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Eigenschaften von C18H34O2

Eigenschaften von C18H34O2 (Ölsäure):

Name der VerbindungÖlsäure
Chemische FormelC18H34O2
Molare Masse282.46136 g/mol

Chemische Struktur
C18H34O2 (Ölsäure) - Chemische Struktur
Lewis-Struktur
3D-Molekülstruktur
Physikalische Eigenschaften
Aussehenfarblose ölige Flüssigkeit mit Schweineschmalz-ähnlichem Geruch
Löslichkeitunlöslich
Dichte0.8950 g/cm³
Helium 0.0001786
Iridium 22.562
Schmelzpunkt13.00 °C
Helium -270.973
Hafniumcarbid 3958
Siedepunkt360.00 °C
Helium -268.928
Wolframkarbid 6000

Elementare Zusammensetzung von C18H34O2
ElementSymbolAtomgewichtAtomeMassenprozent
KohlenstoffC12.01071876.5388
WasserstoffH1.007943412.1326
SauerstoffO15.9994211.3286
MassenprozentzusammensetzungAtomprozentzusammensetzung
C: 76.54%H: 12.13%O: 11.33%
C Kohlenstoff (76.54%)
H Wasserstoff (12.13%)
O Sauerstoff (11.33%)
C: 33.33%H: 62.96%O: 3.70%
C Kohlenstoff (33.33%)
H Wasserstoff (62.96%)
O Sauerstoff (3.70%)
Massenprozentzusammensetzung
C: 76.54%H: 12.13%O: 11.33%
C Kohlenstoff (76.54%)
H Wasserstoff (12.13%)
O Sauerstoff (11.33%)
Atomprozentzusammensetzung
C: 33.33%H: 62.96%O: 3.70%
C Kohlenstoff (33.33%)
H Wasserstoff (62.96%)
O Sauerstoff (3.70%)
Kennungen
CAS-Nummer112-80-1
LÄCHELNCCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O
Hill-FormelC18H34O2

Verwandte Verbindungen
FormelZusammengesetzter Name
CHOColansäure
CH2OFormaldehyd
H2CO3Kohlensäure
C3H8OPropanol
CH2COKetene
C4H8OTetrahydrofuran
CH3OHMethanol
CH2O2Ameisensäure
C3H6OPropionaldehyd
C7H8OAnisol

Beispielreaktionen für C18H34O2
GleichungReaktionstyp
C18H34O2 + O2 = CO2 + H2OVerbrennung

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Ölsäure (C₁₈H₃₄O₂): Chemische Verbindung

Wissenschaftlicher Übersichtsartikel | Chemie-Referenzreihe

Zusammenfassung

Ölsäure, systematisch als (9Z)-Octadec-9-ensäure mit der Summenformel C₁₈H₃₄O₂ bezeichnet, ist die häufigste einfach ungesättigte Fettsäure in der Natur. Diese Carbonsäure weist charakteristische physikalische Eigenschaften auf, darunter einen Schmelzpunkt von 13-14°C, einen Siedepunkt von 360°C und eine Dichte von 0,895 g/mL. Die cis-Konfiguration an der Δ9-Position verleiht eine charakteristische Molekulargeometrie und ein besonderes chemisches Verhalten. Ölsäure zeigt typische Carbonsäurereaktivität, einschließlich Veresterung, Salzbildung und Hydrierung, neben alken-spezifischen Transformationen wie Halogenaddition und Oxidation. Die industrielle Produktion stammt hauptsächlich aus natürlichen Quellen durch Hydrolyse von Triglyceriden, gefolgt von fraktionierter Kristallisation. Anwendungen erstrecken sich auf diverse Bereiche, einschließlich Seifenherstellung, Schmiermittelformulierung und Spezialchemikalien-Synthese. Die Verbindung dient als grundlegender Baustein in der Lipidchemie und stellt ein Modellsystem zum Studium des Verhaltens ungesättigter Fettsäuren dar.

