İzopropil alkol

İzopropil alkol (IUPAC ismi: propan-2-ol), CH3CH(OH)CH3 (bazen i-PrOH şeklinde de temsil edilir) kimyasal formülüne sahip organik bileşik. Renksiz ve yanıcıdır. Güçlü bir kokusu vardır. Alkol karbon atomunun diğer iki karbon atomuna ve propil grubunun hidroksil grubuna bağlı olduğu bu bileşik -bazen (CH3)2CHOH şeklinde de gösterilir- ikincil alkolün en basit örneğidir. 1-propanol'ün yapısal izomeridir. Evsel ve endüstriyel alanda çeşitli kullanımları vardır.
Özellikler
İzopropil alkol; su, etanol ve kloroformda karışabilir. Etil selüloz, polivinil bütiral, birçok yağ, alkaloid, sakız ve doğal reçineleri çözer. Etanol ve metanolün aksine; izopropil alkol, tuz çözeltileriyle karışmaz ve sodyum klorür gibi bir tuz eklenerek sulu çözeltilerden ayrılabilir. Bu işlem tuzlama (EN: salting out) olarak adlandırılır ve konsantre izopropil alkolün ayrı bir katmana ayrılmasına neden olur.
İzopropil alkol, su ile bir azeotrop oluşturur; bu, 80.37 C (176.67 F) kaynama noktası ve kütlece %87.7 (hacimce %91) izopropil alkolden oluşan bir karışım verir. Alkol-su karışımları düşük erime noktalarına sahiptir. Hafif acı bir tada sahiptir ve içilmesi güvenli değildir.
İzopropil alkol, azalan sıcaklıkla giderek daha viskoz hale gelir ve -89 C'de donar.
Tepkimeler
İzopropil alkol, karşılık gelen keton olan asetona oksitlenebilir. Bu, kromik asit gibi oksitleyici maddeler kullanılarak veya izopropil alkolün ısıtılmış bir bakır katalizör üzerinde hidrojeninin giderilmesiyle elde edilebilir:
(CH3)2CHOH - (CH3)2CO + H2
İzopropil alkol genellikle Meerwein-Ponndorf-Verley indirgeme ve diğer transfer hidrojenasyon reaksiyonlarında hem çözücü hem de hidrür kaynağı olarak kullanılır. İzopropil alkol, fosfor tribromür kullanılarak 2-bromopropana dönüştürülebilir veya sülfürik asit ile ısıtılarak propene dehidre edilebilir.
Çoğu alkol gibi, izopropil alkol de potasyum gibi aktif metallerle reaksiyona girerek izopropoksitler olarak adlandırılabilecek alkoksitleri oluşturur. Alüminyum ile reaksiyon (bir miktar cıva ile başlatılır) katalizör alüminyum izopropoksit hazırlamak için kullanılır.
Tarih
1920'de Standard Oil, ilk olarak propeni hidratlayarak izopropil alkol üretti. İzopropil alkol, dumansız, düşük patlayıcı bir itici olan korditin hazırlanması için asetona oksitleniliyordu.
Üretim
1994 yılında Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa ve Japonya'da 1,5 milyon ton izopropil alkol üretildi. Öncelikle su ve propenin bir hidrasyon reaksiyonunda birleştirilmesiyle veya asetonun hidrojenlenmesiyle üretilir. Hidrasyon işlemi için iki yol vardır ve her iki işlem de izopropil alkolün su ve diğer yan ürünlerden damıtma yoluyla ayrılmasını gerektirir. İzopropil alkol ve su bir azeotrop oluşturur ve basit damıtma kütlece %87.9 izopropil alkol ve kütlece %12.1 su olan bir malzeme verir. Saf (susuz) izopropil alkol, azeotrop ajanlar olarak diizopropil eter veya siklohekzan kullanılarak ıslak izopropil alkolün azeotropik damıtılmasıyla yapılır.
Biyolojik
Diyabetik ketoasidozda vücutta az miktarda izopropil alkol üretilir.
Dolaylı hidrasyon
Dolaylı hidrasyon, bir sülfat esterleri karışımı oluşturmak için propen ile sülfürik asit reaksiyona girer. Bu işlem, düşük kaliteli propen kullanabilir ve en ABD'de kullanılır. Propene su veya sülfürik asit eklenmesi Markovnikov'un kuralına uyduğundan, bu işlemler öncelikle 1-propanol yerine izopropil alkol verir. Bu esterlerin daha sonra buharla hidrolizi, damıtma yoluyla izopropil alkol üretir. Diizopropil eter, bu işlemin önemli bir yan ürünüdür; prosese geri döndürülür ve istenen ürünü vermek üzere hidrolize edilir.
CH3CH=CH2 + H2O (CH3)2CHOH
Doğrudan hidrasyon
Doğrudan hidrasyon, katı veya destekli asidik katalizörlerin varlığında yüksek basınçlarda gaz veya sıvı fazda propen ve suyu reaksiyona sokar. Bu tür bir işlem genellikle daha yüksek saflıkta propilen (> %90) gerektirir. Bu yöntem en çok Avrupa'da kullanılır.
Asetonun hidrojenasyonu
İzopropil alkol, asetonun hidrojenasyonu yoluyla hazırlanabilir; bununla birlikte, asetonun kendisi normal olarak kümen prosesi yoluyla propenden hazırlandığından, bu yaklaşım, yukarıdaki yöntemlere kıyasla fazladan bir adım içerir. IPA maliyeti esas olarak hammadde (aseton veya propilen) maliyetinden kaynaklanmaktadır. Bilinen bir konu, MIBK (metil izobütil keton) ve diğer kendi kendine yoğunlaşma ürünlerinin oluşmasıdır. Raney nikeli orijinal endüstriyel katalizörlerden biriydi, modern katalizörler genellikle desteklenen bimetalik malzemelerdir.
