Alkoholstruktur, egenskaper, nomenklatur och användningsområden

den alkoholer de är organiska föreningar som kännetecknas av att en hydroxylgrupp (-OH) är bunden till ett mättat kol; det vill säga ett kol som är kopplat till fyra atomer genom enkla bindningar (utan dubbla eller tredubbla bindningar).

Den generiska formeln för denna stora och mångsidiga familj av föreningar är ROH. För att betraktas som alkohol i sträng kemisk mening måste OH-gruppen vara den mest reaktiva molekylstrukturen. Detta är viktigt för att kunna bekräfta, bland flera molekyler med OH-grupper, vilken är en alkohol.

En av de typiska alkoholerna och den mest kända i populärkulturen är etylalkohol eller etanol, CH₃CH₂OH. Beroende på deras naturliga ursprung och därmed deras kemiska miljö kan deras blandningar ha ett obegränsat spektrum av smaker. några som även visar positiva förändringar i gommen med årets flygning.

De är blandningar av organiska och oorganiska föreningar med etylalkohol, vilket ger upphov till konsumtion i sociala och religiösa händelser sedan före Kristus. som det händer med vinet av druvor eller med glasögonen som serveras för en fest, förutom stansar, godis, panettoner etc..

Njutningen av dessa drycker, med måttlighet, är frukten av synergin mellan etylalkohol och dess omgivande kemiska matris; utan det, som en ren substans, blir det extremt farligt och utlöser en rad negativa konsekvenser för hälsan.

Det är av denna anledning att förbrukningen av vattenhaltiga blandningar av CH₃CH₂OH, som de som köps på apotek för antiseptiska ändamål, utgör en stor risk för kroppen.

Andra alkoholer som också är mycket populära är mentol och glycerol. Den senare, liksom eritrol, finns som tillsats i många livsmedel för att sötas och bevara dem under lagring. Det finns statliga enheter som dikterar vilka alkoholer som kan användas eller konsumeras utan biverkningar.

Efter att ha lämnat den dagliga användningen av alkoholer är de kemiskt mycket väldigt mångsidiga, eftersom de andra organiska föreningarna kan syntetiseras; i en sådan utsträckning att vissa författare tror att med ett dussin av dem kan du skapa alla nödvändiga föreningar för att bo på en öde ö.

index

• 1 Struktur av alkoholer
  • 1.1 Amphiphil karaktär
  • 1.2 Strukturen av R
• 2 Fysikaliska och kemiska egenskaper
  • 2,1 kokpunkt
  • 2.2 Lösningsmedel
  • 2.3 amfotericism
• 3 nomenklaturen
  • 3.1 Vanligt namn
  • 3.2 IUPAC-system
• 4 Syntes
  • 4.1 Hydrering av alkener
  • 4.2 Oxo process
  • 4.3 Fermentering av kolhydrater
• 5 användningar
  • 5.1 Drycker
  • 5.2 Kemiskt råmaterial
  • 5.3 Lösningsmedel
  • 5.4 Bränslen
  • 5,5 antiseptika
  • 5.6 Övriga användningsområden
• 6 referenser

Struktur av alkoholer

Alkoholer har en allmän formel för ROH. OH-gruppen är kopplad till alkylgruppen R, vars struktur varierar från en alkohol till en annan. Facket mellan R och OH är genom en enkel kovalent bindning, R-OH.

Följande bild visar tre generiska strukturer för alkoholer, med tanke på att kolatomen är mättad; det vill säga bilda fyra enkla länkar.

Som det observeras kan R vara vilken som helst kolstruktur så länge den inte har mer reaktiva substituenter än OH-gruppen.

För primäralkohol, 1: a, är OH-gruppen kopplad till ett primärt kol. Detta är lätt verifierat genom att observera att atomen i mitten av vänster tetraeder är kopplad till en R och två H.

Den sekundära alkoholen, 2: a, verifieras med kolet i centrumtetrahedronen nu kopplad till två grupper R och en H.

Och äntligen har du tertiär alkohol, 3: e, med kol kopplad till tre grupper R.

Amphiphil karaktär

Beroende på vilken typ av kol som är kopplad till OH har den klassificering av primära, sekundära och tertiära alkoholer. De strukturella skillnaderna mellan dem var redan detaljerade i tetraederet. Men alla alkoholer, oavsett vilken struktur de delar, delar någonting gemensamt: den amfifila karaktären.

Det är inte nödvändigt att närma sig en struktur för att märka det, men det räcker med sin kemiska formel ROH. Alkylgruppen består nästan helt av kolatomer, "armering" av ett hydrofobt skelett; det betyder att det interagerar mycket svagt med vatten.