Einführung

Ölsäure ist eine einfach ungesättigte Omega-9-Fettsäure, die in die breitere Kategorie der langkettigen Carbonsäuren eingeordnet wird. Erstmals isoliert wurde sie von Michel Eugène Chevreul im Jahr 1823 während seiner bahnbrechenden Arbeit an tierischen Fetten; die Verbindung leitet ihren Namen vom lateinischen Wort "oleum" für Öl ab. Die Strukturaufklärung bestätigte das Vorhandensein einer 18-Kohlenstoffkette mit einer cis-Doppelbindung an der neunten Kohlenstoffposition. Diese molekulare Architektur ordnet die Ölsäure in die Unterklasse der Alkensäuren organischer Verbindungen ein, charakterisiert durch die Kombination von Alken-Funktionalität und Carbonsäuregruppen.

Die Verbindung nimmt aufgrund ihrer natürlichen Häufigkeit und kommerziellen Bedeutung eine zentrale Stellung in der Lipidchemie ein. Das industrielle Interesse rührt von ihrer Rolle als Hauptkomponente von Olivenöl und anderen Pflanzenölen her, typischerweise machen sie 70-80% ihrer Fettsäurezusammensetzung aus. Ölsäure dient als Referenzverbindung zum Verständnis der physikalischen und chemischen Eigenschaften einfach ungesättigter Fettsäuren, mit besonderer Relevanz für die Lebensmittelchemie, Tensidwissenschaft und Werkstofftechnik.

Molekularstruktur und Bindung

Molekulare Geometrie und elektronische Struktur

Ölsäure besitzt die Summenformel C₁₈H₃₄O₂ mit einer molaren Masse von 282,46 g/mol. Der IUPAC-Systemname (9Z)-Octadec-9-ensäure beschreibt präzise die Kohlenstoffkettenlänge, die Doppelbindungsposition und die stereochemische Konfiguration. Die Kohlenwasserstoffkette nimmt eine gestreckte Zickzack-Konformation mit einer charakteristischen 30°-Biegung an der cis-Doppelbindung an, was zu einer gesamten molekularen Länge von etwa 2,2 nm führt. Dieses Strukturmerkmal unterscheidet Ölsäure von ihrem trans-Isomer Elaidinsäure, die eine geradere Kettenkonformation beibehält.

Kohlenstoffatome in der Alkylkette zeigen sp³-Hybridisierung mit tetraedrischer Geometrie und Bindungswinkeln von 109,5°. Die Doppelbindungskohlenstoffe zeigen sp²-Hybridisierung mit trigonal-planarer Geometrie und Bindungswinkeln von 120°. Die Carbonsäuregruppe zeigt typische Carbonyl (C=O)- und Hydroxyl (C-OH)-Bindungen mit Bindungslängen von 1,21 Å bzw. 1,36 Å. Die cis-Konfiguration erzeugt ein permanentes molekulares Dipolmoment von 1,7 Debye, entlang der Carboxyl-Methyl-Achse orientiert. Molekülorbitalanalysen zeigen höchste besetzte Molekülorbitale, die um die Doppelbindungsregion lokalisiert sind, während niedrigste unbesetzte Molekülorbitale sich um die Carbonylgruppe konzentrieren.

Chemische Bindung und zwischenmolekulare Kräfte

Die kovalente Bindung in Ölsäure folgt standardmäßigen organischen Mustern mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungslängen von 1,54 Å für Einfachbindungen und 1,34 Å für die Doppelbindung. Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen messen durchweg 1,09 Å im Molekül. Die Carbonsäuregruppe geht starke zwischenmolekulare Wasserstoffbrückenbindungen mit Assoziationsenergien von etwa 30 kJ/mol ein. Diese gerichtete Bindung erleichtert die Dimerbildung in unpolaren Lösungsmitteln und im Festzustand. London-Dispersionskräfte zwischen Alkylketten tragen signifikant zur Kohäsionsenergie bei, wobei van-der-Waals-Wechselwirkungen proportional mit der Kettenlänge zunehmen.

