Области использования спиртов многочисленны и разнообразны, особенно учитывая широчайший спектр соединений, относящихся к этому классу. Вместе с тем, с промышленной точки зрения, только небольшой ряд спиртов вносит заметный вклад в глобальную мировую экономику.
В TOP 50 за 2002 год соединений[К 3] , выпускаемых химической промышленностью США, из спиртов входят только метанол (14-е место) и этиленгликоль (29-е место)[107] . В следующие 50 важнейших химических соединений, по данным за 1999 год, включены изопропиловый спирт, н -бутиловый спирт, синтетический этанол, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, 2-этилгексанол, бутандиол-1,4, сорбит и глицерин[108] .
65 млн тонн
Применение в органическом синтезе
Основная доля метилового спирта используется в промышленном синтезе формальдегида методом высокотемпературного каталитического окисления метанола [К 6] [109] . Кроме того, из метанола получают трет -бутилметиловый эфир, уксусную кислоту (процесс Монсанто (англ.)русск.)[110] , N,N-диметиланилин[111] , метиламины[112] и хлорметан[113] .
Из этанола в промышленности производят диэтиловый эфир (методом дегидратации при 250 °С над Al 2 O3 )[114] , хлораль[115] , ацетальдегид[116] и этилацетат[117] .
Изопропиловый спирт при каталитическом жидкофазном дегидрировании на никеле Ренея при 150 °С превращают в ацетон [118] . Основным продуктом, получаемым из бутанола, является бутилакрилат[119] .
Применение в качестве топлива
биотопливо
Для топливных целей в настоящий момент используются в промышленных объёмах три спирта: метанол, этанол и бутанол-1, что связано, прежде всего, с их коммерческой доступностью и возможностью массового производства из растительного сырья (кроме метанола [К 7] ).
При этом возможно использование спиртов в виде горючего в чистом виде, в виде различных смесей с бензином или дизельным топливом[120] , а также в качестве оксигенирующих добавок (до 10 %) с целью повышения октанового числа и снижения токсичности отработанных газов[К 8] [121] [122] . Отдельным направлением является использование метанола для переэтерификации жиров в производстве биодизеля[123] .
Доклад: Отравление метанолом и этиленгликолем
... метанола. 4-Метилпиразол (4-МП) в чистом виде или в сочетании с этанолом также бывает, полезен при отравлении метанолом. ... веществ, например этилового спирта, метанола, изопропилового спирта, глицерола или маннитола, ... соединения содержат карбонильные группы, ингибируюшие окислительное фосфорилирование, синтез белка и активность ферментов с сульфгидрильной группой. Отличительным признаком отравления ...
73,9 млрд литров
Основными причинами, послужившими активному изучению спиртов в качестве альтернативного горючего, являются [126] :
- рост цен на нефть и газ, а также исчерпаемость этих ресурсов в будущем;
- спирты обладают высокими эксплуатационными характеристиками, а продукты сгорания содержат меньше вредных веществ;
- спирты могут изготавливаться биохимическим методом из отходов пищевой, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, что попутно решает проблему утилизации.
Вместе с тем, массовое использование вышеуказанных спиртов в качестве моторного топлива, помимо чисто экономических причин, имеет ряд недостатков [127] :
- метанол и этанол обладают по сравнению с бензином меньшей энергоэффективностью и, соответственно, обеспечивают больший расход;
- низкие температуры кипения спиртов могут служить причиной образования паровых пробок, что может существенно усложнить работу двигателя;
- гигроскопичность спиртов, а также их растворимость в воде может привести к резкому снижению мощности при попадании влаги в топливную систему;
- спирты обладают существенно более высокими коррозионными характеристиками по сравнению с углеводородами;
- относительно высокая скрытая теплота сгорания метанола и этанола может служить причиной проблемы при смешении этих спиртов с воздухом и дальнейшей транспортировки через впускной коллектор двигателя.
Промышленное применение спиртов, Растворители
Среди растворителей широкое распространение имеют самые разные типы спиртов: одноатомные (метанол, пропанол-2) и многоатомные (этиленгликоль, глицерин); алифатические (этанол, бутанол-1) и циклические (циклогексанол).
Спирты относятся к полярным растворителям и применяются в различных отраслях промышленности [128] .
3,5 млн тонн
Использование спиртов в качестве растворителей включает в себя следующие направления [130] :
- Технологический растворитель: экстракция и очистка натуральных продуктов (жиры и масла, смолы, воск, природные красители и ароматизаторы, альгинаты, витамины, алкалоиды, водоросли), носитель в пищевой промышленности, очистка, кристаллизация и осаждение органических химических веществ.
- Растворитель в производстве красок и покрытий: растворение синтетических полимерных материалов (лаки, смолы, клеи и т. п.), компонент цементов, красок и чернил.
- Очиститель: производство электронных компонентов, металлических поверхностей, фотоплёнок и фотобумаг, стеклоочиститель и пр., компонент жидкого мыла и моющих средств.
- Растворитель в производстве фармацевтической продукции, парфюмерии и косметики.
- Растворитель в аэрозолях (бытовых и медицинских).
