Universidad Nacional del Callao Laboratorio de Orgánica I Facultad de Ingeniería Química 90G
ALCOHOLES (R-OH) 1. OBJETIVOS • •
Reconocer un alcohol mediante pruebas con diferentes reactivos Reconocer mediante la prueba con NaOH CuSO! la presencia de un "onol # $oliol
2. FUNDAMENTO TEORICO
%efinici&n del compuestos' Alcoholes son auellos hidrocarburos saturados o alcanos ue contienen un rupo hidro*ilo (-OH)+ Este rupo (-OH) sustitue un ,tomo de hidr&eno enlaado de forma covalente .&rmula eneral' CnH /n01OH La palabra alcohol proviene del ,rabe 23456+ As7 los 8rabes llamaron a un polvo po lvo producido por la sublimaci&n del mineral estibina ue forma sulfuro antimonita (Sb/S9)+ Sb/S9 se usaba como el antis:ptico como una m,scara de o;os+
polvo suave?+ @illiam ohnsonB el autor de Le*icon Chmicum denomina los alcoholes como antimonium sive stibium>B o seaB todos los l7uidos obtenidos por destilaci&n+ En el silo 1D antimonium sive stibium> se denomina como espirit del vino> se refiere al etanol+
Los alcoholes pueden ser primariosB secundarios o terciariosB en funci&n del nmero de ,tomos de hidr&eno sustituidos en el ,tomo de carbono al ue se encuentran enlaado el rupo hidro*ilo+
1
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Alcoholes primarios'
Fn alcohol primario es auel en el ue el OH est, unido a un carbono primarioB la formula es R-OH
Alcoholes secundarios' El alcohol secundario es en el ue el OH est, unido a un carbono secundario' R-CH-R G OH
Alcoholes terciarios' El alcohol terciario es en el ue el OH est, enlaado a un C terciario'
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R G R-C-R G OH
=ambi:n se dividen en los alcoholes alif,ticos o alic7clicos+
# sen el nmero de rupos hidro*ilos (-OH) son los alcoholes polihidricos o polialcoholes+ Alcoholes dihidricos son licoles+ $ropriedades f7sicas'
La estructura de los alcoholes es parecida a la del aua+ El o*7eno tiene hibridaci&n sp9 con dos pares de electrones no enlaantes+ La electroneatividad del o*7eno provoca la polariaci&n del enlace O-H del C-OB lo ue produce la aparici&n de momentos dipolares+
Los puntos de fusi&n ebullici&n son m,s elevados ue hidrocarburos esteres+ Esto pasa debido a la formaci&n de puentes de hidroeno (las enlaces)B ue se forman entre el o*7eno de una mol:cula el hidr&eno de otra+ El punto de ebullici&n del etanol es D+/I JC
$ropriedades u7micas' Los alcoholes pueden ser ,cidos o b,sicos+ Los con el pK a alrededor de 1 1I son ,cidos m,s d:biles ue el aua pero pueden reaccionar con bases fuertes+ !
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El rupo hidro*ilo hace la mol:cula de alcohol polar+ Este rupo puede formar puentes de hidr&eno entre s7 o con otros compuestos+ Esto sinifica ue racias a los enlaces de hidr&eno se pueden utiliar como disolventes pr&ticos (los ue no pueden realar el hidr&eno)+
El rupo hidro*ilo uiere disolverse en el aua pero la cadena de los carbonos protesta+ As7 ue metanolB etanol propanol son miscibles con auaB porue el rupo hidro*ilo Mana la batalla contra la cadena de los carbonos+
Esterificación:
As7 se producen los esteres anor,nicos or,nicos noc la presencia de los alcoholes+
Sstitción en a!c"#"!es:
Alcoholes producidos por la sustituci&n son los ue no nesecitamos durante la reacci&nB el mal rupo saliente+
CH9 CH/ OH 0 H CH9 CH/
Universidad Nacional del Callao Laboratorio de Orgánica I Facultad de Ingeniería Química 90G $a e!i%inación &e a!c"#"!es:
"ediante la eliminaci&n se preparan los aluenos+ Estas reacciones se suelen llevar a cabo a temperaturas elevadas
CH9 CH/ CHOHCH9 0 H/SO!
