アルコールは、炭素原子と結合する 1 つ以上の -OH 基を持つ化合物であり、医薬品や多くの産業で広く使用されています。アルコールの脱水とは、水を除去してアルケンやその他の生成物を形成することを意味します。アルケンを作る最良の方法は、アルコールの脱水です。これは、アルコールが二重結合を形成して水分を失うのを助ける E1 または E2 メカニズムを受けるプロセスです。
アルコールの脱水はアルケンを形成します
アルコールの脱水反応は、リン酸や硫酸、またはこの場合は強酸と一緒に高温で加熱することによって始まります。
脱水プロセスが十分な温度で実行されない場合、それらは互いに反応し、アルケンを形成する代わりにエーテルを形成します。たとえば、
両性作用は、酸と塩基の両方と反応する物質の特性です。酸の存在下では塩基として、塩基の存在下では酸として働きますが、アルコールはこのような性質を持っているため、酸にも塩基にもなりえます。たとえば、
アルコールの脱水メカニズム
アルコールの種類ごとに、脱水するメカニズムが異なります。アルコール脱水の基本的なプロセスには、アルキルオキソニウムイオンを形成する酸性試薬から H+ に 2 つの電子を供与する -OH 基が含まれます。アルコールの第 2 および第 3 グループは E1 メカニズムを受け、アルコールの第 1 グループは E2 メカニズムを受けます。一次反応は、ヒドロキシル酸素が硫酸からプロトンに2つの電子を供与し、アルキルオキソニウムイオンを生成するプロセスを経ます。第二級および第三級アルコールの脱水により、-OH プロトン酸がアルキルオキソニウム イオンを形成します。
酸触媒によるアルコールの脱水
このアルコールの脱水プロセスでは、酸触媒は濃リン酸または濃硫酸のいずれかです。濃硫酸は酸であるだけでなく、強力な酸化剤でもあるため、注意が必要です.このため、アルコールと反応すると、二酸化硫黄に還元されます。また、アルコールの一部を二酸化炭素に酸化し、これらのガスの両方をアルケンから除去する必要があります。
アルコールからエーテルへの脱水
厳密に制御された条件下では、アルコールは分子間脱水反応を受けてエーテルを生成します。ただし、この反応はエタノール メタノールおよびその他の 1 級アルコールでのみ有効です。また、業界で溶媒として広く使用されているエチルエーテルを作る最も安価な方法でもあります.
アルコールの物理的性質
純粋な形のアルコールのほとんどは、室温で無色の液体です。メチル、イソプロピル、エチルなどの化合物アルコールにはフルーティーな香りがあります。 4 ～ 10 個の炭素原子を含む化合物は、粘性または油性である可能性が最も高くなります。アルコールの沸点はアルカンよりも高いです。
アルコール分子は水や他のアルコール分子と水素結合を形成できるため、アルコールと水は区別できない性質を持っています。同様に、水分子にはヒドロキシル基が含まれており、それを介して他の水分子やアルコール分子と水素結合を形成できます。このため、アルコール分子は水に溶けやすい傾向があります。
産業におけるアルコールの重要性
エタノール
エチルアルコールは、有史以前から主に果汁の発酵によって生産されてきたため、はるか昔にさかのぼります。発酵させた果汁を密閉容器に保存する工程で、冬の間も安全に飲むことができました。発酵プロセスには、砂糖とデンプンをより単純な成分に分解することも含まれていました.
エタノールの通称は穀物アルコールで、主に小麦、トウモロコシ、大麦などの穀物から作られます。これらの穀物は、最初に水で沸騰させてマッシュを生成し、麦芽を含みます。麦芽はデンプンを砂糖マルトースに変換します。
次に、マッシングプロセスから抽出された液体を酵母でインキュベートします。これにより、マルトースがグルコースに変換され、グルコースがエタノールに変換されます.エタノールは、排出量が少なくオクタン価が高いため、オートバイの燃料として広く使用されています。
メタノール
メチルアルコールは、空気のない状態で木材チップを加熱することによって作られるため、メタノールに使用される一般的な用語は木材アルコールです。これが行われると、木材からの炭水化物がメタノールに分解され、蒸気が凝縮されます。メタノールは、高温高圧下で一酸化炭素と水素ガスの触媒反応を受けます。
この混合物は、石炭を部分的に燃焼させることにより、水の存在下で生成できます。メタノールは主に産業で溶媒として使用され、大量に吸入すると失明や死亡を引き起こす可能性があるため、エタノールよりも有害です。
グリセロール
グリセロールはグリセリンとしても知られており、砂糖と糖蜜から発酵によって生成されます。第二次世界大戦では、三硝酸グリセリルを製造するために広く使用されました.グリセリンは、ゼラチンやダイナマイトの爆破に使用される爆発物であるニトログリセリンの製造にも使用されます。
ニトログリセリンは、心臓への血液循環が悪いため、血管を拡張および弛緩させて胸の痛みを和らげる薬としても使用されます.グリセロールは、可塑剤、不凍剤、水溶性潤滑剤、保湿剤、および溶媒として使用されます。食品、化粧品、作動油、医薬品、石鹸、印刷インキなどに広く使用されています。
結論
アルコールは、炭化水素鎖の炭素原子に結合した 1 つ以上の -OH 基を含む有機化合物のグループです。アルコールを強酸触媒で加熱すると、アルコールは 1,2 脱離反応を起こし、アルケンと水が生成されます。アルコールの相対的な反応性の順序は、3°>2°>1° です。よく知られているアルコール源は、エタノール、イソプロピル アルコール、およびエタノールです。アルコールは他の化合物に容易に変換でき、容易に合成できるため、有機合成の重要な中間体として機能します。それらは酸化されて、アルデヒド、カルボン酸およびケトンを与えることもできます。
