Reklama

Nauka

Nie tylko do picia

Na słowo „alkohol” większość osób ma tylko jedno skojarzenie. Dobrze, kiedy jest ono złe. Niemniej warto wiedzieć, że alkohole występują niemal wszędzie.

Panie doktorze! Mam problem z tym alkoholem” – takie wynurzenia nie dziwią bywalców pracowni chemii organicznej. Czy to jest moment, w którym należy zacząć się martwić o studenta? Nie. Ten po prostu napotkał trudności w syntezie jakiegoś alkoholu. Jakiegoś? To są różne typy? Jak najbardziej.

Od strony chemicznej alkoholem nazwiemy każdy związek organiczny zawierający przynajmniej jedną grupę -OH, tzw. grupę hydroksylową (przyłączoną do nasyconego atomu węgla). Najprostszymi przykładami alkoholi są metanol (rozpuszczalnik, trujący!), etanol (składnik alkoholi spożywczych), propanol i izopropanol (rozpuszczalniki). Wszystkie te związki mają tylko jedną grupę hydroksylową, ale nie jest to regułą. W naturze występują znacznie bardziej skomplikowane związki, zawierające wiele grup hydroksylowych. Przykładem są... cukry, takie jak glukoza czy fruktoza.

Gdzie występują?

Jak tłumaczy dr Paweł Dąbrowski-Tumański – adiunkt w Instytucie Nauk Chemicznych na Wydziale Matematyczno-Przyrodniczym UKSW – obecność relatywnie małej grupy -OH wystarcza, aby zaliczyć związek do grupy alkoholi. Nie dziwi więc, że alkohole występują właściwie wszędzie (choć często obecność grupy hydroksylowej nie jest kluczowa dla funkcjonowania związku).

– Alkoholami są też niektóre hormony. To właśnie obecność grupy hydroksylowej w odpowiednim położeniu różnicuje hormony na żeńskie (estrogeny) i męskie (np. testosteron). Alkoholami są też glicerol – podstawowy składnik tłuszczów – oraz cholesterol. Warto w tym miejscu dodać, że nie istnieje coś takiego jak „dobry” i „zły” cholesterol. Z punktu widzenia chemii to dokładnie ta sama, niezbędna do prawidłowego funkcjonowania organizmu cząsteczka, kluczowa w działaniu błon komórkowych. To, co jest złe, to nadmiar cholesterolu – podkreśla nasz rozmówca.

Inną podstawową grupą związków biologicznych są białka. Tu też spotykamy alkohole – białka zbudowane są z aminokwasów, a niektóre z nich (jak seryna i walina) są właśnie alkoholami. Ich grupa hydroksylowa jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania białek.

Reklama

Kluczowy składnik

Może zastanawiać, dlaczego obecność grupy hydroksylowej jest kluczowa dla funkcji wielu związków. Ta sama grupa hydroksylowa występuje również w wodzie. I choć woda formalnie nie jest alkoholem (nie ma atomu węgla), to wykazuje wiele cech wspólnych z alkoholami – mówi dr Dąbrowski-Tumański.

Chemicy znają zasadę: „podobne rozpuszcza podobne”. W tym przypadku obecność grupy hydroksylowej zwiększa rozpuszczalność związku organicznego w wodzie. W szczególności etanol czy metanol mieszają się w wodzie w dowolnych ilościach, a i cukru do filiżanki możemy nasypać bardzo dużo.

Specjalista zaznacza, że często problemem w projektowaniu nowych leków jest ich rozpuszczalność w wodzie, a przez to – przyswajalność przez nasze organizmy. Dodanie grupy hydroksylowej powoduje zwiększenie rozpuszczalności i zmniejsza problem przyswajalności. – Warto dodać, że sam alkohol etylowy jest świetnym rozpuszczalnikiem związków organicznych, m.in. leków. Może w związku z tym powodować zwiększenie aktywności niektórych substancji czynnych i przez to doprowadzić do przekroczenia zaplanowanej dawki. Dlatego większości leków nie należy łączyć z alkoholem – ostrzega dr Dąbrowski-Tumański.

