25 มี.ค. 2020 เวลา 07:32 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
แอลกอฮอล์ฆ่าเชื้อได้อย่างไร และวิธีแยกแอลกอฮอล์ที่ใช้ฆ่าเชื้อได้กับฆ่าเชื้อไม่ได้ทำอย่างไร?
แอลกอฮอล์ที่สามารถฆ่าเชื้อได้คือ เอทานอล(Ethanol) มีสูตรทางเคมีคือ CH3CH2OH
โดยการฆ่าเชื้อโดยแอลกอฮอล์จะเป็นการไปทำลายเยื่อหุ้มของไวรัสที่มีไขมันเป็นองค์ประกอบ หรือเยื่อหุ้มเซลล์ของเชื้อต่างๆ เนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์มีองค์ประกอบที่เรียกว่า Phospholipid Bilayer แปลจากชื่อก็คือมีองค์ประกอบของไขมันกับหมู่ฟอสเฟตโดยเรียงตัวกัน 2 ชั้น หรือในกรณีที่มีความเข้มข้นที่เหมาะสมจะทำให้แอลกอฮอล์สามารถผ่านเยื่อหุ้มเข้าไปทำให้โปรตีนตกตะกอนได้
สิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อไขมันเจอกับแอลกอฮอล์ ก็คือเกิดปฏิกิริยาเคมี ประเภทปฏิกิริยาการแทนที่ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาเดียวกับการสังเคราะห์ไบโอดีเซล โดยมีกลไกปฏิกิริยาดังนี้
กลไกปฏิกิริยาระหว่างไขมันกับแอลกอฮอล์
แล้วทำไมต้องเป็น Ethanol?
จะเห็นได้ว่าปัจจุบันอาจจะมีการนำแอลกอฮอล์ที่ไม่สามารถฆ่าเชื้อไวรัสได้มาหลอกกัน ซึ่งมักจะใช้แอลกอฮอล์อีกประเภทที่มีชื่อคล้ายกัน คือ เมทานอล(Methanol) มีสูตรทางเคมีคือ CH3OH
เนื่องจากปฏิกิริยาการแทนที่เป็นการไปทำลายโครงสร้างของไขมันที่อยู่ในรูป Triacylglyceride(TAG) นั่นก็คือ Glycerol จับกับกรดไขมัน 3 โมเลกุล ดังนั้นการที่จะเข้าไปทำลายนั้น ตัวแอลกอฮอล์จำเป็นจะต้องมีความแรงของขั้วลบมากพอ(ภาษาเคมีเรียกว่า Nucleophile) เพื่อที่จะวิ่งเข้าไปทำปฏิกิริยา(ตามหลักการลบต้องวิ่งเข้าหาบวก)
ถ้าเปรียบเทียบระหว่าง Methanol(CH3OH) กับ Ethanol(CH3CH2OH) จะพบว่า Ethanol มีความเป็น Nucleophile มากกว่า หรือง่ายๆคือเข้าทำปฏิกิริยาได้ง่ายกว่า เนื่องจากหมู่คาร์บอนที่มาเกาะในโครงสร้างจะมีสมบัติเป็นหมู่ให้อิเล็กตรอน(ความเป็นลบ) ดังนั้นยิ่งมีคาร์บอน(C)ในโครงสร้างมากยิ่งทำให้มีความเป็น Nucleophile มากขึ้น จึงเป็นเหตุผลว่าทำไม Methanol ถึงใช้ฆ่าเชื้อไม่ได้ นอกจากนี้ยังเป็นพิษอีกด้วย
อย่างไรก็ตาม ถ้าหากเรามีความรู้ทางเคมี เราก็จะสามารถแยก Methanol และ Ethanol ออกจากกันได้ โดยอาศัยปฏิกิริยาเคมี
ปฏิกิริยาที่ผมจะเสนอในการใช้แยกสารทั้งสอง เป็นปฏิกิริยาที่ผมคิดว่าสารที่ใช้นั้นหาซื้อง่าย นั่นก็คือ "Iodoform test"
อุปกรณ์ที่ใช้ ได้แก่
1. สารละลายไอโอดีน
2. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH)
หลักการง่ายๆในการทดสอบก็คือ นำสารละลายไอโอดีนผสมกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ และหยดแอลกอฮอล์ที่ต้องการทดลองลงไป โดยหยดไปเรื่อยๆจนกว่าสีน้ำตาลจะจางหายไป(ระหว่างหยดให้เขย่าเยอะๆ) ถ้าหากว่ามีตะกอนสีเหลืองเกิดขึ้นนั่นแสดงว่าเป็น Ethanol เนื่องจาก Mathanol จะไม่เกิดปฏิกิริยานี้ ซึ่งตะกอนสีเหลืองที่เกิดก็คือ Iodoform หรือ CHI3 จึงเรียกว่า Iodoform test
ภาพด้ายซ้ายคือไม่เกิด Iodoform และภาพด้านขวาคือเกิด Iodoform
ถ้าหากถามว่าทำไมถึงเกิดกับ Ethanol แต่ไม่เกิดกับ Methanol ผมจะขออธิบายคร่าวๆละกันครับ
กลไกการเกิดปฏิกิริยา Iodoform test ของ Ethanol
ปฏิกิริยานี้ถ้าดูจากกลไกจะเกิดได้กับเฉพาะแอลกอฮอล์ที่คาร์บอนตัวที่มีหมู่ hydroxy(-OH) เกาะอยู่ จะต้องมีหมู่ methyl(-CH3) เกาะอยู่ด้วย ซึ่ง Methanol(CH3OH) นั้นไม่ตรงเงื่อนไขที่กล่าวมาจึงไม่เกิด
ความรู้เพิ่มเติมนะครับ สำหรับไวรัส COVID-19 มีเยื่อหุ้มที่มีองค์ประกอบของโปรตีน และไขมัน ดังนั้นการใช้แอลกอฮอล์ก็เป็นการทำลายเยื่อหุ้มของมัน และทำให้มันตายในที่สุด ขณะเดียวกันการล้างมือด้วยสบู่ก็สามารถทำลายเยื่อหุ้มได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นกัน เพราะสบู่สามารถกำจัดได้ทั้งโปรตีนและไขมัน
แต่เนื่องจากการล้างด้วยแอลกอฮอล์นั้นสามารถทำได้อย่างสะดวก ก็ไม่ว่าจะล้างด้วยวิธีไหน ขอให้ทุกๆคนหมั่นล้างมือเป็นประจำ เพื่อสุขภาพของตนเองและคนรอบข้างด้วยนะครับ
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Iodoform test
โฆษณา