=>
CH9 CHPCHCH9
$a "'i&ación a!c"#ó!ica:
$or la o*ida*i&n de los alcoholes primarios aparecen los aldehidos'
$or la o*ida*i&n de los alcoholes secundarios aparecen las cetonas'
La o*ida*i&n de los alcoholes terciarios causa su framentaci&n'
$a fer%entación a!c"#ó!ica (denominada tambi:n como fermentaci&n et7lica)
#
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Es un proceso durante cual la levadura (QvasinQ) se convierte en los acares simples (la lucosa la fructosa)B el alcohol di&*ido de carbonoB ue escapa a la atm&sfera+ En esta fase se produce el alcohol+
C()12O( (cuQr) P 2 C2)*O) (alQohol) 0 2 CO2 (o*id uhliit) 0 te+!"
$a &esti!ación a!c"#ó!ica:
Es la operaci&n de separarB mediante vaporiaci&n recondensaci&nB los diferentes componentes l7uidos o licuados de una meclaB aprovechando los diferentes puntos de ebullici&n (temperaturas de ebullici&n) de cada una de las sustancias a separar+ La destilaci&n se da en forma natural deba;o del punto de ebullici&n (1TT UC en el caso del aua)B lueo se condensa formando nubes finalmente llueve+
Las ,e,i&as a!c"#ó!icas son bebidas ue contienen etanol (alcohol et7lico)+ Atendiendo a la elaboraci&n se pueden distinuir entre bebidas producidas por fermentaci&n alcoh&lica (vinoB cervea+++) en las ue el contenido en alcohol no supera los 1D-/T rados las producidas por destilaci&nB eneralmente a partir de un producto de fermentaci&n (licoresB auardientesB etc+) La cantidad de alcohol de un licor u otra bebida alcoh&lica se mide bien por el volumen de alcohol ue contena o bien por su rado de alcohol+
$reparaci&n de los alcoholes'
Alunos alcoholes se fabrican de las sustancias naturales+ $or e;emplo ethanol ue se obtiene de la fer%entación de los acares+ Otro metodo es la a&ición &e! a-a al doble enlace (aluenos)+ %espu:s e*iste la preparaci&n de los $
Universidad Nacional del Callao Laboratorio de Orgánica I Facultad de Ingeniería Química 90G alcoholes es la sntesis &e /ri-nar& ue es el m:todo m,s importante para
preparar alcoholes+ Los reactivos de Vrinard son compuestos oranomet,licos de f&rmula eneral R-"-WB donde R es un resto or,nico (alu7lico o ar7lico) W un haluro+ Sin dudaB los reactivos de Vrinard son unos de los m,s importantes en u7mica or,nica debido a su r,pida reacci&n con electr&filosB como por e;emplo el rupo carbonilo+ $or el descubrimiento de estos reactivos sus reaccionesB Xictor Vrinard recibi& el premio Nobel de Yu7mica en 1I1/+
Fn carbono unido a un metalB mucho menos electroneativo ue :lB se convierte en un centro rico en electrones B por tantoB nucle&filo+ El enlace C- " es mu polar+ El ltimo metodo es la re&cción'
Reducci&n
CH9-CPO ----Z CH9-CH/-OH |
H
E;emplos de los alcoholes m,s conocidos' Metan"!:
Se denomina Malcohol de madera porue se obtiene de ella por destilaci&n seca+ Se utilia como disolvente para pinturas como combustible+ Es mu venenoso produce ceuera cuando se inieren o inhalan peue[as cantidades+ Fna dosis de 9T mL resulta letal+ "etabolicamente se transforma en formaldeh7do ,cido f&rmico ue impide el transporte de o*7eno en la sanre+
%
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Etan"!:
.&rmula semidesarrollada' CH9-CH/-OH $ropiedades f7sicas' Estado de areaci&n' L7uido • Apariencia' Gncoloro %ensidad' DI Q\m9 • $unto de fusi&n' 1]D+I K (-11!+9 JC) • $unto de ebullici&n' 9]1+ K (D+! JC) • $ropiedades u7micas' •
• •
Acide (pKa)' 1]BI Solubilidad en aua' "iscible
Etanol es el principal producto de las bebidas alcoh&licas pero tambi:n se usa en muchos sectores industriales en el sector farmac:utico en alunos medicamentos cosm:ticos+ Es un buen disolventeB puede utiliarse como anticonelante+ =ambi:n es un desinfectante+ Adem,s se emplea como combustible industrial dom:stico+ En el uso dom:sticoB se emplea el alcohol de uemar+
