UNIDAD IV ALCOHOLES Y FENOLES

Estructura R-OH Fórmula general: Donde R: grupo alquilo (sustituido; anillo aromático ; cadena abierta o cíclica; contener doble enlace; OH adicionales (polialcoholes), etc.)

Clasificación De acuerdo al tipo de Carbono que porte el grupo –OH se clasifican en primarios, secundarios y terciarios.

Nomenclatura Nombre común: se nombra el grupo alquilo con terminación “ilico” anteponiéndose la palabra alcohol. IUPAC: 1- Se elige la cadena más larga que contenga al grupo funcional. Se nombra de acuerdo al número de Carbonos agregando la terminación “ol”. 2- Mediante un número se indica la posición del –OH (el más bajo posible). 3- La posición de los demás grupos se indican por números. El alcohol tiene prioridad sobre los enlaces doble, triple y grupos alquilos. Carbinol: nombres derivados del metanol.

Nomenclatura

Propiedades Físicas Alcohol Alcano  lipófilo R-H Agua  hidrófilo H2O (H-OH) R-OH R-OH -OH: da a los alcoholes prop. fcas. características. R: alquilo que modifica estas prop., de acuerdo a su tamaño y forma.

Propiedades Físicas El grupo hidroxilo es muy polar  forma puente de hidrógeno. Estado de Agregación: a temperatura ambiente son líquidos. Pto de Ebullición: aumenta con el n° de C y disminuye con la ramificación. Es más elevado que los hidrocarburos con igual n° de C (forma líquidos asociados unidos por puente de H  se requiere mayor energía para romper dichas uniones). Solubilidad: a mayor n° de C, menor solubilidad en agua. El límite de solubilidad está entre los 4 ó 5 C para alcoholes primarios. Los glicoles inferiores (hasta 7 C) presentan solubilidad apreciable. Ejemplo: el etilenglicol (etanodiol) se usa como anticongelante por su elevado pto de ebullición, bajo pto de congelamiento y alta solubilidad en agua.

Fuente Industrial Fermentación de carbohidratos: Síntesis de Grignard. Caña de azúcar Melasas Azúcares fermentación Alcohol etílico o etanol Granos Almidón con levadura Aceite de fusel (mezclas de alcoholes primarios) Síntesis de Grignard. Hidrólisis de halogenuros de alquilo.

Propiedades Químicas Alcoholes como ácidos y bases: Base  fuerza similar al agua, contiene oxígeno y pares de e- no compartidos, acepta protones de ácidos fuertes. Ácido  fuerza similar al agua. La polaridad del enlace O-H facilita la separación del protón. Esta acidez se demuestra por su reacción con metales, liberando H2. R-OH + Na  RO-Na+ + ½ H2 Alcóxido de sodio

Propiedades Químicas Alcoholes como ácidos y bases: Acideces relativas: H2O > ROH > HC≡CH > NH3 > RH Basicidades relativas: OH- < RO - < HC≡C - < NH2- < R - La diferencia de acidez entre el agua y el alcohol es el grupo alquilo. Entre alcoholes, el metanol es más ácido que un alcohol terciario, porque mientras mas voluminoso sea el grupo alquilo menor acidez presentará.

Propiedades Químicas Las reacciones de un alcohol pueden involucrar la ruptura de uno de los dos enlaces: El enlace C-OH, eliminando el grupo –OH (reaccionan como bases) El enlace CO-H, eliminando el –H (reaccionan como ácidos) Los dos tipos de reacción pueden implicar sustitución o eliminación generando un doble enlace.

Propiedades Químicas. Oxidación de los Alcoholes Implica la pérdida de uno o más hidrógenos  del carbono que contiene el grupo –OH. El tipo de producto que se genera depende del número de hidrógenos  que contenga el alcohol. Un alcohol 1° contiene dos H . Si pierde uno, se oxida a aldehído (en presencia de oxidantes suaves); y si pierde dos, se oxida a ácido (en presencia de oxidantes fuertes). Un alcohol 2° contiene un H . Al oxidarse se transforma en cetona. Un alcohol 3° no contiene H , por lo que no puede ser oxidado (excepto que se produzca una degradación del alcohol con ruptura de enlaces).

Análisis de Identificación de Alcoholes Prueba de Iodoformo: indica si un alcohol presenta la siguiente estructura con la presencia de un precipitado amarillo.

