UNIDAD 17
ALCOHOLES
Objetivos
Reconocer el grupo funcional de los alcoholes. Determinar la estabilidad de una molécula de un alcohol. Reconocer las propiedades físicas y químicas de los
alcoholes. Dibujar estructuras o identificar estructuras aplicando las
reglas de nomenclatura IUPAC. Explicar los mecanismos de reacción de alcoholes. Explicar los mecanismos de formación de alcoholes en las
reacciones de adición electrofílica. Completar o predecir reacciones y síntesis.
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“Chemistry at work”
Propiedades y EstructuraTienen el grupo funcional -OH (grupo hidroxilo) enlazado a un átomo de carbono con hidridación sp3.
Se excluyen los:
-OHFenoles = -OH enlazado a un anillo aromático
C = C
OHEnoles= -OH enlazado a un carbono vinílico
Propiedades y Estructura
Tienen una geometría similar a la del agua.
El enlace R-OH es aproximadamente tetraedral ( aprox. 109°)
Tienen puntos de ebullición más altos que los alcanos de igual número de carbonos.
Propiedades y Estructura
Forman puentes de hidrógeno
Se disocian en soluciones acuosas para donar un protón (H+) al agua
R- OH + H2O R-O- + H3O+
Puentes de hidrógeno entre alcoholes y agua
Propiedades y Estructura
Son débilmente ácidos y débilmente básicos.
Ocurren de forma natural y tiene muchos usos industriales y farmacéuticos.
En general son tóxicos.
Alcoholes más comúnes
Etanol Solvente industrial Aditivo para combustible Uso antiséptico Industria de bebidas alcohólicas
Fermentación de grano (vodka,ginebra, whiskey) (15-50% alcohol por volumen)
Fermentación de azúcares ( cerveza, vinos, rones, brandy, cognac) ( 5- 80% alcohol por volumen
http://www.intoxm/about_alcohol_sp.as
Alcohol isopropílico (rubbing alcohol 70%)Glicol de etileno (antirefrigerante)
Citronellol (aceite aromático en las rosas y geranios)
OHOH
CH3OH
CH3 CH3
Mentol Colesterol
CO + 2H2 CH3OH
MetanolEs importante en la industrua químicaSe le conoce como alcohol de madera ya
que se puede preparar calentando madera en ausencia de aire.
400 C
ZnO/Cr
•Se usa como materia prima para preparar formaldehido y ácido acético
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NomenclaturaSe selecciona la cadena más larga de carbonos que contenga el grupo funcional –OH que le dará el nombre a la cadena.El nombre llevará el sufijo –ol.Se comienza a enumerar por el extremo más cercano al grupo funcional.Se identifica con números la posición del grupo funcional –OH.Si la cadena tiene ramificaciones o sustituyentes, estos se nombran en orden alfabético.
NomenclaturaAlcoholes con varios grupos –OHDioles (glicoles en el sistema común)Trioles (gliceroles en el sistema
común
De la molécula tener más de un grupo funcional como un alqueno o alquino, se le dará prioridad al alcohol, pero se nombra el otro grupo y la posición que éste ocupa.(CH3)2C=CHCH(OH)CH3 4-metil-3-penten-2-ol
CH3CH2CH2OH
metanol alcohol metílico
IUPAC COMÚN
etanol alcohol etílico
CH3OH
1- propanol alcohol n-propílico
CH3CHCH3
OH
2- propanol alcohol isopropílico
CH3CH2OH
PrácticaCH3
OH
CH3 CH3
CH3
OH
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3OH
CH3
OHOH
CH3
OH CH3
OH
CH3 CH3
CH3
Práctica
Dibuje e identifique, utilizando las reglas IUPAC, los ocho (8) alcoholes isoméricos con fórmula C5H12O.
Preparación de Alcoholes
1. Reacción de Sustitución Nucleofílica
RX + -OH R-OH + X-
Orden de reactividad de los haluros:
3 > 2 > 1 > CH3X
(CH3)3-C-Br NaOH (ac) (CH3)3- C-OH + NaBr
-Cl NaOH (ac) -OH + NaCl
CH3CH2CH2BrNaOH (ac)
CH3CH2CH2OH
2. Formación de dioles (Hidroxilación)
C CC C
HO OHadición syn
OsO4
NaHSO3
1.
2.
CH3
CH3
OH
OH
Se obtiene diol vecinal (glicol).
1.OsO4 /piridina
2.NaHSO3
CH3CH=CHCH3
1.OsO4
2.NaHSO3
OH OHCH3CH-CHCH3
3. Hidratación de alquenos Oximercuración (oxidación)
C C Hg(OAc)2
H2O
NaBH4
Es una adición Markovnikov (H en el Carbono menos sustituido)
adición syn
OH H
- C – C –
Hidratación de alqueno: Oximercuración
Hg(OAc)2
H2ONaBH4
OH
H
CH3CH=CHCH3
1.Hg(OAC)2 / H2O
2.NaBH4
H OH
CH3CH-CHCH3
4. Hidratación de alquenoHidroboración (oxidación)
Es una adición anti Markovnikov: el H irá al C más sustituido.