Es un l7uido incoloro vol,til+ %esde la anti^edad se obten7a por fermentaci&n anaer&bica de una disoluci&n con contenido en acares con levadura posterior destilaci&n+
Se obtiene por fermentaci&n de carbohidratos (acares almid&n)+ La fermentaci&n se inhibe al producirse un 1]_ de alcohol+ $ara conseuir licores es necesaria la destilaci&n (forma un ae&tropo con el aua de composici&n I]'] alcohol\aua)+ Es mu venenoso produce la muerte a concentraciones &
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superiores al T+!_ en sanre+ Se metabolia en el h7ado a ra&n de 1T mL\hora+ Se utilia como ant7doto contra el envenenamiento por metanol o etilenlicol+
Is"+r"+an"!:
Se mecla con aua todos los disolventes or,nicos+ Se emplea como antihieloB disolventeB limpiadorB deshidratanteB aente de e*tracci&nB intermedio de s 7ntesis antis:ptico+ Es un producto t&*ico por v7a oralB inhalaci&n o inesti&n+
Eti!en-!ic"!:
Recibi& el nombre de licol porue @urtB ue lo descubri& en 1D]]B not& un cierto sabor dulce+ Se utilia como disolventeB anticonelanteB fluido hidr,ulicoB intermedio de s7ntesis de e*plosivosB plastificantesB resinasB fibras ceras sint:ticas+ Es t&*ico por inesti&n+
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/!icerina:
%escubierta en 1I por Scheele+ Su nombre tambi:n proviene de su sabor dulce+ Es una sustancia mu viscosaB soluble en el aua no t&*ica+ La hidr&lisis alcalina de trilic:ridos (rasas) produce licerina ;abones+ El nitrato triple es la nitrolicerinaB e*plosivo de enorme potencia+
0. MATERIA$ES REACTIVOS • • • • • • • • •
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"echero de
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Reactivo Lucas Hidr&*ido de sodio NaOH Reactivo de Nessler Soluci&n de K /CrO! Sodio met,lico
. 3ARTE E43ERIMENTA$
$rueba de acide a+ Reacci&n con un metal alcalino' • •
En 9 tubos de ensao arear la muestra de alcohol(T+]ml)+(OHB 1JB/JB9J) Adicionar un trocito de Na met,lico a cada uno de los tubos observar el desprendimiento de un as la reacci&n de cada uno de los tubos de ensao con las muestras problemas+
Con el alcohol 1J' se observa desprendimiento de as hidr&eno form,ndose et&*ido de • sodio+ Es una reacci&n e*ot:rmica+ •
⏟
C 2 H 5 OH + Na( s ) → C 2 H 5 ONa + H 2 ↑ Etoxidodesodio
Con el alcohol /J' Se observa poco desprendimiento de as hidr&eno+ • reacci&n lenta e*ot:rmica+ •
C H 3−CHOH −C H 3+ Na( s) →C H 3 −CHONa −C
Con el alcohol 9J' b+ Reacci&n de esterificaci&n'
11
H
2
3
− propoxidodesodio
+ H O 2
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• •
En un tubo de ensao arear la muestra de alcohol (T+]ml) ] otas de ,cidoAc:tico CH9COOH ,cidosulfrico(1 ota)+ Aitar la soluci&n llevar a ba[o "ar7a+ Si el alcohol presenta ba;o peso molecular se percibir, un aroma caracter7stico+
⏟
C H 3 COOH + C 2 H 5 OH H 2 S O4 C H 3 COOC 2 H 5+ H 2 O →
Etanoatodeetilo
Reacci&n de o*idaci&n e identificaci&n de un (OHB1JB /JB 9J) a+ "edio acido' • •
En 9 tubos de ensao arear la muestra de alcohol (T+]ml) (OHB 1JB /JB 9J) Adicionar soluci&n de K/Cr /O HCl \o H /SO! concentrado (/ otas)B colocar el tubo de desprendimiento a otro tubo en el ue previamente se le ha adicionado el reactivo de =ollensB \o (R+ .ehlinB RB
Con alcohol 1J'
CH9CH/OH0 K/CrO! 0 H/SO! /K/SO! 0 Cr /(SO!)9 0 CH9CHO 0 H/O
1
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Con alcohol /J'
C H 3 ¿2
¿
C H 3 COOCH ¿ C H 3−CHOH −C H 3+ C H 3 COOH H 2 S O4 ¿ →
Con alcohol 9J'
b+ "edio b,sico' • • •
En un tubo de ensao arear la muestra de alcohol(T+]ml)+ Adicionar soluci&n de K"nO! NaOH al 1T_+ Calentar a ba[o "ar7a (/ a] minutos) donde se observa el cambio de coloraci&n+
Con alcohol 1J' C H 3 C H 2 OH + 4 KMn O4 + 4 NaOH →C H 3 CHO + MnO2 ↓
0K/O0 H/O
Con alcohol /J'
KMnO (¿¿ 4 ,NaOH ) C H 3 CHOHC H 3 ¿ ∆ C H 3 COC H 3+ MnO2 ↓ →
⏟ 2
− propanona
1!
