ALKOLLER: YAPI, ÖZELLIKLER, ISIMLENDIRME VE KULLANIMLAR - KIMYA - 2025

Alkoller, doymuş bir karbona bağlı bir hidroksil grubuna (-OH) sahip olması ile karakterize edilen organik bileşikler; yani, dört atoma tek bağlarla (çift veya üçlü bağlar olmadan) bağlanan bir karbon.

Bu geniş ve çok yönlü bileşik ailesi için genel formül ROH'dur. Kesinlikle kimyasal anlamda bir alkol olarak kabul edilebilmesi için OH grubunun moleküler yapıda en reaktif olması gerekir. OH gruplu birkaç molekül arasından hangisinin alkol olduğunu söyleyebilmek önemlidir.

Kaynak: Alkollü içecekler. Pixabay

Özlü alkollerden birisi ve önemli kültür içinde bilinen en iyi etil alkol veya etanol, CH ₃ CH ₂ , OH. Doğal kökenlerine ve dolayısıyla kimyasal ortamlarına bağlı olarak karışımları sınırsız bir aroma yelpazesi oluşturabilir; hatta bazıları, yılların uçuşuyla damakta olumlu değişiklikler bile gösteriyor.

Bunlar, organik ve inorganik bileşiklerin etil alkol ile karışımlarıdır ve İsa'dan önceki dönemlerden beri sosyal ve dini olaylarda tüketilmesine neden olur; örneğin üzüm şarabı veya kutlamalar için servis edilen bardaklarda yumruklar, şekerler, panettonlar vb.

Bu içeceklerden ölçülü bir şekilde yararlanılması, etil alkol ile onu saran kimyasal matrisi arasındaki sinerjinin sonucudur; Onsuz, saf bir madde olarak son derece tehlikeli hale gelir ve bir dizi olumsuz sağlık sonucunu tetikler.

Bu CH sulu karışımların tüketimi bu nedenle olan ₃ CH ₂ gibi antiseptik amacıyla eczanelerde satın gibi OH, vücut için büyük bir risk taşır.

Ayrıca çok popüler olan diğer alkoller mentol ve gliseroldür. İkincisi ve eritrol, birçok gıdada onları tatlandırmak ve saklama sırasında korumak için katkı maddesi olarak bulunur. Hangi alkollerin yan etkiler olmaksızın kullanılabileceğini veya tüketilebileceğini belirleyen devlet kurumları vardır.

Alkollerin günlük kullanımını geride bırakarak, kimyasal olarak çok yönlü maddelerdir, çünkü onlardan başlayarak diğer organik bileşikler sentezlenebilir; Öyle ki bazı yazarlar, bir düzinesi ile ıssız bir adada yaşamak için gerekli tüm bileşiklerin yaratılabileceğini düşünüyorlar.

Alkollerin yapısı

Alkollerin genel bir ROH formülü vardır. OH grubu, yapısı bir alkolden diğerine değişen R alkil grubuna bağlıdır. R ve OH arasındaki bağ, tek bir kovalent bağ olan R-OH ile olur.

Aşağıdaki görüntü, karbon atomunun doymuş olduğu akılda tutularak alkoller için üç genel yapı göstermektedir; yani dört basit bağlantı oluşturur.

Kaynak: Alkollerin jenerik yapısı. Secalinum, Wikimedia Commons'tan

Görülebileceği gibi R, OH grubundan daha reaktif ikame maddelerine sahip olmadığı sürece herhangi bir karbon iskeleti olabilir.

Birincil alkol durumunda, birincisi, OH grubu bir birincil karbona bağlıdır. Bu, sol tetrahedronun merkezindeki atomun bir R ve iki H'ye bağlı olduğuna dikkat çekilerek kolayca doğrulanabilir.

İkincil alkol, 2º, merkezdeki tetrahedronun karbonu ile doğrulanır, şimdi iki R grubuna ve bir H'ye bağlıdır.

Ve son olarak, karbonun üç R grubuna bağlı olduğu üçüncül alkol olan üçüncü alkol var.

