2-부탄올은 달콤한 냄새가 나는 무색의 가연성 액체입니다. 이는 일반적으로 용매로 사용되며 메틸 에틸 케톤 및 부틸 아세테이트와 같은 화학 물질 생산에 사용됩니다.
| IUPAC 이름 | 2-부탄올 |
| 분자식 | C4H10O |
| CAS 번호 | 78-92-2 |
| 동의어 | 드라이부틸알코올, 2-부틸알코올, 부탄-2-올, 에틸메틸카르비놀 |
| 인치 | InChI=1S/C4H10O/c1-3-4(2)5/h4-5H,3H2,1-2H3 |
2-부탄올의 성질
2-부탄올 공식
2-부탄올의 화학식은 C4H10O이며 이는 4개의 탄소 원자, 10개의 수소 원자 및 1개의 산소 원자를 포함함을 나타냅니다. 부탄올의 이성질체이며 구조식은 CH3CH(OH)CH2CH3입니다. 화합물 이름의 “2”는 탄소 사슬의 수산기 위치를 나타냅니다.
2-부탄올 몰 질량
C4H10O의 몰 질량은 74.12 g/mol입니다. 이 값은 화합물에 있는 모든 원자의 원자 질량(탄소의 경우 12.01g/mol, 수소의 경우 1.01g/mol, 산소의 경우 16.00g/mol)을 추가하여 얻을 수 있습니다. 몰 질량은 화학 반응에 필요한 화합물의 양을 계산하는 데 사용되므로 C4H10O의 중요한 특성입니다.
2-부탄올의 끓는점
C4H10O의 끓는점은 표준 압력(1atm)에서 99.5°C(211.1°F)입니다. 화합물의 액체 상태가 기체 상태로 변하는 온도입니다. C4H10O의 끓는점은 수소 결합과 분자량으로 인해 부탄(-0.5 °C) 및 부텐(-6.3 °C)보다 높습니다.
2-부탄올 융점
C4H10O의 녹는점은 -114.7°C(-174.5°F)입니다. 화합물의 고체 상태가 액체 상태로 변하는 온도입니다. C4H10O의 녹는점은 분지형 구조와 수소 결합으로 인해 부탄(-138.4 °C) 및 부텐(-185.3 °C)보다 낮습니다.
2-부탄올 밀도 g/mL
C4H10O의 밀도는 25°C(77°F)에서 0.809g/mL입니다. 이 값은 물질의 단위 부피당 화합물의 질량을 나타냅니다. C4H10O의 밀도는 분자량과 분자간 힘으로 인해 부탄(0.588g/mL) 및 부텐(0.587g/mL)보다 밀도가 높습니다.
2-부탄올 분자량
C4H10O의 분자량은 74.12g/mol입니다. 이는 화합물 분자를 구성하는 모든 원자의 원자량의 합입니다. 분자량은 몰 질량, 끓는점, 밀도와 같은 화합물의 다른 특성을 계산하는 데 사용됩니다.
2-부탄올의 구조
C4H10O의 구조는 두 번째 탄소 원자에 수산기가 부착된 가지형 탄소 사슬을 특징으로 합니다. 이는 키랄 중심을 갖는 1차 알코올입니다. 즉, (R)-C4H10O 및 (S)-C4H10O의 두 가지 입체 이성질체로 존재합니다. 이 화합물은 수산기 주위에 탄소와 산소 원자가 사면체 배열로 인해 3차원 구조를 갖습니다.
2-부탄올의 용해도
C4H10O는 극성 화합물이며 물에 부분적으로 용해됩니다. 물에 대한 C4H10O의 용해도는 25°C(77°F)에서 80g/L입니다. 이 화합물은 에탄올, 에테르, 아세톤과 같은 유기용매에 더 잘 녹습니다. C4H10O의 용해도는 온도, 압력, 용매의 성질과 같은 요인에 의해 영향을 받습니다.
| 모습 | 투명한 액체 |
| 비중 | 25°C(77°F)에서 0.810g/mL |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 특성 |
| 몰 질량 | 74.12g/몰 |
| 밀도 | 25°C(77°F)에서 0.809g/mL |
| 융합점 | −114.7°C(−174.5°F) |
| 비점 | 1기압에서 99.5°C(211.1°F) |
| 플래시 도트 | 39°C(102°F) 밀폐형 컵 |
| 물에 대한 용해도 | 25°C(77°F)에서 80g/L |
| 용해도 | 에탄올, 에테르, 아세톤에 용해됨 |
| 증기압 | 25°C(77°F)에서 8.7mmHg |
| 증기 밀도 | 2.6(공기=1) |
| pKa | 16 |
| pH | 7.0-8.5 |
2-부탄올의 안전성과 위험성
C4H10O는 올바르게 취급할 경우 상대적으로 안전한 화학물질로 간주됩니다. 그러나 고농도에 노출되면 눈, 피부, 호흡기에 자극을 유발할 수 있습니다. 또한 두통, 현기증, 메스꺼움을 유발할 수도 있습니다. C4H10O를 섭취하면 위장 자극과 중추신경계 저하가 발생할 수 있습니다. 또한 C4H10O는 가연성이므로 화재 위험이 있을 수 있습니다. 발화원으로부터 멀리 떨어진 서늘하고 건조하며 통풍이 잘 되는 곳에 보관해야 합니다. 이 화학물질을 취급할 때는 장갑, 고글 등 적절한 개인 보호 장비를 착용해야 합니다. 유출물은 적절한 절차를 통해 즉시 청소해야 합니다.
