Ի տարբերություն ածխաջրածինների, թթվածին պարունակող օրգանական նյութերն ունեն ատոմների համալիր, որը կոչվում է ֆունկցիոնալ խումբ: Մեթանոլը հագեցած սպիրտ է, որն իր մոլեկուլում ունի հիդրօքսիլ խումբ։ Այն սահմանում է այս միացության հիմնական բնութագրերը: Մեր հոդվածում մենք կանդրադառնանք մեթիլ սպիրտ ստանալու մեթոդներին, ամենակարևոր քիմիական ռեակցիաներին և մեթանոլի օգտագործմանը։
Մոլեկուլի կառուցվածքը
Մեթիլ սպիրտի կառուցվածքը պարզելու համար պետք է հիշել, թե որ մոլեկուլում կա ամենապարզ հագեցած ածխաջրածինը` մեթանը: Այն արտահայտվում է որպես CH4 և պարունակում է մեկ ածխածնի ատոմ, որը կապված է պարզ սիգմա կապերի միջոցով ջրածնի ատոմներին:
Եթե դրանցից մեկը փոխարինվում է հիդրօքսիլ խմբով –OH, մենք ստանում ենք CH3OH բանաձևը: Դա մեթանոլ է: C-O-H կապի ուղղությամբ կառուցված կապի անկյունը մոտավորապես 110⁰ է, ուստի միահիդրիկ սպիրտների մոլեկուլներն ունեն անկյունային ձև։ Շնորհիվ այն բանի, որթթվածնի էլեկտրաբացասականությունը (3,5 էՎ) ավելի մեծ է, քան ածխածինը (2,5 էՎ), թթվածին-ածխածին կապը շատ բևեռացված է, իսկ հիդրոքսո խումբը խաղում է փոխարինողի դեր, որն ունի բացասական ինդուկտիվ ազդեցություն։ Այսպիսով, մեթանոլը սպիրտ է, որի դիպոլային մոմենտը 1,69D է։
Անվանակատուրա
Դիտարկենք CH3OH բանաձևով նյութի անվանումը ձևավորելու երեք եղանակ: Պատմականորեն այն առաջացել է ածխաջրածնային ռադիկալի անունից, որին միացել է հիդրօքսիլ խումբը։ CH3 ռադիկալը մեթիլ է, ուստի CH3OH կոչվում է մեթիլ սպիրտ: Ժնևի անվանացանկի համաձայն՝ համապատասխան ածխաջրածնի անվանմանը ավելացվում է -ol վերջածանցը՝ ալկան։ Միացությունը կկոչվի մեթանոլ: Այս անունը ամենատարածվածն է և օգտագործվում է բավականին հաճախ։ Ռացիոնալ նոմենկլատուրայում միացությունը, որը մենք դիտարկում ենք, կոչվում է կարբինոլ:
Ֆիզիկական հատկություններ
Ստորին սպիրտները, որոնք պարունակում են մինչև երեք ածխածնի ատոմ, որը ներառում է մեթանոլը, հեղուկներ են, որոնք ցանկացած համամասնությամբ խառնվում են ջրի հետ: Կարբինոլն ունի ընդգծված ալկոհոլային հոտ, բայց բացարձակապես ոչ պիտանի է կուլ տալու համար, քանի որ այն ամենաուժեղ նեյրոտոքսիկ միացությունն է։ Նրա խտությունը միավորից փոքր է և կազմում է 0,791 D420: Հալման և եռման կետերը համապատասխանաբար -97,9 ⁰C և +94,5 ⁰C են:
Մեթանոլի արտադրություն
Համապատասխան հալոալկիլների հիդրոլիզ ակտիվ մետաղների հիդրօքսիդների առկայության դեպքում, օրինակ՝ ալկալային կամ հողալկալիական, և երբ տաքացվում է.սա կարբինոլ ստանալու ընդհանուր մեթոդ է: Որպես ելանյութ ընդունվում է քլորը կամ բրոմմեթանը, ռեակցիայի արդյունքը կլինի հալոգենի ատոմի փոխարինումը –OH ֆունկցիոնալ խմբով և մեթանոլի արտադրությունը։
Առաջնային հագեցած սպիրտների առաջացմանը տանող մեկ այլ մեթոդ ալդեհիդների կամ կարբոքսիլաթթուների վերականգնումն է: Այս ռեդոքս ռեակցիայի համար օգտագործվում են ուժեղ վերականգնող նյութեր, ինչպիսիք են նատրիումի բորոհիդրիդը կամ լիթիումի ալյումինի հիդրիդը: Մեկնարկային միացություններն են մածուցիկ թթուն կամ ֆորմալդեհիդը։ Կարբինոլի ստացման ժամանակակից մեթոդներից է նրա սինթեզը ածխածնից, ջրից, ջրածնից և ածխածնի օքսիդից։ Գործընթացը տեղի է ունենում +250 °C ջերմաստիճանում, բարձր ճնշման և որպես կատալիզատոր ցինկի և պղնձի օքսիդների առկայության դեպքում: Նոր, բայց տնտեսապես արդարացված է օվկիանոսների և ծովերի մանրադիտակային ջրիմուռներից ալկոհոլ ստանալու մեթոդը, որոնց կենսազանգվածն իսկապես հսկայական է։ Բույսի ենթաշերտը խմորվում է, ազատված մեթանը հավաքվում և հետագայում օքսիդացվում է մեթանոլի: Կենսամեթանոլի արտադրության մեծ առավելություններն են քաղցրահամ ջրի պաշարների օգտագործման անհրաժեշտության բացակայությունը, էլեկտրաէներգիան և տեխնոլոգիայի մաքրությունը:
