UNIDAD 17

ALCOHOLES

Objetivos

Reconocer el grupo funcional de los alcoholes. Determinar la estabilidad de una molécula de un alcohol. Reconocer las propiedades físicas y químicas de los

alcoholes. Dibujar estructuras o identificar estructuras aplicando las

reglas de nomenclatura IUPAC. Explicar los mecanismos de reacción de alcoholes. Explicar los mecanismos de formación de alcoholes en las

reacciones de adición electrofílica. Completar o predecir reacciones y síntesis.

http://www.brookscole.com/cgi-brookscole/course_products_bc.pl?fid=M20b&product_isbn_issn=0534389996&discipline_number=12

“Chemistry at work”

Propiedades y EstructuraTienen el grupo funcional -OH (grupo hidroxilo) enlazado a un átomo de carbono con hidridación sp3.

Se excluyen los:

-OHFenoles = -OH enlazado a un anillo aromático

C = C

OHEnoles= -OH enlazado a un carbono vinílico

Propiedades y Estructura

Tienen una geometría similar a la del agua.

El enlace R-OH es aproximadamente tetraedral ( aprox. 109°)

Tienen puntos de ebullición más altos que los alcanos de igual número de carbonos.

Propiedades y Estructura

Forman puentes de hidrógeno

Se disocian en soluciones acuosas para donar un protón (H+) al agua

R- OH + H2O R-O- + H3O+

Puentes de hidrógeno entre alcoholes y agua

Propiedades y Estructura

Son débilmente ácidos y débilmente básicos.

Ocurren de forma natural y tiene muchos usos industriales y farmacéuticos.

En general son tóxicos.

Alcoholes más comúnes

Etanol Solvente industrial Aditivo para combustible Uso antiséptico Industria de bebidas alcohólicas

Fermentación de grano (vodka,ginebra, whiskey) (15-50% alcohol por volumen)

Fermentación de azúcares ( cerveza, vinos, rones, brandy, cognac) ( 5- 80% alcohol por volumen

http://www.intoxm/about_alcohol_sp.as

Alcohol isopropílico (rubbing alcohol 70%)Glicol de etileno (antirefrigerante)

Citronellol (aceite aromático en las rosas y geranios)

OHOH

CH3OH

CH3 CH3

Mentol Colesterol

CO + 2H2 CH3OH

MetanolEs importante en la industrua químicaSe le conoce como alcohol de madera ya

que se puede preparar calentando madera en ausencia de aire.

400 C

ZnO/Cr

•Se usa como materia prima para preparar formaldehido y ácido acético

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NomenclaturaSe selecciona la cadena más larga de carbonos que contenga el grupo funcional –OH que le dará el nombre a la cadena.El nombre llevará el sufijo –ol.Se comienza a enumerar por el extremo más cercano al grupo funcional.Se identifica con números la posición del grupo funcional –OH.Si la cadena tiene ramificaciones o sustituyentes, estos se nombran en orden alfabético.

NomenclaturaAlcoholes con varios grupos –OHDioles (glicoles en el sistema común)Trioles (gliceroles en el sistema

común

De la molécula tener más de un grupo funcional como un alqueno o alquino, se le dará prioridad al alcohol, pero se nombra el otro grupo y la posición que éste ocupa.(CH3)2C=CHCH(OH)CH3 4-metil-3-penten-2-ol

CH3CH2CH2OH

metanol alcohol metílico

IUPAC COMÚN

etanol alcohol etílico

CH3OH

1- propanol alcohol n-propílico

CH3CHCH3

OH

2- propanol alcohol isopropílico

CH3CH2OH

PrácticaCH3

OH

CH3 CH3

CH3

OH

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3OH

CH3

OHOH

CH3

OH CH3

OH

CH3 CH3

CH3

Práctica

Dibuje e identifique, utilizando las reglas IUPAC, los ocho (8) alcoholes isoméricos con fórmula C5H12O.

Preparación de Alcoholes

1. Reacción de Sustitución Nucleofílica

RX + -OH R-OH + X-

Orden de reactividad de los haluros:

3 > 2 > 1 > CH3X

(CH3)3-C-Br NaOH (ac) (CH3)3- C-OH + NaBr

-Cl NaOH (ac) -OH + NaCl

CH3CH2CH2BrNaOH (ac)

CH3CH2CH2OH

2. Formación de dioles (Hidroxilación)

C CC C

HO OHadición syn

OsO4

NaHSO3

1.

2.

CH3

CH3

OH

OH

Se obtiene diol vecinal (glicol).

1.OsO4 /piridina

2.NaHSO3

CH3CH=CHCH3

1.OsO4

2.NaHSO3

OH OHCH3CH-CHCH3

3. Hidratación de alquenos Oximercuración (oxidación)

C C Hg(OAc)2

H2O

NaBH4

Es una adición Markovnikov (H en el Carbono menos sustituido)

adición syn

OH H

- C – C –

Hidratación de alqueno: Oximercuración

Hg(OAc)2

H2ONaBH4

OH

H

CH3CH=CHCH3

1.Hg(OAC)2 / H2O

2.NaBH4

H OH

CH3CH-CHCH3

4. Hidratación de alquenoHidroboración (oxidación)

Es una adición anti Markovnikov: el H irá al C más sustituido.