| 위험 기호 | F, 시 |
| 보안 설명 | 열/스파크/화염/뜨거운 표면으로부터 멀리 보관하십시오. 보호장갑/보호복/보안경/안면보호구를 착용하십시오. 피부(또는 머리카락)에 묻은 경우: 오염된 모든 의복을 즉시 벗으십시오. 물/샤워로 피부를 헹구십시오. 흡입한 경우: 신선한 공기가 있는 곳으로 옮기고 호흡하기 쉬운 자세로 안정을 취하시오. 삼킨 경우: 입을 헹구십시오. 구토를 유도하지 마십시오. 몸이 불편할 경우 독성물질 센터나 의사에게 연락하십시오. |
| UN 식별 번호 | UN1120 |
| HS 코드 | 2905.13.00 |
| 위험 등급 | 3 – 인화성 액체 |
| 포장그룹 | III |
| 독성 | LD50(경구, 쥐): 4.6g/kg; LC50(흡입, 쥐): 2,100ppm/4h |
2-부탄올의 합성 방법
C4H10O를 합성하는 데에는 여러 가지 방법이 사용될 수 있습니다.
한 가지 방법은 니켈 또는 팔라듐 촉매가 있는 상태에서 수소화 붕소나트륨을 사용하여 아세톤을 환원시키는 것입니다. 이 반응을 통해 C4H10O와 그 이성질체인 이소부탄올의 혼합물이 생성되며, 이는 분별 증류로 분리할 수 있습니다.
또 다른 방법은 황산을 촉매로 사용하여 1-부텐을 수화시키는 방법이다. 반응은 C4H10O와 그 이성질체의 혼합물을 형성하지만 원하는 C4H10O는 분별 증류로 분리할 수 있습니다.
Reppe 화학 공정에는 팔라듐 또는 니켈 촉매를 사용하여 아세틸렌을 포름알데히드 및 물과 반응시켜 비닐 알코올을 형성하는 과정이 포함됩니다. 이 반응은 추가로 C4H10O의 합성으로 이어집니다. 그런 다음 비닐 알코올은 수소화를 거쳐 C4H10O를 형성합니다.
C4H10O를 합성하는 또 다른 방법은 니켈 촉매 존재 하에서 크로톤알데히드의 수소화를 포함합니다. 반응을 통해 C4H10O와 그 이성질체의 혼합물이 생성되지만 원하는 C4H10O는 분별 증류를 통해 분리할 수 있습니다.
2-부탄올의 용도
C4H10O는 다양한 산업 분야에서 다양한 응용 분야를 가지고 있습니다. 그 용도 중 일부는 다음과 같습니다.
- 용제: 수지, 바니시, 코팅제 제조 시 용제로 사용됩니다. 셀룰로오스 에테르 및 에스테르의 용매로도 사용됩니다.
- 연료: 독성이 낮고 에너지 함량이 높기 때문에 바이오 연료 첨가제로 사용됩니다. 에탄올보다 연소 효율이 더 높은 것으로 나타났으며, 가솔린의 잠재적인 대안으로 연구되고 있습니다.
- 화학 중간체: 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 및 디이소부틸렌과 같은 기타 화학 물질 생산을 위한 원료로 사용됩니다.
- 향수 및 향료: 향수, 비누 및 기타 개인 관리 제품 생산 시 향료 및 향료로 사용됩니다.
- 실험실 시약: 유기 화학 실험에서 용매 및 시약으로 사용됩니다.
- 세척제: 산업용 및 가정용 세척 제품의 세척제로 사용됩니다.
- 인쇄 잉크 : 인쇄 잉크 생산시 용매로도 사용됩니다.
질문:
Q: 2-부탄올을 제조하는 데 사용할 수 있는 카르보닐 화합물과 그리냐르 시약은 무엇입니까?
A: C4H10O를 제조하는 데 사용할 수 있는 카르보닐 화합물은 부탄알(n-부티르알데히드라고도 함)이고 사용할 수 있는 Grignard 시약은 에틸 마그네슘 브로마이드입니다. 부탄알과 에틸마그네슘브로마이드의 반응으로 최종 생성물인 C4H10O가 생성됩니다.
Q: 2-부탄올은 극성인가요?
A: 네, C4H10O는 극성입니다. 여기에는 분자를 극성으로 만드는 극성 작용기인 수산기(-OH)가 포함되어 있습니다.
Q: 2-부탄올은 물에 용해되나요?
A: 네, C4H10O는 물에 부분적으로 용해됩니다. C4H10O의 극성 수산기 그룹은 물 분자와 수소 결합을 형성하여 물에 어느 정도 용해되도록 합니다.
Q: 2-부탄올에는 수소결합이 있나요?
A: 네, C4H10O는 수소 결합을 형성할 수 있습니다. C4H10O의 수산기(-OH)는 물과 같은 수소 결합 부위를 포함하는 다른 극성 분자와 수소 결합을 형성할 수 있습니다.