความชุ่มชื้นของอัลคีน
- กระบวนการ Oxo
- การหมักคาร์โบไฮเดรต
- การประยุกต์ใช้งาน
- เครื่องดื่ม
- วัตถุดิบทางเคมี
- ตัวทำละลาย
- เชื้อเพลิง
- อบอวล
- การใช้งานอื่น ๆ
- อ้างอิง
แอลกอฮอล์เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่โดดเด่นโดยมีกลุ่มไฮดรอกซิ (-OH) ผูกไว้กับคาร์บอนอิ่มตัว; นั่นคือคาร์บอนที่เชื่อมโยงกับสี่อะตอมด้วยพันธะเดี่ยว (ไม่มีพันธะคู่หรือสาม)
สูตรทั่วไปสำหรับกลุ่มสารประกอบที่กว้างขวางและหลากหลายนี้คือ ROH ในการพิจารณาแอลกอฮอล์ในความหมายทางเคมีอย่างเคร่งครัดกลุ่ม OH จะต้องมีปฏิกิริยามากที่สุดในโครงสร้างโมเลกุล นี่เป็นสิ่งสำคัญที่จะสามารถพูดได้ในหมู่โมเลกุลหลายตัวที่มีหมู่ OH ซึ่งในจำนวนนี้เป็นแอลกอฮอล์
ที่มา: เครื่องดื่มแอลกอฮอล์. Pixabay
หนึ่งในแอลกอฮอล์ที่เป็นแก่นสารและเป็นที่รู้จักกันดีในวัฒนธรรมสมัยนิยมคือเอทิลแอลกอฮอล์หรือเอทานอล CH 3 CH 2 OH ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติและสภาพแวดล้อมทางเคมีของพวกเขาสารผสมของพวกเขาสามารถสร้างรสชาติได้ไม่ จำกัด บางอย่างก็แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในเชิงบวกกับเพดานปากด้วยการบินมาหลายปี
เป็นส่วนผสมของสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์กับเอทิลแอลกอฮอล์ซึ่งก่อให้เกิดการบริโภคในกิจกรรมทางสังคมและศาสนาตั้งแต่สมัยก่อนคริสตกาล เช่นกับไวน์องุ่นหรือแก้วสำหรับงานเฉลิมฉลองนอกเหนือจากหมัดขนมปาเน็ตโทน ฯลฯ
ความเพลิดเพลินของเครื่องดื่มเหล่านี้ในปริมาณที่พอเหมาะเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันระหว่างเอทิลแอลกอฮอล์และเมทริกซ์เคมีที่ห่อหุ้ม หากไม่มีสารบริสุทธิ์จะกลายเป็นอันตรายอย่างยิ่งและก่อให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพมากมาย
ด้วยเหตุนี้การบริโภคสารผสมที่เป็นน้ำของ CH 3 CH 2 OH เช่นที่ซื้อในร้านขายยาเพื่อวัตถุประสงค์ในการฆ่าเชื้อจึงแสดงถึงความเสี่ยงอย่างมากต่อร่างกาย
แอลกอฮอล์อื่น ๆ ที่ได้รับความนิยมเช่นเมนทอลและกลีเซอรอล อย่างหลังเช่นเดียวกับเม็ดเลือดแดงพบว่าเป็นสารเติมแต่งในอาหารหลายชนิดเพื่อเพิ่มความหวานและเก็บรักษาไว้ในระหว่างการเก็บรักษา มีหน่วยงานของรัฐที่กำหนดให้สามารถใช้หรือบริโภคแอลกอฮอล์ได้โดยไม่มีผลกระทบด้านหลักประกัน
ทิ้งการใช้แอลกอฮอล์ในชีวิตประจำวันในทางเคมีพวกเขาเป็นสารที่หลากหลายมากเนื่องจากสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ สามารถสังเคราะห์ได้ ในระดับที่ผู้เขียนบางคนคิดว่าในจำนวนนี้สามารถสร้างสารประกอบที่จำเป็นทั้งหมดที่จะอาศัยอยู่บนเกาะทะเลทรายได้
โครงสร้างของแอลกอฮอล์
แอลกอฮอล์มีสูตร ROH ทั่วไป หมู่ OH เชื่อมโยงกับหมู่อัลคิล R ซึ่งมีโครงสร้างแตกต่างกันไปในแต่ละแอลกอฮอล์ พันธะระหว่าง R และ OH เกิดจากพันธะโควาเลนต์เดี่ยว R-OH
