Alkol

Alkol, karbon atomuna doğrudan bir -OH grubunun bağlı olduğu organik bileşiklere verilen genel ad. Genel formulü C_nH_2n+1OH olan mono alkoller, alkollerin önemli bir sınıfıdır. Bunlardan etanol (C₂H₅OH), alkollü içeceklerde bulunan türüdür. Genellikle alkol kelimesi ile etanol kastedilir ki yeni fermente olmuş birada etanol oranı %3 - %5 arasında iken şarapta %12 - %15 arasındadır.^[1]

Etimoloji

Türkçeye Fransızca alcool sözcüğünden geçen^[2] alkolün kökeni Arapça al-kuhl (kara toz) sözcüğüdür.^[3] Arapçada kuhl denen madde sürme yapımında kullanılan antimon sülfat ve kurşun sülfattır.^[3]

Kimyasal yapılarına göre alkoller

Alifatik alkoller

Mono alkoller

Doymuş hidrokarbonlarlardan türemiş olanların genel formülü C_nH_2n+1-OH (R-OH) şeklindedir. Bir alkil (R) grubuna bir -OH grubunun bağlanmasıyla teşekkül etmektedirler. Mono alkoller üç ayrı sınıfta toplanır:

• Primer (birincil) alkoller: -OH grubu bir uçtaki karbona bağlı olup bu karbona en az iki H atomu bağlı olur. CH₃ -CH₂-OH gibi.
• Sekonder (ikincil) alkoller: -OH grubu aradaki herhangi bir karbona bağlı olan alkollerdir. -OH grubunun bağlı olduğu karbona bir H atomu bağlı olur. CH₃-CHOH-CH₃ gibi.
• Tersiyer (üçüncül) alkoller: -OH grubu H’sı olmayan karbona bağlıdır. (CH₃)₃COH gibi.

Mono alkollerin adlandırılması

Türediği parafinin sonuna ol - eki veya alkilin isminden sonra “alkol” kelimesi getirilerek adlandırılırlar:

CH₃-OH metanol (metilalkol)

C₂H₅-OH etanol (etil alkol)

C₃H₇-OH propanol (propil alkol)

C₄H₉-OH butanol (butil alkol)

Dört karbonlu bir alkol primer, sekonder veya tersiyer olabilir. Farkı belirtebilmek için ol-ekinden önce -OH grubunun bağlı olduğu karbonun numarası söylenmelidir:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-OH Butan-l-ol (primer)

CH₃-CH₂-CHOH-CH₃ Butan-2-ol (sekonder)

Önemli mono alkoller:

Metil alkol (Metanol, Karbinol): CH₃OH

Elde edilişi:

Metanol ilk defa 1661’de odunun kuru kuruya damıtılmasıyla elde edildi. Damıtma ürününde % 1,5-3 metanol, % 10 asetik asit, % 0,5 aseton ve başkaları bulunmaktadır.

Endüstride, karbonmonoksit ile hidrojenin reaksiyonundan elde edilir.

Bu metodla saf metanol elde edilirse de sıcaklığın 30-40 derece yükselmesi halinde n- propanol ve izobutanol teşekkül edebilir.

Özellikleri : Saf metanol 64,6 derecede kaynayan akışkan bir sıvı olup, parlak olmayan mavimsi bir alevle yanar. Bütün organik çözücülerde her oranda çözünür. Fraksiyonlu destilasyonla sulu çözeltisinden % 99’luk bir saflıkta elde edilir. Susuz (mutlak) metanol elde etmek için Mg kullanılır:

2 CH₃OH + Mg → (CH₃O)₂Mg + H₂

(CH₃O)₂Mg + H₂O → 2C H₃OH + MgO

Çok az miktardaki metanol canlı organizma için zehirdir. Kalıcı yaralar, bozukluklar meydana getirir. Örneğin 25 gram metanol içilirse gözler kör olur.

Kullanılışı: Endüstride çözücü ve motor yakıtlarının bir bileşeni olarak geniş çapta kullanılır. Formaldehit ve anilin boyalarının elde edilişinde kullanılır. Ayrıca metillendirme vasıtası olarak organik sentezlerde ve tıbbi ve endüstriyel alkolün içilmezliğini sağlamada yaygın olarak kullanılır.