Alkohole są również wykorzystywane jako rozpuszczalniki w procesach technologicznych i w domach, gdzie są składnikami środków czyszczących oraz dezynfekujących (np. spirytus salicylowy). W tym przypadku alkohol powoduje rozpuszczenie, czyli rozpad błon komórkowych patogenów. Z tego samego powodu alkohol, w tym alkohol etylowy, niszczy strukturę przestrzenną białek. To z kolei jest szczególnie niebezpieczne dla dzieci, gdyż może spowodować słabe przyswajanie aminokwasów, a w konsekwencji ich gorszy rozwój.

Reklama

Metanol i etanol

Największe zastosowanie w gospodarce mają metanol i etanol.

Metanol syntetyczny stosowany jest w wielu branżach, m.in. w produkcji farb i lakierów, chemii gospodarczej, kosmetyce, produkcji klejów, olei, smarów, w przemyśle farmaceutycznym, chemii budowlanej oraz w produkcji żywic, tworzyw sztucznych i poliuretanów. Ponadto może być wykorzystywany jako rozpuszczalnik w syntezie organicznej albo jako paliwo lub składnik paliwa w silnikach spalinowych i ogniwach DMFC czy też jako dodatek do benzyny. Jest również składnikiem płynów myjących, preparatów odtłuszczających, a także środkiem dobrze zapobiegającym zamarzaniu.

Jako że metanol syntetyczny ma właściwości konserwantu i rozpuszczalnika, np. pigmentów czy substancji zapachowych, służy do produkcji wielu innych substancji kosmetycznych. Jest także skażalnikiem, dodaje się go do substancji trujących w celu odstraszenia przed spożyciem i wdychaniem.

Picie lub wdychanie metanolu grozi śmiercią lub poważnym kalectwem: spożycie 8-10 g powoduje ślepotę, a 12-20 g – śmierć.

Niebezpieczny metanol można łatwo pomylić z etanolem, który ma szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Najbardziej znanym rodzajem alkoholu etylowego jest rektyfikat, potocznie nazywany spirytusem. Ma on moc ok. 96,5% i jest wykorzystywany w przemyśle spirytusowym do produkcji wódek i napojów alkoholowych. Ze względu na swoje walory organoleptyczne jest wykorzystywany w branży spożywczej, m.in. do wytwarzania aromatów oraz konserwacji wyrobów piekarniczych. W przemyśle farmaceutycznym służy jako ekstrahent w maceracji substancji leczniczych z ziół oraz jako konserwant w syropach czy żelach. Spotkamy go także w branży kosmetycznej – na jego bazie wytwarza się perfumy i produkty zapachowe. Używany jest również w produkcji niektórych materiałów budowlanych, w przemyśle zbrojeniowym i jako paliwo do biokominków.

Reklama

Synteza alkoholi

Dla chemików grupa hydroksylowa jest jednak zazwyczaj tylko środkiem, który umożliwia łączenie ze sobą różnych mniejszych fragmentów lub wprowadza inne „grupy funkcyjne”, czyli elementy cząsteczki, które zmieniają jej właściwości. – W ten sposób chemicy „poprawiają” niektóre związki, dzięki czemu mogą stworzyć np. bardziej dopasowane, lepiej działające leki lub lepsze materiały – wskazuje dr Dąbrowski-Tumański.

Proces chemiczny otrzymywania alkoholu przebiega różnie, w zależności od skali, potrzeb i materiałów wyjściowych. Technologicznie grupę hydroksylową można wprowadzić przez przyłączenie cząsteczki wody, np. w obecności silnego kwasu, np. siarkowego. Nasz ekspert tłumaczy, że niektóre alkohole, takie jak alkohol etylowy, można otrzymać biologicznie, przy pomocy enzymów. Właśnie taką syntezę przeprowadza się z cukru za pomocą drożdży. W laboratorium chemicznym natomiast sposobów syntezy alkoholi jest bez liku. W istocie cała chemia organiczna polega na wprowadzaniu i przekształcaniu jednych grup funkcyjnych w inne.

