에틸 알코올 , 에탄올이나 알콜, 알콜의 알콜의 유기 화학 화합물 클래스 효모 또는 화학 공정에 의해 제조된다. 무색의 인화성 액체이며 살균제 및 방부제, 청정 연소를위한 연료 공급원, 제조 산업 또는 화학 용매로 향정신성 물질입니다.
에틸 알코올의 화학식은 C 2 H 5 OH이고 확장 된 공식은 CH 3 CH 2 OH입니다. 또한 EtOH로 작성되며 IUPAC 이름은 에탄올입니다. 따라서 화학 성분은 탄소, 하이드로 진 및 산소입니다. 분자는 2 개의 탄소 사슬 (에탄)로 구성되어 있으며, 여기서 하나의 H는 수산기 (-OH)로 대체되었습니다. 그 화학 구조는 그림 1에 나와 있습니다.
그림 1 : 에탄올의 구조
두 번째로 간단한 알코올입니다. 모든 탄소 및 산소 원자는 sp3로 분자 경계의 자유 회전을 허용합니다. (에틸 알코올 공식, SF).
에탄올은 Saccharomyces cerevisiae와 같은 효모의 대사 과정의 일부이기 때문에 자연에서 널리 발견 될 수 있으며 익은 과일에도 존재합니다. 또한 혐기성 균증을 통해 일부 식물에서 생산됩니다. 우주에서도 발견되었습니다.
에탄올은 옥수수, 수수, 보리와 같은 곡물에서 발견되는 당의 발효를 사용하여 효모에 의해 생산 될 수있을뿐만 아니라 감자 껍질, 쌀, 사탕 수수, 사탕무 및 야드 트리밍; 또는 유기 합성에 의해.
유기 합성은 석유 화학 산업에서 얻은 에틸렌의 수화를 통해 수행되고 250-300ºC에서 촉매로 황산 또는 인산을 사용합니다.
CH 2 = CH 2 + H 2 O → CH 3 CH 2 OH
에틸 알코올 생산
설탕 발효에서 나오는 에탄올은 알코올성 음료와 바이오 연료를 생산하는 주요 공정입니다. 주로 브라질과 같은 국가에서 사용되며 사탕 수수에서 에탄올을 생합성하는 데 효모를 사용합니다.
옥수수는 미국에서 에탄올 연료의 주성분입니다. 이것은 풍부하고 저렴한 가격 때문입니다. 사탕 수수와 비트는 세계의 다른 지역에서 에탄올을 만드는 데 사용되는 가장 일반적인 재료입니다.
알코올은 설탕의 발효를 통해 생성되기 때문에 설탕 작물은 알코올로 전환하는 가장 쉬운 성분입니다. 세계에서 두 번째로 큰 에탄올 연료 생산국 인 브라질은 사탕 수수에서 대부분의 에탄올을 생산합니다.
브라질의 대부분의 자동차는 순수한 에탄올 또는 가솔린과 에탄올의 혼합물로 주행 할 수 있습니다.
물리 화학적 특성
에탄올은 독특한 냄새와 타는 맛이있는 투명한 무색 액체입니다 (Royal Society of Chemistry, 2015).
에틸 알코올의 몰 질량은 46.06g / mol입니다. 녹는 점과 끓는점은 각각 -114ºC와 78ºC입니다. 휘발성 액체이며 밀도는 0.789g / ml입니다. 에틸 알코올도 가연성이며 무연 푸른 불꽃을 생성합니다.
물 및 아세트산, 아세톤, 벤젠, 사염화탄소, 클로로포름 및 에테르와 같은 대부분의 유기 용매와 혼합 될 수 있습니다.
흥미로운 사실은 에탄올도 펜탄 및 헥산과 같은 지방족 용매와 혼합 될 수 있지만 용해도는 온도에 따라 달라진다는 것입니다 (National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID = 702, 2017).
에탄올은 알코올의 가장 잘 알려진 대표자입니다. 이 분자에서 수산기는 말단 탄소에있어 분자의 높은 분극화를 일으 킵니다.