0K/O0 H/O
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Con alcohol 9J'
c+ O*idaci&n con el reactivo de Nessler' • • •
•
En un tobo de ensao arear la muestra de alcohol(T+]ml) Adicionar T+]ml del reactivo de Nessler+ Llevar a ba[o "ar7a (/ a ] minutos) donde se observa el cambio de coloraci&n o precipitaci&n+ El reactivo se prepara tratando 19+! de Cloruro de "ercurio con 1] de #oduro de $otasio en soluci&n acuosa+
Con alcohol 1J'
CH9CH/OH0 K/HG! H 0 HG 0 KG 0 CH9CHO
Con alcohol /J'
CH9CHOHCH90 K/HG! H 0 HG 0 KG 0 CH 9COOCH9
1"
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Con alcohol 9J'
Reacci&n de diferenciaci&n de Alcohol (1JB /JB 9J) con el reactivo de LFCAS
• • • • • • •
En un tubo de ensao arear la muestra de alcohol (T+]ml)+ Adicionar el reactivo de LFCAS (T+]ml)+ Llevar a ba[o "ar7a (] minutos)+ Si ha turbide inmediata entonces el alcohol es terciario+ Si ha turbide en apro*imadamente ] minutos es un alcohol secundario+ Si ha turbide despu:s de /T-/! horas es un alcohol primario+ Reactivo de LFCAS (`nCl / 0 HCl)
Con alcohol 1J' C H 3 C H 2 OH + HCl ZnC l 2 C H 3 C H 2 Cl + H 2 O →
Con alcohol /J'
C H 3 ¿ 2 Cl + H 2 O C H 3 ¿2 CHOH + HCl ZnC l 2 ¿
¿
→
Con alcohol 9J' $rueba de #odoformo 1#
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En un tubo de ensao arear la muestra de alcohol (T+]ml)+ Adicionar el reactivo !ml del reactivo Luol ( soluci&n de #odo' KG) Arear soda ota a ota hasta ue desapareca el color del Luol+ Llevar a ba[o "ar7a (/ minutos)+ %e;ar en reposo+ Si se forma un precipitado anotar el aspecto del color+
$rueba de Solubilidad • •
Color en 9 tubos de ensao 1ml (OH 1JB/JB 9J) m,s 1ml de H /O+ Aitar observar la solubilidad de cada una de las muestras problemas+ Alcohol 1J /J 9J
Solubilidad Soluble $oco soluble insoluble
Reacci&n de diferenciaci&n de "ONOL $OLGOL a+ Reconocimiento de un "onol'
1$
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• •
En un tubo de ensao colocamos la muestra de AlcoholB lueo le areamos Sulfato de Cobre CuSO ! apro*imadamente T+] mlB mas NaOH+ Lueo lo llevamos a ba[o "ar7a por ] minutos+ Observar lo ue sucede+
b+ Reconocimiento de un $oliol' •
•
En un tubo de ensao colocar EtilenlicolB lueo le areamos Sulfato de Cobre CuSO! apro*imadamente T+]ml m,s NaOH+ Lueo lo llevamos a ba[o "ar7a por ] minutos+
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*. CONC$USIONES
En la reacci&n de esterificaci&nB se percibe un olor de fruto de olor a frotaci&n+ En la reacci&n de diferenciaci&n de un monol con un polialcoholB no se obtuvo inmediatamenteB el precipitado neruco+ Se infiri& ue la muestra era un polialcohol+ Fn alcohol terciario reacciona inmediatamenteB un secundario de ]1T minutos uno primario de /Tmin a /! horas . Fn alcohol primario es solubleB secundario poco soluble terciario insoluble (. RECOMENDACIONES
