- Structura unui alcool primar
- Proprietăți
- Aciditate
- pKa
- Reacții chimice
- Formarea halogenurilor alchilice
- Oxidarea alcoolilor primari
- Formarea eterilor
- Formarea esterilor organici
- Deshidratare
- Nomenclatură
- Exemple
- Referințe
Un alcool primar este unul în care grupa hidroxil este atașată de un carbon primar; adică un carbon atașat covalent de un alt carbon și hidrogeni. Formula sa generală este ROH, specific RCH 2 OH, deoarece există doar o singură grupare alchil R.
Gruparea R din formula RCH 2 OH poate fi orice: un lanț, un inel sau heteroatomi. Când vine vorba despre un lanț, scurt sau lung, este înainte de alcoolii primari cei mai reprezentativi; printre acestea se numără metanolul și etanolul, două dintre cele mai sintetizate la nivel industrial.
Beer Jar - Un exemplu de soluție apoasă de alcool etilic, un alcool primar, într-o matrice organică. Sursa: Engin Akyurt via Pexels.
Fizic sunt ca ceilalți alcooli, iar punctele lor de fierbere sau topire depind de gradul de ramificare a acestora; dar chimic, sunt cele mai reactive. Mai mult, aciditatea sa este mai mare decât cea a alcoolilor secundari și terțiari.
Alcoolii primari suferă reacții de oxidare, devenind un număr mare de compuși organici: esteri și eteri, aldehide și acizi carboxilici. De asemenea, pot suferi reacții de deshidratare, transformându-se în alchene sau olefine.
Structura unui alcool primar
Alcoolii primari obținuți din alcani liniari sunt cei mai reprezentativi. Cu toate acestea, în realitate , orice structura, fie liniare sau ramificate, pot fi clasificate în cadrul acestui tip de alcool , atâta timp cât grupul OH este legat de o CH 2 .
Deci, structural toate au în comun prezența grupării -CH 2 OH, numit metiolol. O caracteristică și consecință a acestui fapt este că grupul OH este mai puțin împiedicat; adică poate interacționa cu mediul înconjurător fără interferențe spațiale din partea altor atomi.
De asemenea, o mai puțin împiedicată mijloace OH că atomul de carbon pe care îl poartă, și că de CH 2 , pot suferi reacții de substituție printr - un SN 2 mecanism (bimolecuă fără formarea unui carbocation).
Pe de altă parte, un OH cu o mai mare libertate de interacțiune cu mediul, se traduce prin interacțiuni intermoleculare mai puternice (prin legături de hidrogen), care la rândul lor cresc punctele de topire sau fierbere.
La fel se întâmplă și cu solubilitatea sa în solvenții polari, atât timp cât grupa R nu este foarte hidrofobă.
Proprietăți
Aciditate
Alcoolii primari sunt dintre toate cele mai acide. Pentru ca un alcool să se comporte ca un acid Bronsted, trebuie să doneze un ion H + la mediu, să zicem apă, pentru a deveni anion alcoxid:
ROH + H 2 O <=> RO - + H 3 O +
Sarcina negativă a RO - în special RCH 2 O - este mai puțin respinsă de electronii din cele două legături CH decât de electronii din legătura CR.
Gruparea alchil exercită apoi cea mai mare repulsie, destabilizatoare RCH 2 O - ; dar nu atât în comparație cu asta dacă există două sau trei grupe R, cum se întâmplă cu alcoolii secundari și, respectiv, terțiar.
Un alt mod de a explica aciditatea mai mare a unui alcool primar este prin intermediul diferenței electronegativitate, creând momentul de dipol: H 2 C δ + -O δ- H. Oxygen atrage densitate electronică din ambele CH 2 și H; încărcarea parțială pozitivă a carbonului respinge oarecum cea a hidrogenului.
Gruparea R transferă un pic de densitatea de electroni pentru CH 2 , care ajută la scăderea sarcinii sale parțiale pozitivă și astfel respingerea acesteia de către încărcătura de hidrogen. Cu cât există mai multe grupe R, cu atât este mai mică repulsia și, prin urmare, tendința de a fi eliberată ca H + .
pKa
Alcoolii primari sunt considerați acizi mai slabi decât apa, cu excepția alcoolului metilic, care este puțin mai puternic. PKa alcoolului metilic este 15,2; iar pKa de alcool etilic este de 16,0. Între timp, pKa de apă este 15,7.
Cu toate acestea, apa, care este considerată un acid slab, ca și alcoolii, se poate lega de H + pentru a deveni ionul de hidroniu, H 3 O + ; adică se comportă ca o bază.
În același mod, alcoolii primari pot prelua hidrogen; mai ales în unele reacții proprii, de exemplu, în transformarea sa în alchene sau olefine.
Reacții chimice
Formarea halogenurilor alchilice
Alcoolii reacționează cu halogenuri de hidrogen pentru a produce halogenuri de alchil. Reactivitatea alcoolilor față de halogenurile de hidrogen scade în următoarea ordine:
Alcool terțiar> alcool secundar> alcool primar
ROH + HX => RX + H 2 O
RX este o halogenură de alchil primar (CH 3 CI, CH 3 CH 2 Br, etc.).
