Alcohols Tamil revision study sheet in plain paragraphs: the carbinol carbon and monohydric definition, the 1 degree 2 degree 3 degree classification by carbon count on the carbinol carbon, hydrogen bonding as the basis of high boiling point and water solubility, and five preparation routes — alkyl halide hydrolysis, Markovnikov hydration of alkenes, fermentation of sugars, reduction of carbonyl compounds by lithium aluminium hydride or sodium borohydride, and the reaction of primary amines with nitrous acid.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 8 · குறு குறிப்பு (8அ)

🧠 மனப்படம்
🧪
ஆல்கஹால்கள் — வகைப்பாடும் தயாரிப்பும்
Alcohols — Classification & Preparation

1 அல்ககோல்கள் என்றால் என்ன?

கலப்பாக்கம் (hybridisation) அடைந்த sp³ காபன் அணுவுடன் ஓர் ஐதரொட்சில் கூட்டம் (hydroxyl group, –OH) நேரடியாக இணைக்கப்பட்டுள்ள சேதனச் சேர்வைகளே அல்ககோல்கள் எனப்படுகின்றன. –OH கூட்டத்தைச் சுமக்கும் அந்தக் காபன் அணு காபினோல் காபன் (carbinol carbon) என அழைக்கப்படுகின்றது; இக்காபன் அணுவே அல்ககோலின் வேதி நடத்தை முழுவதையும் நிர்ணயிக்கும் மையமாக அமைகின்றது.

ஒரே ஒரு –OH கூட்டத்தை மட்டும் கொண்டுள்ள அல்ககோல் ஓர் ஐதரிக் அல்ககோல் (monohydric alcohol) எனப்படும். இப்பாடத்தில் ஐதரிக் அல்ககோல்களே ஆராயப்படுகின்றன — அவற்றின் பாகுபாடு, இயற்பியல் இயல்புகள், பின்னர் அவற்றைத் தயாரிக்கும் ஐந்து முறைகள் என்று படிப்படியாகக் காணலாம்.

2 1°/2°/3° வகைப்பாடு

ஓர் ஐதரிக் அல்ககோல், காபினோல் காபனுடன் இணைந்துள்ள வேறு காபன் அணுக்களின் எண்ணிக்கையின் அடிப்படையில் மூன்று வகைகளாகப் பாகுபடுத்தப்படுகின்றது. முதலாம்படி (1°) இல் காபினோல் காபன் வேறு ஒரேயொரு காபனுடன் மட்டும் இணைந்து, மீதி இரண்டு இடங்களில் ஐதரசன் அணுக்களைக் கொண்டிருக்கும். இரண்டாம்படி (2°) இல் அது வேறு இரண்டு காபன் அணுக்களுடன் இணைந்திருக்கும். மூன்றாம்படி (3°) இல் அது வேறு மூன்று காபன் அணுக்களுடன் இணைந்து, எவ்வித ஐதரசன் அணுவும் அதனுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்காது — இதுவே 3° அல்ககோல்கள் ஒட்சியேற்றத்தை எதிர்ப்பதற்கான அடிப்படைக் காரணமாக அமையும்.

வகைகாபினோல் C உடன் இணைந்த Cஇணைந்த Hஉதாரணம்
முதலாம்படி (1°)12எதனோல்
இரண்டாம்படி (2°)21புரொப்பன்-2-ஓல்
மூன்றாம்படி (3°)302-மீதைல்புரொப்பன்-2-ஓல்
பொதுவான தவறு
1°/2°/3° பாகுபாட்டை –OH உடன் இணைந்த ஐதரசன்களை வைத்து அல்ல, காபினோல் காபனுடன் இணைந்த காபன் அணுக்களின் எண்ணிக்கையை வைத்தே தீர்மானிக்க வேண்டும்.