Al calentar el reactivo con la soluci&n de NaOH # Sulfato de cobre calentarlo bien separarlo del precipitado nero ue forma usando solo la soluci&n+ 5. BIB$IO/RAFIA
Vu7as de $ractica de Yu7mica Or,nicaB Ale;andro =apia Yu7mica E*perimentalB Luis Carrasco Xeneas
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CFES=GONARGO 1+ $resente ensaos u7micos comunes de los siuientes pares de compuestos+ Alcohol sec-butilico alcohol t-pentico (prueba de o*idaci&n con el reactivo de
SO
¿ ¿ C H CH −CHOHC H + K Cr O + H SO → CH CH −C −C H + Cr ¿ 3
2
3
2
2
7
2
4
3
2
(CH9)/COHCH/CH9 0 K/Cr /O! 0 H/SO!
3
3
No reacciona
Alcohol sec-pentilico alcohol n-prop7lico (prueba de #odoformo)+ •
Alcohol sec-pentilico' C H 3 CH 2 CH 2 CHOH CH 3+ NaOI → C H 3 CH 2 CH 2 COC H 3 + NaI + H 2 O
C H 3 CH 2 CH 2 CHOH CH 3+ 3 NaOI →C H 3 CH 2 CH 2 COC l 3+ 3 NaOH C H 3 CH 2 CH 2 CHOH CH 3+ 3 NaOI →C H 3 CH 2 CH 2−COO + Na + CH I 3
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alcohol n-prop7lico'
CH9CH/CH/OH 0 NaOG No reacciona
/+ Se tiene una mecla de alcohol isoamilico :ter de petr&leo+ Gndiue como podr7a separarlo+
•
Se podr, separar por destilaci&n simple a ue el alcohol isolamico el :ter de petr&leo presentan diferentes puntos de ebullici&n+ Sabemos ue el :ter tiene menor punto de ebullici&n ue el alcohol+
9+ $resente la reacci&n de s7ntesis su propiedad u7mica indicada del siuiente compuesto' /-pentanol a partir de un alueno la propiedad de acide del alcohol+
Sntesis: $ara obtener el compuesto /-pentanol a partir de un aluenoB se
somete al /-penteno a un proceso llamado hidrataci&nB ue consiste en arearle aua ba;o un medio acido+ Ocrrien&" !a si-iente reacción:
CH 3 −CH =CH −CH 2−CH 3 + H 2 O + H 2 SO 4 + calor →CH 3−CHOH CH 2 CH 2 CH 3
3r"+ie&a&es
.&rmula molecular' C H O =ambi:n llamado' / pentanolB alcohol sec- am7licoB carbinol propil 5
12
met7lico Aspecto' l7uido descolorido $unto de fusi&n' -]T JC $unto ue ebullici&n' 11D JC %ensidad (\ml) T+D1 T+D1/ 0
Universidad Nacional del Callao Laboratorio de Orgánica I Facultad de Ingeniería Química 90G $as +r"+ie&a&es 6ci&as &e !"s a!c"#"!es
Los alcanos de peue[a cadena poseen un comportamiento ,cidoB por su caracter7stica polarB por lo tanto reaccionan con alunos metales como el sodioB el potasioB produciendo sales (alcoholatos) con desprendimiento se hidr&eno+
⏟
Con metales alcalinos' C H OH + Na( ) → C H ONa + H ↑ 2
5
s
2
5
2
Etoxidodesodio
Con el reactivo de Vrinard' CH9OH 0 CH 9-"G
CH! 0 CH9O"G
1