- Štruktúra primárneho alkoholu
- vlastnosti
- kyslosť
- pKa
- Chemické reakcie
- Tvorba alkylhalogenidov
- Oxidácia primárnych alkoholov
- Tvorba éterov
- Tvorba organických esterov
- dehydratácia
- názvoslovie
- Príklady
- Referencie
Primárne alkohol je taká, v ktorej je hydroxylová skupina je pripojená k primárnej uhlík; to znamená uhlík kovalentne viazaný na iný uhlík a vodík. Jeho všeobecný vzorec je ROH, konkrétne RCH 2 OH, pretože je tu len jedna alkylové skupina R.
R skupinu všeobecného vzorca RCH 2 OH môže byť akýkoľvek: reťaz, kruh, alebo heteroatómy. Pokiaľ ide o reťazec, krátky alebo dlhý, je to pred najreprezentatívnejšími primárnymi alkoholmi; medzi nimi je metanol a etanol, dva z najviac syntetizovaných na priemyselnej úrovni.
Pivnica - Príklad vodného roztoku etylalkoholu, primárneho alkoholu, v organickej matrici. Zdroj: Engin Akyurt cez Pexels.
Fyzikálne sú ako ostatné alkoholy a ich teplota varu alebo topenia závisia od stupňa ich vetvenia; ale chemicky sú najreaktívnejšie. Ďalej je jeho kyslosť vyššia ako kyslosť sekundárnych a terciárnych alkoholov.
Primárne alkoholy podliehajú oxidačným reakciám a stávajú sa veľkým počtom organických zlúčenín: estery a étery, aldehydy a karboxylové kyseliny. Rovnako sa môžu podrobiť dehydratačným reakciám, ktoré sa transformujú na alkény alebo olefíny.
Štruktúra primárneho alkoholu
Primárne alkoholy odvodené od lineárnych alkánov sú najreprezentatívnejšie. Avšak, v skutočnosti akékoľvek konštrukcie, či už lineárne alebo rozvetvený, môže byť zaradený do tohto typu alkoholu, ak je skupina OH je prepojený s CH 2 .
Tak, konštrukčne všetky majú jedno spoločné: prítomnosť skupiny -CH 2 OH, tzv methylol. Charakteristickým a dôsledkom tejto skutočnosti je, že skupina OH je menej obmedzovaná; to znamená, že môže interagovať s prostredím bez priestorového rušenia inými atómami.
Rovnako tak menej bráneného OH znamená, že atóm uhlíka, ktorý je nesie, že CH 2 , môžu podliehať substitučným reakciám prostredníctvom SN 2 mechanizmus (bimolekulární, bez tvorby karbokationtový).
Na druhej strane, OH s väčšou voľnosťou interakcie s médiom sa prekladá ako silnejšie intermolekulárne interakcie (vodíkovými väzbami), ktoré zase zvyšujú teploty topenia alebo teploty varu.
To isté sa deje s jeho rozpustnosťou v polárnych rozpúšťadlách, pokiaľ skupina R nie je príliš hydrofóbna.
vlastnosti
kyslosť
Primárne alkoholy sú zo všetkých najviac kyslé. Aby sa alkohol mohol správať ako Bronstedova kyselina, musí darovať ión H + médiu, povedzme vode, aby sa stal alkoxidovým aniónom:
ROH + H 2 O <=> RO - + H 3 O +
Negatívny náboj RO - , konkrétne RCH 2 O - , je menej odrazený elektrónov v oboch CH väzieb než elektróny vo väzbe ČR.
Alkylové skupina potom pôsobí najväčší odpor, destabilizujúci RCH 2 O - ; ale nie toľko v porovnaní s tým, ak by existovali dve alebo tri skupiny R, ako sa vyskytuje u sekundárnych a terciárnych alkoholov.
Ďalším spôsobom, ako vysvetľovať vyššia kyslosť primárneho alkoholu je pomocou rozdielu electronegativity, vytvárať dipólový moment: H 2 C δ + -O δ- H. Kyslík priťahuje elektronickú hustotu od oboch CH 2 a H; kladný čiastočný náboj uhlíka trochu odpudzuje vodík.
Skupina R prenáša malý jeho hustoty elektrónov na CH 2 , čo napomáha znížiť jeho kladný parciálne náboj a tým aj jeho odmietnutie tohto poplatku vodíka. Čím viac skupín R existuje, tým nižšie sú odpory, a preto je tendencia uvoľňovať H ako H + .
pKa
Primárne alkoholy sa považujú za slabšie kyseliny ako voda, s výnimkou metanolu, ktorý je o niečo silnejší. PKa metylalkoholu je 15,2; a pKa etylalkoholu je 16,0. Medzitým je pKa vody 15,7.
Avšak, voda, ktorá je považovaná za slabú kyselinu, ako alkoholov, sa môžu pripojiť H + , aby sa stal hydronium ión, H 3 O + ; to znamená, že sa správa ako základňa.
Rovnakým spôsobom môžu primárne alkoholy absorbovať vodík; najmä pri niektorých svojich vlastných reakciách, napríklad pri transformácii na alkény alebo olefíny.