3 இயற்பியல் இயல்புகள் — ஐதரசன் பிணைப்பு

அல்ககோலின் O–H பிணைப்பு வலுவாக முனைவாக்கம் (polarisation) அடைந்துள்ளது; ஒட்சிசன் அணு பகுதி எதிர் ஏற்றத்தையும் (δ⁻), ஐதரசன் அணு பகுதி நேர் ஏற்றத்தையும் (δ⁺) பெறுகின்றது. இதனால் அண்டை அல்ககோல் மூலக்கூறுகளுக்கிடையே மூலக்கூற்றிடை ஐதரசன் பிணைப்புகள் உருவாகின்றன — ஒரு மூலக்கூறின் δ⁺ ஐதரசனுக்கும் அண்டை மூலக்கூறின் δ⁻ ஒட்சிசனின் தனிச்சோடி இலத்திரன்களுக்கும் இடையே. இப்பிணைப்புகளை உடைக்கக் கணிசமான சக்தி தேவைப்படுவதால், ஒப்பிடக்கூடிய சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவுள்ள அற்கேன்களையும் ஈதர்களையும் விட அல்ககோல்கள் கணிசமாக உயர்ந்த கொதிநிலையைக் கொண்டிருக்கின்றன — அற்கேன்களுக்கு இடையே ஐதரசன் பிணைப்பே இல்லை, ஈதர்களுக்கு O–H பிணைப்பே இல்லாததால் அவற்றுக்கிடையேயும் ஐதரசன் பிணைப்பு உருவாக முடியாது.

காபன் சங்கிலி நீளும்போது கொதிநிலை படிப்படியாக அதிகரிக்கின்றது (பரந்த வான்டர்வால்சு விசைகள்); கிளையடைந்தால் பரப்பளவு குறைந்து கொதிநிலையும் குறையும். தாழ் சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவுள்ள அல்ககோல்கள் (மெதனோல், எதனோல், புரொப்பன்-1-ஓல்) நீரில் எந்த விகிதத்திலும் கரையும் — –OH கூட்டம் நீர் மூலக்கூறுகளுடன் ஐதரசன் பிணைப்பு உருவாக்குவதே காரணம். ஆனால் காபன் சங்கிலி நீளும்போது முனைவாக்கமற்ற அற்கைல் தொகுதியின் பருமன் கூடுவதால் நீர்க் கரைதிறன் படிப்படியாகக் குறையும்.

புரொப்பேன் (அற்கேன், Mr 44): கொதிநிலை −42°C  ·  இருமீதைல் ஈதர் (Mr 46): −25°C  ·  எதனோல் (Mr 46): +78°C — ஏறத்தாழ சம சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவு இருந்தும் ஐதரசன் பிணைப்பே ~100°C வித்தியாசத்திற்குக் காரணம்.

4 தயாரிப்பு முறை 1 — அல்கைல் ஏலைட்டு ஜலவிகாரம்

ஓர் அல்கைல் ஏலைட்டு (R–X), ஐதரொட்சைல் அயனுடன் (OH⁻, பொதுவாக NaOH(aq) இலிருந்து) கருநாட்டப் பிரதியீட்டுத் தாக்கத்தில் (nucleophilic substitution) ஈடுபடும்போது, அலசன் அணு OH⁻ ஆல் பிரதியீடு செய்யப்பட்டு அல்ககோல் உருவாகின்றது. இது 1°, 2°, 3° மூன்று வகை அல்கைல் ஏலைட்டுகளுக்கும் பொருந்தும் பொது-நோக்கு முறையாகும்.

R–X + OH⁻ → R–OH + X⁻

5 தயாரிப்பு முறை 2 — அல்கீன் நீரேற்றம் (Markovnikov)

ஓர் அல்கீன், செறிந்த சல்பூரிக் அமிலத்துடன் (cold conc. H₂SO₄) தாக்கமடைந்து ஓர் அற்கைல் ஐதரசன் சல்பேட்டை உருவாக்குகின்றது — இது ஒரு இலத்திரனாட்டக் கூட்டல் தாக்கம் (electrophilic addition), காபோகற்றயன் இடைநிலையினூடாக நடந்து மார்க்கோனிக்கோ விதியைப் (Markovnikov's rule) பின்பற்றும். பின்னர் இவ்வற்கைல் ஐதரசன் சல்பேட்டை நீரால் நீர்த்துப் பதப்படுத்தி வெப்பமூட்டினால் அது நீராற்பகுப்படைந்து ஓர் அல்ககோலைத் தருகின்றது. இவ்விரு-படி வினையின் ஒட்டுமொத்த விளைவு, அல்கீனுக்கு மார்க்கோனிக்கோ விதிப்படி நீரைச் சேர்ப்பதற்குச் சமமானதே.

நினைவில் கொள்க
சமச்சீரற்ற அல்கீனுடன் H–X அல்லது H–OSO₃H சேரும்போது, ஐதரசன் ஏற்கெனவே அதிக ஐதரசன் அணுக்களைக் கொண்ட காபனுடன் சேரும் — காரணம் இவ்விதம் சேரும்போதே அதிக உறுதியான காபோகற்றயன் இடைநிலை உருவாகின்றது.