Etil alkol (Etanol) C₂H₅OH

Vücutta metabolize olabilen tek alkol türüdür. ayrıca metil alkol zehirlenmelerinde panzehir olarak kullanılır. (Metil alkol alkolu metabolize eden enzimleri meşgul ederek bu süre içinde metil alkolün vücuttan uzaklaşmasını sağlar. çünkü Vücuda asıl zehirli olup atılamayan ürün metil alkol değil, vücutta metil alkolden oluşan formaldehittir. Oysa etil alkolden oluşan asetaldehit vücuttaki aldehit dehidrojenaz enzimi tarafından metabolize edilip atılır. Sanayide üretilmiş olan ilk arabaların çalışmasında etil alkol kullanılmıştır. Sanayideki etil alkolün üretimi etan gazının sülfürik asit eşliğinde suyun içinde çözülmesiyledir.

CH₂=CH₂+H₂O → CH₃-CH₂-OH

Propil alkoller (Propanoller): C₃H₇OH

İki tane yapı izomeri vardır; n-propanol ve izopropanol. n-propanol, CH₃-CH₂-CH₂-OH hoş kokulu, renksiz, 97.2 derecede kaynayan bir sıvıdır. Metanol sentezi yanında bir yan ürün olarak ve füzel yağı içinde bulunur. Ticari olarak oxo prosesi denilen işlemle hazırlanır. İzopropanol, (CH₃)2-CH-OH, 82.4 derecede kaynayan renksiz bir sıvıdır. Asetonun katalitik hidrojenasyonu ile elde edilebilir:

Ticari olarak propenin sülfürik asit içinde tutulması ve bunu müteakip meydana gelen esterin hidrolizi ile elde edilir.

Propanol ve izopropanol çözücü olarak sık kullanılır. .

Poli alkoller

Bu sınıf bileşikleri temsil eden en basit örnekler, dihidrik alkol (etilen glikol), trihidrik alkol (gliserin) ve tetrahidrik alkol (eritritol)dür:

CH₂OH-CH₂OH (Etilen glikol)

CH₂OH-CHOH-CH₂-OH (Gliserin)

CH₂OH-CHOH-CHOH-CH₂OH (Eritritol)

Bu bileşiklerin hidroksil grubu arttıkça eter ve alkoldeki çözünürlükleri artar. Polialkollerin bazısı kıymetli tabii ürünlerin birer bileşenidir. Mesela gliserin yağlarda bulunur. Daha yüksek polialkoller mesela pentiol ve hexitoller karbonhidratlar kimyasında önemli yer tutar.

Etilen glikol

Elde edilişi:

• Mono alkollere benzer olarak 1, 2 dihalojen alkanlardan sulu potasyum hidroksit veya alkol metal karbonat yardımıyla hidrolizle elde edilebilir. Misal 1, 2 - dibromoetan etilenglikol verir.
• Etilen glikol endüstriyel olarak etilenden aşağıdaki metotlarla elde edilir.
  • Etilen, klorlu sudan geçirilir. Meydana gelen etilen klorohidrin sodyum bikarbonat sulu çözeltisiyle hidroliz edilir.
  • Etilenoksidin soğuk, sulandırılmış hidroklorik asitle muamalesiyle elde edilir.

Özellikleri: Etilenglikol renksiz, kaynama noktası 198 derece olan vizkoz (kıvamlı) tatlımsı bir yağdır. Su ve alkolde her oranda karışır, 1, 2 - glikollerin kimyasal özellikleri mono alkollerinkine benzer. Etilen glikolün biraz derişik sülfürik asitle veya derişik fosforik asitle ısıtılmasıyla kıymetli bir çözücü olan dioksan elde edilir.

Kullanılışı: Etilen glikol, onun monometil eteri, monoetil eteri ve dioksan kıymetli çözücüdürler. (Misal, vernikler ve selüloz asetatlar için.) Etilen glikol antifriz olarak, gliserin yerine sık sık kullanılır.

Gliserin

Gliserin, poli alkollerin en önemlisi ve hemen hemen hayvani ve nebati yağların tamamında görülen gliseridlerin bir bileşenidir. İlk olarak zeytin yağının hidroliz ürünü olarak keşfedildi. (1779).

Elde edilişi:

• Yağların sülfürik asit veya sodyum hidroksitle hidrolizi ile,
• Alkolik fermantasyonda bir yan ürün olarak,
• Sentetik olarak, tabi gazın kraking (termik parçalanma) ürünlerinden propilen başlangıç materyali alınarak,
• Allil alkolün hidrojen peroksitle WO3 katalizörlüğünde hidroksillenmesiyle elde edilir.

