alkanollar

Alkanollara giriş

Ümumiyyətlə spirt kimi tanınan alkanollar, doymuş bir karbon atomuna bağlı bir hidroksil qrupu (-OH) ehtiva edən üzvi birləşmələrdir. Bu sinif birləşmələr üzvi kimyanın mühüm hissəsini təşkil edir və əczaçılıq, istehsal və içkilər kimi müxtəlif sənaye sahələrində əhəmiyyətli tətbiqlərə malikdir.

Alkanolların quruluşu

Alkanollar alkan zəncirinin karbon atomlarına bağlı bir və ya daha çox hidroksil qrupunun olması ilə xarakterizə olunur. Bir hidroksil qrupu olan alkanollar üçün ümumi düstur \(C_nH_{2n+1}OH\) , burada \(n\) karbon atomlarının sayıdır. OH qrupuna qoşulan karbon atomu hidroksil karbon adlanır və bu karbonun müvafiq olaraq bir, iki və ya üç digər karbona bağlı olub-olmamasından asılı olaraq spirtin birincili, ikincili və ya üçüncül təbiətini təyin edir.

Nümunə: Metanol (CH ₃ OH) hidroksil qrupuna bağlı tək karbon atomundan ibarət ən sadə alkanoldur.

Alkanolların təsnifatı

Alkanollar mövcud hidroksil qruplarının sayına və hidroksil qrupunu daşıyan karbon atomunun əlaqəsinə görə təsnif edilir. Onlar geniş şəkildə üç növə bölünür:

• İbtidai spirtlər: Hidroksil qrupu yalnız bir karbonla əlaqəli olan əsas karbon atomuna bağlıdır.
• İkinci dərəcəli spirtlər: Hidroksil qrupu digər iki karbonla əlaqəli ikinci dərəcəli karbon atomuna bağlanır.
• Üçüncü dərəcəli spirtlər: Hidroksil qrupu digər üç karbonla əlaqəli üçüncü dərəcəli karbon atomuna bağlanır.

Alkanolların fiziki xassələri

Hidroksil qrupunun olması alkanolların fiziki xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Bu qrup hidrogen bağları yarada bilər, bu da spirtlərin ümumiyyətlə oxşar molekulyar çəkiyə malik alkanlarla müqayisədə daha yüksək qaynama nöqtələrinə malik olmasını təmin edir. Spirtlər də oksigen atomunun elektronmənfiliyinə görə qütb molekullarıdır və onları suda və digər qütb həlledicilərdə həll edir.

Alkanolların kimyəvi xassələri

Alkanollar, ilk növbədə hidroksil qrupunun reaktivliyinə görə müxtəlif kimyəvi reaksiyalar nümayiş etdirirlər. Budur bəzi əsas reaksiyalar:

• Dehidrasiya: Alkanollar turşu katalizatorlarının iştirakı ilə alkenlər əmələ gətirmək üçün susuzlaşdırmaya məruz qala bilər. Məsələn, etanolun susuzlaşdırılması eten əmələ gətirir:

\(CH_3CH_2OH \xrightarrow{H_2SO_4} CH_2=CH_2 + H_2O\)

• Oksidləşmə: İlkin spirtlər aldehidlərə və daha sonra karboksilik turşulara oksidləşə bilər. İkinci dərəcəli spirtlər ketonlara oksidləşir. Üçüncü dərəcəli spirtlər oksidləşməyə məruz qalmır, çünki hidroksil qrupunu daşıyan karbona heç bir hidrogen atomu bağlanmır.
• Esterləşmə: Alkanollar esterləşmə kimi tanınan bir prosesdə esterlər və su əmələ gətirmək üçün karboksilik turşularla reaksiya verirlər. Bu reaksiya sintetik ətirlər və ləzzətlərin istehsalında vacibdir.

\(CH_3CH_2OH + CH_3COOH \rightarrow CH_3COOCH_2CH_3 + H_2O\)

Alkanolların nomenklaturası

Alkanollar Beynəlxalq Təmiz və Tətbiqi Kimya İttifaqı (IUPAC) sisteminə uyğun olaraq adlandırılır. Bu ad, hidroksil qrupunun bağlı olduğu ən uzun karbon zəncirinin müəyyən edilməsi və müvafiq alkanın -e sonluğunun -ol ilə əvəz edilməsi ilə əldə edilmişdir. Birdən çox hidroksil qrupu varsa, diol, triol və s. kimi şəkilçilər istifadə olunur və hidroksil qruplarının mövqeləri rəqəmlərlə göstərilir.

