SEMANA 19 ALCOHOLES y FENOLES QUÍMICA 2019

Laboratorio: Propiedades físicas y químicas de alcoholes y fenoles Semana 19 ALCOHOLES Y FENOLES Alcoholes Definición y representación general. Clasificación. Nomenclatura UIQPA y Común. Polihidroxilados (etilenglicol, propilenglicol, trimetilenglicol, glicerol) Propiedades físicas. Reacciones químicas: Oxidación con KMnO4 (frío) Prueba de Lucas Deshidratación a 180°C, con H2SO4 (conc.) aplicando Regla de Saytseff   Fenoles. Definición y representación general Nomenclatura. Propiedades Físicas. Reacción con FeCl3  Aplicación de los conceptos en la salud y el ambiente.  Lecturas en el libro de texto. La Química en la Salud: “Algunos alcoholes y fenoles importantes”, “Desinfectante de manos y etanol”, “Intoxicación con metanol”, “Oxidación de etanol en el cuerpo” Laboratorio: Propiedades físicas y químicas de alcoholes y fenoles

ALCOHOLES Compuestos orgánicos con OXÍGENO. Tienen la función química –OH (hidroxilo). Representación: R-OH (R es radical alifático) Ej: CH3-OH, CH3CH2-OH Clasificación: según el C donde se une el –OH Alcohol 1º Alcohol 2º Alcohol 3º (CH3)3-C-OH =

Nomenclatura Común Se antepone la palabra alcohol Seguido del nombre del radical del alcano cambiando la terminación ano por ílico. Se utiliza si el alcano tiene forma iso, neo, n-, sec (si el OH se une a un C 2º), ter (si se une a un 3º). o sec,propílico -CH2OH

Nomenclatura UIQPA Utilizar las mismas reglas básicas para alcanos. La prioridad al numerar la cadena carbonada la tiene la función química hidroxilo (-OH), el # menor de C. El nombre básico será el del alcano cambiando la terminación ano por ol. Se indica la posición del OH. Si hay más de un –OH se usan prefijos diol, triol, etc. Nombrar y Clasificar:

Ejercicios: 1) Nombre UIQPA de el alcohol neopentílico: 2) Nombre UIQPA del alcohol secbutílico: 3) 2,4-hexanodiol 4) 2-etil-1-pentanol 5) CH3 OH CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CCH2CH2CHCHCHCH3 CH CH3 CH3 CH3

Alcoholes polihidroxilados (algunos ejemplos) Los Glicoles: tiene 2 grupos hidroxilos (OH-). Ejemplos: Etilenglicol o 1,2-etanodiol (uso: anticongelante, es tóxico) HO-CH2CH2OH Propilenglicol o 1,2-propanodiol (uso: humectante, solvente) Trimetilenglicol o 1,3- propanodiol HO-CH2CH2CH2OH (uso: síntesis de polímeros) Con 3 grupos OH- Glicerol, glicerina o 1,2,3-propanotriol (humectante, forma parte de los lípidos)

Propiedades físicas Los alcoholes de 1 a 4 carbonos son solubles en H2O porque el –OH le da polaridad a la molécula. De 5 a más C son más apolares por lo que son solubles en solventes orgánicos (apolares). Los isómeros ramificaciones son más solubles. Los alcoholes tienen puntos de ebullición mas altos que los alcanos porque sus moléculas forman puentes de H entre sus grupos –OH. Alcoholes de 1 a 10 C son líquidos, incoloros, olor característico. De 11 a más son sólidos cristalinos, blancos.

Usos y riesgos Alcohol metílico ó metanol: se absorbe por la piel y es tóxico, por lo que no se debe usar para fricciones, causa ceguera, y muerte al ingerir 30 ml. Alcohol etílico ó etanol: usado en bebidas alcohólicas. Se utiliza como desinfectante y para fricciones. (El etanol comercial no es ingerible). Alcohol isopropílico: es tóxico al ingerirlo. No se absorbe por la piel por lo que se usa en fricciones Etilenglicol (1,2-etanodiol): anticongelante, tóxico. Glicerol o glicerina (1,2,3-propanotriol): humectante.