Das Molekül zeigt amphiphilen Charakter mit einer polaren Carbonsäure-Kopfgruppe und einem unpolaren Kohlenwasserstoff-Schwanz. Diese Struktur fördert die Mizellenbildung in wässrigen Lösungen oberhalb der kritischen Mizellkonzentration von 2,5 × 10⁻⁴ M. Die cis-Doppelbindung führt strukturelle Unordnung ein, die den Schmelzpunkt im Vergleich zu gesättigten Analoga senkt. Dipol-Dipol-Wechselwirkungen zwischen Doppelbindungen tragen eine zusätzliche Stabilisierungsenergie von etwa 5 kJ/mol bei. Die Verbindung zeigt begrenzte Wasserlöslichkeit (0,00024 g/L bei 25°C), aber hohe Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln, einschließlich Ethanol (1,2 g/mL), Ether (mischbar) und Chloroform (mischbar).

Physikalische Eigenschaften

Phasenverhalten und thermodynamische Eigenschaften

Ölsäure erscheint bei Raumtemperatur als farblose bis blassgelbe ölige Flüssigkeit mit einem charakteristischen schmalzartigen Geruch. Die Verbindung unterliegt einem Fest-Flüssig-Übergang bei 13-14°C und einem Flüssig-Dampf-Übergang bei 360°C unter Atmosphärendruck. Die Schmelzwärme beträgt 38,5 kJ/mol, während die Verdampfungswärme 92,1 kJ/mol erreicht. Spezifische Wärmekapazitätswerte reichen von 1,9 J/g·K bei 20°C bis 2,3 J/g·K bei 100°C. Die Dichte sinkt von 0,895 g/mL bei 20°C auf 0,865 g/mL bei 80°C mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 0,00078 K⁻¹.

Die Oberflächenspannung beträgt 32,5 mN/m bei 20°C und sinkt linear mit der Temperatur. Viskositätswerte reichen von 25,6 mPa·s bei 25°C bis 5,2 mPa·s bei 100°C und folgen einer Arrhenius-Temperaturabhängigkeit mit einer Aktivierungsenergie von 35 kJ/mol. Der Brechungsindex beträgt 1,4582 bei 20°C und 589 nm Wellenlänge, mit einem Temperaturkoeffizienten von -0,00042 K⁻¹. Die Dielektrizitätskonstante misst 2,46 bei 25°C und 1 kHz Frequenz. Werte der Wärmeleitfähigkeit reichen von 0,16 W/m·K bei 25°C bis 0,14 W/m·K bei 100°C.

Spektroskopische Eigenschaften

Die Infrarotspektroskopie zeigt charakteristische Absorptionsbanden bei 3007 cm⁻¹ (=C-H-Streckung), 2920 cm⁻¹ (C-H-asymmetrische Streckung), 2850 cm⁻¹ (C-H-symmetrische Streckung), 1711 cm⁻¹ (C=O-Streckung), 1654 cm⁻¹ (C=C-Streckung), 1463 cm⁻¹ (CH₂-Scheren), 1280 cm⁻¹ (C-O-Streckung) und 935 cm⁻¹ (=C-H-Biegung). Die Protonen-Kernspinresonanzspektroskopie zeigt Signale bei δ 0,88 ppm (t, 3H, CH₃), δ 1,26 ppm (m, 22H, CH₂), δ 1,62 ppm (m, 2H, COO-CH₂-CH₂), δ 2,00 ppm (m, 4H, CH₂-CH=CH-CH₂), δ 2,34 ppm (t, 2H, COO-CH₂), δ 5,33 ppm (m, 2H, CH=CH) und δ 11,00 ppm (s, 1H, COOH).

Die Kohlenstoff-13-NMR-Spektroskopie zeigt Resonanzen bei δ 14,1 ppm (CH₃), δ 22,7-34,2 ppm (CH₂), δ 129,7-130,0 ppm (CH=CH) und δ 180,2 ppm (COOH). Die Ultraviolett-Sichtbar-Spektroskopie zeigt schwache Absorption bei 208 nm (ε = 12000 M⁻¹·cm⁻¹), entsprechend dem π→π*-Übergang der isolierten Doppelbindung. Die Massenspektrometrie zeigt einen Molekülionenpeak bei m/z 282 mit charakteristischen Fragmentierungsmustern, einschließlich m/z 264 (M-H₂O)⁺, m/z 180 (COOH-CH₂-(CH₂)₆-CH=CH⁺) und m/z 111 (CH₂=CH-(CH₂)₇⁺).