Amfifilik karakter

OH'ye bağlı karbon türüne bağlı olarak, birincil, ikincil ve üçüncül alkollerin sınıflandırması vardır. Tetrahedrada, aralarındaki yapısal farklılıklar zaten ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Ancak yapılarına bakılmaksızın tüm alkoller ortak bir noktayı paylaşır: amfifilik karakter.

Bir yapıyı fark etmek için adreslemenize gerek yok, sadece ROH kimyasal formülü. Alkil grubu, hidrofobik bir iskeleti "birleştiren" neredeyse tamamen karbon atomlarından oluşur; yani suyla çok zayıf etkileşir.

Öte yandan OH grubu, su molekülleri ile hidrojen bağları oluşturabilir, bu nedenle hidrofiliktir; yani, suyu sever ya da sever. Bu nedenle alkollerin hidrofilik bir gruba bağlı hidrofobik bir omurgası vardır. Aynı zamanda apolar ve kutupsaldırlar, bu da amfifilik maddeler olduklarını söylemekle aynıdır.

, R-OH

(Hidrofobik) - (Hidrofilik)

Bir sonraki bölümde açıklanacağı gibi, alkollerin amfifilik karakteri, bazı kimyasal özelliklerini tanımlar.

R'nin Yapısı

Alkil grubu R herhangi bir yapıya sahip olabilir ve yine de alkollerin kataloglanmasına izin verdiği için önemlidir.

Örneğin R, etanol veya propanolde olduğu gibi açık bir zincir olabilir; t-butil alkol gibi, dallanmış, (CH ₃ ) ₂ CHCH ₂ -OH; sikloheksanol durumunda olduğu gibi döngüsel olabilir; ya da benzil alkol gibi bir aromatik halka olabilir, (Cı- ₆ , H ₅ ) CH ₂ , OH, ya da 3-fenilpropanol olarak, (Cı- ₆ , H ₅ ) CH ₂ , CH ₂ , CH ₂ , OH.

R, zincir hatta halojen ya da, alkoller 2-klor etanol ve bunun gibi çift bağların yanı sübstitüente sahip olabilen 2-Büten-1-ol (CH ₃ CH ₂ = CHCH ₂ OH).

R'nin yapısı göz önüne alındığında alkollerin sınıflandırılması karmaşık hale gelir. Bu nedenle, yapılarına (1., 2. ve 3. alkoller) göre sınıflandırma daha basittir, ancak alkollerin reaktivitesini açıklamak için yeterli olmasına rağmen daha az spesifiktir.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Kaynama noktası

Kaynak: Alkollerdeki hidrojen köprüleri. Wikimedia Commons'tan Yikrazuul

Alkollerin temel özelliklerinden biri, hidrojen bağları yoluyla birleşmeleridir.

Yukarıdaki görselde, iki ROH molekülünün birbiriyle nasıl hidrojen bağı oluşturduğunu görebilirsiniz. Bu sayede alkoller genellikle kaynama noktası yüksek sıvılardır.

Örneğin, etil alkolün kaynama noktası 78,5 ° C'dir. Alkol ağırlaştıkça bu değer artar; yani, R grubu daha büyük bir kütleye veya atom sayısına sahiptir. Bu nedenle, n-butil alkol, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ 97ºC OH, sahip olan bir kaynama noktası, suyla hafif daha düşük.

Gliserol, kaynama noktası en yüksek olan alkollerden biridir: 290ºC.

Neden? Çünkü sadece R'nin kütlesi veya yapısı değil, aynı zamanda OH gruplarının sayısı da etkilenir. (HO) CH: Gliserol yapısında üç OH en sahip ₂ -CH (OH) CH ₂ (OH). Bu, birçok hidrojen bağı oluşturmasını ve moleküllerini daha sıkı bir şekilde bir arada tutmasını sağlar.

Öte yandan, bazı alkoller oda sıcaklığında katıdır ; 18ºC'nin altındaki bir sıcaklıkta aynı gliserol gibi. Bu nedenle tüm alkollerin sıvı maddeler olduğu ifadesi yanlıştır.

