الأيزوبوتانول سائل عديم اللون ذو رائحة قوية. يتم استخدامه كمذيب ومضاف للوقود وفي إنتاج المواد الكيميائية المختلفة. قد يسبب تهيجًا في حالة استنشاقه أو ملامسته للجلد.
| اسم الأيوباك | 2-ميثيل بروبان-1-أول |
| الصيغة الجزيئية | C4H10O |
| CAS رقم | 78-83-1 |
| المرادفات | كحول الأيزوبيوتيل، 2-ميثيل-1-بروبانول، 2-كحول ميثيل بروبيل |
| إنتشي | إنتشي = 1S/C4H10O/c1-4(2)3-5/h4-5H,3H2,1-2H3 |
خصائص الأيزوبوتانول
صيغة الأيزوبيوتانول
صيغة كحول الأيزوبيوتيل هي C4H10O. ويتكون من أربع ذرات كربون وعشر ذرات هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. وهو مركب كحولي يُعرف أيضًا باسم 2-ميثيلبروبان-1-أول.
الكتلة المولية للأيزوبيوتانول
يتم حساب الكتلة المولية لكحول الإيزوبوتيل عن طريق إضافة الكتل الذرية للعناصر المكونة له. بالنسبة لكحول الإيزوبوتيل، تبلغ الكتلة المولية حوالي 74.12 جرامًا لكل مول.
نقطة غليان الأيزوبيوتانول
تبلغ درجة غليان كحول الأيزوبوتيل حوالي 107.89 درجة مئوية (225.2 درجة فهرنهايت). وهذا يعني أنه عند درجة الحرارة هذه، يتغير كحول الإيزوبوتيل من سائل إلى غاز.
نقطة انصهار الأيزوبيوتانول
تبلغ نقطة انصهار كحول الإيزوبوتيل حوالي -108 درجة مئوية (-162.4 درجة فهرنهايت). هذه هي درجة الحرارة التي يتحول عندها كحول الإيزوبوتيل من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
كثافة الأيزوبوتانول جم / مل
تبلغ كثافة كحول الأيزوبوتيل حوالي 0.806 جرام لكل ملليلتر. تشير هذه الكثافة إلى كتلة كحول الإيزوبوتيل لكل وحدة حجم وتساعد في تحديد سلوكه في التطبيقات المختلفة.
الوزن الجزيئي للأيزوبيوتانول
يبلغ الوزن الجزيئي لكحول الإيزوبوتيل، وهو مجموع الأوزان الذرية للذرات المكونة له، حوالي 74.12 جرامًا لكل مول. وهو عامل مهم في الحسابات والتفاعلات الكيميائية المختلفة.
هيكل الأيزوبوتانول
يتكون هيكل كحول الإيزوبوتيل من ذرة كربون مركزية مرتبطة بثلاث ذرات كربون أخرى ومجموعة هيدروكسيل (-OH). وله هيكل متفرع مع مجموعة الميثيل (CH3) المرتبطة بذرة الكربون الثانية.
ذوبان الأيزوبيوتانول
كحول الإيزوبوتيل قابل للامتزاج مع العديد من المذيبات العضوية، بما في ذلك الماء والإيثانول وثنائي إيثيل الأثير. ومع ذلك، ذوبانه في الماء منخفض نسبيا. تعتمد قابلية ذوبان كحول الأيزوبيوتيل على عوامل مثل درجة الحرارة وقطبية المذيب.
| ملكية | قيمة |
| مظهر | سائل عديم اللون |
| جاذبية معينة | 0.806 |
| لون | لا يوجد |
| يشم | قوي |
| الكتلة المولية | 74.12 جرام/مول |
| كثافة | 0.806 جم/مل |
| نقطة الانصهار | -108 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | 107.89 درجة مئوية |
| نقطة فلاش | 35 درجة مئوية |
| الذوبان في الماء | قابلة للامتزاج |
| الذوبان | قابل للامتزاج مع المذيبات العضوية بما في ذلك الماء والإيثانول وثنائي إيثيل الأثير |
| ضغط البخار | 7.49 ملم زئبق عند 25 درجة مئوية |
| كثافة بخار | 2.55 (الهواء = 1) |
| pKa | 4:18 مساءً |
| الرقم الهيدروجيني | 7 (محايد) |
سلامة ومخاطر الأيزوبيوتانول
يشكل كحول الأيزوبيوتيل بعض مخاطر السلامة التي يجب أخذها في الاعتبار. قد يسبب تهيجًا في حالة استنشاقه أو ابتلاعه أو ملامسته للجلد أو العينين. يجب استخدام التهوية الكافية ومعدات الحماية الشخصية عند التعامل مع هذه المادة الكيميائية. كحول الأيزوبيوتيل قابل للاشتعال ويمكن أن يشكل خليطًا من بخار الهواء المتفجر. نقطة وميضها منخفضة، عند 35 درجة مئوية، مما يجعلها خطراً محتملاً للحريق. وينبغي اتخاذ الاحتياطات اللازمة لتجنب مصادر الاشتعال. في حالة الإطلاق العرضي، يجب اتباع إجراءات الاحتواء والتنظيف المناسبة. من المهم الرجوع إلى أوراق بيانات السلامة واتباع بروتوكولات السلامة المناسبة عند العمل مع كحول الأيزوبيوتيل.
