الکل ها و نقش ضد عفونی کننده

دقیقا مشخص نیست که انسان چه زمانی پی برد که با تخمیر برخی از میوه ها و گیاهان می تواند الکل تولید کند اما برخی از شواهدی که بدست آمده اند، نشان از قدمت بالای آن دارند. باقی مانده هایی از یک نوشیدنی تخمیر شده در فلسطین پیدا شده است که عمر آن 13000 سال محاسبه شده است ، همچنین نشانه هایی از نوشیدنی هایی تخمیر شده از برنج، عسل و میوه جات مربوط به 6600-7000 قبل از میلاد در چین پیدا شده اند.

علی رغم استفاده و تولید ترکیبات الکلی توسط مردمان باستان ماهیت آن تا قرن سوم هجری بر بشر پوشیده بود. بر اساس شواهد موجود حکیم زکریای رازی که در نیمه دوم قرن سوم هجری و اوایل قرن چهارم هجری زندگی می کرد، از طریق تقطیر توانسته است، الکل را استخراج کند. هرچند در برخی منابع به افرادی اشاره شده است که پیشتر از رازی موفق به استخراج الکل شده بودند، اما با توجه به اینکه نامگذاری این ترکیبات همان نامگذاری رازی است، او را به عنوان کاشف الکل می شناسیم.

ساختار شیمیایی الکل

الکل از نظر شیمیایی به ترکیبی دارای یک گروه هیدروکسیل که به یک کربن آلیفاتیک متصل است، اطلاق می شود. با توجه به اینکه تمامی الکل ها دارای یک گروه عاملی OH هستند، برای نشان دادن آنها از ROH استفاده می کنیم که در آن R  نشان دهنده یک گروه آلکیل است. الکل ها به صورت طبیعی وجود دارند و شناخته شده ترین آنها اتانول است که در بسیاری از نوشیدنی ها وجود دارد.

گروه عاملی الکل در مولکول های زیستی مانند شکر، آمینواسیدها و ویتامین ها وجود دارد. همچنین در بسیاری از مواد و محصولاتی که روزانه با آنها سروکار داریم ردی از خود بر جای گذاشته است، به عنوان مثال ضدیخ ماشین حاوی اتیلن گلیکول است که یک ترکیب الکلی به شمار می آید.

در هنگام نامگذاری الکل ها پسوند “ول” به نام هیدروکربن افزوده می شود. عدد جلوی نام الکل نیز نشان دهنده مکان گروه هیدروکسیل است.

دسته بندی الکل ها

در یک روش می توان مولکول ها را براساس تعداد گروه های هیدروکسیلی دسته بندی کرد:

• مونوهیدریک (Monohydric): مولکول دارای یک گروه هیدروکسیل است.
• دی هیدریک (Dihydric): در ساختار مولکول دو گروه هیدروکسیلی وجود دارد.
• پلی هیدریک (Polyhydric): مولکول دارای بیش از دو گروه الکلی است.

این سه نوع مولکول را می توان در شکل زیر مشاهده کرد:

حلالیت

تعداد گروه های هیدروکسیل موجود در یک مولکول بر روی حلالیت اثر می گذارند. در یک مولکول با تعداد اتم های کربن مساوی هرچه تعداد گروه های هیدروکسیل بیشتر باشد از حلالیت بالاتری در آب برخوردار است.

دسته بندی گروه عاملی

الکل ها را همچنین می توان بر اساس نوع کربنی که گروه عاملی به آن چسبیده است دسته بندی کرد:

نوع اول (primary): گروه هیدروکسیل به یک کربن دارای دو هیدروژن چسبیده است.

نوع دوم (secondary):  گروه عاملی به کربنی دارای یک اتم هیدروژن متصل است.

نوع سوم (tertiary): کربنی که گروه الکلی به آن چسپیده است، اتم هیدروژن ندارد.