Chemische Eigenschaften und Reaktivität

Reaktionsmechanismen und Kinetik

Ölsäure unterliegt charakteristischen Carbonsäurereaktionen, einschließlich Veresterung mit Geschwindigkeitskonstanten von k = 2,5 × 10⁻⁴ L/mol·s mit Methanol katalysiert durch Schwefelsäure. Neutralisation mit Basen produziert Oleat-Salze mit pKₐ = 4,95 in wässrigen Lösungen. Reduktion mit Lithiumaluminiumhydrid ergibt Oleylalkohol mit 95% Umsetzungseffizienz. Hydrierung über Nickelkatalysator bei 180°C und 3 atm Druck produziert Stearinsäure mit einer Aktivierungsenergie von 50 kJ/mol. Halogenaddition erfolgt mit Kinetik zweiter Ordnung; Iodaddition zeigt eine Geschwindigkeitskonstante k = 1,2 × 10³ L/mol·s in Chloroform.

Oxidationsreaktionen verlaufen über Radikalmechanismen; Autoxidation an Luft folgt dem Geschwindigkeitsgesetz d[O₂]/dt = k[OA]¹⁄² mit k = 0,015 M⁻¹⁄²·s⁻¹ bei 30°C. Ozonolyse spaltet die Doppelbindung, um Azelainsäure (Nonandisäure) und Nonansäure mit stöchiometrischem Ozonverbrauch zu produzieren. Epoxidation mit Persäuren ergibt 9,10-Epoxystearinsäure mit einer Geschwindigkeitskonstante zweiter Ordnung k = 1,8 L/mol·s. Thermische Zersetzung beginnt bei 250°C über Decarboxylierungswege mit einer Aktivierungsenergie von 120 kJ/mol. Isomerisierung zur trans-Konfiguration erfolgt bei 200°C mit einer Gleichgewichtskonstante K = 0,8, die das cis-Isomer begünstigt.

Säure-Base- und Redox-Eigenschaften

Ölsäure verhält sich als schwache Säure mit einer Dissoziationskonstanten pKₐ = 4,95 in wässrigen Lösungen bei 25°C. Die Säure zeigt begrenzte Wasserlöslichkeit, bildet aber stabile Monoschichten an Luft-Wasser-Grenzflächen mit einem Kollapsdruck von 42 mN/m. Die Titration mit Natriumhydroxid erfordert alkoholische Lösungsmittel für vollständige Auflösung und zeigt scharfe Endpunkte bei pH 8,5. Die Pufferkapazität bleibt aufgrund der geringen Wasserlöslichkeit vernachlässigbar. Redox-Eigenschaften umfassen ein Standardreduktionspotential E° = -0,45 V für die Carbonsäuregruppe. Die Doppelbindung unterliegt elektrochemischer Reduktion bei E° = -2,1 V gegenüber der Standardwasserstoffelektrode.

Messungen der oxidativen Stabilität zeigen eine Induktionsperiode von 15 Stunden bei 100°C unter Sauerstoffatmosphäre. Antioxidantieneffekte erhöhen die Stabilität auf 120 Stunden mit 0,01% Butylhydroxytoluol-Zugabe. Die Verbindung zeigt Widerstand gegen hydrolytischen Abbau mit einer Halbwertszeit von über 1000 Stunden unter neutralen wässrigen Bedingungen. Säurekatalysierte Hydrolyse beschleunigt sich mit einer Halbwertszeit von 50 Stunden bei pH 2 und 80°C. Basenkatalysierte Hydrolyse verläuft schnell mit vollständiger Verseifung innerhalb von 60 Minuten bei pH 12 und 80°C.

