Cấu trúc rượu, tính chất, danh pháp và cách sử dụng

các rượu chúng là các hợp chất hữu cơ được đặc trưng bởi có nhóm hydroxyl (-OH) liên kết với carbon bão hòa; nghĩa là, một carbon được liên kết với bốn nguyên tử bằng các liên kết đơn giản (không có liên kết đôi hoặc ba).

Công thức chung cho họ hợp chất rộng lớn và linh hoạt này là ROH. Để được coi là rượu theo nghĩa hóa học nghiêm ngặt, nhóm OH phải là chất phản ứng mạnh nhất trong cấu trúc phân tử. Điều này rất quan trọng để có thể khẳng định, trong số một số phân tử có nhóm OH, nhóm nào là rượu.

Một trong những rượu tinh túy và nổi tiếng nhất trong văn hóa đại chúng, là rượu ethyl hoặc ethanol, CH₃CH₂OH. Tùy thuộc vào nguồn gốc tự nhiên của chúng, và do đó môi trường hóa học của chúng, hỗn hợp của chúng có thể tạo ra một phổ hương vị không giới hạn; một số, thậm chí còn cho thấy những thay đổi tích cực đối với vòm miệng với sự bay bổng của năm.

Chúng là hỗn hợp của các hợp chất hữu cơ và vô cơ với rượu ethyl, làm tăng mức tiêu thụ của chúng trong các sự kiện xã hội và tôn giáo kể từ trước Chúa Kitô; như nó xảy ra với rượu nho, hoặc với ly phục vụ cho một lễ kỷ niệm, bên cạnh những cú đấm, kẹo, panettones, vv.

Sự thích thú của những đồ uống này, với sự điều độ, là kết quả của sự kết hợp giữa rượu ethyl và ma trận hóa học xung quanh; không có nó, như một chất nguyên chất, nó trở nên cực kỳ nguy hiểm và gây ra một loạt hậu quả tiêu cực cho sức khỏe.

Vì lý do này mà việc tiêu thụ hỗn hợp nước CH₃CH₂OH, giống như những người mua ở các hiệu thuốc với mục đích sát trùng, gây ra rủi ro lớn cho cơ thể.

Các rượu khác cũng rất phổ biến là tinh dầu bạc hà và glycerol. Loại thứ hai, cũng như eritrol, được tìm thấy như một chất phụ gia trong nhiều loại thực phẩm để làm ngọt và bảo quản chúng trong quá trình bảo quản. Có những thực thể chính phủ chỉ ra loại rượu nào có thể được sử dụng hoặc tiêu thụ mà không có tác dụng phụ.

Bỏ lại đằng sau việc sử dụng rượu hàng ngày, về mặt hóa học, chúng là những chất rất linh hoạt, vì bắt đầu từ chúng, các hợp chất hữu cơ khác có thể được tổng hợp; đến mức mà một số tác giả nghĩ rằng với hàng tá trong số họ, bạn có thể tạo ra tất cả các hợp chất cần thiết để sống trên một hòn đảo sa mạc.

Chỉ số

1 Cấu trúc của rượu
- 1.1 Nhân vật lưỡng tính
- 1.2 Cấu trúc của R
2 Tính chất lý hóa
- 2.1 Điểm sôi
- 2.2 Dung lượng dung môi
- 2.3 Lưỡng tính
3 danh pháp
- 3.1 Tên thường gọi
- 3.2 Hệ thống IUPAC
4 Tổng hợp
- 4.1 Hydrat hóa anken
- 4.2 Quá trình oxo
- 4.3 Lên men carbohydrate
5 công dụng
- 5.1 Đồ uống
- 5.2 Nguyên liệu hóa học
- 5.3 Dung môi
- 5,4 Nhiên liệu
- 5.5 Thuốc sát trùng
- 5.6 Công dụng khác
6 tài liệu tham khảo

Cấu trúc của rượu

Rượu có công thức chung của ROH. Nhóm OH được liên kết với nhóm alkyl R, có cấu trúc thay đổi từ rượu này sang rượu khác. Liên kết giữa R và OH là thông qua một liên kết cộng hóa trị đơn giản, R-OH.

Hình ảnh sau đây cho thấy ba cấu trúc chung cho rượu, hãy nhớ rằng nguyên tử carbon đã bão hòa; đó là, hình thành bốn liên kết đơn giản.