결과적으로 에탄올은 수소 결합 및 쌍극자-쌍극자 상호 작용과 같은 강한 상호 작용을 형성 할 수 있습니다. 물에서 에탄올은 혼합 될 수 있으며 두 액체 사이의 상호 작용이 너무 높아 두 성분에 대해 다른 특성을 가진 공비 혼합물로 알려진 혼합물이 생성됩니다.
아세틸 클로라이드와 브로마이드는 에탄올 또는 물과 격렬하게 반응합니다. 알코올과 진한 황산 및 강한 과산화수소의 혼합물은 폭발을 일으킬 수 있습니다. 또한 에틸 알코올과 농축 과산화수소의 혼합물은 강력한 폭발물을 형성합니다.
알킬 차아 염소산염은 폭력적인 폭발물입니다. 하이포 아 염소산과 알코올을 수용액 또는 사염화탄소 혼합 용액에서 반응시켜 쉽게 얻을 수 있습니다.
염소와 알코올도 차아 염소산 알킬을 생성합니다. 추위에 분해되어 햇빛이나 열에 노출되면 폭발합니다. 3 차 차아 염소산염은 2 차 또는 1 차 차아 염소산염보다 덜 불안정합니다.
이소시아네이트와 염기 촉매 알코올의 반응은 불활성 용매에서 수행되어야합니다. 용매가없는 경우 이러한 반응은 종종 폭발적인 폭력으로 발생합니다 (DENATURED ALCOHOL, 2016).
반응성 및 위험
에틸 알코올은 안정적이고 휘발성이 높으며 인화성이 높은 화합물로 분류됩니다. 열, 스파크 또는 화염에 의해 쉽게 발화됩니다. 증기는 공기와 함께 폭발성 혼합물을 형성 할 수 있습니다. 이것들은 점화원으로 이동하여 뒤로 물러날 수 있습니다.
대부분의 증기는 공기보다 무겁습니다. 그들은 땅을 따라 퍼져 낮거나 제한된 지역 (하수구, 지하실, 탱크)에서 수집 될 것입니다. 실내, 실외 또는 하수도에서 증기 폭발 위험이 있습니다. 가열하면 용기가 폭발 할 수 있습니다.
에탄올은 다량 또는 다량 섭취시 독성이 있습니다. 그것은 중추 신경계에 우울하고 이뇨제로 작용합니다. 또한 눈과 코를 자극합니다.
가연성이 높고 과산화물, 염화 아세틸 및 브롬화 아세틸과 격렬하게 반응합니다. 일부 백금 촉매와 접촉하면 발화 할 수 있습니다.
흡입의 경우 증상은 기침, 두통, 피로, 졸음입니다. 건성 피부를 만들 수 있습니다. 물질이 눈에 닿으면 발적, 통증 또는 작열감을 유발합니다. 섭취하면 타는듯한 느낌, 두통, 혼란, 현기증 및 무의식 (IPCS, SF)이 발생합니다.
눈
화합물이 눈에 닿으면 콘택트 렌즈를 확인하고 제거해야합니다. 눈은 찬물로 최소 15 분 동안 충분한 물로 즉시 씻어야합니다.
피부
피부에 닿은 경우 오염 된 의복과 신발을 벗고 환부를 즉시 물로 15 분 이상 씻어 내야합니다.
자극받은 피부를 완화 제로 덮으십시오. 재사용하기 전에 옷과 신발을 세탁하십시오. 접촉이 심하면 소독 비누로 씻고 오염 된 피부를 항균 크림으로 덮으십시오.
흡입
흡입의 경우 피해자를 서늘한 곳으로 옮겨야합니다. 호흡하지 않으면 인공 호흡이 실시됩니다. 호흡이 어려울 경우 산소를 공급하십시오.
음식물 섭취
화합물을 섭취 한 경우 의료진의 지시가없는 한 구토를 유발해서는 안됩니다. 셔츠 칼라, 벨트 또는 넥타이와 같이 꽉 조이는 옷을 풉니 다.
모든 경우에 즉시 의학적 치료를 받아야합니다 (물질 안전 보건 자료 Ethyl alcohol 200 Proof, 2013).
