Till skillnad från kolväten har syreh altiga organiska ämnen ett komplex av atomer som kallas en funktionell grupp. Metanol är en mättad alkohol som har en hydroxylgrupp i sin molekyl. Det definierar de viktigaste egenskaperna hos denna förening. I vår artikel kommer vi att titta på metoder för att framställa metylalkohol, de viktigaste kemiska reaktionerna och användningen av metanol.
Molekylens struktur
För att ta reda på strukturen hos metylalkohol måste du komma ihåg vilken typ av molekyl som har det enklaste mättade kolvätet - metan. Det uttrycks som CH4 och innehåller en kolatom bunden via enkla sigma-bindningar till väteatomer.
Om en av dem ersätts med hydroxylgruppen –OH får vi formeln CH3OH. Det är metanol. Bindningsvinkeln konstruerad av C-O-H-bindningens riktning är ungefär 110⁰, så molekylerna av envärda alkoholer har en vinkelform. På grund av det faktum attelektronegativiteten för syre (3,5 eV) är större än för kol (2,5 eV), syre-kolbindningen är mycket polariserad och hydroxogruppen spelar rollen som en substituent som har en negativ induktiv effekt. Metanol är alltså en alkohol vars dipolmoment är 1,69D.
Nomenklatur
Låt oss överväga tre sätt att bilda namnet på ett ämne med formeln CH3OH. Historiskt sett är det härlett från namnet på kolväteradikalen som hydroxylgruppen har fäst vid. Radikalen CH3 är metyl, så CH3OH kallas metylalkohol. Enligt Genèves nomenklatur läggs suffixet -ol till namnet på motsvarande kolväte - en alkan. Föreningen kommer att kallas metanol. Detta namn är det vanligaste och används ganska ofta. I rationell nomenklatur kallas föreningen vi överväger karbinol.
Fysiska egenskaper
Lägre alkoholer som innehåller upp till tre kolatomer, inklusive metanol, är vätskor som blandas med vatten i alla proportioner. Karbinol har en uttalad alkohollukt, men är helt olämplig för intag, eftersom det är den starkaste neurotoxiska föreningen. Dess densitet är mindre än enhet och är 0,791 D420. Smält- och kokpunkten är -97,9 ⁰C respektive +94,5 ⁰C.
Tillverkning av metanol
Hydrolys av motsvarande haloalkyler i närvaro av hydroxider av aktiva metaller, till exempel alkali eller jordalkali, och vid upphettning -detta är en vanlig metod för att få karbinol. Klor eller brommetan tas som utgångsmaterial, resultatet av reaktionen blir att halogenatomen ersätts med den funktionella gruppen –OH och produktionen av metanol.
En annan metod som leder till bildandet av primära mättade alkoholer är reduktionen av aldehyder eller karboxylsyror. För denna redoxreaktion används starka reduktionsmedel såsom natriumborhydrid eller litiumaluminiumhydrid. Utgångsföreningarna är myrsyra eller formaldehyd. En av de moderna metoderna för att erhålla karbinol är dess syntes från kol, vatten, väte och kolmonoxid. Processen sker vid en temperatur på +250 °C, förhöjt tryck och i närvaro av zink- och kopparoxider som katalysatorer. Ny, men ekonomiskt motiverad, är metoden för att få alkohol från mikroskopiska alger i haven och haven, vars biomassa är riktigt enorm. Växtsubstratet fermenteras, den frigjorda metanen samlas upp och oxideras vidare till metanol. De stora fördelarna med produktion av biometanol är frånvaron av behovet av att använda färskvattenreserver, elektricitet och teknikens renhet.
Organometallic syntes
Om organiska föreningar med en karbonylgrupp i molekylerna behandlas med organomagnesiumföreningar kan envärda alkoholer erhållas. Organometalliska reagens produceras genom interaktion av magnesiummetallspån och bromh altiga alkanderivat i en torr dietyleter. Från myrsyraaldehyd kan denna reaktion användas för att erhålla inte bara metanol, vars användning är begränsad, utan även andra primära mättade alkoholer.
Kemisk karakterisering
Karbinol har inte uttalade egenskaper hos syror eller baser, dessutom påverkar en vattenlösning av ett ämne inte indikatorer. Typiska reaktioner av metanol är interaktion med aktiva metaller och karboxylsyror. I det första fallet bildas metallalkoholater, i det andra - estrar. Till exempel ersätter natrium väteatomer i den funktionella hydroxylgruppen i en alkohol:
2CH3OH + 2Na=2CH3ONa +H2.
Reaktion mellan metylalkohol och ättiksyra leder till bildning av metylacetat, eller ättiksyrametylester:
CH3COOH+CH3OH<--(H2SO 4)CH3COOCH3+H2O.
Ovanstående reaktion kallas esterifiering och är av stor praktisk betydelse.
Oxidation av alkoholer
Reaktioner av metanol som leder till produktion av aldehyder, tänk på exemplet på dess interaktion med kopparoxid. Om en glödhet koppartråd belagd med oxid sänks ner i en metanollösning, känns en speciell obehaglig lukt av formaldehyd. Och den matta ytan på tråden blir ljus och glänsande på grund av reduktionen av ren koppar.
Dehydrering
Vid upphettning och i närvaro av hygroskopiska ämnen spjälkas partiklar från alkoholmolekylervatten. Omättade kolväten av etylenserien finns i produkterna. Under förhållanden med hög vattenkoncentration och vid låg temperatur kan etrar erhållas. Så dimetyleter kan erhållas från metanol.
Användning av metylalkohol
Metylalkohol används som en hämmare av hydrater som bildas i gasledningar, eftersom metanolens viktiga egenskaper är god löslighet i vatten och låg fryspunkt. Huvudvolymen metylalkohol används vid framställning av fenol-formaldehydhartser. Karbinolens höga oktantal gör det möjligt att använda det som ett miljövänligt bränsle för bilar. I färgindustrin används karbinol som lösningsmedel.
Effekt av metanol på människokroppen
Träsprit är absolut olämpligt att använda som alkoholdryck, eftersom det är det starkaste giftiga ämnet. Väl i mag-tarmkanalen börjar den oxideras till myrsyra och myraldehyd. Oxidationsprodukter påverkar synnerverna och näthinnan, som innehåller receptorer. Blindheten sätter in. Myrsyra, som har en hög kumulativ kapacitet, transporteras av blodet till levern och njurarna och förstör dessa vitala organ. Som ett resultat av metanolförgiftning uppstår ett dödligt utfall, eftersom metoderna för att rena blodet från metaboliter är ineffektiva.
I vår artikel har vi bekantat oss med egenskaperna, tillämpningen ochsätt att få fram metanol.