کاربردهای الکل 

همانگونه که پیشتر گفته شد بسیاری از ترکیباتی که به صورت روزانه و معمول از آنها استفاده می کنیم، الکل هستند، که نشان از کاربری وسیع این مواد دارد. در ادامه به برخی از این کاربردها پرداخته شده است:  

پزشکی

خاصیت ضد عفونی کنندگی الکل ها مدت های زیادی است که برای بشر شناخته است و از آن استفاده می کند. حتما در برخی از فیلم ها دیده اید که افراد زخمی مقداری الکل بر روی زخم خود می ریزند تا آن را ضد عفونی کنند. فارغ از اینکه این کار چه میزان موثر است، به دلیل وجود اتانول در نوشیدنی های الکلی کاری منطقی به نظر می آید (البته تنها در فیلم ها).

خاصیت ضدعفونی کنندگی الکلهایی مانند اتانول و ایزوپروپانول از لحاظ علمی و پزشکی اثبات شده است و به صورت گسترده ای نیز برای این امر مورد استفاده قرار می گیرند.

ایزوپروپیل الکل این روزها به دلیل شیوع بیماری کرونا محبوبیت بالایی به دست آورده است. اکثر محلول ها و ژل های شستشوی حاوی ایزوپروپانول هستند. این ماده در ترکیب با آب ساختارهای پروتئینی ویروس را تخریب کرده و موجب نابودی آن می شود.

الکل طبی

این دسته به الکل سفید نیز معروف هستند، در امور پزشکی به صورت گسترده برای ضد عفونی کردن سطوح مختلف از لوازم پزشکی گرفته تا پوست و زخم مورد استفاده قرار می گیرد.

صنعتی

تمامی موادی که به صورت شیمیایی تولید می شوند بسته نوع روش انتخاب شده و هدف نهایی، می توانند گریدهای مختلفی داشته باشند. به عنوان مثال ماده ای مانند اتانول می تواند در گریدهای خوراکی، پزشکی، صنعتی و… تولید شود. گریدهای پزشکی و غذایی بسیار حساس هستند و باید تمامی ترکیبات موجود در آن مشخص و مجاز باشند، از این بین گرید دارویی عموما حساسیت بیشتری دارد.

اما در گریدهای صنعتی معمولا مقادیری ناخالصی (عموما در هنگام تولید به وجود می آیند) نیز وجود دارد و در مقایسه با گریدهای غذایی و دارویی حساسیت کمتری بر روی غلظت و ناخالصی های موجود در آن وجود دارد.

الکل های صنعتی موجود در بازار

این دسته با رنگ زرد و علامت خطر بر روی آنها می شناسیم. برخی افراد تصور می کنند که کل این محصولات از متانول تشکیل شده اند. درحالیکه حقیقت چیز دیگری است. الکل های صنعتی موجود در بازار نیز عموما از اتانول تشکیل شده اند و تنها مقادیری از متانول و ماده رنگی در آنها وجود دارد. متانول بسیار سمی است و در مقادیر بالا می تواند آسیب هایی جدی را به بدن وارد کند، به همبن دلیل است که بر روی الکل های صنعتی علامت خطر قرار داده شده است.

تولید نوشیدنی

اتانول به واسطه حضور در نوشیدنی ها و استفاده در ضدعفونی شناخته شده ترین الکل است. علی رغم مضراتی که خوردن این ماده دارد، اما هنوز هم طرفداران خود را در سرتاسر دنیا دارد.

سوخت

ترکیباتی مانند متانول و اتانول در هنگام سوختن کربن دی اکسید و آب تولید می کنند و می توان از آنها به عنوان سوختی پاک و ارزان استفاده کرد. در حال حاضر در بسیاری از کشورها این به صورت خالص و یا در ترکیب با بنزین به عنوان سوخت اتومبیل کاربرد دارند.

حلال

ترکیبات الکلی می توانند طیف گسترده ای از مواد را در خود حل کنند. به عنوان مثال اتانول بسیاری از ترکیباتی را که در آب حل نمی شوند در خود حل می کند و به صورت گسترده در تولید عطرها و مواد آرایشی بهداشتی به کار برده می شود.

ماده اولیه

بسیاری از ترکیبات الکلی در تولید سایر مواد شیمیایی به کار برده می شوند. به عنوان مثال متانول در تولید فرمالدهید؛ اتانوئیک اسید، متیل استرها و اسیدهای مختلف کاربرد دارد.