مقدمه
   الکل‌ها ملکول‌های آلی دارای اتم کربن با هیبریداسیون sp3 که به گروه هیدروکسیل (OH) متصل شده، هستند. در الکل‌ها اگر کربن متصل به گروه هیدروکسیل تنها به یک اتم کربن متصل شده باشد آن را الکل نوع اول و اگر به دو اتم کربن متصل باشد الکل نوع دوم و اگر با سه اتم کربن پیوند داشته باشد الکل نوع سوم می‌گویند.
در شکل زیر الکل‌های نوع اول، دوم و سوم نشان داده شده است (شکل 1).
 

شکل 1

 


   اتم کربن الکل های نوع اول و دوم، برخلاف الکل های نوع سوم، در معرض اکسایش قرار می گیرد. به منظور اکسایش الکل ها لازم است اتم کربن متصل به عامل هیدروکسیل، حداقل یک اتم هیدروژن داشته باشد. از اکسایش الکل‌های نوع اول ابتدا آلدهید و در ادامه اسید تولید می‌شود و بر اثر اکسایش، الکل‌های نوع دوم تنها تبدیل به کتون می‌شوند. الکل‌های نوع سوم در واکنش اکسایش شرکت نمی‌کنند. این مراحل در شکل 2 خلاصه شده است.
 

شکل 2

 


   از طرفی الکل‌های نوع سوم با از دست دادن گروه عاملی OH یون‌های پایدارتری (کربوکاتیون) تولید می‌کنند. کربوکاتیون‌ها یون‌های مثبتی هستند که استخلاف‌های الکترون‌دهنده آلکیلی از طریق پایدار کردن بار مثبت، باعث افزایش پایداری و طول عمر آن ها می‌شود. بنابراین الکل‌های نوع سوم کربوکاتیون‌های پایدارتری تولید می‌کنند (شکل 3).

 

شکل 3

  
حال با این مقدمه و آشنایی با ویژگی‌های منحصر به فرد الکل‌ها، شناسایی و تمییز آن ها امکان‌پذیر است.

شرح آزمون
   سه لوله‌ی آزمایش بدون برچسب، حاوی محلول بی‌رنگ از الکل‌های 1-پروپانول، 2-پروپانول و 2-متیل-2-پروپانول به شما داده می‌شود و از شما خواسته می‌شود ماهیت الکل‌ها را با طراحی آزمایش‌ها‌ی لازم شناسایی کنید و روی هر  لوله‌ی آزمایش با برچسب، نام الکل موردنظر را بنویسید.

   ابتدا لازم است نوع الکل‌ها شناسایی شود، در 1-پروپانول عامل هیدروکسیل به کربن شماره‌ی یک، در 2-پروپانول به کربن شماره‌ی دو و در 2-متیل-2-پروپانول عامل هیدروکسیل به سه اتم کربن متصل است پس به ترتیب، الکل نوع اول، نوع دوم و نوع سوم داریم (شکل 4).

 

شکل 4

 آزمون کرومیک اسید ( معرف جونزJones Reagent  ):

   معرف جونز، کرومیوم تری اکسید (CrO₃) در سولفوریک اسید (H₂SO₄) است که به عنوان اکسنده‌ی قوی باعث اکسایش سریع الکل‌های نوع اول به کربوکسیلیک اسید و الکل‌های نوع دوم به کتون می‌شود. بنابراین از این واکنش برای شناسایی و تشخیص الکل‌های نوع اول و دوم از الکل‌های نوع سوم استفاده می‌شود. الکل‌ها با معرف زرد-نارنجی جونز حاوی کروم (VI) واکنش می‌دهند. در این واکنش الکل بوسیله این واکنشگر اکسید شده و بر اثر کاهش معرف جونز، کروم زرد - نارنجی (VI) به کروم (III) سبز رنگ دیده می‌شود. تغییر رنگ واکنش‌گر از نارنجی به سبز به عنوان پاسخ مثبت به آزمایش است.

