Primaire alcoholstructuur, eigenschappen, nomenclatuur, voorbeelden

A Primaire alcohol Het is er een waarin de hydroxylgroep is gekoppeld aan een primaire koolstof; Dit is een covalent bevestigde koolstof aan een andere koolstof en hydrogenen. Zijn algemene formule is ROH, met name RCH₂Oh, omdat er maar één huurgroep is R.

De RCH Formula R Group R₂Oh het kan iedereen zijn: een ketting, een ring of heteroatomen. Als het gaat om een ​​ketting, kort of lang, is dit vóór de meest representatieve primaire alcoholen; Onder hen zijn methanol en ethanol, twee van de meest gesynthetiseerde op industrieel niveau.

Bierpot: een voorbeeld van een waterige oplossing van ethylalcohol, een primaire alcohol, in een biologische matrix. Bron: Engin Akyurt via Pexels.

Fysiek zijn ze als andere alcoholen, en hun kokende of fusiepunten zijn afhankelijk van de mate van hun gevolgen; Maar chemisch gezien zijn ze het meest reactief. Bovendien is de zuurgraad superieur aan die van secundaire en tertiaire alcoholen.

Primaire alcoholen ervaren oxidatiereacties en worden een breed aantal organische verbindingen: esters en ethers, aldehyden en carbonzuren. Ze kunnen ook uitdrogingsreacties lijden, alkenen of olefines worden.

[TOC]

Structuur van een primaire alcohol

Primaire alcoholen afgeleid van lineaire alkanen zijn de meest representatieve. In werkelijkheid kan elke structuur, of lineair of vertakt echter in dit type alcoholen worden geclassificeerd, zolang de OH -groep is gekoppeld aan een CH₂.

Dus structureel heeft iedereen de aanwezigheid van de groep gemeen₂Oh, methylol genoemd. Een kenmerk en gevolg van dit feit is dat de OH -groep minder wordt voorkomen; dat wil zeggen, het kan interageren met de omgeving zonder andere atomen die ruimtelijk belemmeren.

Ook betekent een minder voorkomen OH dat het koolstofatoom dat het draagt, de keuze₂, kunnen vervangende reacties lijden via een SN -mechanisme₂ (bimoleculair, zonder de vorming van een carbocatie).

Aan de andere kant vertaalt een OH met een grotere vrijheid om te communiceren met de omgeving, zich vertalen als sterkere intermoleculaire interacties (door waterstofbruggen), die op zijn beurt de fusie- of kookpunten verhoogt.

Het kan u van dienst zijn: nikkelhydroxide (iii): structuur, eigenschappen, gebruik, risico's

Het gebeurt ook met zijn oplosbaarheid in polaire oplosmiddelen, zolang groep R niet erg hydrofoob is.

Eigenschappen

Zuurgraad

Primaire alcoholen zijn van al het meest zuur. Om een ​​alcohol te laten gedragen als een brnsted zuur, moet een ion h doneren⁺ in het midden, om water te zeggen, om een ​​alcoxide -anion te worden:

ROH + H₂GOUD^- + H₃OF⁺

De negatieve belasting van de rode^-, Specifiek van de RCH₂OF^-, Voel minder afstoting van de kant van de elektronen van de twee C-H-bindingen, dan door de elektronen van de C-R-binding.

De huurgroep oefent vervolgens de grootste afstoting uit, destabilisatie van RCH₂OF^-; maar niet zozeer vergeleken met het feit dat als er twee of drie R -groepen zijn, zoals het geval is met respectievelijk secundaire en tertiaire alcoholen.

Een andere manier om de grootste zuurgraad van een primaire alcohol te verklaren, is door het verschil in elektronegativiteit, waardoor het dipoolmoment ontstaat: h₂C^δ+-OF^δ-H. Zuurstof trekt elektronische dichtheid aan beide CH aan₂ vanaf H; De positieve gedeeltelijke belasting van koolstof stort op een beetje waterstof.

Groep R draagt ​​een beetje over van zijn elektronische dichtheid naar Cho₂, die helpt om zijn positieve gedeeltelijke belasting te verminderen en daarmee zijn afstoting voor de belasting van waterstof. Hoe meer RA -groepen, hoe lager de afstoting, en daarom de trend van H die moet worden vrijgegeven als h⁺.

Pka

Primaire alcoholen worden beschouwd als zwakste zuren dan water, met uitzondering van methylalcohol, die iets sterker is. De PKA van methylalcohol is 15,2; En de PKA van ethylalcohol is 16.0. Ondertussen is de water PKA 15.7.

Water dat wordt beschouwd als een zwak zuur, zoals alcoholen, kan echter lid worden van h⁺ Om te transformeren in het hydrium -ion, h₃OF⁺; dat wil zeggen, het gedraagt ​​zich als een basis.

Op dezelfde manier kunnen primaire alcoholen waterstof vangen; Vooral in sommige van de reacties die van zichzelf zijn, bijvoorbeeld in hun transformatie in alkenen of olefines.

Chemische reacties

Huur halogenuros -formatie

Alcoholen reageren met waterstofhalogeniden om alkylhalogeniden te produceren. De reactiviteit van de alcoholen voor de waterstofhalogeniden daalt af in de volgende volgorde:

Kan u van dienst zijn: koolstof

Tertiaire alcohol> Secundaire alcohol> Primaire alcohol

ROH +HX => RX +H₂OF

RX is een primair alkylhalogenide (kies₃CL, CH₃Ch₂Br, etc.)).

