- Struktura primarnega alkohola
- Lastnosti
- Kislost
- pKa
- Kemijske reakcije
- Nastajanje alkil halogenidov
- Oksidacija primarnih alkoholov
- Oblikovanje etrov
- Nastajanje organskih estrov
- Dehidracija
- Nomenklatura
- Primeri
- Reference
Primarni alkohol je tista, v kateri je hidroksilna skupina vezana na primarni ogljik; to je ogljik kovalentno vezan na drug ogljik in vodike. Njegova splošna formula je ROH, posebej RCH 2 OH, saj obstaja le ena alkilna skupina R.
R skupina s formulo RCH 2 OH je lahko katerakoli: a verige, obroča ali heteroatomi. Ko gre za verigo, kratko ali dolgo, je pred najbolj reprezentativnimi primarnimi alkoholi; med njimi sta metanol in etanol, dva izmed najbolj sintetiziranih na industrijski ravni.
Pivski kozarec - Primer vodne raztopine etilnega alkohola, primarnega alkohola, v organski matrici. Vir: Engin Akyurt prek Pexelsov.
Fizično so podobni drugim alkoholom, njihova vrelišča ali tališča pa so odvisna od stopnje razvejenosti; kemično pa so najbolj reaktivni. Poleg tega je njegova kislost višja kot pri sekundarnih in terciarnih alkoholih.
Primarni alkoholi se podvržejo oksidacijskim reakcijam in postanejo veliko število organskih spojin: estri in etri, aldehidi in karboksilne kisline. Prav tako se lahko podvržejo reakcijam dehidracije, preoblikujejo se v alkene ali olefine.
Struktura primarnega alkohola
Primarni alkoholi, pridobljeni iz linearnih alkanov, so najbolj reprezentativni. Dejansko pa vsaka konstrukcija, bodisi linearen ali razvejen, mogoče uvrstiti v tej vrsti alkohola, dokler je skupina OH vezan na CH 2 .
Torej, strukturno vsi imajo skupen prisotnosti skupino -CH 2 OH, imenovano metilol. Značilnost in posledica tega dejstva je, da je skupina OH manj ovirana; to pomeni, da lahko medsebojno vpliva na okolje brez prostorske interference drugih atomov.
Prav tako manj ovirano OH pomeni, da je atom ogljika, ki ga nosi, da CH 2 lahko opravijo substitucija preko SN 2 mehanizmu (bimolekularno brez tvorbe karbokationskega).
Po drugi strani se OH z večjo svobodo interakcije s medijem prevede v močnejše medmolekulske interakcije (z vodikovimi vezmi), kar posledično poveča tališča ali vrelišča.
Enako se dogaja z njegovo topnostjo v polarnih topilih, dokler skupina R ni zelo hidrofobna.
Lastnosti
Kislost
Primarni alkoholi so najbolj kisli. Da se alkohol obnaša kot Bronstedova kislina, mora donirati H + ion , recimo vodi, da postane alkoksidni anion:
ROH + H 2 O <=> RO - + H 3 O +
Negativni naboj RO - , posebej RCH 2 O - , je manj odbija elektrone v dveh CH vezi kot z elektronov v vezi CR.
Alkilna skupina pa deluje tudi najbolj odpor, destabilizacije RCH 2 O - ; vendar ne toliko v primerjavi s tisto, če obstajata dve ali tri skupine R, kot se to dogaja pri sekundarnih in terciarnih alkoholih.
Drug način razložiti višjo kislost primarni alkohol z razliko elektronegativnost, ustvarja dipolni moment: H 2 C δ + -O δ- H. kisika privlači elektronsko gostoto od obeh CH 2 in H; pozitiven delni naboj ogljika nekoliko odbija od vodika.
Skupina R prenese malo svoje elektronsko gostoto na CH 2 , ki pomaga zmanjševati pozitivno delne stroške in s tem zavrnitev teh pristojbin vodika. Več ko je R skupin, tem nižja je odbojnost in zato je težnja, da se H sprosti kot H + .
pKa
Primarni alkoholi veljajo za šibkejše kisline kot voda, z izjemo metilnega alkohola, ki je nekoliko močnejši. PKa metilnega alkohola je 15,2; in pKa etilnega alkohola je 16,0. Medtem je pKa vode 15,7.
Vendar pa vodo, ki se obravnava kot šibko kislino, kot so alkoholi, se lahko veže na H + postati oksonijevih ionov H 3 O + ; torej se obnaša kot osnova.
Na enak način lahko primarni alkoholi prevzamejo vodik; zlasti v nekaterih lastnih reakcijah, na primer pri preoblikovanju v alkene ali olefine.
Kemijske reakcije
Nastajanje alkil halogenidov
Alkoholi reagirajo z vodikovimi halogenidi, da nastanejo alkilni halogenidi. Reaktivnost alkoholov na vodikove halogenide se zmanjša v naslednjem vrstnem redu:
Terciarni alkohol> sekundarni alkohol> primarni alkohol
ROH + HX => RX + H 2 O
RX je primarna alkil halid (CH 3 Cl, CH 3 CH 2 Br, itd).
Drug način za pripravo alkilnih halidov je z reakcijo tionilklorida, sintetičnega reagenta, s primarnim alkoholom, ki se pretvori v alkilklorid. Tionilklorid (SOCl 2 ) zahteva reakcijo prisotnosti piridina.
CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 OH + SOCl 2 => CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 Cl + SO 2 + HCl
Ta reakcija ustreza halogeniranju 1-pentanola, da postane 1-kloropentan v prisotnosti piridina.
Oksidacija primarnih alkoholov
Alkoholi se lahko oksidirajo v aldehide in karboksilne kisline, odvisno od reagenta. Piridinijumhlorohromat (PCC) oksidira primarnega alkohola aldehida ob uporabi diklorometana (CH 2 Cl 2 ) kot topilo :
CH 3 (CH 2 ) 5 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 5 COH
To je oksidacija 1-heptanola v 1-heptanal.
Medtem kalijev permanganat (KMnO 4 ) alkohol najprej oksidira v aldehid in nato oksidira aldehid do karboksilne kisline. Pri uporabi kalijevega permanganata za oksidacijo alkoholov se je treba izogibati pretrganju vezi med ogljikom 3 in 4.
CH 3 (CH 2 ) 4 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 4 COOH
To je oksidacija 1-heksanola v heksanojsko kislino.
S to metodo je težko dobiti aldehid, saj se zlahka oksidira do karboksilne kisline. Podobna situacija je opažena, ko kromovo kislino uporabljamo za oksidacijo alkoholov.
Oblikovanje etrov
Primarni alkoholi se lahko pretvorijo v etre, ko se segrejejo v prisotnosti katalizatorja, običajno žveplove kisline:
2 RCH 2 OH => RCH 2 OCH 2 R + H 2 O
Nastajanje organskih estrov
Kondenzacija alkohola in karboksilne kisline, Fisherjeva esterifikacija, katalizirana s kislino, povzroči ester in vodo:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR '+ H 2 O
Znana reakcija je etanol z ocetno kislino, da dobimo etil acetat:
CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH <=> CH 3 COOHCH 2 CH 3 + H 2 O
Primarni alkohol je najbolj dovzeten za Fischerjeve reakcije esterifikacije.
Dehidracija
Pri visokih temperaturah in v kislem mediju, običajno žveplova kislina, alkoholi dehidrirajo, da nastanejo alkeni z izgubo molekule vode.
CH 3 CH 2 OH => H 2 C = CH 2 + H 2 O
To je reakcija dehidracije etanola do etilena. Primernejša splošna formula za to vrsto reakcije, zlasti za primarni alkohol, bi bila:
RCH 2 OH => R = CH 2 (ki je tudi enak Rc = CH 2 )
Nomenklatura
Primer primarnega alkohola. Vir: Gabriel Bolívar.
Pravila za poimenovanje primarnega alkohola so enaka kot za druge alkohole; z izjemo, da včasih ni treba naštevati ogljika, ki vsebuje OH.
Na zgornji sliki je glavna veriga s sedmimi ogljiki. Ogljiku, ki je vezan na OH, se dodeli številka 1, nato pa začne šteti od leve proti desni. Njegovo ime IUPAC je torej: 3,3-dietilheptanol.
Upoštevajte, da je to primer zelo razvejenega primarnega alkohola.
Primeri
Na koncu so omenjeni nekateri primarni alkoholi na podlagi njihove tradicionalne in sistematične 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 so derivati linearnih alkanov. Drugi primeri so:
-2-feniletanol, C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH (Ci 6 H 5 = benzenov obroč)
-2-propen-1-ola (alil alkohol), CH 2 = CH-CH 2 OH
-1,2-etandiol, CH 2 OHCH 2 OH
-2-kloretanola (ethylenechlorohydrin), ClCH 2 CH 2 OH
-2-buten-1-ola (krotil alkohol), CH 3 CH = CH-CH 2 OH
Reference
- Morrison, RT in Boyd, RN (1987). Organska kemija. (5 ta izdaja). Addison-Wesley Iberoamericana
- Carey, FA (2008). Organska kemija. (6 ta izdaja). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Mel Science. (2019). Kako poteka oksidacija primarnih alkoholov. Pridobljeno: melscience.com
- Royal Society of Chemistry. (2019). Opredelitev: primarni alkoholi. Pridobljeno od: rsc.org
- Chriss E. McDonald. (2000). Oksidacija primarnih alkoholov do estrov: trije povezani raziskovalni poskusi. J. Chem. Educ., 2000, 77 (6), str 750. DOI: 10.1021 / ed077p750