Çözücü kapasitesi

Evlerde, bir yüzeydeki çıkarması zor bir lekeyi çıkarmak için izopropil alkol kullanmak çok yaygındır. Kimyasal sentez için çok yararlı olan bu çözücü kapasitesi, daha önce açıklanan amfifilik karakterinden kaynaklanmaktadır.

Yağlar hidrofobik olmalarıyla karakterizedir: bu yüzden onları suyla çıkarmak zordur. Ancak sudan farklı olarak alkollerin yapılarında hidrofobik bir kısım vardır.

Böylece, alkil grubu R yağlarla etkileşime girerken, OH grubu su ile hidrojen bağları oluşturarak onların yer değiştirmesine yardımcı olur.

Amphotericism

Alkoller asitler ve bazlar olarak reaksiyona girebilir; yani amfoterik maddelerdir. Bu, aşağıdaki iki kimyasal denklemle temsil edilir:

ROH + H ⁺ => ROH ₂ ⁺

ROH + OH ^- => RO ^-

RO ^- alkoksit olarak bilinen şeyin genel formülüdür.

terminoloji

Alkolleri adlandırmanın iki yolu vardır, bunların karmaşıklığı yapılarına bağlıdır.

Yaygın isim

Alkoller genel isimleriyle çağrılabilir. Hangileri? Bunun için -ico sonunun eklendiği R grubunun adı bilinmeli ve 'alkol' kelimesinden önce gelmelidir. Örneğin CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH propil alkol.

Diğer örnekler:

-CH ₃ , OH: metil alkol

- (CH ₃ ) ₂ CHCH ₂ , OH: izobütil alkol

- (CH ₃ ) ₃ COH: Tert-butil alkol

IUPAC sistemi

Yaygın isimlere gelince, R'yi tanımlayarak başlamalısınız. Bu sistemin avantajı, diğerinden çok daha kesin olmasıdır.

Bir karbon iskeleti olan R, dallara veya birkaç zincire sahip olabilir; en uzun zincir, yani daha fazla karbon atomuna sahip olan, alkol adı verilecek olan zincirdir.

En uzun zincirin alkanının adına, 'l' sonu eklenir. Bu CH neden ₃ CH ₂ -OH (CH etanol adlandırılır ₃ CH ₂ - + OH).

Genel olarak OH, mümkün olan en düşük numaralandırmaya sahip olmalıdır. Örneğin, BrCH ₂ CH ₂ CH ₂ (OH) CH ₃ olarak adlandırılan 4-bromo-2-bütanol, ve 1-bromo-3-bütanol.

sentez

Alkenlerin hidrasyonu

Yağ kırma işlemi, kolayca ayrılabilen dört veya beş karbon atomlu alken karışımı üretir.

Bu alkenler, doğrudan su ilavesiyle veya alkenin sülfürik asitle reaksiyonu ve ardından alkolden kaynaklanan asidi parçalayan su ilavesiyle alkollere dönüştürülebilir.

Oxo süreci

Uygun bir katalizör varlığında alkenler, aldehitler oluşturmak için karbon monoksit ve hidrojen ile reaksiyona girer. Aldehitler, katalitik bir hidrojenasyon reaksiyonu ile kolayca alkollere indirgenebilir.

Genellikle okso işleminin öylesine bir senkronizasyonu vardır ki, aldehitlerin indirgenmesi, oluşumuyla neredeyse eşzamanlıdır.

En çok kullanılan katalizör, kobalt ve karbon monoksit arasındaki reaksiyonla elde edilen dikobalt oktokarbonildir.

Karbonhidrat fermantasyonu

Karbonhidratların maya tarafından fermantasyonu, etanol ve diğer alkollerin üretiminde hala büyük önem taşımaktadır. Şekerler, farklı tahıllardan elde edilen şeker kamışı veya nişastadan gelir. Bu nedenle etanol, "tahıl alkolü" olarak da adlandırılır.