Análisis de Identificación de Alcoholes Prueba de Lucas: indica la presencia de alcoholes primarios, secundarios y terciarios. Se manifiesta por la aparición de turbiedad. Alcohol Terciario  reacciona inmediatamente Alcohol Secundario  reacciona en 5 minutos Alcohol Primario  no reacciona a temperatura ambiente

Alcoholes Aromáticos Son los que tienen en grupo –OH en una cadena lateral del anillo bencénico.

Alcoholes en el Vino La fermentación alcohólica permiten que las levaduras consuman el azúcar presente en el mosto, obteniendo CO2 y alcohol etílico (presente en el vino). Otros alcoholes: el metílico se obtiene por hidrolización de las pectinas (presentes en la piel de la uva)  encontramos menor cantidad en vinos blancos que tintos.

Aportan dulzura al vino Alcoholes en el Vino Polialcoholes: Glicerol o glicerina (1,2,3-propanotriol): su presencia depende de la temperatura de fermentación, cantidad de alcohol y el color del vino. Su presencia aporta sabor dulce y sensación de llenado en boca. Eritritol (1,2,3,4-butanotetraol). Arabitol (1,2,3,4,5-pentanopentol). Aportan dulzura al vino Manitol (1,2,3,4,5,6-hexanohexol). Sorbitol (hexa-alcohol isómero del manitol). Inositol (hexa-alcohol isómero del manitol).

ETERES

ETERES Fórmula general: R-O-R , Ar-O-R ó Ar-O-Ar

Propiedades Químicas de Eteres Poco reactivos, estables. Resisten a la oxidación y reducción. La unión éter sufre escisión por ácidos, en condiciones energéticos, ácidos concentrados (HI o HBr) y a temperaturas elevadas. R-O-R´ + HX  R-X + R’-OH  R´-X Ar-O-R + HX  R-X + Ar-OH Reactividad de HX: HI > HBr > HCl HX Alquil éter  halogenuro de alquilo + alcohol  segundo halogenuro de alquilo. Alquil aril éter  fenol + halogenuro de alquilo.

Nomenclatura de Éteres Se nombran los dos grupos unidos al oxígeno seguido de la palabra éter. También puede nombrarse como un alcoxi derivado. El Éter aril alquílico es el metilfeniléter o anisol.

Propiedades Físicas de Éteres Debido a que el ángulo de enlace C-O-C no es de 180°, los momentos dipolares de los dos enlaces C-O no se anulan, entonces los éteres presentan un pequeño momento dipolar neto. Presentan solubilidad en agua, por la formación de puentes de hidrógeno.

Propiedades Físicas de Éteres Punto de ebullición similar a los alcanos de peso molecular cercano y más bajo que los alcoholes isómeros. Por ejemplo: n-butano 98° C metil n-pentil éter 100° C alcohol hexílico 157° C (por la formación de puentes de H entre sí)

Epóxidos Compuestos que contienen un anillo de tres átomos. Son éteres cíclicos. El epóxido más importante es el óxido de etileno, que se obtiene industrialmente por oxidación catalítica del etileno con aire.

Epóxidos. Propiedades El anillo aporta propiedades excepcionales. Son muy reactivos, por la fácil apertura del anillo. Sufren reacciones catalizadas por ácidos y son degradadas por bases.

Otros Epóxidos

Fenoles Estructura: posee un grupo –OH unido directamente al anillo bencénico. Nomenclatura: el más sencillo es el fenol. A los metilfenoles se los denomina cresoles.

Propiedades Físicas de los Fenoles Son líquidos o sólidos de bajo Punto de Fusión. Elevado punto de Ebullición, por formación de puente de Hidrógeno. El fenol presenta cierta solubilidad en agua. Los restantes son insolubles. Son incoloros. Cuando se oxidan presentan cierta coloración por presencia de impurezas.

Propiedades Físicas de los Fenoles Los nitrofenoles isómeros, presentan prop fcas distintas. Los isómeros “meta” y “para” poseen pto de ebullición elevados por formación puente de hidrógeno intermolecular y son solubles en agua por formación de puente de hidrógeno con el agua.

Propiedades Físicas de los Fenoles El isómero o-nitrofenol posee pto de Ebullición bajo y baja solubilidad en agua. Esto se debe a la posición en que se encuentran los grupos –NO2 y –OH que permiten la formación de puente de hidrógeno intramolecular, impidiendo uniones intermoleculares.