Theo quan sát, R có thể là bất kỳ cấu trúc carbon nào miễn là nó không có nhiều nhóm thế phản ứng hơn nhóm OH.

Đối với trường hợp rượu nguyên sinh, thứ 1, nhóm OH được liên kết với carbon chính. Điều này có thể dễ dàng xác minh bằng cách quan sát rằng nguyên tử ở trung tâm của tứ diện bên trái được liên kết với một R và hai H.

Rượu thứ cấp, thứ 2, được xác minh bằng carbon của tứ diện trung tâm hiện được liên kết với hai nhóm R và một H.

Và cuối cùng, bạn có rượu bậc ba, thứ 3, với carbon liên kết với ba nhóm R.

Nhân vật lưỡng tính

Tùy thuộc vào loại carbon liên kết với OH, nó có sự phân loại các rượu bậc 1, bậc hai và bậc ba. Sự khác biệt về cấu trúc giữa chúng đã được nêu chi tiết trong tứ diện. Nhưng, tất cả các rượu, cho dù cấu trúc của chúng là gì, đều có chung một điểm: đặc tính lưỡng tính.

Không cần thiết phải tiếp cận một cấu trúc để chú ý đến nó, nhưng nó là đủ với công thức hóa học ROH của nó. Nhóm alkyl bao gồm gần như hoàn toàn các nguyên tử carbon, "vũ trang" một bộ xương kỵ nước; nghĩa là, nó tương tác rất yếu với nước.

Mặt khác, nhóm OH có thể hình thành liên kết hydro với các phân tử nước, do đó là ưa nước; đó là, yêu hoặc có ái lực với nước. Sau đó, các rượu có bộ xương kỵ nước, gắn liền với một nhóm ưa nước. Chúng là cực và cực cùng một lúc, điều này giống như nói rằng chúng là các chất lưỡng tính.

R-OH

(Hydrophobic) - (Hydrophilic)

Như sẽ được giải thích trong phần tiếp theo, bản chất lưỡng tính của rượu xác định một số tính chất hóa học của chúng.

Cấu trúc của R

Nhóm alkyl R có thể có bất kỳ cấu trúc nào, và điều này rất quan trọng vì nó cho phép lập danh mục các rượu.

Ví dụ, R có thể là một chuỗi mở, như trường hợp của ethanol hoặc propanol; phân nhánh, như rượu t-butyl, (CH₃)₂CHCH₂OH; nó có thể theo chu kỳ, như trong trường hợp cyclohexanol; hoặc nó có thể có một vòng thơm, như trong rượu benzyl, (C₆H₅CH₂OH, hoặc trong 3-Phenylpropanol, (C₆H₅CH₂CH₂CH₂OH.

Chuỗi R thậm chí có thể có các nhóm thế như halogen hoặc liên kết đôi, chẳng hạn như đối với rượu 2-chloroethanol và 2-Buten-1-ol (CH₃CH₂= CHCH₂OH).

Xem xét cấu trúc của R, việc phân loại rượu trở nên phức tạp. Do đó, việc phân loại dựa trên cấu trúc của nó (rượu 1, 2 và 3) đơn giản hơn nhưng ít cụ thể hơn, mặc dù nó đủ để giải thích khả năng phản ứng của rượu.

Tính chất hóa lý

Điểm sôi

Một trong những tính chất chính của rượu là chúng được liên kết thông qua các liên kết hydro.

Hình trên cho thấy hai phân tử ROH hình thành liên kết hydro với nhau như thế nào. Nhờ vậy, rượu thường ở dạng lỏng với điểm sôi cao.

Ví dụ, rượu etylic có điểm sôi là 78,5 ° C. Giá trị này tăng lên khi rượu trở nên nặng hơn; nghĩa là, nhóm R có khối lượng hoặc số lượng nguyên tử lớn hơn. Do đó, rượu n-butyl, CH₃CH₂CH₂CH₂OH, nó có nhiệt độ sôi 97 độ C, thấp hơn nhiều so với nước.

Glycerol là một trong những rượu có nhiệt độ sôi cao nhất: 290ºC.

Tại sao? Bởi vì không chỉ khối lượng hoặc cấu trúc của R ảnh hưởng, mà cả số lượng nhóm OH. Glycerol có ba OH trong cấu trúc của nó: (HO) CH₂CH (OH) CH₂(OH) Điều này làm cho nó có thể tạo thành nhiều cầu hydro và giữ cho các phân tử của chúng cùng với lực lớn hơn.

