- Struktur av en primär alkohol
- Egenskaper
- Aciditet
- pKa
- Kemiska reaktioner
- Bildning av alkylhalogenider
- Oxidation av primära alkoholer
- Bildande av etrar
- Bildning av organiska estrar
- Uttorkning
- Nomenklatur
- exempel
- referenser
En primär alkohol är en där hydroxylgruppen är bunden till ett primärt kol; det vill säga ett kol som är kovalent bundet till ett annat kol och väten. Dess allmänna formeln är ROH, specifikt RCH 2 OH, eftersom det endast finns en alkylgrupp R.
R-gruppen med formeln RCH 2 OH kan vara vilken som helst: en kedja, en ring, eller heteroatomer. När det gäller en kedja, kort eller lång, är det före de mest representativa primära alkoholerna; bland dem är metanol och etanol, två av de mest syntetiserade på industriella nivåer.
Ölburk - Ett exempel på en vattenhaltig lösning av etylalkohol, en primär alkohol, i en organisk matris. Källa: Engin Akyurt via Pexels.
De är fysiskt som de andra alkoholerna, och deras kok- eller smältpunkter beror på graden av deras förgrening; men kemiskt är de mest reaktiva. Dessutom är dess surhet högre än den för sekundära och tertiära alkoholer.
Primära alkoholer genomgår oxidationsreaktioner och blir ett stort antal organiska föreningar: estrar och etrar, aldehyder och karboxylsyror. På samma sätt kan de genomgå dehydratiseringsreaktioner och förvandlas till alkener eller olefiner.
Struktur av en primär alkohol
De primära alkoholerna härrörande från linjära alkaner är de mest representativa. Men i verkligheten någon struktur, vare sig linjära eller grenade, kan klassificeras inom denna typ av alkohol, så länge som OH-gruppen är bunden till en CH 2 .
Så strukturellt de alla har gemensamt närvaron av gruppen -CH 2 OH, kallad metylol. En egenskap och konsekvens av detta faktum är att OH-gruppen är mindre hindrad; det vill säga den kan interagera med miljön utan rumslig interferens från andra atomer.
Likaså en mindre hindrad OH medel att kolatomen som bär den, det av CH 2 , kan genomgå substitutionsreaktioner genom ett SN 2 mekanism (bimolekylär, utan bildning av en karbokatjon).
Å andra sidan, en OH med större frihet att interagera med mediet, översätter till starkare intermolekylära interaktioner (med vätebindningar), vilket i sin tur ökar smält- eller kokpunkten.
Samma sak händer med dess löslighet i polära lösningsmedel, så länge R-gruppen inte är mycket hydrofob.
Egenskaper
Aciditet
De primära alkoholerna är mest sura. För att en alkohol ska bete sig som en Bronsted-syra måste den donera en H + -jon till mediet, säg vatten, för att bli en alkoxidanjon:
ROH + H 2 O <=> RO - + H 3 O +
Den negativa laddningen hos RO - , specifikt RCH 2 O - , är mindre tillbaka av elektronerna i de två CH-bindningar än genom elektronerna i CR-bindning.
Alkylgruppen utövar då den största repulsion, destabiliserande RCH 2 O - ; men inte så mycket jämfört med det om det fanns två eller tre R-grupper, vilket sker med sekundära respektive tertiära alkoholer.
Ett annat sätt att förklara den högre surheten hos en primär alkohol är med hjälp av elektronegativitet skillnaden, skapa dipolmomentet: H 2 C δ + -O δ- H. Syre lockar elektronisk densitet från både CH 2 och H; den positiva partiella laddningen av kol avvisar väte något.
R-gruppen överför lite av sin elektrondensitet till CH 2 , vilket bidrar till att minska dess positiva partiell laddning och därmed dess avvisande av väte laddning. Ju fler R-grupper det är, desto lägre är avvisningen, och därför tenderar H att släppas som H + .
pKa
Primära alkoholer anses vara svagare syror än vatten, med undantag av metylalkohol, som är något starkare. PKa för metylalkohol är 15,2; och pKa för etylalkohol är 16,0. Under tiden är pKa för vatten 15,7.
Emellertid vatten, som anses vara en svag syra, såsom alkoholer, kan binda till H + att bli hydroniumjonen, H 3 O ^ ; det vill säga, det uppför sig som en bas.
På samma sätt kan primära alkoholer ta upp väte; särskilt i några av sina egna reaktioner, till exempel i dess omvandling till alkener eller olefiner.
Kemiska reaktioner
Bildning av alkylhalogenider
Alkoholer reagerar med vätehalogenider för att producera alkylhalogenider. Alkoholernas reaktivitet gentemot vätehalogenider minskar i följande ordning:
Tertiär alkohol> sekundär alkohol> primär alkohol
ROH + HX => RX + H 2 O
RX är en primär alkylhalid (CH 3 Cl, CH 3 CH 2 Br, etc).