Uygulamalar

İçecekler

Alkollerin ana işlevi olmasa da bazı içeceklerde etanol bulunması en popüler bilgilerden biridir. Böylelikle şeker kamışı, üzüm, elma vb. Fermantasyonunun bir ürünü olan etanol, sosyal tüketim için çok sayıda içecekte mevcuttur.

Kimyasal hammadde

-Metanol, katalitik oksidasyonu yoluyla formaldehit üretiminde kullanılır. Formaldehit, plastik, boya, tekstil, patlayıcı vb. İmalatında kullanılır.

-Butanol, gıda ve şekerleme endüstrisinde aroma verici olarak kullanılan bir ester olan bütan etanoat üretiminde kullanılır.

-Alil alkol, monomer olarak görev yapan dialil ftalat ve dialil izoftalat dahil olmak üzere esterlerin üretiminde kullanılır.

-Fenol reçine üretiminde, naylon üretiminde, deodorantlarda, kozmetik ürünlerinde vb. Kullanılır.

-11-16 karbon atomlu düz zincirli alkoller, plastikleştiriciler elde etmek için ara ürün olarak kullanılır; örneğin polivinil klorür.

-Yağ alkolleri, deterjanların sentezinde ara ürün olarak kullanılır.

çözücüler

-Metanol, 1-butanol ve izobutil alkol gibi boya çözücü olarak kullanılır.

-Etil alkol, suda çözünmeyen birçok bileşik için çözücü olarak kullanılır, boyalarda, kozmetiklerde vb. Çözücü olarak kullanılır.

-Yağlı alkoller, tekstil sektöründe, renklendiricilerde, deterjanlarda ve boyalarda çözücü olarak kullanılmaktadır. İzobütanol kaplama malzemeleri, boyalar ve yapıştırıcılarda çözücü olarak kullanılır.

Yakıtlar

-Metanol, içten yanmalı motorlarda yakıt olarak ve yanmayı iyileştirmek için bir benzin katkısı olarak kullanılır.

-Etil alkol, motorlu araçlarda fosil yakıtlarla birlikte kullanılmaktadır. Bu amaçla, Brezilya'nın geniş bölgelerinde etil alkol üretimi için şeker kamışı ekimi yapılmaktadır. Bu alkol, yanması sırasında sadece karbondioksit üretme avantajına sahiptir.

Etil alkol yandığında temiz ve dumansız bir alev üretir, bu nedenle tarla mutfaklarında yakıt olarak kullanılır.

-Jelifiye alkol, metanol veya etanolün kalsiyum asetat ile birleştirilmesiyle üretilir. Bu alkol, tarla ocaklarında ısı kaynağı olarak kullanılır ve döküldüğü için sıvı alkollere göre daha güvenlidir.

-Biyobutanol adı verilen yakıt, yakıt olarak kullanılabilen izopropil alkolün yanı sıra ulaşımda yakıt olarak kullanılır; kullanımı tavsiye edilmese de.

Antiseptik

% 70 konsantrasyonda izopropil alkol, mikropları ortadan kaldırmak ve büyümelerini geciktirmek için harici bir antiseptik olarak kullanılır. Aynı şekilde etil alkol de bu amaçla kullanılmaktadır.

Diğer kullanımlar

Sikloheksanol ve metilsikloheksanol tekstil terbiye, mobilya işleme ve leke çıkarıcılarda kullanılır.

Referanslar

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organik Kimya. Aminler. (10 ^inci baskı).. Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organik Kimya. (Altıncı baskı). Mc Graw Hill.
3. Morrison ve Boyd. (1987). Organik Kimya. (Beşinci baskı). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. JA Colapret. (Sf). Alkoller. Kurtarıldığı kaynak: colapret.cm.utexas.edu
5. Alkol Farmakolojisi Eğitim Ortaklığı. (Sf). Alkol nedir? Duke Üniversitesi. Siteden kurtarıldı: sites.duke.edu
6. Whittemore F. (nd). Alkol türleri ve kullanımları. Kurtarıldı: livestrong.com
7. Vikipedi. (2018). Alkol. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı