Көмірсутектерден айырмашылығы, құрамында оттегі бар органикалық заттардың функционалды топ деп аталатын атомдар кешені болады. Метанол - молекуласында гидроксил тобы бар қаныққан спирт. Ол осы қосылыстың негізгі сипаттамаларын анықтайды. Біздің мақалада метил спиртін өндіру әдістерін, ең маңызды химиялық реакцияларды және метанолды қолдануды қарастырамыз.
Молекуланың құрылымы
Метил спиртінің құрылымын білу үшін ең қарапайым қаныққан көмірсутек – метан қандай молекулада бар екенін есте сақтау керек. Ол CH4 түрінде көрсетілген және сутегі атомдарымен қарапайым сигма байланыстары арқылы байланысқан бір көміртек атомынан тұрады.
Егер олардың біреуі –OH гидроксил тобымен ауыстырылса, CH3OH формуласын аламыз. Бұл метанол. C-O-H байланысының бағыты бойынша құрылған байланыс бұрышы шамамен 110⁰, сондықтан бір атомды спирттердің молекулалары бұрыштық пішінге ие. Соның арқасындаоттегінің электртерістігі (3,5 эВ) көміртегінен (2,5 эВ) жоғары, оттегі-көміртек байланысы өте поляризацияланған, ал гидроксо тобы теріс индуктивті әсер ететін орынбасушы рөлін атқарады. Осылайша, метанол - дипольдік моменті 1,69D болатын спирт.
Номенклатура
СН3OH формуласы бар зат атауын құрудың үш жолын қарастырайық. Тарихи тұрғыдан ол гидроксил тобы қосылған көмірсутек радикалының атынан шыққан. CH3 радикалы метил, сондықтан CH3OH метил спирті деп аталады. Женева номенклатурасы бойынша сәйкес көмірсутек - алканның атына -ол жұрнағы қосылады. Қосылыс метанол деп аталады. Бұл атау ең кең таралған және жиі қолданылады. Рационалды номенклатурада біз қарастырып отырған қосылыс карбинол деп аталады.
Физикалық қасиеттері
Метанолды қамтитын үш көміртегі атомы бар төменгі спирттер кез келген пропорцияда сумен араласатын сұйықтықтар болып табылады. Карбинолдың айқын алкогольдік иісі бар, бірақ ішке қабылдауға мүлдем жарамсыз, өйткені ол ең күшті нейротоксикалық қосылыс болып табылады. Оның тығыздығы бірліктен аз және 0,791 D420. Балқу және қайнау температуралары сәйкесінше -97,9 ⁰C және +94,5 ⁰C.
Метанол өндірісі
Белсенді металдардың, мысалы, сілтінің немесе сілтілі жердің гидроксидтерінің қатысуымен сәйкес галоалкилдердің гидролизі және қыздырғанда -бұл карбинолды алудың кең таралған әдісі. Бастапқы материал ретінде хлор немесе бромометан алынады, реакцияның нәтижесі галоген атомын –OH функционалдық тобына ауыстыру және метанол алу болады.
Алғашқы қаныққан спирттердің түзілуіне әкелетін тағы бір әдіс альдегидтердің немесе карбон қышқылдарының тотықсыздануы болып табылады. Бұл тотығу-тотықсыздану реакциясы үшін натрий боргидриді немесе литий алюминий гидриді сияқты күшті тотықсыздандырғыштар қолданылады. Бастапқы қосылыстар құмырсқа қышқылы немесе формальдегид болып табылады. Карбинолды алудың заманауи әдістерінің бірі - оны көміртегі, су, сутегі және көміртек оксидінен синтездеу. Процесс +250 °C температурада, жоғары қысымда және катализатор ретінде мырыш пен мыс оксидтерінің қатысуымен жүреді. Жаңа, бірақ экономикалық тұрғыдан негізделген бұл мұхиттар мен теңіздердің микроскопиялық балдырларынан алкоголь алу әдісі, олардың биомассасы шынымен де өте үлкен. Өсімдік субстраты ашытылады, бөлінген метан жиналады және одан әрі метанолға дейін тотығады. Биометанол өндірісінің үлкен артықшылығы – тұщы су қорын, электр қуатын пайдалану қажеттілігінің болмауы және технологияның тазалығы.