   مقداری از هریک از این الکل‌ها را به‌طور جداگانه داخل سه لوله آزمایش بریزید و یکی دو قطره از محلول زرد-نارنجی کرومیک اسید به محتوی هر سه لوله‌ی آزمایش اضافه کنید. الکل‌های نوع اول و دوم به آزمون کرومیک اسید (معرف جونز) پاسخ مثبت می‌دهند و محتوی لوله‌ی آزمایش سبز رنگ می‌شود ولی الکل‌های نوع سوم به این آزمون پاسخ مثبت نمی‌دهند. بنابراین لوله‌ی آزمایشی که به رنگ نارنجی باقی می‌ماند به طور حتم 2-متیل-2-پروپانل (الکل نوع سوم) است و ظاهر شدن رنگ سبز حضور الکل نوع اول یا دوم را نشان می‌دهد.
 

معرف لوكاس: (Lucas Reagent) 

   معرف دیگری که براي شناسايي نوع الكل‌ها استفاده مي‌شود معرف لوکاس نام دارد. در واقع الكل‌هاي نوع سوم سريعا با اين معرف واكنش مي‌دهند ولي الكل‌هاي نوع دوم واكنشي كند داشته و الكل‌هاي نوع اول واكنشي ندارند.
   معرف لوکاس محلول آبی از اسید قوی هیدروکلریک اسید  (HCl) و کلرید روی (ZnCl2) است. براي تهيه اين معرف 136 گرم كلريد روي بدون آب را در 105 گرم اسيد كلريدريك غليظ همراه با سرد كردن حل كنيد. واکنش مربوط به تست لوکاس از طریق تشکیل کربوکاتیون پیش می رود. بنابراین تنها الکل هایی که کربوکاتیون پایداری (الکل های نوع سوم) تولید می کنند این واکنش را انجام می دهند.
   در ادامه مجددا مقداری از هریک الکل‌ها را داخل سه لوله آزمایش دیگر بریزید و به محتوی هر سه لوله‌ی آزمایش یک قطره معرف لوکاس اضافه کنید، بلافاصله پس از افزایش معرف لوکاس لوله‌ی آزمایشی که حاوی الکل نوع سوم است تغییر رنگ می‎‌دهد و کدر می‌شود. دو دقیقه پس از افزودن معرف لوکاس شاهد تغییر رنگ لوله‌ی آزمایش دیگری هستیم که به طور حتم حاوی الکل نوع دوم است. تا پنج دقیقه صبر کنید تا نتیجه آزمایش کامل شود. لوله‌ی حاوی الکل نوع اول همچنان بدون تغییر و بی‌رنگ باقی می ‌‎ماند. با انجام این تست نوع الکل‌ها مشخص می‌شود و شما قادرید با اطمینان اسم الکلها را روی لوله‌های آزمایش بنویسید  .
 

نتیجه گیری
   معرف جونز (CrO₃/H₂SO₄) و لوکاس(ZnCl₂/HCl)  دو معرف شیمیایی جالب برای شناسایی نوع الکل‌ها هستند. اساس کار معرف جونز اکسایش الکل‌ها و معرف لوکاس تشکیل یون پایدار است. بنابراین معرف جونز به‌عنوان اکسنده‌ی قوی، قادر است الکل‌هایی که کربن متصل به هیدروکسی در آنها حداقل یک اتم هیدروژن دارد اکسید کند. بنابراین الکل‌های نوع اول و دوم به این تست پاسخ مثبت می‌دهند و الکل نوع سوم واکنش نمی‌دهد. از طرفی الکل‌های نوع سوم یون‌های مثبت پایداری تولید می‌کنند که طول عمر خوبی دارند و به معرف لوکاس پاسخ سریع می‌دهند. الکل‌های نوع دوم با کمی تاخیر زمانی و الکل‌های نوع اول اصلا واکنشی نمی‌دهند.
 

نویسنده: عاطفه قویدست
دانشجوی سال دوم دکتری شیمی آلی
دانشگاه گیلان

منبع:
Organic Chemistry Laboratory II, Identification of Alcohols by Chemical Methods.