Mặt khác, một số rượu là rắn ở nhiệt độ phòng; như cùng glycerol ở nhiệt độ dưới 18 ° C. Do đó, tuyên bố rằng tất cả các rượu là chất lỏng là không chính xác.

Dung lượng dung môi

Trong nhà, việc sử dụng cồn isopropyl là rất phổ biến để loại bỏ vết bẩn khó tẩy trên bề mặt. Dung lượng dung môi này, rất hữu ích cho việc tổng hợp hóa học, là do đặc tính lưỡng tính của nó, đã được giải thích trước đây.

Chất béo được đặc trưng bởi kỵ nước: đó là lý do tại sao rất khó để loại bỏ chúng bằng nước. Tuy nhiên, không giống như nước, rượu có phần kỵ nước trong cấu trúc của chúng.

Do đó, nhóm ankyl R của nó tương tác với chất béo, trong khi nhóm OH hình thành liên kết hydro với nước, giúp thay thế chúng.

Anfoterismo

Các rượu có thể phản ứng như axit và bazơ; đó là chúng là các chất lưỡng tính. Điều này được đại diện bởi hai phương trình hóa học sau đây:

ROH + H⁺ => ROH₂⁺

ROH + OH^- => RO^-

RO^- là công thức chung của cái được gọi là alkoxide.

Danh pháp

Có hai cách đặt tên rượu, độ phức tạp sẽ phụ thuộc vào cấu trúc của cùng một loại.

Tên thường gọi

Các rượu có thể được gọi bằng tên phổ biến của họ. Họ là gì? Đối với điều này, tên của nhóm R phải được biết, trong đó kết thúc -ico được thêm vào, và trước nó là từ 'rượu'. Ví dụ: CH₃CH₂CH₂OH là rượu propyl.

Các ví dụ khác là:

-CH₃OH: rượu metylic

-(CH₃)₂CHCH₂OH: rượu isobutyl

-(CH₃)₃COH: rượu tert-butyl

Hệ thống IUPAC

Đối với các tên phổ biến, bạn nên bắt đầu bằng cách xác định R. Ưu điểm của hệ thống này là nó chính xác hơn nhiều so với tên khác.

R, là một bộ xương carbon, có thể có các nhánh hoặc một số chuỗi; chuỗi dài nhất, nghĩa là có nhiều nguyên tử carbon hơn, là chuỗi sẽ được đặt tên của rượu.

Theo tên của ankan của chuỗi dài nhất, kết thúc 'l' được thêm vào. Đó là lý do tại sao CH₃CH₂OH được gọi là ethanol (CH₃CH₂- + OH).

Nói chung, OH phải có ít liệt kê nhất có thể. Ví dụ: BrCH₂CH₂CH₂(OH) CH₃ nó được gọi là 4-Bromo-2-butanol chứ không phải 1-Bromo-3-butanol.

Tổng hợp

Hydrat hóa anken

Quá trình cracking dầu tạo ra hỗn hợp các anken gồm bốn hoặc năm nguyên tử carbon, có thể dễ dàng tách ra.

Các anken này có thể được chuyển đổi thành rượu bằng cách thêm trực tiếp nước hoặc bằng phản ứng của anken với axit sunfuric, tiếp theo là bổ sung nước tách axit, gây ra rượu.

Quá trình oxo

Với sự có mặt của chất xúc tác thích hợp, anken phản ứng với carbon monoxide và hydro để tạo ra aldehyd. Aldehyd có thể dễ dàng bị khử thành rượu bằng phản ứng hydro hóa xúc tác.

Thường có quá trình đồng bộ hóa quá trình oxo đến mức việc khử aldehyd gần như đồng thời với sự hình thành của chúng.

Chất xúc tác được sử dụng phổ biến nhất là octocarbonyl dicobalt, thu được từ phản ứng giữa coban và carbon monoxide.

Lên men carbohydrate

Quá trình lên men carbohydrate bằng men vẫn có tầm quan trọng lớn trong việc sản xuất ethanol và các loại rượu khác. Các loại đường đến từ mía hoặc tinh bột thu được từ các loại ngũ cốc khác nhau. Vì lý do này, ethanol còn được gọi là "rượu ngũ cốc"

Công dụng

Đồ uống

Mặc dù nó không phải là chức năng chính của rượu, nhưng sự hiện diện của ethanol trong một số đồ uống là một trong những kiến thức phổ biến nhất. Do đó, ethanol, sản phẩm của quá trình lên men mía, nho, táo, v.v., có mặt trong nhiều loại đồ uống cho tiêu dùng xã hội.