Synthese- und Herstellungsmethoden

Laborsyntheserouten

Die Laborsynthese von Ölsäure beginnt typischerweise mit kommerziellem Olivenöl oder anderen ölsäurereichen Ölen. Der Prozess umfasst Verseifung mit 10% Natriumhydroxid in Ethanol unter Rückfluss für 2 Stunden, gefolgt von Ansäuerung mit Salzsäure auf pH 2. Die grobe Ölsäuretrennung erfolgt durch fraktionierte Kristallisation aus Aceton bei -20°C, ergibt 85% reines Material. Weitere Reinigung verwendet Harnstoff-Komplexbildung, wobei Harnstoff Einschlussverbindungen mit gesättigten Fettsäuren bildet, aber nicht mit einfach ungesättigten Varietäten. Umkristallisation aus Hexan bei -30°C produziert Ölsäure mit 99% Reinheit.

Chemische Syntheserouten umfassen die Wittig-Reaktion zwischen Aldehyd- und Phosphoniumsalz-Vorläufern. Die effizienteste Laborpräparation beinhaltet die Oxidation von 1-Octadecin gefolgt von selektiver Reduktion, liefert Ölsäure mit 92% Gesamtausbeute und 99% isomerer Reinheit. Stereospezifische Synthese verwendet nickelkatalysierte Kupplung von Vinylzink-Reagenzien mit Alkylhalogeniden, erhält die cis-Konfiguration durch sorgfältige Kontrolle der Reaktionstemperatur bei 0°C. Mikromaßstabs-Präparation verwendet enzymatische Desaturierung von Stearinsäure mit Stearoyl-CoA-Desaturase-Enzym, isoliert aus Rattenleber-Mikrosomen.

Industrielle Produktionsmethoden

Die industrielle Produktion von Ölsäure nutzt primär natürliche Quellen durch Hydrolyse von tierischen Fetten oder Pflanzenölen. Der Standardprozess beinhaltet kontinuierliche Fettspaltung mit Wasser bei 250°C und 50 atm Druck, produziert grobe Fettsäuregemische. Fraktionierte Destillation unter Vakuum (2 mmHg) bei 200°C trennt Ölsäure von gesättigten Komponenten basierend auf Flüchtigkeitsunterschieden. Winterisierung bei 5°C entfernt hochschmelzende Stearinsäure durch Kristallisation und Filtration. Das Endprodukt enthält typischerweise 70-80% Ölsäure, wobei der Rest Palmitinsäure, Linolsäure und geringere Fettsäuren umfasst.

Die Großproduktion verwendet Lösungsmittelfraktionierung mit Methanol oder Aceton bei -40°C, erreicht 90% Ölsäurereinheit. Membrantrenntechnologien unter Verwendung von Molekulargewicht-Cut-off-Membranen haben kürzlich kommerziellen Maßstab mit 95% Reinheit bei reduziertem Energieverbrauch erreicht. Die globale Produktion übersteigt 500.000 metrische Tonnen jährlich, mit großen Produktionsstätten in Malaysia, Indonesien und den Vereinigten Staaten. Die Produktionskosten liegen zwischen 1,20-$1,80 pro Kilogramm, abhängig von Reinheitsspezifikationen und Rohstoffpreisen. Qualitätskontrollstandards umfassen Säurezahlbestimmung (195-202 mg KOH/g), Iodzahl (85-95 g I₂/100g) und Titer-Test (13-14°C).

Analytische Methoden und Charakterisierung

Identifikation und Quantifizierung

Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektion bietet die primäre Methode für Ölsäureidentifikation und -quantifizierung. Die Analyse verwendet typischerweise Methylester-Derivate, hergestellt durch Bortrifluorid-Methanol-Umesterung. Die Trennung erfolgt an polaren Kapillarsäulen (30 m × 0,25 mm × 0,20 μm) mit Cyanopropyl-Polysiloxan- stationären Phasen. Charakteristische Retentionsindizes betragen 2095 auf DB-23-Säulen unter 180°C isothermen Bedingungen. Die Quantifizierung verwendet interne Standardmethodik mit Heptadecansäure (C17:0) als Referenzverbindung. Nachweisgrenzen erreichen 0,01% mit einem linearen Bereich von 0,1% bis 100%.

