Alcoholes, Fenoles y Éteres

Si uno de los átomos de hidrógeno del agua se remplaza por un grupo -R, se produce un ALCOHOL (ROH). Si el átomo de hidrógeno del agua se remplaza por un anillo aromático, se produce un FENOL (ArOH). Cuando ambos átomos de hidrógeno se remplazan por un grupo alquilo o aromático se producen los ÉTERES ( (ROR, ArOAr o ROAr).

ALCOHOLES Y FENOLES Tienen en común, la presencia del grupo funcional –OH, conocido como grupo hidroxilo ú oxhidrilo. ALCOHOLES: grupo OH-unido a radical alifático (R-OH) FENOLES; grupo OH-unido a un radical aromático (Ar-OH)

Clasificación de Alcoholes Por cantidades de grupos OH que tiene: Por el grado de sustitución de sus carbonos.

Nomenclatura de Alcoholes La común o de clase funcional es igual a la de los halogenuros, sólo se antepone la palabra “Alcohol y se sigue del grupo alquílico correspondiente:

Nomenclatura derivada o Carbinol Está viene del grupo que se denominó carbinol Carbinol metil carbinol ciclopentil carbinol

Nomenclatura IUPAC (alcanol) En el sistema IUPAC, se utiliza para un grupo funcional (centro reactivo) un sufijo al final del nombre (recordar los alquenos y alquinos), y es que se cambia la terminación “o” por “ol” ejemplos:

Reglas IUPAC Regla 1: escoja la cadena carbonada más larga que contenga el mayor grupo de “OH”, este constituirá la cadena más larga. Se me olvidaba… los “OH tienen prioridad sobre los dobles enlaces.

Reglas IUPAC Regla 2: se numera la cadena carbonada que contenga el mayor número de grupos funcionales (OH).

4-Metil-2-ciclohexen-1-ol 4-metilciclohexa-2-en-1-ol 3,6,7-Trimetil-4-nonanol 4-hidroxiciclohexanona Penta-4-en-2-ol 4-penten-2-ol

1,2,3-propanotriol (glicerina, glicerol) 1,6-hexanodiol 1,2-propanodiol (propilenglicol) 1,6-hexanodiol 1,2,3-propanotriol (glicerina, glicerol) 2,2-bis(hidroximetil)-1,3-propanodiol (pentaeritriol)

Nomenclatura de clase funcional Se nombran como alcohol alquílico, es decir, el nombre se construye en dos partes: primero, la palabra alcohol, que denota la clase funcional y luego el nombre del grupo alquilo unido al oxígeno, con la terminación ílico. Este sistema funciona solamente con alcoholes simples. Alcohol isobutílico Alcohol sec-butílico Alcohol ter-butílico

Clasificación de Éteres Los éteres se clasifican en simétricos y asimétricos: También pueden existir los alicíclicos y los acíclicos:

Clasificación de Éteres Éteres Fenílicos: Epóxidos u oxiranos:

Nomenclatura de Éteres Los éteres pueden nombrarse de forma común si se toma al éter como nombre padre seguido por los dos sustituyentes que tiene:

Nomenclatura IUPAC de éteres En la nomenclatura IUPAC, el éter se toma en cuenta como un sustituyente alquiloxi.

Ejemplos

Prioridad del éter. El éter no tiene prioridad, es sólo un sustituyente.

Estructura de los alcoholes Los alcoholes son análogos del agua, en donde un átomo de hidrógeno ha sido reemplazado por un grupo alquilo el oxígeno tiene hibridación sp3, al igual que el átomo de carbono al que se encuentra unido.

Clasificación de alcoholes Según la clase de carbono al que se encuentra unido el –OH Primario Secundario Terciario

Clasificación de alcoholes También pueden clasificarse en dioles (tambien llamados glicoles cuando los grupos –OH son vecinales), trioles o polioles, según el número de grupos –OH presentes. Algunos alcoholes pueden presentar una cadena insaturada, y se denominan enoles (alqueno+alcohol). El doble enlace no puede encontrarse en el carbono que está unido al –OH porque rápidamente se tautomeriza a un carbonilo.

Fenoles Los fenoles se diferencian de los alcoholes en que el grupo unido al oxígeno sp3 es un anillo aromático: Nomenclatura Tienen muchos nombres comunes que persisten todavía. Se recomienda leer el material que ya se proporcionará respecto a la nomenclatura de fenoles.

Propiedades físicas de los alcoholes Puntos de Ebullición Son líquidos asociados, con puntos de ebullición elevados. Solubilidad en agua Los alcoholes pequeños son miscibles en agua, por la formación de puentes de hidrógeno, pero la solubilidad disminuye al aumentar el largo de la cadena

Propiedades físicas. (P.eb) Los alcoholes pueden formar puentes de hidrógeno, esto hace que tengan mayor punto de ebullición que cualquier grupo funcional que hayamos visto

De que más depende el punto de ebullición Ramificaciones: Posibilidad de formar más puentes de hidrógeno: < pto eb

Solubilidad en Agua La solubilidad decrece con el Tamaño de la cadena carbonada > o = 5 son insolubles.

Haluros de Alquilo Estos son bastante polares por ello son más solubles y poseen mayores puntos de ebullición que los éteres.