Estereoquímica: es una adición syn – por el mismo lado del enlace doble.

C C C C

HHO

31. BH3 / THF

2. H2O2 /OH-

Hidratación de alqueno: Hidroboración

BH3

THF

H2O2

OH

CH3H

OHH

CH3CH2CH=CH2

1. BH3 / THF

2. H2O2 /OH-

HCH3CH2CH-CH2-OH

5. Reducción de grupos carbonilos

C = O [ H ]OH

CH

H representa un agente reductor

Compuesto congrupo carbonilo

alcohol

Todo compuesto con un grupo carbonilo puede ser reducido, incluyendo aldehidos, cetonas, ácidos carboxílicos y ésteres.

a. Reducción de aldehidos y cetonas

5. Reducción de grupos carbonilos

Agentes reductores más utilizados:

• NaBH4 en etanol borohidruro de sodio

•LiAlH4 en éter hidruro de litio y aluminio

mayor reactividad

Aldehidos [H] alcoholes primarios

Cetonas [H] alcoholes secundarios

O

C R H

CCH3

H

O

CH

H

O

[H] OH

CR

HH

aldehido

alcohol primario

1. NaBH3, etanol

2. H3O+

1. LiALH4, éter

2. H3O+

HO – CH – CH3

H

HO – CH2H

O

C OCH3

CH3

O

C R R’

[H] OH

CR

R’H

cetona

alcohol secundario

1. NaBH3, etanol

2. H3O+

OH

CH3 – CH-CH3

1. NaBH3, etanol

2. H3O+

OH

b. Reducción de ácidos carboxílicos y ésteres

Agente reductor más utilizado:

• LiAlH4 en éter hidruro de litio y aluminio

El NaBH4 en etanol reduce los ésteres muy lentamente y no reduce los ácidos carboxílicos)

O

C R OR’

O

C R OH

éster o ácido carboxílico

[H]

OH

CR H

H

alcohol primario

O

CH3CH2CH = CHCH2CH2 –C-OH1. LiALH4, éter

2. H3O+

CH3CH2CH = CHCH2CH2 –CH2OH

O

CH3CH2CH2CH2 –C-OCH3

1. LiALH4, éter

2. H3O+

CH3CH2CH2CH2 –CH2OH + CH3OH

c. Adición de Reactivo Grignard a grupo carbonilo

Reactivo Grignard R’MgX

X = Cl, Br, o I

R = alquil, aril o vinilo primario, secundario, o terciario

c. Adición de Reactivo Grignard a grupo carbonilo

CH

H

O1. R’MgX, éter

2. H3O+R’CH2OH alcohol

primario

O

C R H

1. R’MgX, éter

2. H3O+

OH

R – CH- R’ alcohol secundario

O

C R R”

1. R’MgX, éter

2. H3O+

OH

R – C- R’ R”

alcohol terciario

O1. CH3MgCl, éter

2. H3O+CH3

OH

CH3 O

CH3CHCH2CH

1. - MgCl, éter

2. H3O+

CH3 OH

CH3CHCH2CH

1. Deshidratación de un alcohol

C C

OHHácido C C

conectado a C directamente conectado a C on OH

Reacciones de Alcoholes

+ H2O

Sigue la Regla de Zaitsev: “Se obtiene el alqueno más altamente sustitído como mayor producto.”

Orden de reactividad de los alcoholes: 3 > 2 > 1

Deshidratación de alcoholes

CH3OH H2SO4, H2O

THF, 50oC

CH3

H

OH

CH3CH2CH2CH-CH3

H2SO4, H2O

THF, 50oCCH3CH2CH=CH-CH3

+ H2O

CH3CH2CH2CH=CH2

Producto mayor

Producto en menor cantidad

2. Oxidación de alcoholes

Agentes oxidantes más utilizados:

KMnO4

CrO3 / H3O+, acetona

Na2Cr2O7 / H3O+

PCC (clorocromato de piridina)

R-CH2OH

OH

R-CH-R

[OX] O

R- C - H

[ OX ] O

R- C - R

R3C-OH[ OX ]

No Reacciona

2. Oxidación de alcoholes

OH Na2Cr2O7 / H3O+

= O

CH3

CH3CHCH2CH2 OH

CrO3 / H3O+

acetona

CH3 O

CH3CHCH2C-H

Examen Final

Reacciones Capítulo 17

Teoría Cap. 17

Nomenclatura Cap. 17

Nomenclatura Cap.3,6,8 y 10

Teoría general Cap. 1,2,3,4,6,7,8,10

Reacciones básicas

50%

Examen Final