- Az elsődleges alkohol szerkezete
- Tulajdonságok
- savasság
- pKa
- Kémiai reakciók
- Alkil-halogenidek képződése
- Primer alkoholok oxidációja
- Éterek képződése
- Szerves észterek képződése
- Kiszáradás
- Elnevezéstan
- Példák
- Irodalom
A primer alkohol olyan, amelyben a hidroxil-csoport kapcsolódik, hogy egy primer szénatom; vagyis egy szén, amely kovalensen kapcsolódik egy másik szénhez és hidrogénekhez. Az általános képlet ROH, specifikusan RCH 2 OH, mivel csak egy alkilcsoport R.
A R általános képletű csoport, RCH 2 OH bármelyike lehet: a lánc, egy gyűrűt, vagy heteroatom. Rövid vagy hosszú lánc esetén a leginkább reprezentatív elsődleges alkoholok előtt van; köztük a metanol és az etanol, amelyek közül kettő az ipari szinten szintetizált.
Söröskanna - Etil-alkohol, primer alkohol vizes oldatának példája szerves mátrixban. Forrás: Engin Akyurt a Pexels segítségével.
Fizikailag hasonlóak a többi alkoholhoz, forráspontja vagy olvadáspontja az ágaik fokától függ; de kémiailag ezek a leginkább reakcióképes. Sőt, savassága magasabb, mint a másodlagos és tercier alkoholoké.
A primer alkoholok oxidációs reakciókon mennek keresztül, és számos szerves vegyületté alakulnak: észterek és éterek, aldehidek és karbonsavak. Hasonlóképpen, dehidratációs reakciókon mennek keresztül, átalakulva alkének vagy olefinekké.
Az elsődleges alkohol szerkezete
A leginkább reprezentatívak a lineáris alkánokból származó primer alkoholok. A valóságban azonban bármilyen szerkezet, legyen az egyenes vagy elágazó láncú, sorolható be, az ilyen típusú alkoholt, amíg az OH csoport kapcsolódik egy CH 2.
Tehát, szerkezetileg bennük a közös jelenlétében a csoport -CH 2 OH, úgynevezett metilol. Ennek a ténynek a jellegzetessége és következménye az, hogy az OH csoport kevésbé van akadályozva; vagyis kölcsönhatásba léphet a környezettel más atomok térbeli beavatkozása nélkül.
Hasonlóképpen, egy kevésbé gátolt OH azt jelenti, hogy az a szénatom, amely hordozza azt, hogy a CH 2, lehet alávetni szubsztitúciós reakciók révén SN 2 mechanizmust (a bimolekuláris képződése nélkül karbokation).
Másrészről, a közeggel való kölcsönhatás nagyobb szabadságú OH erősebb intermolekuláris kölcsönhatásokká alakul (hidrogénkötések útján), amelyek viszont növelik az olvadás vagy forráspontot.
Ugyanez történik a poláris oldószerekben való oldhatóságával, mindaddig, amíg az R csoport nem nagyon hidrofób.
Tulajdonságok
savasság
Az elsődleges alkoholok a legtöbb savas. Ahhoz, hogy az alkohol úgy viselkedjen, mint a Bronsted-sav, H + -ionot kell adnia a közegnek, mondjuk a víznek, hogy alkoxid-aniongá váljon:
ROH + H 2 O <=> RO - + H 3 O +
A negatív töltés a RO -, konkrétan RCH 2 O -, kevésbé irtózik az elektronok a két CH kötések, mint az elektronok a CR kötés.
Az alkilcsoport, akkor fejti ki a legnagyobb taszítás, destabilizáló RCH 2 O -; de nem annyira ahhoz képest, hogy ha két vagy három R csoport lenne, mint a szekunder és tercier alkoholok esetében.
Egy másik módja annak, hogy megmagyarázza a nagyobb savasságát primer alkohol segítségével a elektronegativitása különbség, ami a dipólmomentum: H 2 C δ + -O δ- H. Oxigén vonzza elektronikus sűrűségű egyaránt CH 2 és H; a szén pozitív részleges töltése kissé visszaszorítja a hidrogén töltését.
A R csoport átviszi egy kicsit annak elektronsűrűség a CH 2, amely segít, hogy csökkentse a pozitív részleges töltése, és így annak elutasítása a hidrogén-töltés. Minél több R csoport van, annál alacsonyabb a taszítás, és ezért a H hajlama H + formájában felszabadulni.
pKa
Az elsődleges alkoholokat gyengébb savaknak tekintik, mint a víz, kivéve a metil-alkoholt, amely kissé erősebb. A metil-alkohol pKa értéke 15,2; és az etil-alkohol pKa értéke 16,0. Eközben a víz pKa értéke 15,7.
Azonban a víz, amely tekinthető egy gyenge sav, mint például alkoholok, kötődni tud H + lesz a hidrónium ionok, H 3 O +; vagyis úgy viselkedik, mint egy bázis.
Ugyanígy a primer alkoholok felvehetik a hidrogént; különösen a saját reakcióiban, például az alkénekké vagy olefinekké történő átalakulás során.