ภาพต่อไปนี้แสดงโครงสร้างทั่วไปสามประการสำหรับแอลกอฮอล์โดยจำไว้ว่าอะตอมของคาร์บอนอิ่มตัว นั่นคือมันสร้างลิงค์ง่ายๆสี่ลิงค์
ที่มา: โครงสร้างทั่วไปของแอลกอฮอล์ Secalinum จาก Wikimedia Commons
ดังที่เห็นได้ R สามารถเป็นโครงกระดูกคาร์บอนได้ตราบเท่าที่ไม่มีสารทดแทนที่มีปฏิกิริยามากกว่ากลุ่ม OH
สำหรับกรณีของแอลกอฮอล์ขั้นต้นอันดับ 1 หมู่ OH เชื่อมโยงกับคาร์บอนหลัก สิ่งนี้ตรวจสอบได้ง่ายโดยสังเกตว่าอะตอมที่อยู่ตรงกลางของจัตุรมุขด้านซ้ายถูกผูกมัดกับหนึ่ง R และสอง H
แอลกอฮอล์ทุติยภูมิ2ºได้รับการตรวจสอบด้วยคาร์บอนของจัตุรมุขที่อยู่ตรงกลางซึ่งเชื่อมโยงกับกลุ่ม R สองกลุ่มและกลุ่ม H หนึ่งกลุ่ม
และในที่สุดก็มีแอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิอันดับ 3 โดยคาร์บอนเชื่อมโยงกับกลุ่ม R สามกลุ่ม
อักขระ Amphiphilic
ขึ้นอยู่กับชนิดของคาร์บอนที่เชื่อมโยงกับ OH มีการจำแนกประเภทของแอลกอฮอล์หลักทุติยภูมิและตติยภูมิ ใน tetrahedra ความแตกต่างของโครงสร้างระหว่างพวกเขามีรายละเอียดอยู่แล้ว แต่แอลกอฮอล์ทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงโครงสร้างของพวกเขามีบางสิ่งที่เหมือนกัน: ตัวละครแอมฟิฟิลิก
คุณไม่จำเป็นต้องพูดถึงโครงสร้างเพื่อสังเกตเห็นเพียงสูตรทางเคมี ROH ของมัน หมู่อัลคิลประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนเกือบทั้งหมด "การประกอบ" โครงกระดูกที่ไม่ชอบน้ำ นั่นคือมันมีปฏิกิริยากับน้ำอย่างอ่อนมาก
ในทางกลับกันกลุ่ม OH สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับโมเลกุลของน้ำได้ดังนั้นจึงเป็นไฮโดรฟิลิก นั่นคือรักหรือมีความสัมพันธ์กับน้ำ ดังนั้นแอลกอฮอล์จึงมีกระดูกสันหลังที่ไม่ชอบน้ำซึ่งติดอยู่กับกลุ่มที่ชอบน้ำ พวกเขาเป็น apolar และ polar ในเวลาเดียวกันซึ่งเหมือนกับที่บอกว่าเป็นสารแอมฟิฟิลิก
R-OH
(Hydrophobic) - (ชอบน้ำ)
ดังที่จะอธิบายในหัวข้อถัดไปลักษณะของแอมฟิฟิลิกของแอลกอฮอล์จะกำหนดคุณสมบัติทางเคมีบางประการ
โครงสร้างของ R
หมู่อัลคิล R สามารถมีโครงสร้างใดก็ได้ แต่ก็มีความสำคัญเนื่องจากอนุญาตให้จัดทำรายการแอลกอฮอล์ได้
ตัวอย่างเช่น R สามารถเป็นโซ่เปิดได้เช่นเดียวกับเอทานอลหรือโพรพานอล แตกแขนงเช่นทีบิวทิลแอลกอฮอล์ (CH 3 ) 2 CHCH 2 OH; อาจเป็นวัฏจักรเช่นเดียวกับในกรณีของไซโคลเฮกซานอล หรืออาจมีวงแหวนอะโรมาติกเช่นเดียวกับเบนซิลแอลกอฮอล์ (C 6 H 5 ) CH 2 OH หรือ 3-Phenylpropanol (C 6 H 5 ) CH 2 CH 2 CH 2 OH
โซ่ R อาจมีสารทดแทนเช่นฮาโลเจนหรือพันธะคู่เช่นสำหรับแอลกอฮอล์ 2-chloroethanol และ 2-Buten-1-ol (CH 3 CH 2 = CHCH 2 OH)
เมื่อพิจารณาจากโครงสร้างของ R แล้วการจำแนกประเภทของแอลกอฮอล์จะซับซ้อน ด้วยเหตุนี้การจำแนกตามโครงสร้างของพวกมัน (แอลกอฮอล์ที่ 1, 2 และ 3) จึงง่ายกว่า แต่มีความเฉพาะเจาะจงน้อยกว่าแม้ว่าจะเพียงพอที่จะอธิบายปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ได้