Органометалл синтез
Молекулаларында карбонил тобы бар органикалық қосылыстар магнийорганикалық қосылыстармен өңделсе, бір атомды спирттер алуға болады. Металл органикалық реагенттерді құрғақ диэтилдегі магний металлының чиптері мен құрамында бром бар алкан туындыларының әрекеттесуінен алады.эфир. Құмырсқа альдегидінен бұл реакцияны қолдану шектелген метанолды ғана емес, сонымен қатар басқа да бастапқы қаныққан спирттерді алуға болады.
Химиялық сипаттамасы
Карбинол қышқылдар мен негіздердің айқын қасиеттеріне ие емес, сонымен қатар заттың судағы ерітіндісі индикаторларға әсер етпейді. Метанолдың типтік реакциялары белсенді металдармен және карбон қышқылдарымен әрекеттесу болып табылады. Бірінші жағдайда металл алкоголаттары, екіншісінде күрделі эфирлер түзіледі. Мысалы, натрий спирттің функционалды гидроксил тобындағы сутегі атомдарын ығыстырады:
2CH3OH + 2Na=2CH3ONa +H2.
Метил спирті мен сірке қышқылы арасындағы реакция метилацетат немесе сірке қышқылы метил эфирінің түзілуіне әкеледі:
CH3COOH+CH3OH<--(H2SO 4)CH3COOCH3+H2O.
Жоғарыда келтірілген реакция этерификация деп аталады және оның практикалық маңызы зор.
Спирттердің тотығуы
Альдегидтердің түзілуіне әкелетін метанолдың реакциялары, оның мыс оксидімен әрекеттесу мысалын қарастырыңыз. Егер оксидпен қапталған қызыл-ыстық мыс сым метанол ерітіндісіне түсірілсе, онда формальдегидтің ерекше жағымсыз иісі сезіледі. Ал сымның күңгірт беті таза мыстың азаюына байланысты жарқырап, жылтыр болып шығады.
Сусыздандыру
Қызған кезде және гигроскопиялық заттардың қатысуымен спирт молекулаларынан бөлшектер бөлінеді.су. Өнімдерде этилен қатарының қанықпаған көмірсутектерін табуға болады. Судың жоғары концентрациясы жағдайында және төмен температурада эфирлерді алуға болады. Демек, диметил эфирін метанолдан алуға болады.
Метил спиртін қолдану
Метил спирті газ құбырларында түзілетін гидраттардың ингибиторы ретінде пайдаланылады, өйткені метанолдың маңызды қасиеттері суда жақсы ерігіштігі және төмен қату температурасы болып табылады. Метил спиртінің негізгі көлемі фенолформальдегидті шайырлар алуда қолданылады. Карбинолға тән жоғары октан саны оны автомобильдер үшін экологиялық таза отын ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Бояу өнеркәсібінде еріткіш ретінде карбинол қолданылады.
Метанолдың адам ағзасына әсері
Ағаш спирті алкогольдік сусын ретінде пайдалануға мүлдем жарамсыз, өйткені ол ең күшті улы зат. Асқазан-ішек жолына түскеннен кейін құмырсқа қышқылына және құмырсқа альдегидіне дейін тотыға бастайды. Тотығу өнімдері көру нервтері мен рецепторлары бар көз торына әсер етеді. Соқырлық басталады. Жинақтау қабілеті жоғары құмырсқа қышқылы қан арқылы бауыр мен бүйрекке тасымалданады, бұл өмірлік маңызды мүшелерді бұзады. Метанолмен улану нәтижесінде өлімге әкелетін нәтиже орын алады, өйткені қанды метаболиттерден тазарту әдістері тиімсіз.
Біздің мақалада біз қасиеттерімен, қолданылуымен және таныстықметанол алу жолдары.