Chemické reakcie
Tvorba alkylhalogenidov
Alkoholy reagujú s halogenovodíkmi za vzniku alkylhalogenidov. Reaktivita alkoholov voči halogenovodíkom klesá v tomto poradí:
Terciárny alkohol> sekundárny alkohol> primárny alkohol
ROH + HX => RX + H 2 O
RX je primárny alkylhalogenid (CH 3 Cl, CH 3 CH 2 Br, atď.).
Ďalším spôsobom prípravy alkylhalogenidov je reakcia tionylchloridu, syntetického činidla, s primárnym alkoholom, ktorý sa premení na alkylchlorid. Thionylchlorid (Societe 2 ), vyžaduje prítomnosť pyridínu reagovať.
CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 OH + Société 2 => CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 Cl + SO 2 + HCl
Táto reakcia zodpovedá halogenácii 1-pentanolu na 1-chlórpentán v prítomnosti pyridínu.
Oxidácia primárnych alkoholov
Alkoholy môžu byť oxidované na aldehydy a karboxylové kyseliny, v závislosti od činidla. Pyridiniumchlorchromát (PCC) oxiduje primárneho alkoholu na aldehyd, za použitia zmesi dichlórmetán (CH 2 Cl 2 ), ako rozpúšťadlá :
CH 3 (CH 2 ) 5 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 5 COH
Toto je oxidácia 1-heptanolu na 1-heptanal.
Medzitým, manganistan draselný (KMnO 4 ) najprv oxiduje alkoholu na aldehyd, a potom oxiduje aldehyd na karboxylovú kyselinu. Pri použití manganistanu draselného na oxidáciu alkoholov sa musí zabrániť prerušeniu väzby medzi uhlíkmi 3 a 4.
CH 3 (CH 2 ) 4 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 4 COOH
Toto je oxidácia 1-hexanolu na kyselinu hexánovú.
Týmto spôsobom je ťažké získať aldehyd, pretože sa ľahko oxiduje na karboxylovú kyselinu. Podobná situácia sa pozoruje, keď sa na oxidáciu alkoholov používa kyselina chrómová.
Tvorba éterov
Primárne alkoholy sa môžu pri zahrievaní v prítomnosti katalyzátora, zvyčajne kyseliny sírovej, premeniť na étery:
2 RCH 2 OH => RCH 2 OCH 2 R + H 2 O
Tvorba organických esterov
Kondenzácia alkoholu a karboxylovej kyseliny, Fisherova esterifikácia katalyzovaná kyselinou, produkuje ester a vodu:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR, + H 2 O
Dobre známou reakciou je reakcia etanolu s kyselinou octovou za vzniku etylacetátu:
CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH <=> CH 3 COOHCH 2 CH 3 + H 2 O
Primárny alkohol je najcitlivejší na Fischerove esterifikačné reakcie.
dehydratácia
Pri vysokých teplotách a v kyslom prostredí, zvyčajne v kyseline sírovej, dehydratujú alkoholy za vzniku alkénov so stratou molekuly vody.
CH 3 CH 2 OH => H 2 C = CH 2 + H 2 O
Toto je dehydratačná reakcia etanolu na etylén. Vhodnejším všeobecným vzorcom pre tento typ reakcie, konkrétne pre primárny alkohol, by bol:
RCH 2 OH => R = CH 2 (ktorý je tiež rovná RC = CH 2 )
názvoslovie
Príklad primárneho alkoholu. Zdroj: Gabriel Bolívar.
Pravidlá pomenovania primárneho alkoholu sú rovnaké ako pre ostatné alkoholy; s výnimkou toho, že niekedy nie je potrebné uviesť uhlík obsahujúci OH.
Na hornom obrázku je hlavný reťazec so siedmimi atómami uhlíka. Uhlík viazaný na OH má číslo 1 a potom sa začína počítať zľava doprava. Jej názov podľa IUPAC je: 3,3-dietylheptanol.
Toto je príklad vysoko rozvetveného primárneho alkoholu.
Príklady
Nakoniec sa uvádza niekoľko primárnych alkoholov na základe ich tradičnej a systematickej nomenklatúry:
Metyl, CH 3 OH
Etyl, CH 3 CH 2 OH
-n-propyl, CH 3 CH 2 CH 2 OH
n-hexylová skupina, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
Sú to deriváty lineárnych alkánov. Ďalšími príkladmi sú:
-2-fenylethanol, C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH (C 6 H 5 = benzénové kruh)
-2-propén-1-ol (alylalkohol), CH 2 = CHCH 2 OH
1,2-etándiol, CH 2 OHCH 2 OH
-2-Chlóretanol (ethylenechlorohydrin), ben- 2 CH 2 OH
-2-butén-1-ol (krotylalkohol), CH 3 CH = CHCH 2 OH
Referencie
- Morrison, RT a Boyd, RN (1987). Organická chémia. ( Vydanie 5 ta ). Addison-Wesley Iberoamericana
- Carey, FA (2008). Organická chémia. ( Vydanie 6 ta ). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Mel Science. (2019). Ako prebieha oxidácia primárnych alkoholov. Získané z: melscience.com
- Kráľovská spoločnosť chémie. (2019). Definícia: primárne alkoholy. Obnovené z: rsc.org
- Chriss E. McDonald. (2000). Oxidácia primárnych alkoholov na estery: tri súvisiace experimentálne experimenty. J. Chem. Educ., 2000, 77 (6), str. 750. DOI: 10,1021 / ed077p750.