| رموز الخطر | قابلة للاشتعال، ومهيجة |
| وصف الأمان | الابتعاد عن مصادر الاشتعال. استخدام في منطقة جيدة التهوية. تجنب الاتصال المباشر مع الجلد والعينين. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | الأمم المتحدة 1212 |
| رمز النظام المنسق | 2905.13.00 |
| فئة الخطر | الفئة 3 – السوائل القابلة للاشتعال |
| مجموعة التعبئة | جنرال الكتريك الثاني |
| تسمم | قد يسبب تهيجا. قد تكون ضارة إذا ما ابتلع. |
طرق تخليق الأيزوبيوتانول
هناك طرق مختلفة لتجميع كحول الأيزوبيوتيل. إحدى الطرق الشائعة هي هدرجة أيزوبوتيرالديهيد حفزيًا عن طريق خلطه مع غاز الهيدروجين في وجود محفز معدني، مثل النيكل أو البلاتين. يسهل المحفز تحويل الأيزوبيوتيرالدهيد إلى كحول الأيزوبيوتيل.
تتضمن الطريقة الأخرى الفورميلة الهيدروجينية للبروبيلين ، حيث يتفاعل البروبيلين مع أول أكسيد الكربون وغاز الهيدروجين باستخدام محفز، عادةً ما يكون مركبًا قائمًا على الروديوم. ينتج عن هذا التفاعل إيزوبيوتيرالدهيد، والذي يمكن أن يخضع بعد ذلك لمزيد من الهدرجة لإنتاج كحول الأيزوبيوتيل.
تسمح عملية تخمير الكتلة الحيوية بإنتاج كحول الأيزوبيوتيل. يمكن لبعض الكائنات الحية الدقيقة، بما في ذلك البكتيريا والخميرة، استقلاب السكريات أو مصادر الكربون الأخرى وإنتاج كحول الإيزوبوتيل كمنتج ثانوي. تقدم هذه الطريقة الحيوية نهجًا متجددًا ومستدامًا لإنتاج كحول الإيزوبوتيل.
الترطيب غير المباشر للأيزوبيوتين هو طريقة تستخدم لتصنيع كحول الأيزوبيوتيل. يتضمن ذلك تفاعل الأيزوبيوتين مع حامض الكبريتيك لتكوين كحول ثلاثي البوتيل (TBA)، والذي يمكن بعد ذلك إخضاعه للجفاف لإنتاج كحول الأيزوبيوتيل.
ولكل من هذه الطرق مزاياها واعتباراتها من حيث التكلفة والفعالية والأثر البيئي. يعتمد اختيار طريقة التخليق على عوامل مثل النقاء المطلوب لكحول الأيزوبيوتيل، وتوافر المواد الخام، والمتطلبات الصناعية المحددة.
استخدامات الأيزوبيوتانول
يجد كحول الأيزوبوتيل تطبيقات في مختلف الصناعات نظرًا لخصائصه المتنوعة. فيما يلي بعض الاستخدامات الشائعة لكحول الأيزوبوتيل:
المذيب: يعمل كحول الأيزوبيوتيل على إذابة المواد الأخرى وتشتيتها بشكل فعال، مما يحسن تطبيقها وأدائها في تطبيقات مختلفة مثل الدهانات والطلاءات والراتنجات.
مادة مضافة للوقود: يعمل كحول الأيزوبيوتيل بشكل فعال على تحسين تصنيف الأوكتان وتحسين كفاءة احتراق البنزين عند خلطه كمادة مضافة للوقود. إنه بمثابة بديل متجدد لإضافات البنزين التقليدية.