Özellikleri: Gliserin tatlımsı ağdalı, K.N. 290 derece olan renksiz bir sıvıdır. Su ve alkollerde her oranda karışır fakat eterde hemen hemen hiç çözünmez. Susuz gliserin şiddetli bir şekilde soğutulduğunda kristallenir. (E.N. 18 °C). Üçlü bir alkolün göstermesi beklenilen kimyasal davranışı gösterir. Gliserinin hafif oksitlenmesi sonucu hem birincil hem de ikincil OH grupları gliseraldehit ve dihidroksi aseton teşkil edecek şekilde değişirler.

Kullanılışı: Gliserin yaygın bir ticari uygulama alanı bulmuştur. Ecza endüstrisinde merhem, diş macunu imalatında ve kozmetikte kullanılır. Kumaş dokumada bir amil olarak ve tütün endüstrisinde son mamülün nemini muhafaza edici olarak kullanılır. Gaz saati ve araba radyatörlerinde sulu çözelti içinde bir antifriz olarak kullanılıp bir fren sıvısı olarak bilinmektedir. Daktilo şeritlerinde higroskop olarak kullanılır. Gliserinin en önemli kullanılma alanlarından biri de patlayıcı madde endüstrisidir. Nitrogliserin ve dinamit endüstrisinde kullanılır. Bunlara ilaveten alkid reçineleri üretiminde bir başlangıç materyalidir.

Aromatik alkoller

Aromatik alkoller yan zincirde OH- grubu bulundurduğundan aril grubu ve alifatik alkol grubu bileşiği gibi düşünülebilirler. Misal:

Fenil metanol, C₆H₅-CH₂OH, renksiz, hoş kokulu bir sıvı olup KN. 205 ° dir. Suda az çözünür. Elde ediliş reaksiyonu aşağıdaki gibi gösterilebilir.

C₆H₅-CH₂Cl+Na₂CO₃+H₂O ® C₆H₅-CH₂ OH+NaHCO₃+NaCl

Fenil etanol, C₆H₅-CH₂-CH₂OH, gül yağının en fazla olan bileşeni olup, esterleri parfümeride çok kullanılır.

Adlandırılmaları

1. Hidroksi grubunun bağlı olduğu en uzun karbon zinciri seçilir. Bu zincire karşılık gelen alkan adının sonuna -ol eki getirilir.
2. Hidroksinin bağlı olduğu karbona en küçük numara gelecek şekilde karbonlar numaralandırılır.
3. Hidroksi grubunun bağlı olduğu karbonun numarası alkolün adının önüne yazılır.
4. Alkol bir polialkolse hidroksi sayısını gösteren ön ek, -ol ekinin önüne getirilir. (diol, triol gibi)

Elde edilişleri

Alkil halojenürlerin bazlarla tepkimesi

Alkil halojenürler, sulu sodyum hidroksitle ısıtıldıklarında nükleofilik yer değiştirme tepkimesi verir.

Aldehit ve ketonların indirgenmesi

Aldehitlerin indirgenmesiyle primer alkol, ketonların indirgenmesiyle sekonder alkol elde edilir. Tersiyer alkoller indirgenme ile elde edilemez.

Alkenlere su katılması

Asit katalizörlüğünde alkenlere su katılır. Örneğin etene su katılmasıyla etanol oluşur.

Grignard bileşiğiyle

Grignard bileşiği; formaldehitle tepkimeye girdiğinde primer alkol, diğer aldehitlerle tepkimeye girdiğinde sekonder alkol, ketonlarla tepkimeye girdiğinde tersiyer alkol oluşur.

Fiziksel özellikleri

• Alkoller yapılarında bulunan -OH hidrofil grubu sayesinde suda çözünür. Yine -OH grubu sayesinde hidrojen bağı oluşturur.
• Karbon sayısı arttıkça hidrofob grubun baskınlığı artacağından sudaki çözünürlük azalır.
• Karbon sayısı ve -OH grubu sayısı arttıkça kaynama noktası da artar. Ancak dallanmalar arttıkça kaynama noktası düşer.

Kimyasal özellikleri

• Alkoller hidrojen halojenürlerle yer değiştirme tepkimesi verir.
• Karboksilik asitlerle kondenzasyon tepkimesi sonucu ester oluşur.
• Alkollerden ayrılma tepkimesiyle su çekilerek eter oluşur.
• Primer alkoller bir basamak yükseltgendiğinde aldehit, sekonder alkoller yükseltgendiğinde ise keton oluşur.

Kaynakça

1. Chemistry and Decision Making. Alcohol Chemistry and You. http://www.chemcases.com/alcohol/alc-03.htm
2. "alkol." Güncel Türkçe Sözlük. Türk Dil Kurumu. Erişim: 2 Mart 2012
3. "alcohol." Oxford Dictionary of English 2e, Oxford University Press, 2003.