RCH2OH + KMnO4→ R-C-H + H2O + MnO2 + KOH REACCIONES QUÍMICAS DE ALCOHOLES Reacción de Oxidación con permanganato de potasio Los alcoholes 1º se oxidan y forman aldehídos (el aldehído puede seguir reaccionando hasta formar ácidos carboxílicos R-COOH) CH3CH2CH2CH2OH + KMnO4 CH3CH2CH2CH + H2O + MnO2 + KOH butanal precipitado café O RCH2OH + KMnO4→ R-C-H + H2O + MnO2 + KOH Alcohol Aldehído Dióxido de Manganeso (prec. Café) O

Los alcoholes 2º se oxidan y forman cetonas CH3CHCH2CH3 + KMnO4 CH3C CH2CH3+ H2O +MnO2+KOH 2-BUTANOL 2-BUTANONA LOS ALCOHOLES 3º NO SE OXIDAN EN ESTAS CONDICIONES (no tiene H para reaccionar) OH O R–CH-R + KMnO4 R-C-R + H20+MnO2+KOH Alcohol cetona

REACCIÓN ó PRUEBA DE LUCAS (El Reactivo de Lucas consiste en: HCl conc. + ZnCl2 ) El Cloro Sustituye al –OH y forma un derivado halogenado ALCOHOL REACCION MANIFESTA-CION 1o. CH3-CH2-OH + HCl ----------- NO REACCIONAN 2o. (CH3)2 -CH-OH + HCl (CH3)2 -CH-Cl + H2O (necesita calentamiento en baño de maria) TURBIDEZ después de calentar 3o. (CH3)3 -C-OH + HCl (CH3)3 -C-Cl + H2O TURBIDEZ INMEDITA sin calentar ZnCl2 ZnCl2 ZnCl2

Completar: ZnCl2 CH3CH2CH2CHCH3 + HCl  OH ZnCl2 (CH3)3C-OH + HCl  2-metil-3-pentanol + Reactivo de Lucas  3-metil-3-hexanol + Reactivo de Lucas 

DESHIDRATACIÓN a 180 °C con H2SO4 (Esta reacción es la contraria a la hidratación de alquenos) Los alcoholes pierden H2O y forman ALQUENOS al reaccionar con ácido y calor. Se forma (=) entre los Carbonos vecinos que perdieron el OH y un H y se forma H2O - C – C- C=C + H2O H OH 180°C H2SO4

Cuando se deshidrata un alcohol 2º y 3º se pueden formar dos alquenos dependiendo de cuál de los Hidrógenos de los C vecinos se eliminen con el –OH. Esto lo determina la Regla de Saytzeff. Regla de Saytzeff: El doble enlace se formará principalmente (en mayor %) entre el carbono que contienen al grupo OH y el C vecino que contenga menos hidrógenos del alcohol. (contraria a la Regla de Markovnikof) Producto principal: alqueno que se forma en mayor % Producto secundario: el que se forma en menor %

CH3 OH CH3 CH3CH2CHCH3 CH3CH=CHCH3 + H2O OH 2-BUTENO Se debe aplicar la Regla de Saytzeff para alcoholes 2º y 3º CH3- CH- CH- CH3 CH3 -C=CH-CH3 + H2O CH3 OH CH3 CH3CH2CHCH3 CH3CH=CHCH3 OH 2-BUTENO PRODUCTO PRINCIPAL H2SO4 CALOR + H2O H2SO4 180°C

Fenoles Compuestos orgánicos con OXÍGENO que presentan un radical –OH (hidroxilo) unido directamente a un anillo aromático. Representación Ar-OH -OH Fenol

NOMENCLATURA de FENOLES OH CH3 FENOL o-CRESOL m-CRESOL p-CRESOL CATECOL RESORCINOL HIDROQUINONA OH OH

Los fenoles disustituídos se pueden nombran como derivados del FENOL. OH Br NH2 Fenol o-bromofenol o-aminofenol