Nguyên liệu hóa học

-Methanol được sử dụng trong sản xuất formaldehyd, thông qua quá trình oxy hóa xúc tác. Formaldehyd được sử dụng trong sản xuất nhựa, sơn, dệt may, chất nổ, v.v..

-Butanol được sử dụng trong sản xuất butan ethanoate, một ester được sử dụng làm hương liệu trong ngành công nghiệp thực phẩm và trong bánh kẹo.

-Rượu allyl được sử dụng trong sản xuất este, bao gồm diallyl phthalate và diallyl isophthalate, phục vụ như các monome.

-Phenol được sử dụng trong sản xuất nhựa, sản xuất nylon, chất khử mùi, mỹ phẩm, v.v..

-Rượu với chuỗi tuyến tính 11-16 nguyên tử carbon được sử dụng làm chất trung gian để thu được chất hóa dẻo; ví dụ, polyvinyl clorua.

-Cái gọi là rượu béo được sử dụng làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp chất tẩy rửa.

Dung môi

-Methanol được sử dụng làm chất pha loãng sơn, cũng như 1-butanol và rượu isobutyl.

-Rượu etylic được sử dụng làm dung môi của nhiều hợp chất không hòa tan trong nước, được sử dụng làm dung môi trong sơn, mỹ phẩm, v.v..

-Rượu béo được sử dụng làm dung môi trong ngành dệt, trong thuốc nhuộm, chất tẩy rửa và sơn. Isobutanol được sử dụng làm dung môi trong vật liệu phủ, sơn và chất kết dính.

Nhiên liệu

-Methanol được sử dụng làm nhiên liệu trong động cơ đốt trong và phụ gia xăng để cải thiện quá trình đốt cháy.

-Rượu ethyl được sử dụng kết hợp với nhiên liệu hóa thạch trong xe cơ giới. Cuối cùng, các vùng rộng lớn của Brazil được dành cho việc trồng mía để sản xuất rượu ethyl. Rượu này có lợi thế là chỉ sản xuất carbon dioxide trong quá trình đốt cháy.

Khi cồn ethyl bị đốt cháy, nó tạo ra ngọn lửa sạch và không khói, đó là lý do tại sao nó được sử dụng làm nhiên liệu trong bếp nấu.

-Rượu gelling được sản xuất bằng cách kết hợp methanol hoặc ethanol với canxi acetate. Rượu này được sử dụng như một nguồn nhiệt trong bếp lò, và khi nó tràn ra, nó an toàn hơn so với rượu lỏng.

-Cái gọi là biobutanol được sử dụng làm nhiên liệu trong vận chuyển, như rượu isopropyl có thể được sử dụng làm nhiên liệu; mặc dù việc sử dụng nó không được khuyến khích.

Thuốc sát trùng

Rượu isopropyl ở nồng độ 70% được sử dụng như một chất khử trùng bên ngoài để loại bỏ vi trùng và chậm phát triển. Tương tự như vậy, rượu ethyl được sử dụng cho mục đích này.

Công dụng khác

Cyclohexanol và methylcyclohexanol được sử dụng để hoàn thiện hàng dệt, xử lý đồ nội thất và tẩy vết bẩn.

Tài liệu tham khảo

Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Hóa hữu cơ. Amin (10^thứ phiên bản.). Wiley Plus.
Carey F. (2008). Hóa hữu cơ (Ấn bản thứ sáu). Đồi Mc Graw.
Morrison và Boyd. (1987). Hóa hữu cơ (Ấn bản thứ năm). Addison-Wesley Iberoamericana.
Tiến sĩ JA Colapret. (s.f.). Rượu. Lấy từ: colapret.cm.utexas.edu
Các quan hệ đối tác giáo dục dược lý rượu. (s.f.). Rượu là gì? Đại học Duke. Lấy từ: sites.duke.edu
Whittemore F. (s.f.). Các loại & công dụng của rượu. Lấy từ: livestrong.com
Wikipedia. (2018). Rượu Lấy từ: en.wikipedia.org

Hóa học

« Rượu cấu trúc thứ cấp, tính chất, danh pháp, cách sử dụng và ví dụ Các triệu chứng, hậu quả và phương pháp điều trị chứng nghiện rượu mãn tính »