Ett annat sätt att framställa alkylhalogenider är genom att reagera tionylklorid, ett syntetiskt reagens, med en primär alkohol som omvandlas till en alkylklorid. Tionylklorid (SOCl 2 ) kräver närvaro av pyridin för att reagera.
CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 OH + SOCb 2 => CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 Cl + SO 2 + HCl
Denna reaktion motsvarar halogeneringen av 1-pentanol för att bli 1-klorpentan i närvaro av pyridin.
Oxidation av primära alkoholer
Alkoholer kan oxideras till aldehyder och karboxylsyror, beroende på reagenset. Pyridiniumklorkromat (PCC) oxiderar primär alkohol till aldehyd, med användning av diklormetan (CH 2 Cl 2 ) som lösningsmedel :
CH 3 (CH 2 ) 5 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 5 COH
Detta är oxidationen av 1-heptanol till 1-heptanal.
Under tiden, kaliumpermanganat (KMnO 4 ) först oxiderar alkoholen till aldehyd, och därefter oxiderar aldehyden till karboxylsyran. Vid användning av kaliumpermanganat för att oxidera alkoholer måste man bryta bindningen mellan kol 3 och 4.
CH 3 (CH 2 ) 4 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 4 COOH
Detta är oxidationen av 1-hexanol till hexansyra.
Med denna metod är det svårt att erhålla en aldehyd, eftersom den lätt oxideras till en karboxylsyra. En liknande situation observeras när kromsyra används för att oxidera alkoholer.
Bildande av etrar
Primära alkoholer kan omvandlas till etrar när de värms upp i närvaro av en katalysator, vanligtvis svavelsyra:
2 RCH 2 OH => RCH 2 OCH 2 R + H 2 O
Bildning av organiska estrar
Kondensationen av en alkohol och en karboxylsyra, Fishers förestring, katalyserad av en syra, ger en ester och vatten:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR '+ H 2 O
En välkänd reaktion är den av etanol med ättiksyra för att ge etylacetat:
CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH <=> CH 3 COOHCH 2 CH 3 + H 2 O
Primär alkohol är den mest mottagliga för Fischer-förestringsreaktioner.
Uttorkning
Vid förhöjda temperaturer och i ett surt medium, i allmänhet svavelsyra, dehydratiserar alkoholer för att bilda alkener med förlusten av en vattenmolekyl.
CH 3 CH 2 OH => H 2 C = CH 2 + H 2 O
Detta är dehydratiseringsreaktionen mellan etanol och eten. En mer lämplig allmän formel för denna typ av reaktion, speciellt för en primär alkohol, skulle vara:
RCH 2 OH => R = CH 2 (som också är lika med RC = CH 2 )
Nomenklatur
Exempel på primär alkohol. Källa: Gabriel Bolívar.
Reglerna för namngivning av en primär alkohol är desamma som för de andra alkoholerna. med undantag att det ibland inte är nödvändigt att lista det OH-bärande kolet.
I den övre bilden finns en sju-kol huvudkedja. Kolet bundet till OH tilldelas numret 1 och sedan börjar det räkna från vänster till höger. Dess IUPAC-namn är därför: 3,3-dietylheptanol.
Observera att detta är ett exempel på en mycket grenad primär alkohol.
exempel
Slutligen nämns några primära alkoholer baserade på deras traditionella och systematiska nomenklatur:
-Metyl, CH 3 OH
-Etyl, CH 3 CH 2 OH
-n-propyl, CH 3 CH 2 CH 2 OH
-n-hexyl, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
Dessa är derivat av linjära alkaner. Andra exempel är:
-2-fenyletanol, C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH (C 6 H 5 = bensenring)
-2-propen-1-ol (allylalkohol), CH 2 = CHCH 2 OH
-1,2-etandiol, CH 2 OHCH 2 OH
-2-kloretanol (ethylenechlorohydrin), CLCH 2 CH 2 OH
-2-buten-1-ol (krotylalkohol), CH 3 CH = CHCH 2 OH
referenser
- Morrison, RT och Boyd, RN (1987). Organisk kemi. (5 ta upplagan). Addison-Wesley Iberoamericana
- Carey, FA (2008). Organisk kemi. (6 ta upplagan). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Mel Science. (2019). Hur oxidationen av primära alkoholer sker. Återställd från: melscience.com
- Royal Society of Chemistry. (2019). Definition: primära alkoholer. Återställd från: rsc.org
- Chriss E. McDonald. (2000). Oxidationen av primära alkoholer till estrar: Tre relaterade undersökningsförsök. J. Chem. Educ., 2000, 77 (6), s 750. DOI: 10.1021 / ed077p750