Å andra sidan kan OH-gruppen bilda vätebindningar med vattenmolekylerna och är sålunda hydrofila; det vill säga älskar eller har en affinitet för vatten. Därefter har alkoholerna ett hydrofobt skelett, fäst vid en hydrofil grupp. De är apolära och polära samtidigt, vilket är detsamma som att de är amfifila substanser.

R-OH

(Hydrofob) - (hydrofil)

Som förklaras i nästa avsnitt definierar alkoholens amfifila natur några av deras kemiska egenskaper.

Struktur av R.

Alkylgruppen R kan ha vilken struktur som helst, men ändå är det viktigt eftersom det tillåter att alkoholerna katalogiseras.

Till exempel kan R vara en öppen kedja, såsom är fallet med etanol eller propanol; förgrenad, såsom t-butylalkohol, (CH₃)₂CHCH₂OH; det kan vara cykliskt, såsom i fallet med cyklohexanol; eller det kan ha en aromatisk ring, som i bensylalkohol, (C₆H₅) CH₂OH eller i 3-fenylpropanol, (C₆H₅) CH₂CH₂CH₂OH.

R-kedjan kan till och med ha substituenter såsom halogener eller dubbelbindningar, såsom för alkoholerna 2-kloretanol och 2-buten-l-ol (CH2)₃CH₂= CHCH₂OH).

Med tanke på strukturen hos R blir klassificeringen av alkoholer komplexa. Därför är klassificeringen baserat på dess struktur (alkoholer 1, 2 och 3) enklare men mindre specifik, även om det är tillräckligt att förklara alkoholernas reaktivitet.

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Kokpunkt

En av huvudämnena hos alkoholer är att de är associerade genom vätebindningar.

Den övre bilden visar hur två ROH-molekyler bildar vätebindningar med varandra. Tack vare detta är alkoholer vanligtvis flytande med höga kokpunkter.

Till exempel har etylalkohol en kokpunkt på 78,5 ° C. Detta värde ökar när alkohol blir tyngre; det vill säga, R-gruppen har en större massa eller ett antal atomer. Således är n-butylalkohol, CH₃CH₂CH₂CH₂OH, den har en kokpunkt på 97ºC, knappt under vatten.

Glycerol är en av alkoholerna med högsta kokpunkten: 290ºC.

Varför? Eftersom inte bara massan eller strukturen hos R påverkar men också antalet OH-grupper. Glycerol har tre OH i sin struktur: (HO) CH₂CH (OH) CH₂(OH). Detta gör det möjligt att bilda många vätebroar och hålla sina molekyler tillsammans med större kraft.

Å andra sidan, vissa alkoholer är fasta vid rumstemperatur; som samma glycerol vid en temperatur under 18 ° C. Därför är påståendet att alla alkoholer är flytande ämnen felaktigt.

Lösningsmedelskapacitet

I hem är det mycket vanligt att tillgripa användningen av isopropylalkohol för att ta bort en fläck som är svår att ta bort på en yta. Denna lösningsmedelskapacitet, som är mycket användbar för kemisk syntes, beror på dess amfifila karaktär, som tidigare förklarats.

Fetter kännetecknas av att de är hydrofoba: det är därför det är svårt att ta bort dem med vatten. I motsats till vatten har alkoholerna en hydrofob del i sin struktur.

Således växlar dess alkylgrupp R med fetter, medan OH-gruppen bildar vätebindningar med vatten, vilket hjälper till att förskjuta dem.

amphoterism

Alkoholerna kan reagera som syror och baser; det vill säga de är amfotära ämnen. Detta representeras av följande två kemiska ekvationer:

ROH + H⁺  => ROH₂⁺

ROH + OH^-  => RO^-

RO^- är den allmänna formeln för det som är känt som en alkoxid.

nomenklatur

Det finns två sätt att namnge alkoholer, vars komplexitet kommer att bero på samma struktur.

Vanligt namn

Alkoholerna kan kallas av deras vanliga namn. Vad är de För detta måste namnet på gruppen R vara känt, till vilket slutänden -ico läggs till och det föregås av ordet "alkohol". Till exempel är CH₃CH₂CH₂OH är propylalkohol.

Andra exempel är:

-CH₃OH: metylalkohol

-(CH₃)₂CHCH₂OH: isobutylalkohol

-(CH₃)₃COH: tert-butylalkohol

IUPAC-systemet

När det gäller vanliga namn bör du börja med att identifiera R. Fördelen med detta system är att det är mycket mer exakt än det andra.

R, som är ett kolskelett, kan ha grenar eller flera kedjor; Den längsta kedjan, det vill säga med fler kolatomer, är den som kommer att få namnet alkohol.

Till namnet på alkan i den längsta kedjan tillsätts slutänden 'l'. Det är därför CH₃CH₂OH kallas etanol (CH₃CH₂- + OH).

