トップ新編化学I 改訂版>第4部 有機化合物>第2章 酸素を含む脂肪族化合物A アルコールとエーテル

A アルコールとエーテル

 

アルコール
 無色の化合物で,炭化水素の水素原子をヒドロキシ基で置換した構造をしている。但し,ベンゼン環にヒドロキシ基が直接結合したものはフェノール類であり,アルコールではない。分子中のヒドロキシ基の数が1個のとき1価アルコール,2個のとき2価アルコール,多数のとき多価アルコールという。また,ヒドロキシ基の結合している炭素原子に,炭化水素基が1個だけ結合して他は水素原子のとき第一級アルコール,炭化水素基が2個のとき第二級アルコール,全て炭化水素基のときは第三級アルコールという。
 低級な(炭素原子数の少ない)アルコールは特有の臭いをもち,水に溶け易いが,炭素原子数が多くなる程溶け難くなる。ClC3のアルコールは,水と任意の割合に溶ける。

アルコールの性質

名   称

分子量

融点〔

沸点〔

密度〔g/cm3

水溶性

メタノール

32.0

97.78

64.65

0.79142

エタノール

46.1

114.5

78.32

0.79

1プロパノール

60.1

126.5

97.15

0.8035

2プロパノール

60.1

89.5

82.4

0.7864

1ブタノール

74.1

89.53

117.25

0.8095

少量

2ブタノール

74.1

114.7

98.5(987hPa)

0.8029

少量

エチレングリコール

62.1

12.6

197.85

1.11

グリセリン

92.1

17.8

154(7hPa)

1.2644

ベンジルアルコール

108.1

15.5

205.41

1.04156

アルコールの名称は,1価アルコールは,対応する炭化水素の末尾の-e-olに変えて命名する(置換名)ヒドロキシ基の位置を示す必要があるときは,炭素原子の番号で示す。2価,3価アルコールでは,末尾を-diol-triolと変える。また,基官能名では,炭化水素基名にアルコールをつけて命名する。慣用名を使うこともある。

アルコールの名称

示 性 式

基官能名・慣用名

置 換 名

CH3-CH2-CH2OH

プロピルアルコール

1-プロパノール

CH3-CHOH-CH3

イソプロピルアルコール

2-プロパノール

CH2OH-CH2OH

エチレングリコール

12-エタンジオール

CH2OH-CHOH-CH2OH

グリセリン

123-プロパントリオール

C6H5-CH2OH

ベンジルアルコール

フェニルメタノール

 

メタノール

 最も簡単な構造のアルコールで,木材の乾留等で得られる(木精)。揮発性,可燃性,刺激臭のある無色透明で有毒な液体。融点−97.78℃,沸点64.65℃,密度0.79142g/cm3(20),引火点12℃である。
 工業的には,COH2の混合ガスを,ZnO-Cr2O3を触媒として250000300000hPa300400℃で反応させてつくる。

   CO2H2CH3OH129kJ

エタノール

代表的なアルコールで,古くから酒として利用されてきた(酒精)。物理的性質は融点114.5℃,沸点78.32℃,密度0.79g/cm3(20)で,室温では液体である。

従来は,デンプンや糖蜜等を原料として発酵によってつくられていたが,近年エチレンを原料として工業的に合成されるようになった。

硫酸法による合成では,濃硫酸とエチレンから硫酸エステルをつくり,これを加水分解してエタノールを得る。このときジエチルエーテルが副生する。

  C2H4H2SO4 ―→ C2H5OSO3H   C2H5OSO3HH2O ―→ C2H5OHH2SO4
 直接水和法は1947年以後工業化され,最近新設工場では,殆どこの方法による。触媒として,ケイソウ土にリン酸が含まれたものを用いる。
   C2H4H2OC2H5OH
 エタノールは,水と濃度95.6%で共沸混合物(沸点78.15)をつくる。したがって,単純な蒸留法では無水物を得られないので,CaOを加えて蒸留する。更に高純度にするには,マグネシウムリボンとヨウ素少量を加えて加熱沸騰させた後に蒸留する。

2C2H5OHMg ―→(C2H5O)2MgH2

(C2H5O)2Mg2H2O ―→ 2C2H5OHMg(OH)2

 

エチレングリコール

単にグリコール,1,2-エタンジオールともいい,最も簡単な構造の二価アルコール。エチレンオキシドの水和反応によってつくられる。不飽和ポリエステル樹脂の原料や,自動車エンジン冷却水の凍結防止用不凍液として用いられる。

 

グリセリン

 動植物の脂肪,油脂として広く分布している。無色,油状で甘味の液体。医薬品や,アルキド樹脂,ウレタン樹脂,ニトログリセリンの原料として用いられる。

 

エーテル

エーテル結合-O-2つの炭化水素基が結合した化合物である。炭化水素基が同じ場合を単一エーテル,異なる場合を混成エーテルという。エーテル結合を含んだ環をつくるときは,環状エーテルという。脂肪族エーテルは天然には産出しない。芳香族エーテルには植物中に存在し,香料として用いられるものがある。
 一般に中性で快香のある揮発性の液体で,水にあまり溶けず,有機溶媒によく溶ける。エーテル結合は比較的安定で,反応性に乏しく,酸により開裂を起こすだけである。この開裂も,酸の濃度が高く,反応温度も高い条件でないと起こりにくい。
 脂肪族エーテルは,空気に接触させておくと徐々に過酸化物に変わる。過酸化物は危険なので注意する。過酸化物の検出には
Fe2の塩を使い,チオシアン酸カリウムで血赤色になれば(FeV(SCN)n(3-n)が生成)その存在を確認できる。過酸化物を除くには,Fe2水溶液で洗って過酸化物を分解する等の方法がある。

 

エーテルの例

名  称

分 子 式

融点

沸点

ジメチルエーテル

(CH3)2O

141.50

24.82

エチルメチルエーテル

CH3OC2H5

6.6

ジエチルエーテル

(C2H5)2O

116.3

34.48

エチルビニルエーテル

C2H3OC2H5

115.8

36.0

フェネトール

C6H5OC2H5

29.5

170.0

ジフェニルエーテル

(C6H5)2O

   26.90

259.0

 

ジエチルエーテル

 エチルエーテル,エトキシエタン,酸化エチルともいう。代表的エーテルであり,単にエーテルともいう。甘味,刺激臭のある無色の液体で,揮発性があり引火し易く,空気との混合物は爆発を起こす。吸収麻酔薬や溶剤として用いられている。

 工業的には,エタノール合成の副産物として得られている。

   2C2H5OH ―→ C2H5OC2H5H2O

 

 

 








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