Estereoquímica: es una adición syn – por el mismo lado del enlace doble.
C C C C
HHO
31. BH3 / THF
2. H2O2 /OH-
Hidratación de alqueno: Hidroboración
BH3
THF
H2O2
OH
CH3H
OHH
CH3CH2CH=CH2
1. BH3 / THF
2. H2O2 /OH-
HCH3CH2CH-CH2-OH
5. Reducción de grupos carbonilos
C = O [ H ]OH
CH
H representa un agente reductor
Compuesto congrupo carbonilo
alcohol
Todo compuesto con un grupo carbonilo puede ser reducido, incluyendo aldehidos, cetonas, ácidos carboxílicos y ésteres.
a. Reducción de aldehidos y cetonas
5. Reducción de grupos carbonilos
Agentes reductores más utilizados:
• NaBH4 en etanol borohidruro de sodio
•LiAlH4 en éter hidruro de litio y aluminio
mayor reactividad
Aldehidos [H] alcoholes primarios
Cetonas [H] alcoholes secundarios
O
C R H
CCH3
H
O
CH
H
O
[H] OH
CR
HH
aldehido
alcohol primario
1. NaBH3, etanol
2. H3O+
1. LiALH4, éter
2. H3O+
HO – CH – CH3
H
HO – CH2H
O
C OCH3
CH3
O
C R R’
[H] OH
CR
R’H
cetona
alcohol secundario
1. NaBH3, etanol
2. H3O+
OH
CH3 – CH-CH3
1. NaBH3, etanol
2. H3O+
OH
b. Reducción de ácidos carboxílicos y ésteres
Agente reductor más utilizado:
• LiAlH4 en éter hidruro de litio y aluminio
El NaBH4 en etanol reduce los ésteres muy lentamente y no reduce los ácidos carboxílicos)
O
C R OR’
O
C R OH
éster o ácido carboxílico
[H]
OH
CR H
H
alcohol primario
O
CH3CH2CH = CHCH2CH2 –C-OH1. LiALH4, éter
2. H3O+
CH3CH2CH = CHCH2CH2 –CH2OH
O
CH3CH2CH2CH2 –C-OCH3
1. LiALH4, éter
2. H3O+
CH3CH2CH2CH2 –CH2OH + CH3OH
c. Adición de Reactivo Grignard a grupo carbonilo
Reactivo Grignard R’MgX
X = Cl, Br, o I
R = alquil, aril o vinilo primario, secundario, o terciario
c. Adición de Reactivo Grignard a grupo carbonilo
CH
H
O1. R’MgX, éter
2. H3O+R’CH2OH alcohol
primario
O
C R H
1. R’MgX, éter
2. H3O+
OH
R – CH- R’ alcohol secundario
O
C R R”
1. R’MgX, éter
2. H3O+
OH
R – C- R’ R”
alcohol terciario
O1. CH3MgCl, éter
2. H3O+CH3
OH
CH3 O
CH3CHCH2CH
1. - MgCl, éter
2. H3O+
CH3 OH
CH3CHCH2CH
1. Deshidratación de un alcohol
C C
OHHácido C C
conectado a C directamente conectado a C on OH
Reacciones de Alcoholes
+ H2O
Sigue la Regla de Zaitsev: “Se obtiene el alqueno más altamente sustitído como mayor producto.”
Orden de reactividad de los alcoholes: 3 > 2 > 1
Deshidratación de alcoholes
CH3OH H2SO4, H2O
THF, 50oC
CH3
H
OH
CH3CH2CH2CH-CH3
H2SO4, H2O
THF, 50oCCH3CH2CH=CH-CH3
+ H2O
CH3CH2CH2CH=CH2
Producto mayor
Producto en menor cantidad
2. Oxidación de alcoholes
Agentes oxidantes más utilizados:
KMnO4
CrO3 / H3O+, acetona
Na2Cr2O7 / H3O+
PCC (clorocromato de piridina)
R-CH2OH
OH
R-CH-R
[OX] O
R- C - H
[ OX ] O
R- C - R
R3C-OH[ OX ]
No Reacciona
2. Oxidación de alcoholes
OH Na2Cr2O7 / H3O+
= O
CH3
CH3CHCH2CH2 OH
CrO3 / H3O+
acetona
CH3 O
CH3CHCH2C-H
Examen Final
Reacciones Capítulo 17
Teoría Cap. 17
Nomenclatura Cap. 17
Nomenclatura Cap.3,6,8 y 10
Teoría general Cap. 1,2,3,4,6,7,8,10
Reacciones básicas
50%
Examen Final