2022-02-01 12:29

Ocena: +2 -1

Reklama

Wybrane dla Ciebie

Czy to już problem? Jak rozwija się uzależnienie od alkoholu

[ TEMATY ]

alkohol

stock.adobe.com

7 proc. polskiej populacji doświadczyło choć raz w życiu zaburzeń wynikających z nadużywania alkoholu. Rocznie leczenie alkoholizmu dotyczy ok. 200 tysięcy osób. W samej Warszawie picie to problem około 200 tysięcy mieszkańców: pijących ryzykownie i szkodliwie.

Badanie kondycji psychicznej społeczeństwa Polski Ezop II ponownie pokazało, ze uzależnienie od alkoholu to najpowszechniejsze zaburzenie psychiczne.

CZYTAJ DALEJ

Abp Depo: kapłaństwo ks. Stanisława Pamuły było kapłaństwem wewnętrznie scalonym

2023-02-05 22:35

[ TEMATY ]

Częstochowa

abp Wacław Depo

WMSD

msza żałobna

ks. Stanisław Pamuła

Maciej Orman/Niedziela

– Do końca życia był duszpasterzem i nauczycielem odpowiedzialnych dróg wiary – powiedział abp Wacław Depo o śp. ks. dr. hab. Stanisławie Pamule, wieloletnim wicerektorze i profesorze częstochowskiego Wyższego Seminarium Duchownego. W kościele Jezusa Chrystusa Najwyższego i Wiecznego Kapłana w Wyższym Międzydiecezjalnym Seminarium Duchownym w Częstochowie metropolita częstochowski przewodniczył 5 lutego Mszy św. żałobnej w jego intencji.

Eucharystię koncelebrowało wielu kapłanów archidiecezji częstochowskiej. W liturgii uczestniczyła również najbliższa rodzina zmarłego.

CZYTAJ DALEJ

Zakończył się pierwszy etap akcji poszukiwawczej w kopalni Pniówek

2023-02-05 18:59

[ TEMATY ]

kopalnia

Karol Porwich/Niedziela

Artur Koch, kierownik kopalnianej stacji ratowniczej, i jego ekipa

Artur Koch, kierownik kopalnianej stacji ratowniczej, i jego ekipa

W niedzielę po południu zakończył się pierwszy etap akcji w kopalni Pniówek, której celem było dotarcie do siedmiu górników i ratowników górniczych, zaginionych pod ziemią po ubiegłorocznej katastrofie oraz wydostanie ich ciał na powierzchnię.

Rozpoczęty w sobotę rano i zakończony w niedzielę po godz. 16 pierwszy etap prac miał formę akcji ratowniczej, podczas której zastępy ratownicze po przewietrzeniu podziemnych wyrobisk wybudowały nowe tamy izolacyjne.

CZYTAJ DALEJ

Reklama

Najczęściej czytane

W związku z tym, iż od dnia 25 maja 2018 roku obowiązuje Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia Dyrektywy 95/46/WE (ogólne rozporządzenie o ochronie danych) uprzejmie Państwa informujemy, iż nasza organizacja, mając szczególnie na względzie bezpieczeństwo danych osobowych, które przetwarza, wdrożyła System Zarządzania Bezpieczeństwem Informacji w rozumieniu odpowiednich polityk ochrony danych (zgodnie z art. 24 ust. 2 przedmiotowego rozporządzenia ogólnego). W celu dochowania należytej staranności w kontekście ochrony danych osobowych, Zarząd Instytutu NIEDZIELA wyznaczył w organizacji Inspektora Ochrony Danych.
Więcej o polityce prywatności czytaj TUTAJ.

Akceptuję