Generellt måste OH ha så lite uppräkning som möjligt. Till exempel, BrCH₂CH₂CH₂(OH) CH₃ det kallas 4-brom-2-butanol och inte 1-brom-3-butanol.

syntes

Hydrering av alkener

Oljekrackningsprocessen producerar en blandning av alkener med fyra eller fem kolatomer, som lätt kan separeras.

Dessa alkener kan omvandlas till alkoholer genom direkt tillsats av vatten eller genom reaktionen av alkenen med svavelsyra följt av tillsats av vatten som klyver syran och orsakar alkohol.

Oxo-processen

I närvaro av en lämplig katalysator reagerar alkener med kolmonoxid och väte för att generera aldehyder. Aldehyder kan lätt reduceras till alkoholer genom en katalytisk hydrogeneringsreaktion.

Ofta finns en sådan synkronisering av oxo-processen att reduktionen av aldehyder är nästan samtidigt med deras bildning.

Den vanligast använda katalysatorn är oktokarbonyldikobalt, erhållen genom reaktionen mellan kobolt och kolmonoxid.

Fermentering av kolhydrater

Fermentering av kolhydrater med jäst är fortfarande av stor betydelse vid framställning av etanol och andra alkoholer. Suckarna kommer från sockerrör eller stärkelse från olika korn. Av detta skäl kallas etanol också "spannmålsprodukter"

tillämpningar

drycker

Även om det inte är alkoholens huvudsakliga funktion är närvaron av etanol i vissa drycker en av de mest populära kunskaperna. Således är etanol, en produkt av jäsning av sockerrör, druvor, äpplen etc. närvarande i många drycker för social konsumtion.

Kemiskt råmaterial

-Metanol används vid framställning av formaldehyd genom katalytisk oxidation. Formaldehyd används vid tillverkning av plast, färger, textilier, sprängämnen etc..

-Butanol används vid framställning av butanetanoat, en ester som används som smakämnen i livsmedelsindustrin och i konfekt.

-Allyl alkohol används vid framställning av estrar, inklusive diallylftalat och diallylisoftalat, vilka tjänar som monomerer.

-Fenol används vid produktion av hartser, nylontillverkning, deodoranter, kosmetika etc..

-Alkoholer med linjär kedja med 11-16 kolatomer användes som mellanprodukter för erhållande av mjukningsmedel; till exempel polyvinylklorid.

-De så kallade fettalkoholerna används som mellanprodukter vid syntes av tvättmedel.

lösningsmedel

-Metanol används som färgförtunning, liksom 1-butanol och isobutylalkohol.

-Etylalkohol används som lösningsmedel i många olösliga föreningar i vatten, används som lösningsmedel i färger, kosmetika etc..

-Fettalkoholer används som lösningsmedel i textilindustrin, i färgämnen, i tvättmedel och i färger. Isobutanol används som lösningsmedel i beläggningsmaterial, färger och lim.

bränslen

-Metanol används som bränsle i förbränningsmotorer och bensintillsats för att förbättra förbränningen.

-Etylalkohol används i kombination med fossila bränslen i motorfordon. För detta ändamål är omfattande regioner i Brasilien avsedda för odling av sockerrör för framställning av etylalkohol. Denna alkohol har fördelen av att producera endast koldioxid vid förbränning.

När etylalkohol brinner, producerar den en ren och rökfri flamma, varför den används som bränsle i fältkokare.

-Den gelerade alkoholen produceras genom att kombinera metanol eller etanol med kalciumacetat. Denna alkohol används som värmekälla i brännkammare, och när den slösar är den säkrare än flytande alkoholer.

-Den så kallade biobutanolen används som bränsle vid transport, liksom isopropylalkohol som kan användas som bränsle; även om dess användning inte rekommenderas.

antiseptika

Isopropylalkohol vid 70% koncentration används som ett yttre antiseptiskt medel för eliminering av bakterier och tillväxt retardation. På samma sätt används etylalkohol för detta ändamål.

Andra användningsområden

Cyklohexanol och metylcyklohexanol används vid ytbehandling av textilier, möbelbearbetning och fläckborttagare.

referenser

1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. Aminer. (10^th upplagan.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organisk kemi (Sjätte upplagan). Mc Graw Hill.
3. Morrison och Boyd. (1987). Organisk kemi (Femte upplagan). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Dr. JA Colapret. (N.D.). Alkoholer. Hämtad från: colapret.cm.utexas.edu
5. Alkohol Farmakologi Utbildning Partnerskap. (N.D.). Vad är alkohol? Duke University. Hämtad från: sites.duke.edu
6. Whittemore F. (s.f.). Typer och användningar av alkohol. Hämtad från: livestrong.com
7. Wikipedia. (2018). Alkohol. Hämtad från: en.wikipedia.org