응용
약
에탄올은 의학에서 방부제로 사용됩니다. 에탄올은 단백질을 변성시키고 지질을 용해시켜 유기체를 죽이며 대부분의 박테리아, 곰팡이 및 많은 바이러스에 효과적입니다. 그러나 에탄올은 세균 포자에 대해 효과가 없습니다.
에탄올은 메탄올 및 에틸렌 글리콜 중독에 대한 해독제로 투여 할 수 있습니다. 이것은 알코올 탈수소 효소라고 불리는 효소를 분해하는 경쟁적인 억제 때문입니다.
레크리에이션
중추 신경계 진정제로서 에탄올은 가장 널리 사용되는 향정신성 약물 중 하나입니다.
체내 에탄올의 양은 일반적으로 혈중 알코올 함량에 의해 정량화되며, 여기서는 혈액 단위 부피당 에탄올의 무게로 간주됩니다.
소량의 에탄올은 일반적으로 행복감과 이완을 유발합니다. 이러한 증상을 경험하는 사람들은 말이 많고 덜 억제되는 경향이 있으며 잘못된 판단력을 보일 수 있습니다.
고용량에서 에탄올은 중추 신경계 진정제 역할을하여 점진적으로 고용량, 감각 및 운동 기능 장애,인지 저하, 무의식, 무의식 및 사망 가능성을 생성합니다.
에탄올은 특히 사교 활동 중에 기분 전환 용 약물로 사용됩니다. 또한 알코올 중독의 징후와 증상이 무엇인지 알 수 있습니까?
연료
에탄올의 주요 용도는 자동차 연료 및 연료 첨가제입니다. 에탄올을 사용하면 석유 의존도를 줄이고 온실 가스 배출 (EGI)을 줄일 수 있습니다.
미국에서 에탄올 연료 사용은 2001 년 약 17 억 갤런에서 2015 년 약 139 억 갤런으로 극적으로 증가했습니다 (US 에너지 부, SF).
E10과 E15는 에탄올과 가솔린 혼합입니다. "E"뒤의 숫자는 부피 기준 에탄올의 백분율을 나타냅니다.
미국에서 판매되는 대부분의 휘발유에는 에탄올이 10 %까지 포함되어 있으며 그 양은 지역에 따라 다릅니다. 모든 자동차 제조업체는 가솔린 자동차에 최대 E10 혼합을 승인합니다.
1908 년 Henry Ford는 가솔린과 알코올이 혼합 된 매우 오래된 자동차 인 Model T를 설계했습니다. 포드는이 혼합물을 미래의 연료라고 불렀습니다.
1919 년에 에탄올은 알코올성 음료로 간주되어 금지되었습니다. 기름과 섞일 때만 팔 수 있습니다. 에탄올은 1933 년 금지가 종료 된 이후 다시 연료로 사용되었습니다 (미국 에너지 정보국, SF).
기타 용도
에탄올은 중요한 산업 성분입니다. 그것은 에틸 할라이드, 에틸 에스테르, 디 에틸 에테르, 아세트산 및 에틸 아민과 같은 다른 유기 화합물의 전구체로 널리 사용됩니다.
에탄올은 물과 혼합 될 수 있으며 우수한 범용 용매입니다. 페인트, 얼룩, 마커 및 구강 세정제, 향수 및 탈취제와 같은 퍼스널 케어 제품에서 발견됩니다.
그러나 알코올의 존재하에 수용액에서 다당류가 침전되며, 이러한 이유로 DNA 및 RNA의 정제에 에탄올 침전이 사용된다.
낮은 녹는 점 (-114.14 ° C)과 낮은 독성으로 인해 에탄올은 때때로 실험실 (드라이 아이스 또는 기타 냉매 사용)에서 용기를 온도 이하로 유지하기위한 냉각 조로 사용됩니다. 물 동결. 같은 이유로 알코올 온도계의 활성 유체로도 사용됩니다.
생화학
신체에서 에탄올의 산화는 탄수화물과 지방산 사이의 중간 인 7kcal / mol의 에너지를 생성합니다. 에탄올은 빈 칼로리를 생성하므로 어떤 유형의 영양소도 제공하지 않습니다.