6 தயாரிப்பு முறை 3 — சர்க்கரைகளின் நொதித்தல்

எதனோல் தொழிற்சாலை அளவில் சர்க்கரைகளின் நொதித்தலால் (fermentation) உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றது. கரும்பு, மரவள்ளி போன்ற தாவரப் பொருட்களில் காணப்படும் சூக்குரோசு (sucrose, C₁₂H₂₂O₁₁) முதலில் நீராற்பகுப்படைந்து குளுக்கோசும் புரக்டோசும் தருகின்றது; இவ்வாறு கிடைக்கும் குளுக்கோசு போன்ற சர்க்கரைகள், காற்றற்ற (anaerobic) நிபந்தனைகளின் கீழ் யீஸ்ட் எனும் நுண்ணங்கியிலுள்ள நொதியங்களால் (enzymes) பிரிக்கப்பட்டு எதனோலும் காபனீரொட்சைட்டும் (CO₂) கிடைக்கின்றன. நொதித்தல் 25–35°C இல் சிறந்த முறையில் நிகழும்; கரைசலில் எதனோலின் செறிவு ~15% ஐ அடையும்போது யீஸ்ட் நுண்ணங்கிகள் செயலிழக்கும். பின்னர் நீர்த்த எதனோலைப் பிரிகுழாய்க் காய்ச்சல் (fractional distillation) மூலம் செறிவூட்டுகிறோம்.

C₆H₁₂O₆(aq)  யீஸ்ட்/நொதியம்→  2C₂H₅OH(aq) + 2CO₂(g)

7 தயாரிப்பு முறை 4 & 5 — ஒடுக்கம், அமீன் + நைதரசு அமிலம்

காபனைல் சேர்வைகள் (carbonyl compounds) LiAlH₄ அல்லது NaBH₄ ஆல் ஒடுக்கப்படுகின்றன — இவ்விரு வினைபடிகளும் ஐதரைட்டு அயனை (H⁻) கொடுத்து, அது ஒரு கருநாடியாகச் செயற்பட்டு காபனைல் காபனைத் தாக்குகின்றது. அல்டிகைட்டுகள் ஒடுக்கப்பட்டு முதலாம்படி அல்ககோல்களையும், கீற்றோன்கள் ஒடுக்கப்பட்டு இரண்டாம்படி அல்ககோல்களையும் கொடுக்கின்றன. மேலும், LiAlH₄ மட்டும் (NaBH₄ அல்ல) காபொக்சிலிக் அமிலங்களையும் (RCOOH) ஒடுக்கி முதலாம்படி அல்ககோல்களைக் கொடுக்கும்.

தனித்துவமான ஐந்தாவது வழி: ஓர் அலிபற்றிக் முதலாம்படி அமீன் (R–NH₂) நைதரசு அமிலத்துடன் (HNO₂ — NaNO₂ + HCl இலிருந்து குளிர்விக்கப்பட்ட நிலையில் இடத்திலேயே தயாரிக்கப்படும்) தாக்கமடையும்போது, உருவாகும் அற்கைல் ஈரசோனியம் உப்பு மிகவும் உறுதியற்றது; அது உடனேயே சிதைந்து, நைதரசன் வாயு (N₂) வெளியேறுவதுடன் ஓர் அல்ககோலாக மாறுகின்றது. நைதரசன் வாயுக் குமிழிகள் வெளிவருவதே இத்தாக்கத்தின் தெளிவான அவதானிப்பு — இது அரோமற்றிக் முதலாம்படி அமீன் (அனிலின்) நைதரசு அமிலத்துடன் தந்து 0–5°C இல் ஒப்பீட்டளவில் நிலைத்திருக்கும் பென்சீன்ஈரசோனியம் உப்பைத் தரும் நிலைக்கு நேர் மாறானது.

R–NH₂  NaNO₂/HCl, குளிர்→  [R–N₂⁺]  உடனடியாகச் சிதைவு→  R–OH + N₂↑
தேர்வுக் குறிப்பு
இச்சிதைவு அலிபற்றிக் 1°, 2°, 3° அமீன்களை வேறுபடுத்தும் ஒரு தன்மாதிரி சோதனையாகவும் பயன்படும்: 1° அமீன் மட்டுமே இவ்வாறு உடனடியாக N₂ வாயுவை வெளியேற்றி அல்ககோலாக மாறும்.
learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 8 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc