- Struktura primarnog alkohola
- Svojstva
- Kiselost
- pKa
- Kemijske reakcije
- Stvaranje alkil halogenida
- Oksidacija primarnih alkohola
- Stvaranje etera
- Stvaranje organskih estera
- Dehidracija
- Nomenklatura
- Primjeri
- Reference
Primarni alkohol je onaj u kojem je hidroksilna skupina vezana na primarni ugljik; to jest ugljik kovalentno povezan s drugim ugljikom i vodikom. Njegova opće formule ROH je, posebno RCH 2 OH, budući da postoji samo jedna alkilna skupina R.
R skupina formule RCH 2 OH može biti bilo: a lanac, prsten ili heteroatoma. Kada je riječ o lancu, kratkom ili dugom, on je prije najreprezentativnijih primarnih alkohola; među njima su metanol i etanol, dva od kojih se najviše sintetizira na industrijskim razinama.
Pivski vrč - Primjer vodene otopine etilnog alkohola, primarnog alkohola, u organskoj matrici. Izvor: Engin Akyurt preko Pexelsa.
Fizički su poput ostalih alkohola, a njihova vrelišta ili tališta ovise o stupnju njihova razgranavanja; ali kemijski su najreaktivnije. Nadalje, kiselost je veća od one sekundarnih i tercijarnih alkohola.
Primarni alkoholi prolaze oksidacijske reakcije, postajući velik broj organskih spojeva: esteri i eteri, aldehidi i karboksilne kiseline. Isto tako, mogu proći reakcije dehidracije, pretvarajući se u alkene ili olefine.
Struktura primarnog alkohola
Primarni alkoholi izvedeni iz linearnih alkana najviše su reprezentativni. Međutim, u stvarnosti bilo struktura, bilo ravni ili razgranati, može se svrstati u ovoj vrsti alkohola dok je OH skupina vezana na CH 2.
Dakle, strukturno svi oni imaju zajedničko prisustvo grupe -CH 2 -OH, pod nazivom metilolesteri. Karakteristika i posljedica ove činjenice je da je OH skupina manje ometana; to jest, može komunicirati s okolinom bez prostornih smetnji drugih atoma.
Isto tako, manje ometa OH znači da je ugljikov atom koji nosi, da u CH 2, mogu se podvrći reakciji supstitucije ili preko SN 2 mehanizma (bimolekularan bez stvaranja karbonacijskog).
S druge strane, OH s većom slobodom u interakciji sa medijem pretvara se u jače intermolekularne interakcije (vodikovim vezama), što zauzvrat povećava talište ili vrelište.
Isto se događa s njegovom topljivošću u polarnim otapalima, sve dok R skupina nije jako hidrofobna.
Svojstva
Kiselost
Primarni su alkoholi najviše kiseli. Da bi se alkohol ponašao poput Bronstedove kiseline, on mora donirati H + ion u medij, recimo vodu, da postane alkoksidni anion:
ROH + H 2 O <=> RO - + H 3 O +
Negativni naboj RO -, posebno RCH 2 O -, manje odbojna elektrona u dva CH veze od strane elektrona u CR veze.
Alkilna skupina zatim vrši najveću odbojnost, destabilizira RCH 2 O -; ali ne toliko u usporedbi s onom ako su postojale dvije ili tri R skupine, kao što se događa kod sekundarnih i tercijarnih alkohola.
Drugi način da se objasniti veći kiselost primarnog alkohola je pomoću razlike elektronegativnosti, stvara moment dipol: H 2 C δ + = O δ- H. kisik privlači elektronsku gustoću i od CH 2, i H; pozitivni parcijalni naboj ugljika pomalo odbija ono vodiko.
R grupa prenosi malo svoje elektronske gustoće za CH 2, koji pomaže da se smanji sposobnost pozitivnog naboja i tako djelomično Odbacivanje od vodika naplate. Što više R skupina postoji, to je manja odbojnost i, prema tome, tendencija H da se oslobađa kao H +.
pKa
Primarnim alkoholom smatraju se slabije kiseline od vode, s izuzetkom metilnog alkohola koji je malo jači. PKa metilnog alkohola je 15,2; a pKa etilnog alkohola je 16,0. U međuvremenu, pKa vode je 15,7.
Međutim, voda, koja se smatra slaba kiselina, kao što su alkoholi, mogu vezati na H + postati hydronium ion, H 3 O +; to jest, ponaša se poput baze.
Na isti način, primarni alkoholi mogu preuzeti vodik; posebno u nekim vlastitim reakcijama, na primjer, u pretvorbi u alkene ili olefine.
Kemijske reakcije
Stvaranje alkil halogenida
Alkoholi reagiraju s vodikovim halidima kako bi nastali alkilni halogenidi. Reaktivnost alkohola prema vodikovim halidima smanjuje se sljedećim redoslijedom:
Tercijarni alkohol> sekundarni alkohol> primarni alkohol
ROH + HX => RX + H 2 O
RX je primarni alkil halid (CH 3 Cl, CH 3 CH 2 Br, itd.)
Drugi način pripreme alkil halogenida je reakcijom tionil klorida, sintetičkog reagensa, s primarnim alkoholom koji se pretvara u alkil klorid. Tionil klorida (SOClz 2) zahtijeva prisutnost piridina reagirati.
CH 3 (CH 2) 3 CH 2 OH + SOClz 2 => CH 3 (CH 2) 3 CH 2 Cl + SO 2 + HCl
Ta reakcija odgovara halogeniranju 1-pentanola da postane 1-kloropentan u prisutnosti piridina.
Oksidacija primarnih alkohola
Alkoholi se mogu oksidirati u aldehide i karboksilne kiseline, ovisno o reagensu. Piridinijev klorokromat (PCC) oksidira primarni alkohol u aldehid, korištenjem diklorometan (CH 2 Cl 2) kao otapalo:
CH 3 (CH 2) 5 CH 2 OH => CH 3 (CH 2) 5 COH
Ovo je oksidacija 1-heptanola u 1-heptanal.
U međuvremenu, kalijev permanganat (KMnO 4) prvo oksidira alkohol u aldehid, a zatim oksidira aldehid u karboksilnu kiselinu. Kada se koristi kalijev permanganat za oksidaciju alkohola, mora se izbjeći prekid veze između ugljika 3 i 4.
CH 3 (CH 2) 4 CH 2 OH => CH 3 (CH 2) 4 COOH
Ovo je oksidacija 1-heksanola u heksansku kiselinu.
Ovom metodom teško je dobiti aldehid, jer se lako oksidira u karboksilnu kiselinu. Slična je situacija koja se primjećuje kada se kromova kiselina koristi za oksidaciju alkohola.
Stvaranje etera
Primarni alkoholi mogu se pretvoriti u etere kada se zagrijavaju u prisutnosti katalizatora, obično sumporne kiseline:
2 RCH 2 OH => RCH 2 OCH 2 R + H 2 O
Stvaranje organskih estera
Kondenzacijom alkohola i karboksilne kiseline, Fisherova esterifikacija, katalizirana kiselinom, stvara ester i vodu:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR „+ H 2 O
Poznata reakcija je etanola s octenom kiselinom, čime se dobiva etil acetat:
CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH <=> CH 3 COOHCH 2 CH 3 + H 2 O
Primarni alkohol je najosjetljiviji na Fischerove reakcije esterifikacije.
Dehidracija
Pri povišenim temperaturama i u kiselom mediju, uglavnom sumpornoj kiselini, alkoholi dehidriraju kako bi nastali alkeni uz gubitak molekule vode.
CH 3 CH 2 OH => H 2 C = CH 2 + H 2 O
Ovo je reakcija dehidracije etanola u etilen. Prikladnija opća formula za ovu vrstu reakcije, posebno za primarni alkohol, bila bi:
RCH 2 OH => R = CH 2 (što je jednako RC = CH 2)
Nomenklatura
Primjer primarnog alkohola. Izvor: Gabriel Bolívar.
Pravila za imenovanje primarnog alkohola su ista kao i za ostale alkohole; s iznimkom da ponekad nije potrebno nabrajati karbone koji nose OH.
Na gornjoj slici glavni je lanac sa sedam ugljika. Ugljiku vezanom za OH dodjeljuje se broj 1, a zatim počinje brojati s lijeva na desno. Njegov naziv IUPAC je, dakle, 3,3-dietilheptanol.
Imajte na umu da je ovo primjer visoko razgranatog primarnog alkohola.
Primjeri
Na kraju se spominju neki primarni alkoholi na temelju njihove tradicionalne i sustavne nomenklature:
Metil, CH 3 OH
Etil, CH 3 CH 2 OH
n-propil, CH 3 CH 2 CH 2 OH
-n-heksil, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
To su derivati linearnih alkana. Ostali primjeri su:
2-feniletanol, C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH (C 6 H 5 = benzenski prsten)
-2-propen-1-ol (alil alkohol), CH 2 = CHCH 2 OH
-1,2-etandiol, CH 2 OHCH 2 OH
2-kloroetanol (ethylenechlorohydrin) ClCHz 2 CH 2 OH
2-buten-1-ola (krotil alkohol), CH 3 -CH = CHCH 2 OH
Reference
- Morrison, RT i Boyd, RN (1987). Organska kemija. (Izdanje 5 ta). Addison-Wesley Iberoamericana
- Carey, FA (2008). Organska kemija. (Izdanje 6 ta). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Mel Science. (2019). Kako se odvija oksidacija primarnih alkohola. Oporavilo od: melscience.com
- Kraljevsko društvo za kemiju. (2019). Definicija: primarni alkoholi. Oporavak od: rsc.org
- Chriss E. McDonald. (2000). Oksidacija primarnih alkohola u esterima: tri povezana istraživačka pokusa. J. Chem. Educ., 2000, 77 (6), p 750. DOI: 10.1021 / ed077p750