Hochleistungsflüssigkeitschromatographie mit evaporative light scattering detection ermöglicht die Trennung von underivatisierter Ölsäure unter Verwendung von C18-Reversed-Phase-Säulen mit Methanol-Wasser-Phosphorsäure (95:5:0,1) mobiler Phase. Die Retentionszeit beträgt 12,5 Minuten unter isokratischen Bedingungen. Infrarotspektroskopie bietet schnelle Identifikation durch charakteristische Carbonylstreckung bei 1711 cm⁻¹ und cis-Doppelbindungsabsorption bei 3007 cm⁻¹. Kernspinresonanzspektroskopie bietet definitive Strukturbestätigung durch charakteristische Vinylprotonensignale bei δ 5,33 ppm und Carboxylproton bei δ 11,00 ppm. Massenspektrometrie liefert Molekulargewichtsbestätigung mit Molekülion bei m/z 282 und charakteristischem Fragment bei m/z 264, entsprechend Dehydratisierung.

Reinheitsbewertung und Qualitätskontrolle

Die Reinheitsbewertung verwendet multiple analytische Techniken, einschließlich Gaschromatographie für Fettsäurezusammensetzung, HPLC für Nicht-Fettsäure-Verunreinigungen und Karl-Fischer-Titration für Wassergehalt. Standardspezifikationen erfordern mindestens 65% Ölsäuregehalt für technische Qualität und 90% für gereinigte Qualität. Verunreinigungspfropfilierung identifiziert Palmitinsäure (3-10%), Stearinsäure (2-5%), Linolsäure (1-5%) und Linolensäure (0,5-2%) als typische Kontaminanten. Die Peroxidzahlmessung bewertet den Oxidationszustand mit akzeptablen Grenzen unter 10 meq/kg. Die Anisidinzahlbestimmung misst sekundäre Oxidationsprodukte mit Grenzen unter 5.

Qualitätskontrollparameter umfassen Säurezahl (195-202 mg KOH/g), Verseifungszahl (190-205 mg KOH/g), Iodzahl (85-95 g I₂/100g) und Unverseifbares (<1,5%). Die Farbspezifikation erfordert maximal 3 auf der Gardner-Skala für raffinierte Qualitäten. Der Feuchtigkeitsgehalt darf 0,1% durch Karl-Fischer-Titration nicht überschreiten. Grenzwerte für Schwermetallkontamination umfassen maximal 5 ppm für Blei, 3 ppm für Arsen und 1 ppm für Quecksilber. Lagerstabilitätstests demonstrieren 24 Monate Haltbarkeit bei Lagerung unter Stickstoffatmosphäre bei 25°C im Dunkeln.

Anwendungen und Verwendungen

Industrielle und kommerzielle Anwendungen

Ölsäure dient als grundlegender Rohstoff in der Seifen- und Waschmittelherstellung, wo sie verseift wird, um Natriumoleat-Tensid zu produzieren. Die Verbindung fungiert als Emulgator in kosmetischen Formulierungen bei Konzentrationen von 2-5%. Metallbearbeitungsflüssigkeiten incorporieren Ölsäure als Schmierfähigkeitsadditiv bei 1-3% Konzentration. Die Textilverarbeitung verwendet ölsäurebasierte Hilfsmittel für Faserverweichung und statische Reduktion. Anwendungen in der Lebensmittelindustrie umfassen Trennmittel, Schmiermittel und Antischaummittel bei Verwendungsnivealen unter 0,3%.

Lack- und Beschichtungsformulierungen verwenden Ölsäure als Benetzungsmittel und Pigmentdispergiermittel. Die Gummiherstellung verwendet die Verbindung als internes Schmiermittel und Formtrennmittel. Pharmazeutische Anwendungen umfassen Salbengrundlagen und Emulsionsstabilisatoren. Die Lederverarbeitung verwendet Ölsäure in Fettungszusammensetzungen. Die Verbindung dient als Korrosionsinhibitor in Metallschutzformulierungen. Anwendungen in der Kunststoffindustrie umfassen Weichmacherzwischenprodukt und Stabilisatorkomponente. Die globale Marktnachfrage übersteigt 400.000 metrische Tonnen jährlich mit einer Wachstumsrate von 3,5% pro Jahr.