Un alt mod de a prepara halogenuri de alchil este prin reacția clorurii de tionil, un reactiv sintetic, cu un alcool primar care este transformat într-o clorură de alchil. Clorura de tionil (SOCl 2 ) necesită prezența piridinei pentru a reacționa.
CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 OH + SOCb 2 => CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 Cl + SO 2 + HCI
Această reacție corespunde halogenării 1-pentanolului pentru a deveni 1-cloropentan în prezența piridinei.
Oxidarea alcoolilor primari
Alcoolii pot fi oxidati la aldehide si acizi carboxilici, in functie de reactiv. Clorocromat de piridiniu (PCC) oxidează alcool primar la aldehidă, utilizând diclormetan (CH 2 Cl 2 ) ca solvent :
CH 3 (CH 2 ) 5 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 5 COH
Aceasta este oxidarea de 1-heptanol la 1-heptanal.
Între timp, permanganatul de potasiu (KMnO 4 ) oxidează mai întâi alcoolul la aldehidă, apoi oxidează aldehida la acidul carboxilic. Când se utilizează permanganat de potasiu pentru oxidarea alcoolilor, trebuie evitată ruperea legăturii dintre cărbuni 3 și 4.
CH 3 (CH 2 ) 4 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 4 COOH
Aceasta este oxidarea 1-hexanolului la acid hexanoic.
Prin această metodă este dificilă obținerea unei aldehide, deoarece este oxidată cu ușurință la un acid carboxilic. O situație similară este observată atunci când acidul cromic este utilizat pentru oxidarea alcoolilor.
Formarea eterilor
Alcoolii primari pot fi transformați în eter atunci când sunt încălziți în prezența unui catalizator, de obicei acid sulfuric:
2 RCH 2 OH => RCH 2 OCH 2 R + H 2 O
Formarea esterilor organici
Condensarea unui alcool și a unui acid carboxilic, esterificarea lui Fisher, catalizată de un acid, produce un ester și apă:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR „+ H 2 O
O reacție binecunoscută este cea a etanolului cu acid acetic, pentru a da acetat de etil:
CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH <=> CH 3 COOHCH 2 CH 3 + H 2 O
Alcoolul primar este cel mai susceptibil la reacțiile de esterificare Fischer.
Deshidratare
La temperaturi ridicate și într-un mediu acid, în general acid sulfuric, alcoolii se deshidratează pentru a forma alchene cu pierderea unei molecule de apă.
CH 3 CH 2 OH => H 2 C = CH 2 + H 2 O
Aceasta este reacția de deshidratare a etanolului în etilenă. O formulă generală mai potrivită pentru acest tip de reacție, în special pentru un alcool primar, ar fi:
RCH 2 OH => R = CH 2 (care este , de asemenea , egal cu RC = CH 2 )
Nomenclatură
Exemplu de alcool primar. Sursa: Gabriel Bolívar.
Normele pentru denumirea unui alcool primar sunt aceleași ca și pentru ceilalți alcooli; cu excepția faptului că uneori nu este necesar să se enumere carbonul purtător de OH.
În imaginea superioară se află un lanț principal cu șapte carbon. Carbonul legat la OH i se atribuie numărul 1, apoi începe să numere de la stânga la dreapta. Prin urmare, numele său IUPAC este: 3,3-dietilheptanol.
Rețineți că acesta este un exemplu de alcool primar extrem de ramificat.
Exemple
În cele din urmă, unii alcooli primari sunt menționați pe baza nomenclaturii lor tradiționale și sistematice:
-Metil, CH 3 OH
-Etil, CH 3 CH 2 OH
-npropil, CH 3 CH 2 CH 2 OH
-n-hexil, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
Aceștia sunt derivați de alcani liniari. Alte exemple sunt:
-2-feniletanol, C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH (C 6 H 5 = benzen inel)
-2-propen-1-ol (alcool alilic), CH 2 = CHCHs 2 OH
-1,2-etandiol, CH 2 OHCH 2 OH
-2-cloretanol (ethylenechlorohydrin), CI - 2 CH 2 OH
-2-buten-1-ol (alcool crotil), CH 3 CH = CH - 2 OH
Referințe
- Morrison, RT și Boyd, RN (1987). Chimie organica. ( Ediția 5 ta ). Addison-Wesley Iberoamericana
- Carey, FA (2008). Chimie organica. ( Ediția 6 ta ). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Știința Mel. (2019). Cum are loc oxidarea alcoolilor primari. Recuperat de la: melscience.com
- Societatea Regală de Chimie. (2019). Definiție: alcooli primari. Recuperat de la: rsc.org
- Chriss E. McDonald. (2000). Oxidarea alcoolilor primari la esteri: trei experimente investigative conexe. J. Chem. Educ., 2000, 77 (6), p 750. DOI: 10.1021 / ed077p750