Misal: Etanol (CH ₃ CH ₂ OH) bir hidroksil qrupu əlavə edilmiş iki karbonlu etan onurğası üçün adlandırılmışdır.

Alkanolların tətbiqi

Alkanollar unikal xüsusiyyətlərinə görə müxtəlif sahələrdə geniş tətbiq sahəsinə malikdir:

• Onlar farmakoloji, boya və lak sənayesində həlledici kimi istifadə olunur.
• Metanol və etanol kimi aşağı alkanollar bioyanacaq və benzinə yanacaq əlavələri kimi istifadə olunur.
• Etanol psixoaktiv xüsusiyyətlərinə görə içkilərdə və antibakterial xüsusiyyətlərinə görə əl təmizləyicilərində geniş istifadə olunur.
• Alkanollar sintetik polimerlərin və dərman preparatlarının istehsalında da istifadə olunur.

Alkanolların sintezi

Alkanollar bir neçə üsulla sintez oluna bilər, hər biri müxtəlif növ spirtlərin istehsalı üçün uyğundur. Budur bəzi ümumi sintez üsulları:

• Alkenlərin nəmləndirilməsi: Bu, bir turşu katalizatorunun iştirakı ilə alkenlərin ikiqat bağı boyunca su əlavə etməklə spirt istehsal etmək üçün ümumi bir üsuldur.

\(C_2H_4 + H_2O \xrightarrow{H_2SO_4} CH_3CH_2OH\)

• Hidroborasiya-Oksidləşmə: Bu, alkenin daha az əvəz edilmiş karbonuna hidroksil qrupu əlavə edərək spirtlərin əmələ gəlməsinə səbəb olan iki mərhələli sintez üsuludur.

\(C_2H_4 + BH_3 + H_2O_2, OH^- \rightarrow CH_3CH_2OH\)

• Karbonil birləşmələrinin azaldılması: Aldehidlər və ketonlar litium alüminium hidrid (LiAlH ₄ ) kimi reduksiyaedici maddələrdən istifadə etməklə müvafiq olaraq birincili və ikincili spirtlərə endirə bilərlər.

\[CH_3CHO + [H] \sağ ox CH_3CH_2OH\]

Alkanollarla təcrübə

Təcrübələr vasitəsilə alkanolların xassələrini və reaksiyalarını anlamaq onların kimyəvi davranışını başa düşməyə kömək edir. Sadə bir təcrübə spirtlərin suda həllolma qabiliyyətini nümayiş etdirə bilər:

Materiallar: Sınaq boruları, su, etanol, heksanol, metanol və qarışdırıcı.

Prosedur:

1. Test borusunu yarısına qədər su ilə doldurun.
2. Sınaq borusuna az miqdarda metanol əlavə edin və qarışdırın. Nəticəni müşahidə edin.
3. Su ilə doldurulmuş yeni sınaq borusunda etanoldan istifadə edərək 2-ci addımı təkrarlayın.
4. Nəhayət, heksanol istifadə edərək proseduru təkrarlayın.

Müşahidə: Şagirdlər müşahidə edəcəklər ki, metanol və etanol suda asanlıqla həll olunur, bu onların yüksək həllolma qabiliyyətini göstərir, heksanol isə məhdud həll olur.

Bu təcrübə hidrofobik alkil zəncirinin uzunluğunun alkanolların suda həll olma qabiliyyətinə təsirini vurğulayır. Karbon zəncirinin uzunluğu artdıqca, karbon zəncirinin artan hidrofobik təbiəti səbəbindən həllolma azalır.

Nəticə

Alkanollar, hidroksil qrupunun mövcudluğuna görə müxtəlif fiziki və kimyəvi xassələrə malik üzvi birləşmələrin həyati bir sinfidir. Onların bioyanacaqdan əczaçılıq məhsullarına qədər geniş tətbiqi müxtəlif sənaye sahələrində əhəmiyyətini vurğulayır. Alkanolların quruluşunu, təsnifatını və reaksiyalarını başa düşmək daha mürəkkəb üzvi kimya anlayışlarını və tətbiqlərini araşdırmaq üçün zəmin yaradır.