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
จุดเดือด
ที่มา: สะพานไฮโดรเจนในแอลกอฮอล์ Yikrazuul จาก Wikimedia Commons
คุณสมบัติหลักอย่างหนึ่งของแอลกอฮอล์คือเชื่อมโยงผ่านพันธะไฮโดรเจน
ในภาพด้านบนคุณจะเห็นว่าโมเลกุล ROH สองตัวสร้างพันธะไฮโดรเจนซึ่งกันและกันได้อย่างไร ด้วยเหตุนี้แอลกอฮอล์มักเป็นของเหลวที่มีจุดเดือดสูง
ตัวอย่างเช่นเอทิลแอลกอฮอล์มีจุดเดือด 78.5 ° C ค่านี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อแอลกอฮอล์หนักขึ้น นั่นคือกลุ่ม R มีมวลหรือจำนวนอะตอมมากกว่า ดังนั้นเอ็น - บิวทิลแอลกอฮอล์ CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH มีจุดเดือด97ºCต่ำกว่าน้ำเล็กน้อย
กลีเซอรอลเป็นหนึ่งในแอลกอฮอล์ที่มีจุดเดือดสูงสุด: 290ºC
ทำไม? เนื่องจากไม่เพียงมวลหรือโครงสร้างของ R เท่านั้นที่มีอิทธิพล แต่ยังรวมถึงจำนวนกลุ่ม OH ด้วย กลีเซอรอลมี OH สามตัวในโครงสร้าง: (HO) CH 2 CH (OH) CH 2 (OH) ทำให้สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนจำนวนมากและจับโมเลกุลของมันเข้าด้วยกันได้แน่นขึ้น
ในทางกลับกันแอลกอฮอล์บางชนิดจะแข็งตัวที่อุณหภูมิห้อง เป็นกลีเซอรอลเดียวกันที่อุณหภูมิต่ำกว่า18ºC ดังนั้นข้อความที่ว่าแอลกอฮอล์ทั้งหมดเป็นสารเหลวจึงไม่ถูกต้อง
ความจุตัวทำละลาย
ในบ้านมักใช้ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์เพื่อขจัดคราบที่ยากต่อการขจัดออกไปบนพื้นผิว ความสามารถของตัวทำละลายนี้มีประโยชน์อย่างมากสำหรับการสังเคราะห์ทางเคมีเนื่องจากลักษณะของแอมฟิฟิลิกที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้
ไขมันมีลักษณะที่ไม่ชอบน้ำนั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงยากที่จะเอาออกด้วยน้ำ อย่างไรก็ตามแอลกอฮอล์มีส่วนที่ไม่ชอบน้ำในโครงสร้างต่างจากน้ำ
ดังนั้นหมู่อัลคิล R จึงทำปฏิกิริยากับไขมันในขณะที่หมู่ OH สร้างพันธะไฮโดรเจนกับน้ำช่วยในการเคลื่อนย้ายออกไป
Amphotericism
แอลกอฮอล์สามารถทำปฏิกิริยาเป็นกรดและเบส นั่นคือเป็นสารแอมโฟเทอริก สิ่งนี้แสดงด้วยสมการเคมีสองสมการต่อไปนี้:
ROH + H + => ROH 2 +
ROH + OH - => RO -
RO -เป็นสูตรทั่วไปสำหรับสิ่งที่เรียกว่าแอลคอกไซด์
ศัพท์เฉพาะ
มีสองวิธีในการตั้งชื่อแอลกอฮอล์ซึ่งความซับซ้อนจะขึ้นอยู่กับโครงสร้างของมัน
ชื่อสามัญ
แอลกอฮอล์สามารถเรียกได้ตามชื่อสามัญ ซึ่ง ได้แก่ ? ด้วยเหตุนี้ชื่อของกลุ่ม R จะต้องเป็นที่รู้จักซึ่งมีการเพิ่ม -ico ลงท้ายและนำหน้าด้วยคำว่า 'แอลกอฮอล์' ตัวอย่างเช่น CH 3 CH 2 CH 2 OH คือโพรพิลแอลกอฮอล์
ตัวอย่างอื่น ๆ ได้แก่ :
-CH 3 OH: เมทิลแอลกอฮอล์
- (CH 3 ) 2 CHCH 2 OH: ไอโซบิวทิลแอลกอฮอล์
- (CH 3 ) 3 COH: แอลกอฮอล์เทอร์บิวทิล