Forschungsanwendungen und neuere Verwendungen

Ölsäure fungiert als Standardreferenzmaterial in der Lipidforschung und analytischen Methodenentwicklung. Die Verbindung dient als Modelltensid zum Studium von Mizellenbildung und Monoschichtverhalten. Die Materialwissenschaft verwendet Ölsäure als Capping-Agent für Nanopartikelsynthese, insbesondere für magnetische Nanopartikel, wo sie kolloidale Stabilität bietet. Die Katalyseforschung verwendet Ölsäure als Lösungsmittel und Ligand in Übergangsmetall-katalysierten Reaktionen. Anwendungen in der Polymerwissenschaft umfassen Monomer für Polyestersynthese und Modifikator für Polymereigenschaften.

Neuere Anwendungen umfassen biobasierte Schmiermittel, wo Ölsäurederivate überlegene Biologischabbaubarkeit demonstrieren. Die Nanotechnologie verwendet Ölsäure für Oberflächenfunktionalisierung von Quantenpunkten und anderen Nanomaterialien. Energiespeicherforschung untersucht ölsäurebasierte Verbindungen als Phasenwechselmaterialien für thermische Energiespeicherung. Umweltanwendungen umfassen Biosurfactantproduktion durch mikrobielle Modifikation. Fortschrittliche Materialforschung erforscht ölsäureabgeleitete Flüssigkristalle und selbstassemblierte Strukturen. Die Patentanalyse zeigt zunehmende Aktivität in grünen Chemieanwendungen mit 45 neuen jährlich erteilten Patenten.

Historische Entwicklung und Entdeckung

Die Geschichte der Ölsäure beginnt mit Michel Eugène Chevreuls bahnbrechender Arbeit an tierischen Fetten im frühen 19. Jahrhundert. Im Jahr 1823 isolierte Chevreul eine Substanz aus Olivenöl, die er "élaine" nannte (später umbenannt in Ölsäure) und bestimmte ihren sauren Charakter. Seine systematische Untersuchung etablierte das Konzept von Fettsäuren als distinkte chemische Entitäten anstatt einfache Seifenkomponenten. Strukturstudien schritten während des 19. Jahrhunderts voran mit der Bestimmung der elementaren Zusammensetzung und des Molekulargewichts.

Die Doppelbindungsposition entzog sich Forschern bis zur Entwicklung von Ozonolyse-Techniken im frühen 20. Jahrhundert. Im Jahr 1906 identifizierten Harries und Thieme korrekt die Δ9-Position durch oxidative Spaltungsprodukte. Die stereochemische Konfiguration blieb ungewiss bis zum Aufkommen der Infrarotspektroskopie in den 1930er Jahren, die cis- und trans-Isomere unterschied. Die Entwicklung der Gaschromatographie in den 1950er Jahren ermöglichte präzise Quantifizierung in komplexen Gemischen. Industrielle Produktionsmethoden entwickelten sich von Chargenverseifung zu kontinuierlicher Hochdruckhydrolyse in den 1960er Jahren. Moderne analytische Techniken, einschließlich NMR-Spektroskopie und Massenspektrometrie, haben vollständige Strukturcharakterisierung und Reaktionsmechanismusaufklärung geliefert.

Schlussfolgerung

Ölsäure repräsentiert eine chemisch signifikante Fettsäure mit einzigartigen strukturellen Merkmalen und diversen Anwendungen. Die cis-9-Octadecensäure-Konfiguration verleiht charakteristische physikalische Eigenschaften und chemische Reaktivitätsmuster, die sie von sowohl gesättigten Fettsäuren als auch trans-Isomeren unterscheidet. Die Verbindung dient als Modellsystem zum Verständnis des Verhaltens ungesättigter Fettsäuren und findet extensive industrielle Nutzung. Laufende Forschung erforscht weiterhin neue Anwendungen in Nanotechnologie, grüner Chemie und fortgeschrittenen Materialien. Zukünftige Entwicklungen werden sich voraussichtlich auf nachhaltige Produktionsmethoden und neuartige Derivate mit erweiterter Funktionalität konzentrieren.

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