Een andere manier om alkylhalogenuros te bereiden, is door de reactie van Tionilo -chloride, een synthetisch reagens, met een primaire alcohol die een alkylchloride wordt. Tionilo -chloride (SOCL₂) vereist om de aanwezigheid van pyridine te reageren.

Ch₃(Ch₂))₃Ch₂OH +SOCL₂    => Ch₃(Ch₂))₃Ch₂Cl +SO₂  +  HCl

Deze reactie komt overeen met de halogenering van 1-penol om 1-clloropentano te worden in aanwezigheid van pyridine.

Oxidatie van primaire alcoholen

Alcoholen kunnen worden geoxideerd tot aldehyden en carbonzuren, afhankelijk van het reagens. Pyridinium chlorochromaat (PCC) oxideert primaire alcohol tot aldehyde, met behulp van het dichloormethaan als een oplosmiddel (CH₂Klet₂):

Ch₃(Ch₂))₅Ch₂OH => Cho₃(Ch₂))₅Coh

Dit is de oxidatie van 1-heptanol in 1-heptanaal.

Ondertussen kaliumpermanganaat (kmno₄) Alcoholalcohol eerst en vervolgens geoxideerd tot het aldehyde tot carbonzuur. Wanneer het kaliumpermanganaat wordt gebruikt om alcoholen te oxideren, moet het verbreken van het verband tussen koolstofatomen 3 en 4 worden vermeden.

Ch₃(Ch₂))₄Ch₂OH => Cho₃(Ch₂))₄COOH

Dit is de oxidatie van 1-hexanol tot hexaanzuur.

Volgens deze methode is het moeilijk om een ​​aldehyde te verkrijgen, omdat het een carbonzuur gemakkelijk oxideert. Een vergelijkbare situatie wordt waargenomen wanneer chroomzuur wordt gebruikt om alcoholen te oxideren.

E éteres formatie

Primaire alcoholen kunnen ethers worden wanneer ze worden verwarmd in aanwezigheid van een katalysator, meestal zwavelzuur:

2 RCH₂OH => RCH₂Och₂R +H₂OF

Organische ESARES -vorming

De condensatie van alcohol en een carbonzuur, visserverestering, gekatalyseerd door een zuur, produceert een ester en water:

Kan u van dienst zijn: carbocatie: vorming, kenmerken, typen, stabiliteit

R'OH +RCOOH RCoor ' +H₂OF

Een goed bekende reactie is die van ethanol met azijnzuur, om ethylacetaat te geven:

Ch₃Ch₂OH +CH₃COOH CH₃Kokos₂Ch₃  +  H₂OF

Primaire alcohol is het meest vatbaar voor fischer -sterificatiereacties.

Uitdroging

Bij hoge temperaturen en in een zuur medium, meestal zwavelzuur, dehydraat uitdagen om alkenen te veroorzaken met het verlies van een watermolecuul.

Ch₃Ch₂OH => H₂C = Ch₂    +     H₂OF

Dit is de uitdrogingsreactie van ethanol op ethyleen. Een meer geschikte algemene formule voor dit type reactie, met name voor een primaire alcohol, zou zijn:

RCH₂Oh => r = cho₂ (Wat ook gelijk is aan rc = ch₂))

Nomenclatuur

Primair alcoholvoorbeeld. Bron: Gabriel Bolívar.

De regels om een ​​primaire alcohol te noemen zijn hetzelfde als voor de andere alcoholen; Met uitzondering, dat het soms niet nodig is om de drager van de OH op te sinnelen.

In de bovenste afbeelding is er een hoofdketen van zeven carbon. Koolstof gekoppeld aan de OH wordt het nummer van 1 toegewezen, en dan begint het van links naar rechts te tellen. De IUPAC-naam is daarom: 3.3-DietilHeptanol.

Merk op dat dit een voorbeeld is van een zeer vertakte primaire alcohol.

Voorbeelden

Ten slotte worden sommige primaire alcoholen genoemd volgens hun traditionele en systematische nomenclatuur:

-Methyl, ch₃Oh

-Ethyl, ch₃Ch₂Oh

-N-propyl, ch₃Ch₂Ch₂Oh

-N-hexyl, ch₃Ch₂Ch₂Ch₂Ch₂Ch₂Oh

Deze zijn afgeleid van lineaire alkanen. Andere voorbeelden zijn:

-2-fenylyletanol, c₆H₅Ch₂Ch₂Oh (c₆H₅ = benzeenring)

-2-propen-1-OC (Allilic Alcohol), Cho₂= Chch₂Oh

-1,2-taodiol, ch₂Ohch₂Oh

-2-chloortanol (ethyleclorhydrine), clch₂Ch₂Oh

-2-buten-1-ol (crotilische alcohol), ch₃CH = CHCH₂Oh

Referenties

1. Morrison, r.T. En Boyd, r. N. (1987). Organische chemie. (5^ta Editie). Addison-Wesley IberoAmericana
2. Carey, f. NAAR. (2008). Organische chemie. (6^ta Editie). McGraw-Hill, Intermerica, Editores S.NAAR.
3. Mel Science. (2019). Hoe de oxidatie van primaire alcoholen plaatsvindt. Hersteld van: melscience.com
4. Royal Society of Chemistry. (2019). Definitie: primaire alcoholen. Hersteld van: RSC.borg
5. Chriss E. McDonald. (2000). De oxidatie van primaire alcoholen tot esters: drie gerelateerde onderzoeksexperimenten. J. Chem. Onderwijzer., 20000000000000000000, 77 (6), p 750. Doi: 10.1021/ED077P750