ระบบ IUPAC
สำหรับชื่อสามัญคุณต้องเริ่มต้นด้วยการระบุ R ข้อดีของระบบนี้คือมีความแม่นยำมากกว่าระบบอื่น ๆ
R เป็นโครงกระดูกคาร์บอนอาจมีกิ่งก้านหรือโซ่หลายเส้น โซ่ที่ยาวที่สุดนั่นคือมีอะตอมของคาร์บอนมากกว่าเป็นสายโซ่ที่จะได้รับชื่อของแอลกอฮอล์
สำหรับชื่อของแอลเคนของโซ่ที่ยาวที่สุดจะมีการเพิ่มส่วนท้าย 'l' นั่นคือเหตุผลที่ CH 3 CH 2 OH เรียกว่าเอทานอล (CH 3 CH 2 - + OH)
โดยทั่วไป OH ควรมีการแจงนับต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ตัวอย่างเช่น BrCH 2 CH 2 CH 2 (OH) CH 3เรียกว่า 4-Bromo-2-butanol ไม่ใช่ 1-Bromo-3-butanol
สังเคราะห์
ความชุ่มชื้นของอัลคีน
กระบวนการแตกของน้ำมันก่อให้เกิดส่วนผสมของแอลคีนของคาร์บอนสี่หรือห้าอะตอมซึ่งสามารถแยกออกได้ง่าย
แอลคีนเหล่านี้สามารถเปลี่ยนเป็นแอลกอฮอล์ได้โดยการเติมน้ำโดยตรงหรือโดยปฏิกิริยาของแอลคีนกับกรดซัลฟิวริกตามด้วยการเติมน้ำที่แยกกรดออกจากแอลกอฮอล์
กระบวนการ Oxo
เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมอัลคีนจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจนเพื่อสร้างอัลดีไฮด์ อัลดีไฮด์สามารถลดลงเป็นแอลกอฮอล์ได้อย่างง่ายดายโดยปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชัน
มักจะมีการซิงโครไนซ์ของกระบวนการ oxo ที่การลดลงของอัลดีไฮด์เกือบจะพร้อมกันกับการก่อตัว
ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือไดโคบอลต์ออกโทคาร์บอนิลซึ่งได้จากปฏิกิริยาระหว่างโคบอลต์และคาร์บอนมอนอกไซด์
การหมักคาร์โบไฮเดรต
การหมักคาร์โบไฮเดรตด้วยยีสต์ยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตเอทานอลและแอลกอฮอล์อื่น ๆ น้ำตาลมาจากอ้อยหรือแป้งที่ได้จากธัญพืชที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุนี้เอทานอลจึงเรียกอีกอย่างว่า "เกรนแอลกอฮอล์"
การประยุกต์ใช้งาน
เครื่องดื่ม
แม้ว่าจะไม่ใช่หน้าที่หลักของแอลกอฮอล์ แต่การมีเอทานอลในเครื่องดื่มบางชนิดก็เป็นความรู้ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ดังนั้นเอทานอลซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการหมักอ้อยองุ่นแอปเปิ้ล ฯลฯ จึงมีอยู่ในเครื่องดื่มมากมายสำหรับการบริโภคของสังคม
วัตถุดิบทางเคมี
- เมทานอลใช้ในการผลิตฟอร์มาลดีไฮด์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ฟอร์มาลดีไฮด์ใช้ในการผลิตพลาสติกสีสิ่งทอวัตถุระเบิด ฯลฯ
- บูเทนอลใช้ในการผลิตบิวเทนเอทาโนเอตซึ่งเป็นเอสเทอร์ที่ใช้เป็นเครื่องปรุงในอุตสาหกรรมอาหารและในขนม
- แอลกอฮอล์ Allyl ใช้ในการผลิตเอสเทอร์รวมถึง diallyl phthalate และ diallyl isophthalate ซึ่งทำหน้าที่เป็นโมโนเมอร์
- ฟีนอลใช้ในการผลิตเรซินการผลิตไนลอนสารระงับกลิ่นกายเครื่องสำอาง ฯลฯ
