I motsetning til hydrokarboner har oksygenholdige organiske stoffer et kompleks av atomer som kalles en funksjonell gruppe. Metanol er en mettet alkohol som har en hydroksylgruppe i molekylet. Den definerer hovedegenskapene til denne forbindelsen. I vår artikkel skal vi se på metoder for å produsere metylalkohol, de viktigste kjemiske reaksjonene og bruk av metanol.
Strukturen til molekylet
For å finne ut strukturen til metylalkohol, må du huske hva slags molekyl som har det enkleste mettede hydrokarbonet - metan. Det uttrykkes som CH4 og inneholder ett karbonatom bundet via enkle sigma-bindinger til hydrogenatomer.
Hvis en av dem erstattes av hydroksylgruppen –OH, får vi formelen CH3OH. Det er metanol. Bindingsvinkelen konstruert av retningen til C-O-H-bindingen er omtrent 110⁰, så molekylene til enverdige alkoholer har en vinkelform. På grunn av detelektronegativiteten til oksygen (3,5 eV) er større enn for karbon (2,5 eV), oksygen-karbonbindingen er veldig polarisert, og hydroksogruppen spiller rollen som en substituent som har en negativ induktiv effekt. Dermed er metanol en alkohol hvis dipolmoment er 1,69D.
Nomenklatur
La oss vurdere tre måter å danne navnet på et stoff med formelen CH3OH. Historisk sett er det avledet fra navnet på hydrokarbonradikalet som hydroksylgruppen har festet seg til. Radikalet CH3 er metyl, så CH3OH kalles metylalkohol. I følge Genève-nomenklaturen legges suffikset -ol til navnet på det tilsvarende hydrokarbonet - en alkan. Forbindelsen vil bli referert til som metanol. Dette navnet er det vanligste og brukes ganske ofte. I rasjonell nomenklatur kalles forbindelsen vi vurderer karbinol.
Fysiske egenskaper
Lavere alkoholer som inneholder opptil tre karbonatomer, som inkluderer metanol, er væsker som blandes med vann i alle proporsjoner. Karbinol har en utt alt alkohollukt, men er helt uegnet for inntak, da det er den sterkeste nevrotoksiske forbindelsen. Dens tetthet er mindre enn enhet og er 0,791 D420. Smelte- og kokepunktene er henholdsvis -97,9 ⁰C og +94,5 ⁰C.
Produksjon av metanol
Hydrolyse av de tilsvarende halogenalkylene i nærvær av hydroksider av aktive metaller, for eksempel alkali eller jordalkali, og ved oppvarming -dette er en vanlig metode for å få karbinol. Klor eller brommetan tas som utgangsmaterialer, resultatet av reaksjonen vil være erstatning av halogenatomet med den funksjonelle gruppen –OH og produksjon av metanol.
En annen metode som fører til dannelse av primære mettede alkoholer er reduksjon av aldehyder eller karboksylsyrer. For denne redoksreaksjonen brukes sterke reduksjonsmidler som natriumborhydrid eller litiumaluminiumhydrid. Utgangsforbindelsene er maursyre eller formaldehyd. En av de moderne metodene for å oppnå karbinol er syntesen fra karbon, vann, hydrogen og karbonmonoksid. Prosessen foregår ved en temperatur på +250 °C, forhøyet trykk og i nærvær av sink- og kobberoksider som katalysatorer. Ny, men økonomisk begrunnet, er metoden for å skaffe alkohol fra mikroskopiske alger i hav og hav, hvis biomasse er virkelig enorm. Plantesubstratet fermenteres, det frigjorte metanet samles opp og oksideres videre til metanol. De store fordelene med biometanolproduksjon er fraværet av behovet for å bruke ferskvannsreserver, elektrisitet og renheten til teknologien.
Organometallic syntese
Hvis organiske forbindelser med karbonylgruppe i molekylene behandles med organomagnesiumforbindelser, kan man få enverdige alkoholer. Organometalliske reagenser produseres ved interaksjon av magnesiummetallspon og bromholdige alkanderivater i en tørr dietyleter. Fra mauraldehyd kan denne reaksjonen brukes til å oppnå ikke bare metanol, hvis bruk er begrenset, men også andre primære mettede alkoholer.
Kjemisk karakterisering
Karbinol har ikke utt alte egenskaper til syrer eller baser, dessuten påvirker ikke en vandig løsning av et stoff indikatorer. Typiske reaksjoner av metanol er interaksjon med aktive metaller og karboksylsyrer. I det første tilfellet dannes metallalkoholater, i det andre - estere. For eksempel fortrenger natrium hydrogenatomer i den funksjonelle hydroksylgruppen til en alkohol:
2CH3OH + 2Na=2CH3ONa +H2.
Reaksjon mellom metylalkohol og eddiksyre fører til dannelse av metylacetat, eller eddiksyremetylester:
CH3COOH+CH3OH<--(H2SO 4)CH3COOCH3+H2O.
Reaksjonen ovenfor kalles forestring og er av stor praktisk betydning.
Oxidation of alcohols
Reaksjoner av metanol som fører til produksjon av aldehyder, tenk på eksempelet på dets interaksjon med kobberoksid. Hvis en rødglødende kobbertråd belagt med oksid senkes ned i en metanolløsning, føles en spesiell ubehagelig lukt av formaldehyd. Og den matte overflaten på ledningen blir lys og skinnende på grunn av reduksjonen av rent kobber.
Dehydrering
Ved oppvarming og i nærvær av hygroskopiske stoffer sp altes partikler fra alkoholmolekylervann. Umettede hydrokarboner av etylenserien finnes i produktene. Under forhold med høy vannkonsentrasjon og ved lav temperatur kan etere oppnås. Så dimetyleter kan fås fra metanol.
Bruk av metylalkohol
Metylalkohol brukes som en inhibitor av hydrater dannet i gassrørledninger, siden de viktige egenskapene til metanol er god løselighet i vann og lavt frysepunkt. Hovedvolumet av metylalkohol brukes i produksjonen av fenol-formaldehydharpikser. Karbinols høye oktantall gjør det mulig å bruke det som et miljøvennlig drivstoff for biler. I malingsindustrien brukes karbinol som løsemiddel.
Effekt av metanol på menneskekroppen
Tresprit er absolutt uegnet til bruk som alkoholholdig drikk, da det er det sterkeste giftige stoffet. En gang i mage-tarmkanalen begynner den å oksidere til maursyre og mauraldehyd. Oksidasjonsprodukter påvirker synsnervene og netthinnen, som inneholder reseptorer. Blindhet setter inn. Maursyre, som har en høy kumulativ kapasitet, føres med blodet til leveren og nyrene, og ødelegger disse vitale organene. Som et resultat av metanolforgiftning oppstår et dødelig utfall, siden metodene for å rense blodet fra metabolitter er ineffektive.
I artikkelen vår ble vi kjent med egenskapene, søknaden ogmåter å skaffe metanol på.