الوسيط الكيميائي: يلعب كحول الأيزوبيوتيل دورًا رئيسيًا كوسيط في إنتاج المواد الكيميائية المختلفة. وتشارك بنشاط في تصنيع الاسترات والملدنات ومبيدات الأعشاب والمنتجات الصيدلانية.
عامل الاستخلاص: يقوم كحول الأيزوبيوتيل باستخراج مركبات النكهة وتركيزها بشكل فعال، ويعمل كمستخرج في إنتاج النكهات والعطور الطبيعية والاصطناعية.
أحبار الطباعة: يساهم كحول الأيزوبيوتيل بشكل فعال في إذابة الأصباغ وتحسين تدفق الحبر في تركيب أحبار الطباعة، وخاصة في عمليات الطباعة الفلكسوغرافية والطباعة بالحفر.
منتجات العناية الشخصية: يعمل كحول الأيزوبيوتيل بشكل فعال كمذيب لمكونات العطر في تركيب منتجات العناية الشخصية مثل العطور والكولونيا والمستحضرات. يساهم بشكل فعال في الحصول على الملامح الشمية المطلوبة.
المستحضرات الصيدلانية: يعمل كحول الإيزوبوتيل بشكل فعال كمذيب أو وسط تفاعل في عمليات تصنيع الأدوية، مما يتيح تصنيع وصياغة أدوية مختلفة.
تسلط هذه التطبيقات المتنوعة الضوء على أهمية كحول الإيزوبوتيل في العديد من الصناعات، مما يجعله مركبًا قيمًا مع مجموعة واسعة من الاستخدامات.
أسئلة:
س: ما هو الأيزوبيوتانول؟
ج: كحول الأيزوبيوتيل هو كحول سائل عديم اللون ذو رائحة قوية، يستخدم بشكل شائع كمذيب ومضاف للوقود ووسيط كيميائي في مختلف الصناعات.
س: هل الأيزوبيوتانول قابل للذوبان في الماء؟
ج: كحول الإيزوبوتيل قابل للذوبان جزئيًا في الماء، مع قابلية امتزاج محدودة بسبب طبيعته الكارهة للماء.
س: عند أي تحولات كيميائية (جزء في المليون) نتوقع أن نلاحظ قمم الأيزوبيوتانول الأربعة؟
ج: تُلاحظ عادةً قمم كحول الإيزوبوتيل الأربعة عند التحولات الكيميائية التي تبلغ حوالي 0.9 جزء في المليون (فردي)، و1.1 إلى 1.3 جزء في المليون (رباعي)، و1.6 إلى 1.8 جزء في المليون (متعدد)، و3.7 إلى 4.0 جزء في المليون (متعدد).
س: كيف يتم إنتاج الأيزوبيوتانول؟
ج: يمكن إنتاج كحول الأيزوبيوتيل بطرق مختلفة، بما في ذلك الهدرجة الحفزية للأيزوبيوتيرالدهيد، أو المعالجة الهيدروجينية للبروبيلين، أو تخمير الكتلة الحيوية، أو الترطيب غير المباشر للأيزوبيوتين.
س: في ماذا يستخدم الأيزوبوتانول؟
ج: يستخدم كحول الأيزوبيوتيل كمذيب، ومضاف للوقود، ووسيط كيميائي، ومستخلص، ومكون حبر الطباعة، وفي منتجات العناية الشخصية والمنتجات الصيدلانية.
س: ما مدى ذوبان الأيزوبيوتانول؟
ج: يمتلك كحول الإيزوبوتيل قابلية ذوبان معتدلة في الماء، ولكنه شديد الذوبان في المذيبات العضوية مثل الإيثانول وثنائي إيثيل إيثر.
س: هل الأيزوبيوتانول بيروكسيد؟
ج: لا، لا يعتبر كحول الإيزوبوتيل عامل بيروكسيد، على عكس بعض المركبات العضوية الأخرى التي يمكن أن تشكل بيروكسيدات متفجرة عند التعرض للهواء والضوء.
س: ما هي الميزة التي يتمتع بها الإنتاج المباشر للأيزوبوتانول بواسطة البكتيريا الزرقاء الاصطناعية مقارنة بأنواع الوقود الحيوي البديلة الأخرى؟
ج: إن الإنتاج المباشر لكحول الإيزوبوتيل بواسطة البكتيريا الزرقاء المهندسة يوفر مزايا مثل الإنتاجية العالية وحياد الكربون وإمكانية إنتاج الوقود الحيوي المتجدد والمستدام.