Օրգանամետաղական սինթեզ
Եթե մոլեկուլներում կարբոնիլային խումբ ունեցող օրգանական միացությունները մշակվեն մագնեզիումի օրգանական միացություններով, ապա կարող են ստացվել միահիդրային սպիրտներ: Օրգանմետաղական ռեակտիվները արտադրվում են մագնեզիումի մետաղական չիպերի և բրոմ պարունակող ալկանային ածանցյալների փոխազդեցությամբ չոր դիէթիլում։եթեր. Ձևային ալդեհիդից այս ռեակցիան կարող է օգտագործվել ոչ միայն մեթանոլ ստանալու համար, որի օգտագործումը սահմանափակ է, այլ նաև այլ առաջնային հագեցած սպիրտներ։
Քիմիական բնութագրում
Կարբինոլը չունի թթուների կամ հիմքերի ընդգծված հատկություններ, ավելին, նյութի ջրային լուծույթը չի ազդում ցուցիչների վրա։ Մեթանոլի բնորոշ ռեակցիաներն են փոխազդեցությունը ակտիվ մետաղների և կարբոքսիլաթթուների հետ: Առաջին դեպքում առաջանում են մետաղական սպիրտներ, երկրորդում՝ էսթերներ։ Օրինակ, նատրիումը տեղաշարժում է ջրածնի ատոմները ալկոհոլի ֆունկցիոնալ հիդրօքսիլ խմբում՝
2CH3OH + 2Na=2CH3ONa +H2.
Մեթիլ սպիրտի և քացախաթթվի միջև ռեակցիան հանգեցնում է մեթիլացետատի կամ քացախաթթվի մեթիլ էսթերի առաջացմանը:
CH3COOH+CH3OH<--(H2SO 4)CH3COOCH3+H2O.
Վերոնշյալ ռեակցիան կոչվում է էստերիֆիկացում և ունի մեծ գործնական նշանակություն։
Սպիրտների օքսիդացում
Մեթանոլի ռեակցիաները, որոնք հանգեցնում են ալդեհիդների արտադրությանը, դիտարկենք դրա փոխազդեցության օրինակը պղնձի օքսիդի հետ: Եթե շիկացած պղնձե մետաղալարը՝ պատված օքսիդով, իջեցնում են մեթանոլի լուծույթի մեջ, ապա զգացվում է ֆորմալդեհիդի հատուկ տհաճ հոտ։ Իսկ մետաղալարի անփայլ մակերեսը մաքուր պղնձի կրճատման շնորհիվ դառնում է պայծառ ու փայլուն։
Ջրազրկում
Երբ տաքացվում է և հիգրոսկոպիկ նյութերի առկայության դեպքում մասնիկները բաժանվում են ալկոհոլի մոլեկուլներիցջուր. Արտադրանքում կարելի է գտնել էթիլենի շարքի չհագեցած ածխաջրածիններ: Ջրի բարձր կոնցենտրացիայի և ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում կարելի է եթերներ ստանալ։ Այսպիսով, դիմեթիլ եթերը կարելի է ստանալ մեթանոլից:
Մեթիլ սպիրտի օգտագործում
Մեթիլային սպիրտն օգտագործվում է որպես գազատարներում ձևավորված հիդրատների արգելակիչ, քանի որ մեթանոլի կարևոր հատկությունները ջրի մեջ լավ լուծելիությունն են և ցածր սառեցման ջերմաստիճանը: Մեթիլ սպիրտի հիմնական ծավալն օգտագործվում է ֆենոլ-ֆորմալդեհիդային խեժերի արտադրության մեջ։ Կարբինոլին բնորոշ բարձր օկտանային թիվը հնարավորություն է տալիս այն օգտագործել որպես ավտոմեքենաների համար էկոլոգիապես մաքուր վառելիք։ Ներկերի արդյունաբերության մեջ կարբինոլն օգտագործվում է որպես լուծիչ։
Մեթանոլի ազդեցությունը մարդու օրգանիզմի վրա
Փայտի սպիրտը բացարձակապես պիտանի չէ որպես ալկոհոլային խմիչք օգտագործելու համար, քանի որ այն ամենաուժեղ թունավոր նյութն է։ Ստամոքս-աղիքային տրակտում հայտնվելուց հետո այն սկսում է օքսիդանալ՝ վերածվելով մածուցիկ թթվի և թթու ալդեհիդին: Օքսիդացման արտադրանքները ազդում են օպտիկական նյարդերի և ցանցաթաղանթի վրա, որը պարունակում է ընկալիչներ: Սկսվում է կուրությունը: Մրջնաթթուն, որն ունի բարձր կուտակային հզորություն, արյունով տեղափոխվում է լյարդ և երիկամներ՝ ոչնչացնելով այս կենսական օրգանները։ Մեթանոլի թունավորման արդյունքում մահացու ելք է ունենում, քանի որ արյունը մետաբոլիտներից մաքրելու մեթոդներն անարդյունավետ են։
Մեր հոդվածում ծանոթացանք հատկություններին, կիրառությանը ևմեթանոլ ստանալու ուղիներ։