- แอลกอฮอล์ที่มีโซ่ตรงของคาร์บอน 11-16 อะตอมถูกใช้เป็นตัวกลางในการรับพลาสติไซเซอร์ ตัวอย่างเช่นโพลีไวนิลคลอไรด์
- แอลกอฮอล์ที่เรียกว่าไขมันถูกใช้เป็นตัวกลางในการสังเคราะห์ผงซักฟอก
ตัวทำละลาย
- เมทานอลใช้เป็นตัวทำละลายสีเช่นเดียวกับ 1 บิวทานอลและไอโซบิวทิลแอลกอฮอล์
- เอทิลแอลกอฮอล์ใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับสารประกอบหลายชนิดที่ไม่ละลายในน้ำใช้เป็นตัวทำละลายในสีเครื่องสำอาง ฯลฯ
- แอลกอฮอล์ที่มีไขมันถูกใช้เป็นตัวทำละลายในอุตสาหกรรมสิ่งทอสีในผงซักฟอกและสี Isobutanol ใช้เป็นตัวทำละลายในวัสดุเคลือบสีและกาว
เชื้อเพลิง
- เมทานอลใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สันดาปภายในและสารเติมแต่งน้ำมันเบนซินเพื่อปรับปรุงการเผาไหม้
- เอทิลแอลกอฮอล์ถูกใช้ร่วมกับเชื้อเพลิงฟอสซิลในยานยนต์ ด้วยเหตุนี้ภูมิภาคที่กว้างขวางของบราซิลจึงถูกกำหนดให้ปลูกอ้อยเพื่อผลิตเอทิลแอลกอฮอล์ แอลกอฮอล์นี้มีข้อดีคือผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างการเผาไหม้เท่านั้น
เมื่อเอทิลแอลกอฮอล์ถูกเผาไหม้จะทำให้เกิดเปลวไฟที่สะอาดและไร้ควันซึ่งเป็นสาเหตุที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวภาคสนาม
- แอลกอฮอล์เจลเกิดจากการรวมเมทานอลหรือเอทานอลกับแคลเซียมอะซิเตท แอลกอฮอล์นี้ใช้เป็นแหล่งความร้อนในเตาภาคสนามและเนื่องจากมันหกจึงปลอดภัยกว่าแอลกอฮอล์เหลว
- สิ่งที่เรียกว่า biobutanol ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการขนส่งเช่นเดียวกับไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ที่สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ แม้ว่าจะไม่แนะนำให้ใช้
อบอวล
ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ที่ความเข้มข้น 70% ใช้เป็นน้ำยาฆ่าเชื้อภายนอกเพื่อกำจัดเชื้อโรคและชะลอการเจริญเติบโต ในทำนองเดียวกันเอทิลแอลกอฮอล์ถูกใช้เพื่อจุดประสงค์นี้
การใช้งานอื่น ๆ
ไซโคลเฮกซานอลและเมทิลไซโคลเฮกซานอลใช้ในการตกแต่งสิ่งทอการแปรรูปเฟอร์นิเจอร์และการขจัดคราบ
อ้างอิง
- Graham Solomons TW, Craig B.Fryhle (2011) เคมีอินทรีย์. เอมีน (10 THฉบับ.) ไวลีย์พลัส
- แครี่ F. (2008). เคมีอินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่หก). Mc Graw Hill
- มอร์ริสันและบอยด์ (1987) เคมีอินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่ห้า). Addison-Wesley Iberoamericana
- ดร. JA Colapret (เอสเอฟ) แอลกอฮอล์ กู้คืนจาก: colapret.cm.utexas.edu
- ห้างหุ้นส่วนการศึกษาเภสัชวิทยาแอลกอฮอล์ (เอสเอฟ) แอลกอฮอล์คืออะไร? มหาวิทยาลัยดุ๊ก. กู้คืนจาก: sites.duke.edu
- Whittemore F. (nd). ประเภทและการใช้แอลกอฮอล์ ดึงมาจาก: livestrong.com
- วิกิพีเดีย (2018) แอลกอฮอล์ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org