경구 투여 후 에탄올은 위와 소장에서 혈류로 빠르게 흡수되어 전신 수분에 분포합니다.
흡수는 위보다 소장에서 더 빨리 일어나기 때문에 위 배출이 지연되면 에탄올 흡수가 지연됩니다. 따라서 공복에 술을 마시지 않는다는 개념.
체내로 들어가는 에탄올의 90 % 이상이 완전히 아세트 알데히드로 산화됩니다. 나머지 에탄올은 땀, 소변 및 호흡 (호흡)을 통해 배설됩니다.
신체가 알코올을 대사하는 방법에는 세 가지가 있습니다. 주요 경로는 효소 알코올 탈수소 효소 (ADH)를 통하는 것입니다. ADH는 세포의 세포질에 있습니다. 위장관, 신장, 코 점막, 고환 및 자궁에서도 발견되지만 주로 간에서 발견됩니다.
이 효소는 산화 된 코엔자임 NAD에 의존합니다. 간에서 섭취 한 에탄올의 80 ~ 100 %를 대사하기 때문에 에탄올 산화에서 가장 중요합니다. 그 기능은 다음 반응에 따라 알코올을 아세트 알데히드로 산화시키는 것입니다.
CH 3 CH 2 OH + NAD + → CH 3 CHO + NADH + H +
알코올을 대사하는 또 다른 방법은 과산화수소를 사용하여 알코올을 아세트 알데히드로 산화시키는 효소 카탈라아제를 이용하는 것입니다.
CH 3 CH 2 OH + H 2 O 2 → CH 3 CHO + 2H 2 O
이 경로는 효소 xanthine oxidase 또는 NADPH-oxidase에 의해 세포 조건에서 생성 되는 낮은 H 2 O 2 생성 속도에 의해 제한됩니다 .
알코올을 대사하는 세 번째 방법은 마이크로 솜 에탄올 산화 시스템 (SMOE)을 사용하는 것입니다. 사이토 크롬 P450의 혼합 기능을 가진 산화 효소로 구성된간에 위치한 유기체의 독성 물질 제거 시스템입니다.
산화는 수산화에 의해 약물과 이물질 (이종 생물학)을 변형시켜 무독성으로 만듭니다. 에탄올의 특정 경우 반응은 다음과 같습니다.
CH 3 CH 2 OH + NADPH + H + + O 2 → CH 3 CHO + NADP + + 2H 2 O
에탄올이이 세 가지 효소에 의해 아세트 알데히드로 전환 될 때, 효소 알데히드 탈수소 효소 (ALDH)의 작용에 의해 아세테이트로 산화됩니다. 이 효소는 산화 된 코엔자임 NAD에 의존하며 반응은 다음과 같습니다.
CH 3 CHO + NAD + + H 2 O → CH 3 COOH + NADH + H +
아세테이트는 코엔자임 A로 활성화되어 아세틸 CoA를 생성합니다. 이것은 에너지 생산을위한 Krebs주기에 들어갑니다 (미국 국립 의학 도서관, 2012).
알코올에서 수산기의 중요성
수산기는 산소 원자와 수소 원자로 구성된 분자입니다.
이것은 탄소 사슬에 결합하는 순 음전하를 가진 물과 같은 분자를 생성합니다.
이 분자는 탄소 사슬을 알코올로 만듭니다. 또한 결과 분자에 특정 일반적인 특성을 제공합니다.
탄소와 수소 사슬로 인해 비극성 분자 인 알칸과는 달리 히드 록 실기가 사슬에 달라 붙으면 OH 분자가 물과 닮았 기 때문에 물에 용해되는 능력을 얻습니다.
그러나이 특성은 분자의 크기와 탄소 사슬에서 수산기의 위치에 따라 달라집니다.
물리 화학적 특성은 분자의 크기와 수산기의 분포에 따라 달라 지지만 일반적으로 알코올은 특유의 냄새가 나는 액체입니다.
참고 문헌
- 변성 알코올. (2016). cameochemicals.noaa.gov에서 회수했습니다.
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