Kémiai reakciók
Alkil-halogenidek képződése
Az alkoholok hidrogén-halogenidekkel reagálva alkil-halogenideket képeznek. Az alkoholok hidrogén-halogenidekkel szembeni reaktivitása a következő sorrendben csökken:
Harmadik termelő alkohol> másodlagos alkohol> primer alkohol
ROH + HX => RX + H 2 O
RX jelentése egy primer alkil-halogeniddel (CH 3 Cl, CH 3 CH 2 Br, stb).
Az alkil-halogenidek előállításának másik módja a szintetikus reagens tionil-klorid és egy alkil-kloriddá alakuló primer alkohol reagáltatása. Tionil-kloridot (SOCI 2) előírja, hogy a piridin jelenlétében reagáltatjuk.
CH 3 (CH 2) 3 CH 2 OH + SOCl 2 => CH 3 (CH 2) 3 CH 2 Cl + SO 2 + HCl
Ez a reakció megfelel az 1-pentanol halogénezésének, így piridin jelenlétében 1-klór-pentánvá alakulva.
Primer alkoholok oxidációja
Az alkoholok a reagenstől függően aldehidekké és karbonsavakká oxidálhatók. Piridinium-klór-kromátot (PCC) oxidálja primer alkoholt aldehiddé, eluensként diklór-metán (CH 2 Cl 2), mint oldószer:
CH 3 (CH 2) 5 CH 2 OH => CH 3 (CH 2) 5 COH
Ez az 1-heptanol oxidációja 1-heptanálokká.
Eközben a kálium-permanganát (KMnO 4) először az alkoholt aldehiddé oxidálja, majd az aldehidet karbonsavvá oxidálja. Ha kálium-permanganátot használnak az alkoholok oxidálására, kerülni kell a 3 és 4 szénatomok közötti kötés megszakítását.
CH 3 (CH 2) 4 CH 2 OH => CH 3 (CH 2) 4 COOH
Ez az 1-hexanol hexánsavvá történő oxidációja.
Ezen módszerrel nehéz aldehidet előállítani, mivel az könnyen oxidálódik karbonsavvá. Hasonló helyzet figyelhető meg, amikor krómsavat használnak az alkoholok oxidálására.
Éterek képződése
Az elsődleges alkoholok katalizátor, általában kénsav jelenlétében történő hevítéskor éterré alakíthatók:
2 RCH 2 OH => RCH 2 OCH 2 R + H 2 O
Szerves észterek képződése
Egy alkohol és egy karbonsav kondenzációja, a sav által katalizált Fisher észterezése észtert és vizet eredményez:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR „+ H 2 O
Az etanol és az ecetsav reakciója közismert módon etil-acetátot kap:
CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH <=> CH 3 COOHCH 2 CH 3 + H 2 O
A primer alkohol a leginkább érzékeny a Fischer-észterezési reakciókra.
Kiszáradás
Magas hőmérsékleten, savas közegben, általában kénsavban, az alkoholok dehidrálódnak, és alkéneket képeznek a vízmolekula veszteségével.
CH 3 CH 2 OH => H 2 C = CH 2 + H 2 O
Ez az etanol dehidratációs reakciója etilénné. Az ilyen típusú reakciók, különösen egy primer alkohol esetében, megfelelőbb általános képlete a következő:
RCH 2 OH => R = CH 2 (ami szintén egyenlő RC = CH 2)
Elnevezéstan
Példa az elsődleges alkoholra. Forrás: Gabriel Bolívar.
Az elsődleges alkohol elnevezésére vonatkozó szabályok megegyeznek a többi alkohollal; azzal a kivétellel, hogy néha nem szükséges felsorolni az OH-tartalmú szénatomot.
A felső képen egy hét széntartalmú fő lánc található. Az OH-hoz kötött szénhez az 1-es szám tartozik, majd balról jobbra kezd számolni. IUPAC neve tehát: 3,3-dietil-heptanol.
Vegye figyelembe, hogy ez egy példája az erősen elágazó primer alkoholnak.
Példák
Végül néhány elsődleges alkoholt említenek a hagyományos és szisztematikus nómenklatúrájuk alapján:
-Metil-csoport, CH 3 OH
-Etil-, CH 3 CH 2 OH
-n-propil-, CH 3 CH 2 CH 2 OH
-n-hexil-, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
Ezek a lineáris alkánok származékai. További példák a következők:
-2-fenil-etanol, C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH (C 6 H 5 = benzolgyűrű)
-2-propen-1-ol (allil-alkohol), CH 2 = CHCH 2 OH
-1,2-etándiol, CH 2 OHCH 2 OH
-2-klór-etanol (ethylenechlorohydrin), CiCH 2 CH 2 OH
-2-butén-1-ol (krotil-alkoholt), CH 3 CH = CHCH 2 OH
Irodalom
- Morrison, RT és Boyd, RN (1987). Szerves kémia. (5 ta Edition). Addison-Wesley Iberoamericana
- Carey, FA (2008). Szerves kémia. (6 ta Edition). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Mel Science. (2019). Hogyan történik a primer alkoholok oxidációja? Helyreállítva: melscience.com
- A Kémiai Királyi Társaság. (2019). Meghatározás: elsődleges alkoholok. Helyreállítva: rsc.org
- Chriss E. McDonald. (2000). Az elsődleges alkoholok oxidációja észterekké: Három kapcsolódó vizsgálati kísérlet. J. Chem. Educ., 2000, 77 (6), 750. oldal. DOI: 10.1021 / ed077p750