Периол — древесный спирт и его свойства¶

Периол (метанол, метиловый спирт, древесный спирт, CH₃OH) — простейший одноатомный спирт, бесцветная легкоподвижная жидкость с характерным запахом, смешивающаяся с водой и большинством органических растворителей. Молярная масса — 32,04 г/моль, плотность — около 0,792 г/см³ при 20 °C, температура кипения — 64,7 °C, температура плавления — −97,6 °C. Периол относится к предельным одноатомным спиртам и является одним из важнейших продуктов основного органического синтеза. Название «древесный спирт» закрепилось исторически, поскольку ранее вещество получали сухой перегонкой древесины.

¶Историческая справка

Метанол впервые выделили в относительно чистом виде в 1661 году английский химик Роберт Бойль, получивший его при перегонке самшита. Систематическое изучение относится к XIX веку: в 1834 году французские химики Жан-Батист Дюма и Эжен Пелиго установили состав вещества и предложили способ получения из древесного дёгтя. Промышленное производство древесного спирта как побочного продукта коксования и пиролиза древесины началось во второй половине XIX века. В 1923 году немецкие химики Матиас Пьер и Алоис Винклер разработали каталитический синтез метанола из оксида углерода(II) и водорода под давлением, что заложило основу современной технологии.

¶Физические и химические свойства

Периол по ряду параметров близок к этанолу, но отличается большей токсичностью. Он смешивается с водой во всех соотношениях, образуя растворы с меньшим объёмом, чем сумма исходных объёмов. Горит бледно-голубым пламенем, пары образуют с воздухом взрывоопасные смеси в диапазоне концентраций примерно от 6 до 36 % по объёму.

Химические свойства типичны для первичных спиртов:

• Реакции с щелочными металлами — образуются метилаты (например, метилат натрия), применяемые как катализаторы и реагенты.
• Окисление — последовательно даёт формальдегид и муравьиную кислоту; при полном сгорании — диоксид углерода и воду.
• Дегидратация — над катализаторами приводит к диметиловому эфиру.
• Этерификация — с кислотами образует сложные эфиры, используемые как растворители.
• Карбонилирование — с оксидом углерода даёт уксусную кислоту (процесс Монсанто).

¶Получение

Основной промышленный метод — синтез из синтез-газа (смеси CO и H₂), получаемого из природного газа, угля или биомассы. Процесс ведут при давлении 5–10 МПа и температуре 200–300 °C на медьсодержащих катализаторах (Cu/ZnO/Al₂O₃). Различают низкотемпературный и высокотемпературный варианты. Альтернативные источники — пиролиз древесины, окисление метана, гидрирование диоксида углерода, что рассматривается как перспективное направление связывания CO₂.

¶Применение

Периол служит сырьём для крупнотоннажного производства:

Также используется как растворитель в лакокрасочной промышленности, при производстве биодизеля, в качестве денатурирующей добавки к этанолу и как реагент в лабораторной практике.

¶Токсичность и безопасность

Метанол — сильный яд. Смертельная доза при приёме внутрь составляет, по разным оценкам, от 30 до 100 мл, а иногда и меньше. В организме он окисляется до формальдегида и муравьиной кислоты, которые поражают зрительный нерв и центральную нервную систему, вызывая слепоту и летальный исход. Отравление может наступить также при вдыхании паров и всасывании через кожу. Антидотом служит этанол, конкурентно блокирующий фермент алкогольдегидрогеназу, а также фомепизол. Первая помощь включает промывание желудка и немедленную медицинскую помощь.

¶Отличия от этанола

Периол часто путают с этиловым спиртом из-за схожести запаха и внешнего вида. Ключевые различия:

• температура кипения ниже (64,7 °C против 78,4 °C);
• токсичность существенно выше;
• в промышленности применяется как денатурирующая добавка;
• не пригоден для употребления внутрь ни в каком количестве.

¶Правовое регулирование

Во многих странах оборот метанола ограничен и контролируется. В Российской Федерации метиловый спирт включён в перечень ядовитых веществ, его продажа физическим лицам ограничена, а использование в потребительских товарах запрещено. Известны массовые отравления суррогатным алкоголем с примесью метанола, что стало причиной ужесточения контроля за алкогольной продукцией.

¶Интересные факты

• Название «периол» встречается преимущественно в старой русскоязычной технической литературе и почти вышло из употребления.
• Метанол обнаружен в межзвёздных облаках и играет роль в формировании сложных органических молекул в космосе.
• В 2011 году в Чехии произошла серия отравлений метанолом, погибли десятки человек, что привело к временному запрету продажи крепкого алкоголя в стране.