REACCIÓN CON FeCl3 para identificar y diferenciar Fenoles de Alcoholes Los fenoles reaccionan con cloruro férrico acuoso FeCl3 y forman productos de oxidación y complejos de color que indican su presencia. REACCIONES DE FENOL Complejo de Fenolato férrico

IMPORTANCIA , USOS Y RIESGOS del FENOL El fenol es muy utilizado como desinfectante fungicida, bactericida, antiséptico. Si se ingiere en altas concentraciones puede causar envenenamiento Se absorbe por la piel Es inflamable, corrosivo y sus gases son explosivos a la llama

Laboratorio: Ejercicios utilizando los grupos funcionales vistos. Semana 20 TIOLES Y ÉTERES Tioles  Definición y representación general. Nomenclatura UIQPA y común Importancia y usos Éteres Definición y representación general Nomenclatura UIQPA y Común Propiedades físicas  Aplicación de los conceptos en la salud y el ambiente. Lecturas en libro de texto. La Química en el Ambiente: “Éteres tóxicos” -La Química en la Salud: “Éteres como anestésicos” Laboratorio: Ejercicios utilizando los grupos funcionales vistos.

TIOLES ó MERCAPTANOS R-SH Compuestos orgánicos con AZUFRE que presentan la función química -SH Representación: R= radical puede ser alifático o aromático El grupo -SH se conoce como: MERCAPTANO ó SULFHIDRILO. TIENEN OLORES MUY DESAGRADABLES. Se le agrega al gas propano para detectar fugas. R-SH

Nomenclatura de tioles ó mercaptanos COMUN: Se menciona primero el nombre del radical de alcano (n, iso, neo, sec, ter) terminado con la palabra mercaptano. UIQPA: Se nombra como alcano con la terminación tiol siguiendo las reglas para los alcanos.

Ejemplos de nombres comunes UIQPA CH3SH Metilmercaptano Metanotiol CH3CH2SH Etilmercaptano Etanotiol CH3CH2CH2SH Propilmercaptano 1-propanotiol CH3CHCH3 Isopropilmercaptano 2-propanotiol SH

Sources of Thiols Thiols often have strong odors. are used to detect gas leaks. are found in onions, oysters, and garlic. 26

ETERES NOMENCLATURA COMÚN: Compuestos orgánicos que contienen OXÍGENO y tienen la función química –C-O-C- Representación R-O-R ( también puede ser Ar) NOMENCLATURA COMÚN: Se nombran los radicales R- unidos al Oxígeno en orden alfabético El nombre puede empezar o terminar con la palabra éter El solvente éter corriente es el dimetiléter (CH3OCH3) Ej: CH3CH2CH2-O-CH2CH3 etiln-propileter ó éter etilnpropílico

Nomenclatura UIQPA se utilizan nombres de radicales alcoxi- Se busca el radical más pequeño y se nombra como un radical alcoxi unido al otro radical que será el alcano que dará el nombre básico indicando su posición. CH3OCH3 Metoximetano (Dimetiléter) CH3CH2OCH3 Metoxietano (Etilmetiléter) CH3CH2OCH2CH2CH3 1-Etoxipropano (Etilpropiléter) CH3CHOCH2CH3 2-etoxipropano (Etilisopropiléter) CH3

CH3CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH2CH2CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CH2-O-CH2-CH3 CH3

PROPIEDADES FISICAS de los ETERES Incoloros Muy volátiles Menos densos que el agua Inflamables Sus moléculas no forman puentes de H entre sí Olores característicos Los éteres de 1 a 4 carbonos son solubles en agua porque forman puentes de hidrógeno entre su oxígeno y el agua.

Usos y riesgos de algunos éteres El dietiléter: antiguamente se utilizaba como anestésico general, pero era muy volátil e inflamable y causaba efectos secundarios. Actualmente se usa como solvente de sustancias apolares. Metilterbutiléter : se inyecta directamente en la vesícula biliar a través de un catéter, éste disuelve los cálculos que principalmente son de colesterol, no presenta efectos secundarios desagradables.