Kullanım alanları
1990'da Amerika Birleşik Devletleri'nde, çoğunlukla kaplamalar veya endüstriyel işlemler için bir çözücü olarak 45.000 metrik ton izopropil alkol kullanıldı. O yıl 5400 metrik ton IPA, ev ve kişisel bakım ürünlerinde kullanıldı. İzopropil alkol, düşük toksisite sayesinde, özellikle farmasötik uygulamalarda yaygındır. Izopropil alkol, kimyasal ara madde olarak kullanılır. İzopropil alkol asetona dönüştürülebilir.
Çözücü
İzopropil alkol, çok çeşitli polar olmayan (apolar) bileşikleri çözer. Ayrıca hızla buharlaşır, etanol ile karşılaştırıldığında neredeyse sıfır yağ kalıntısı bırakır ve alternatif çözücülere kıyasla nispeten toksik değildir. Bu nedenle özellikle yağları çözmek için çözücü ve temizleme sıvısı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Etanol, n-bütanol ve metanol ile birlikte alkol çözücüler grubuna aittir.
İzopropil alkol genellikle gözlüklerin, elektrik bağlantılarının, ses veya video bant okuyucu kafalarının, DVD ve diğer optik disk lenslerinin temizlenmesinde, CPU'lardaki ve diğer IC paketlerindeki soğutuculardan termal macunun çıkarılmasında kullanılır.
Tıbbi kullanımları
El dezenfektanı ve dezenfekte edici pedler tipik olarak suda %60-70 izopropil alkol veya etanol çözeltisi içerir. İzopropil alkol için bir geçit görevi gören bakterilerin zar gözeneklerini açmak için su gereklidir. El dezenfektanı olarak suda %75 v/v çözelti kullanılabilir.
Anestetik olarak erken kullanımları
İzopropil alkol anestezi için kullanılabilse de, birçok olumsuz özelliği veya dezavantajı bu kullanımı engellemektedir. İzopropil alkol de çözücü olarak etere benzer şekilde kullanılabilir. İlk kullanımlar, çözücünün küçük memeliler ve kemirgenler için bilim adamları ve bazı veterinerler tarafından genel anestezik olarak kullanılmasını içeriyordu. Bununla birlikte, solunum tahrişi, iç kanama ve görme ve işitme sorunları dahil olmak üzere birçok komplikasyon ortaya çıktığından kısa süre sonra kesildi. Nadir durumlarda, hayvanlarda ölüme yol açan solunum yetmezliği gözlenmiştir.
Laboratuvar
Biyolojik numune koruyucusu olarak izopropil alkol, formaldehit ve diğer sentetik koruyuculara nispeten toksik olmayan bir alternatif sağlar. Örnekleri korumak için %70-99 izopropil alkol çözeltileri kullanılır.
DNA ekstraksiyonunda genellikle izopropil alkol kullanılır. Bir laboratuvar çalışanı, DNA'yı çökeltmek için bir DNA çözeltisine IPA ekler, bu da santrifüjden sonra bir pelet oluşturur. Bu mümkündür çünkü DNA izopropil alkolde çözünmez.
Güvenlik
İzopropil alkol buharları, havadan daha yoğundur ve yanıcıdır; havada %2 ile %12,7 arasında bir yanıcılık aralığı vardır. Isıdan ve açık alevden uzak tutulmalıdır. İzopropil alkolün magnezyum üzerinde damıtılmasının, konsantrasyon üzerine patlayabilecek peroksitler oluşturduğu rapor edilmiştir.
Toksikoloji
İzopropil alkol, metabolitleri aracılığıyla etanolden biraz daha toksiktir, ancak etilen glikol veya metanolden önemli ölçüde daha az toksiktir. Nispeten büyük miktarlarda bile yutulması veya emiliminden ölüm nadirdir. Hem izopropanol hem de metaboliti aseton, merkezi sinir sistemi (CNS) depresanları olarak işlev görür. Zehirlenme; yutma, soluma veya cilt emiliminden kaynaklanabilir. İzopropil alkol zehirlenmesinin belirtileri arasında kızarma, baş ağrısı, baş dönmesi, CNS depresyonu, mide bulantısı, kusma, anestezi, hipotermiya, düşük tansiyon, şok, solunum depresyonu ve koma yer alır. Aşırı dozlar, metabolizmasının asetona dönüşmesinin bir sonucu olarak nefeste meyvemsi bir kokuya neden olabilir. İzopropil alkol; anyon açıklı asidoza neden olmaz, ancak diğer alkollerde olduğu gibi, serumun hesaplanan ve ölçülen ozmolaliteleri arasında ozmolal bir boşluk oluşturur.
İzopropil alkol, karaciğerde alkol dehidrojenaz tarafından aseton oluşturmak üzere oksitlenir ve insanlarda 2.5 ile 8.0 saat arasında biyolojik bir yarı ömre sahiptir. Metanol veya etilen glikol zehirlenmesinden farklı olarak, izopropil alkolün metabolitleri önemli ölçüde daha az toksiktir. Ayrıca, metanol veya etilen glikol ile birlikte alımdan şüphelenilmedikçe, bir alkol dehidrojenaz inhibitörü olan fomepizolün kullanımı için herhangi bir gerek yoktur.