الألكانول، والمعروفة باسم الكحول، هي مركبات عضوية تحتوي على مجموعة الهيدروكسيل (-OH) المرتبطة بذرة الكربون المشبعة. تشكل هذه الفئة من المركبات جزءًا حيويًا من الكيمياء العضوية ولها تطبيقات مهمة في مختلف الصناعات مثل الأدوية والتصنيع والمشروبات.
تتميز الألكانولات بوجود واحدة أو أكثر من مجموعات الهيدروكسيل المرتبطة بذرات الكربون في سلسلة الألكانات. الصيغة العامة للألكانولات التي تحتوي على مجموعة هيدروكسيل واحدة هي \(C_nH_{2n+1}OH\) حيث \(n\) هو عدد ذرات الكربون. تسمى ذرة الكربون المتصلة بمجموعة OH كربون الهيدروكسيل وتحدد الطبيعة الأولية أو الثانوية أو الثالثة للكحول، اعتمادًا على ما إذا كان هذا الكربون مرتبطًا بذرة كربون واحدة أو اثنتين أو ثلاث ذرات كربون أخرى، على التوالي.
مثال: الميثانول (CH 3 OH) هو أبسط الألكانول، ويتكون من ذرة كربون واحدة مرتبطة بمجموعة الهيدروكسيل.
يتم تصنيف الألكانولات على أساس عدد مجموعات الهيدروكسيل الموجودة واتصال ذرة الكربون التي تحمل مجموعة الهيدروكسيل. يتم تصنيفها على نطاق واسع إلى ثلاثة أنواع:
يؤثر وجود مجموعة الهيدروكسيل بشكل كبير على الخواص الفيزيائية للألكانولات. يمكن لهذه المجموعة أن تشكل روابط هيدروجينية، مما يجعل للكحولات عمومًا نقاط غليان أعلى مقارنة بالألكانات ذات الوزن الجزيئي المماثل. تعتبر الكحوليات أيضًا جزيئات قطبية بسبب السالبية الكهربية لذرة الأكسجين، مما يجعلها قابلة للذوبان في الماء والمذيبات القطبية الأخرى.
تظهر الألكانولات مجموعة متنوعة من التفاعلات الكيميائية، ويرجع ذلك أساسًا إلى تفاعل مجموعة الهيدروكسيل. فيما يلي بعض ردود الفعل الرئيسية:
تتم تسمية الألكانولات وفقًا لنظام الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC). يتم اشتقاق الاسم من خلال تحديد أطول سلسلة كربون ترتبط بها مجموعة الهيدروكسيل واستبدال النهاية -e للألكان المقابل بـ -ol. في حالة وجود أكثر من مجموعة هيدروكسيل واحدة، يتم استخدام اللواحق مثل ديول، تريول، وما إلى ذلك، ويتم الإشارة إلى مواقع مجموعات الهيدروكسيل بالأرقام.
مثال: تم تسمية الإيثانول (CH 3 CH 2 OH) على اسم العمود الفقري للإيثان ثنائي الكربون مع مجموعة هيدروكسيل واحدة متصلة.
تتمتع الألكانولات بمجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف المجالات نظرًا لخصائصها الفريدة:
يمكن تصنيع الألكانولات من خلال عدة طرق، كل منها مناسبة لإنتاج أنواع مختلفة من الكحولات. فيما يلي بعض طرق التوليف الشائعة:
إن فهم خصائص وتفاعلات الألكانولات من خلال التجارب يساعد في فهم سلوكها الكيميائي. تجربة بسيطة يمكن أن تثبت ذوبان الكحول في الماء:
المواد: أنابيب اختبار، ماء، إيثانول، هكسانول، ميثانول، ومحرك.
إجراء:
الملاحظة: سوف يلاحظ الطلاب أن الميثانول والإيثانول يذوبان بسهولة في الماء، مما يشير إلى قابليتهما العالية للذوبان، بينما يظهر الهكسانول ذوبانًا محدودًا.
تسلط هذه التجربة الضوء على تأثير طول سلسلة الألكيل الكارهة للماء على ذوبان الألكانولات في الماء. مع زيادة طول سلسلة الكربون، تقل قابلية الذوبان بسبب زيادة طبيعة سلسلة الكربون الكارهة للماء.
الألكانولات هي فئة حيوية من المركبات العضوية ذات الخصائص الفيزيائية والكيميائية المتنوعة، وذلك بسبب وجود مجموعة الهيدروكسيل. إن نطاق تطبيقاتها الواسع، من الوقود الحيوي إلى الأدوية، يسلط الضوء على أهميتها في مختلف الصناعات. إن فهم بنية الألكانولات وتصنيفها وتفاعلاتها يوفر أساسًا لاستكشاف مفاهيم وتطبيقات الكيمياء العضوية الأكثر تعقيدًا.