Основой всех алкогольных напитков является этанол, который получается при сбраживании пищевого сырья — винограда, картофеля, пшеницы и прочих крахмало- или сахаросодержащих продуктов. Кроме того, этиловый спирт используется в качестве компонента некоторых пищевых и ароматических эссенций (ароматизаторов), широко используемых в кулинарии, при выпечке кондитерских изделий, производстве шоколада, конфет, напитков, мороженного, варений, желе, джемов, конфитюров и пр. Однако этанолом список спиртов, используемых в индустрии продуктов питания, не ограничивается. Спирты можно встретить среди самых разных пищевых добавок, например, глицерин (E422) используется как — влагоудерживающий агент, растворитель, загуститель, разделитель [К 9] , плёнкообразователь[К 10] , средство для капсулирования. Ряд спиртов находит применение в качестве сахарозаменителей (ксилит, маннит, сорбит, эритрит), ароматизаторов (ментол), красителей (лютеин) и т. д.[146]
Реферат этиловый спирт
... применение этанола в качестве растворителя ограничено. Это объясняется его фармакологической неиндифферентностью способностью к окислению, дегидратирующими свойствами. Этанол относится к летучим и легковоспламеняющимся жидкостям. Спирт этиловый ... произвести необходимые расчёты по разбавлению спирта. (Более подробно о данных таблицах читайте в реферате, который можете скачать по ссылке после ...
Парфюмерия, косметика и бытовая химия
Спирты довольно широко используются в качестве душистых веществ для составления композиций в парфюмерно-косметической промышленности и производстве отдушек для бытовой химии и прочей потребительской продукции (гераниол, нерол, цитронеллол, ментол и др.).
Помимо придания аромата, в парфюмерно-косметической продукции спирты используются и в других целях [147] :
- антивспениватели: этанол, пропанол-1, пропанол-2, гексанол;
- антикоррозионые вещества: 2-диметиламино-2-метилпропанол-1;
- антимикробные препараты: 2,4-дихлорбензиловый спирт, (этилендиокси)диметанол;
- антиоксиданты: тиодигликоль;
- антистатики: высшие жирные спирты (С12 —С16 );
- гидротропные вещества: гексанол;
- маскирующие средства: бутандиол-2,3, 2-бензилгептанол-1, борнеол, 3,7-диметилнонадиен-1,6-ол-3;
- консерванты: 2-бром-2-нитропропандиол-1,3, бензиловый спирт, 1,1,1-трихлор-2-метилбутанол-2;
- охлаждающие агенты: ментол, 3-метоксипропандиол-1,2;
- пластификаторы: октандиол-1,8, 2,2-диметилпропандиол-1,3;
- противосеборейные средства: ундеканол-1;
- связующие: докозанол-1, высшие жирные спирты (С20 —С22 );
- смягчители: высшие жирные спирты (С9 —С16 ); высшие гликоли (С15 —С30 );
- средства для завивки или распрямления волос: дитиотреитол, 3-меркаптопропандиол-1,2;
- стабилизаторы эмульсий: 7-дегидрохолестерин, 3-(октадецилокси)пропандиол-1,2, высшие жирные спирты (С9 —С50 );
- стабилизаторы пены: деканол-1, миристиловый спирт, цетиловый спирт, стеариловый спирт;
- увлажнители: гексантриол-1,2,6, бутандиол-1,2, бутандиол-2,3, 2-бутилоктанол-1, глицерин;
- фиксаторы волос: 2-(2-аминоэтокси)этанол;
- эмульгаторы: высшие жирные спирты (С40 —С60 ).
Применение спиртов в медицине
Основным спиртом, применяющимся в медицинских целях, является этанол. Его используют в качестве наружного антисептического и раздражающего средства для приготовления компрессов и обтираний. Ещё более широко применяется этиловый спирт для приготовления различных настоек, разведений, экстрактов и прочих лекарственных форм [148] .
Одноатомные спирты и их применение в медицине
... одноатомных спиртов существенно зависят от строения углеводородного радикала и положения гидроксильной группы. Первые представители гомологического ряда спиртов - жидкости, высшие спирты - твердые вещества. Для ... спирта делать их просто невозможно, а также спирты являются основной базой производства многих лекарственных средств. Цель: Систематизировать полученные знания об одноатомных спиртах, ...
Применение спиртов в качестве собственно лекарственных средств не столь заметно, однако многие препараты по формальному наличию гидроксильной группы можно отнести к рассматриваемому классу органических соединений (кленбутерол, хлорбутанол, маннит, эстрадиол и др.).
Например, в перечне 10 наиболее важных рецептурных препаратов США в 2000 году 6-ю строчку занимает альбутерол, содержащий гидроксильную группу [149] .
Прочие направления использования
В настоящее время трудно найти область практической деятельности человека, где бы не использовались спирты в той или иной роли. Можно выделить следующие малозначительные направления использования:
- пенообразователи для флотореагентов[150] ;
- исходные продукты для получения взрывчатых веществ, а также их компоненты (глицерин применяется для синтеза нитроглицерина, этиленгликоль — этиленгликольдинитрата, пентаэритрит — пентаэритриттетранитрата[151] );
- исходные продукты для получения отравляющих веществ, а также компоненты для их дегазации (низшие спирты применяются для синтеза фосфорорганических боевых отравляющих веществ: табуна или диизопропилфторфосфата[152] ; моноэтаноламин и метилцеллозольв используются для дегазации[153] ).