Ejercicio Ordene de forma creciente respecto a su punto de ebullición los siguientes compuestos VI < III < II < V < IV < I < VIII

Los fenoles pueden formar puentes de hidrógeno debido a que contienen grupos -OH. Puesto que la mayoría de los fenoles forman enlaces fuertes de hidrógeno están en el estado sólido a temperatura ambiente. El fenol tiene un punto de fusión de 43°C y un punto de ebullición de 181°C. La adición de un segundo grupo -OH al anillo, como en el caso de resorcinol, aumenta la fuerza de los enlaces de hidrógeno entre las moléculas; en consecuencia, el punto de fusión (110°C) y el punto de ebullición (281°C) del resorcinol son significativamente mayores que los del fenol.

Puntos de ebullición y solubilidades en agua de cinco grupos de alcoholes e hidrocarburos de peso molecular similar

Polaridades de estos grupos Esto tiene mucho que ver con lo visto en el tema anterior y tiene que ver con como reaccionan estos grupos funcionales (Halogenuros de Alquilo, éteres y alcoholes).

Obtención de fenoles Una pequeña cantidad puede aislarse del alquitrán de hulla. Algunos fenoles, como el eugenol, isoeugenol y anetol, pueden aislarse del aceite esencial de algunas plantas. En el laboratorio se preparan a partir de sales de diazonio, como se verá en el siguiente curso. Industrialmente, el fenol se prepara a partir de clorobenceno (proceso Dow) o cumeno, mediante procesos poco prácticos a nivel laboratorio.

Equilibrio ácido Base Ácido acético anion acetato equilibrio: concentraciones no cambian; proceso dinámico Constante de = K equilibrio = concentración de productos concentración de reactivos

Acidez de Alcoholes y Fenoles Los alcoholes y los Fenoles tienen protones ácidos.

Hablemos un poquito de Acidez La acidez se puede ver como se veía en el bachillerato

Por eso los alcoholes requieren bases muy fuertes Los Alcoholes Requieren bases muy fuertes para “arrancar” sus protones ácidos, estos dan lugar a la formación de alcóxidos. Alcóxido

¿Por qué los fenoles son más ácidos? Pues desde luego el que no esté el protón genera una base conjugada más estable:

A pesar de ello… No cualquier base puede arrancar el protón ácido, no olvidar el pKa de 10 del fenol, por ello se requiere una base fuerte.

Desde luego la reacción es reversible Si tenemos al fenóxido este se puede recuperar rápidamente tomando un protón de un ácido más fuerte (pKa > 10)

Efecto del Sustituyente

Entonces…. Por regla general los grupos atractores disminuyen el pKa (es decir son más ácidos) y los grupos dadores aumentan el pKa (es decir son menos ácidos). Más Ácido

A qué se debe esto… Siempre recordamos la estabilidad de la base conjugada.

Y los alcoholes… También dependen de estos mismos factores?

¿Hay diferencia entre grupos? Desde luego, no sólo depende de cuantos grupos atractores tenga, también de la naturaleza del grupo

Y al igual que los fenoles la distancia es importante A más carbonos de distancia el efecto se “siente” menos.El efecto inductivo decrece con la distancia

Ejercicio Ordene los siguientes compuestos de manera creciente respecto a su acidez relativa: IV < III < I < II < V < VI

Ejercicio De cada par prediga el que a su juicio sería el más ácido a) Fenol y etanol b) p-etoxifenol o resorcinol c) p-clorofenol y o-nitrofenol

Nomenclatura de Sales No olvidar los nombres generales de los Iones alcohol Potasio Alcóxido de potasio Hidróxido de sodio Fenoxido de sodio fenol

Veamos algunos ejemplos comunes

Reactividad de alcoholes Eliminación Sustitución del hidrógeno del grupo –OH (Sustitución electrofílica en el Oxígeno) Sustitución nucleofílica del grupo -OH

En la siguiente molécula ¿dónde hay sitios electrofílicos?

Reactividad de fenoles El oxígeno es un nucleófilo por presentar dos pares de e- sin compartir. { El hidrógeno es ácido. Sitio suceptible a reacciones SEA: el grupo –OH activa el anillo y es orientador orto-, para-

Importancia, usos y riesgos de fenoles En términos de uso medicinal, el fenol tiene cuatro propiedades que vale la pena señalar: capacidad para actuar como antiséptico capacidad para actuar como anestésico local irritante de la piel toxicidad cuando se ingiere A causa de la posible irritación de la piel y de su toxicidad, el fenol se encuentra sólo en cantidades pequeñas en medicamentos que se venden sin receta médica. Un gran número de estructuras relacionadas con él son mucho más eficaces para ciertos usos que el fenol mismo. En virtud de sus actividades antisépticas y anestésicas, los fenoles se encuentran en diversos productos comerciales que incluyen jabones, desodorantes, rocíos y ungüentos desinfectantes, rocíos para primeros auxilios, gárgaras, pastillas y fricciones musculares.

Entre muchos derivados fenólicos biológicamente destacados, los neurotransmisores de catecol son algunos de los más valiosos e interesantes. El sistema nervioso trabaja con base en una serie de reacciones físicas y químicas. Las señales se transmiten de una célula a otra a través de moléculas químicas sencillas que se conocen como neurotransmisores. La epinefrina (adrenalina), norepinefrina , dopamina y acetilcolina son sólo cuatro de los más de veinte neurotransmisores conocidos. A las primeras tres sustancias se les conoce como catecolaminas porque son similares al catecol , u 0-hidroxifenol