ALCOHOLES

ALCOHOLES Estructura La estructura de un alcohol se asemeja a la del agua puesto que un alcohol procede de la sustitución formal de uno de los hidrógenos del agua por un grupo alquilo.

En el metanol el ángulo del enlace C-O-H es de 10.!". Este ángulo es ma#or que en el agua de$ido a la presencia del grupo metilo% mucho más &oluminoso que el átomo de hidrógeno% que contrarresta el efecto de compresión del ángulo de enlace que pro&ocan los dos pares de electrones no enla'antes En el siguiente diagrama de interacción or$itálica se representa la formación del enlace CO en los alcoholes # las energ(as de enlace en el metanol)

Propiedades físicas

Polaridad del metanol El metanol es una mol*cula con enlaces polares # un momento dipolar total distinto de cero.

Formación de puentes de hidrógeno La ele&ada polaridad del enlace o+(genohidrógeno produce fuertes interacciones entre mol*culas% denominadas puentes de hidrógeno.  Estas interacciones e+plican que alcoholes como el metanol tengan puntos de e$ullición ele&ados.

Nomenclatura ,ara nom$rar a los alcoholes se elige la cadena más larga que contenga el grupo hidro+ilo OH # se numera dando al grupo hidro+ilo el locali'ador más $ajo posi$le. El nom$re de la cadena principal se o$tiene cam$iando la terminación /o del alcano por /ol.

na manera de organi'ar la familia de los alcoholes es clasificar a los alcoholes en primarios% secundarios o terciarios de acuerdo con el tipo de átomos de car$ono enla'ados al grupo OH. En la siguiente ta$la se indican las estructuras de los alcoholes segn su grado de sustitución)

Regla ! 2e elige como cadena principal la de ma#or longitud que contenga el grupo -OH.

Regla "! 2e numera la cadena principal para que el grupo -OH tome el locali'ador más $ajo. El grupo hidro+ilo tiene preferencia so$re cadenas car$onadas% halógenos% do$les # triples enlaces.

Regla #! El nom$re del alcohol se constru#e cam$iando la terminación -o del alcano con igual nmero de car$onos por -ol

Regla $! Cuando en la mol*cula ha# grupos grupos funcionales de ma#or prioridad% el alcohol pasa a serun mero sustitu#ente # se llama hidro+i-. 2on prioritarios frente a los alcoholes) ácidos car$o+(licos% anh(dridos% *steres% haluros de alcanoilo% amidas% nitrilos% aldeh(dos # cetonas.

Regla %! El grupo -OH es prioritario frente a los alquenos # alquinos. La numeración otorga el locali'ador más $ajo al -OH # el nom$re de la mol*cula termina en -ol.

Acide& de los alcoholes!  3l igual que el protón del hidro+ilo del agua% el protón del hidro+ilo de un alcohol es d*$ilmente ácido. na $ase fuerte puede sustraer el protón del hidro+ilo de un alcohol para generar un alcó+ido.

La acide' de los alcoholes disminu#e a medida que aumenta el grado de sustitución en el resto alqu(lico.

Los alcoholes son especies anfóteras anfipróticas% pueden actuar como ácidos o $ases.  En disolución acuosa se esta$lece un equili$rio entre el alcohol% el agua # sus $ases conjugadas.

Escri$iendo la constante del equili$rio 4a

En la siguiente ta$la se indican los &alores de p4a% medidos en disolución acuosa% de los alcoholes anteriores.

'(todo de o)tención de alcoholes! a* Hidratación de al+uenos El agua es un ácido mu# d*$il% con una concentración de protones insuficiente para iniciar  la reacción de adición electrófila. Es necesario a5adir al medio un ácido H62O7 para que la reacción tenga lugar.

Esta reacción tam$i*n es conocida como hidratación de alquenos # genera alcoholes.

Hidratación de alquenos

)* Hidrólisis de halogenuros de al+uilo 2e lle&a a ca$o normalmente en disolución de etanol acuoso # en presencia de catali'adores $ásicos% como 4OH% 3gOH% CO8Ca% etc.

9:CH6:Cl ; 3gOH

3gCl ; 9:CH6OH

c* Reducción de compuestos car)onílicos Esta reacción puede reali'arse industrialmente con hidrógeno% en presencia de catali'adores% o $ien en el la$oratorio% mediante el hidruro de litio # aluminio% H7Li3l. Con aldeh(dos se o$tienen alcoholes primarios # con cetonas alcoholes secundarios.

d* 'ediante reacti,os de -rignard La adición de un magnesiano o reacti&o de con los restantes aldeh(dos se o$tienen alcoholes secundarios # con las cetonas alcoholes terciarios.

FENOLES El fenol tam$i*n llamado ácido car$ólico% ácido f*nico% alcohol fen(lico% ácido fen(lico% fenilhidró+ido% hidrato de fenilo% o+i$enceno o hidro+i$enceno en su forma pura es un sólido cristalino de color  $lanco-incoloro a temperatura am$iente. 2u fórmula qu(mica es C ?H?O% # tiene un punto de fusión de 78 @C # un punto de e$ullición de 16 @C. El fenol es conocido tam$i*n como ácido f*nico% cu#a 4a es de 1%8A10B10. ,uede sinteti'arse mediante la o+idación parcial del $enceno.

Nomenclatura odo de nom$rarlos

9egla 1.2e nom$ran como los alcoholes% con la terminación D-olD a5adida al nom$re del hidrocar$uro% cuando el grupo OH es la función principal. Cuando el grupo OH no es la función principal se utili'a el prefijo Dhidro+i-D acompa5ado del nom$re del hidrocar$uro.

1%6-$encenodiol o orto-dihidro+i$enceno

9egla 6. 2i el $enceno tiene &arios su$stitu#entes% diferentes del OH% se numeran de forma que reci$an los locali'adores más $ajos desde el grupo OH% # se ordenan por orden alfa$*tico. En caso de que ha#a &arias opciones decidirá el orden de preferencia alfa$*tico de los radicales.

6-etil-7%-dimetilfenol

Propiedades del Fenol. Es un sólido que cristali'a como agujas incoloras de olor particular. 2u temperatura de fusión es de 8@C # su punto de e$ullición de 11@C. es higroscópico% es decir% a$sor$e mucha agua. 2e puede o+idar ante la lu' adquiriendo una coloración rosada. Es cáustico. Es poco solu$le en agua. u# solu$le en *ter # alcohol. Fu(micamente se comporta como ácido d*$il. ,roduce por lo tanto iones hidrógeno al disociarse. Con respecto a las reacciones% ha# de dos tipos. Las que se relacionan con el grupo OH # aquellas en las que participa el anillo.

Formación de sales El fenol al ser un ácido d*$il% reacciona con facilidad con una $ase fuerte como la del sodio% litio o potasio.

Esta reacción si $ien las presentan los alcoholes alifáticos% es más d*$il en estos. En el caso del fenol se da con ma#or tendencia.

Formación de (teres Los fenatos de sodio se tratan con halogenuros de alquilo. En este caso particular con cloruro de metilo% o$teniendo el *ter fenilet(lico como indica la reacción.

Formación de (steres El fenol reacciona con cloruros deri&ados de ácidos orgánicos formando *steres.

Entre las reacciones del anillo aromático% es decir% de sustitución% podemos nom$rar las principales.

Halogenación Haciendo reaccionar al fenol con cloro% por  ejemplo% se o$tiene una me'cla de oclorofenol # p-clorofenol.

Sulfonación El fenol se puede com$inar con el ácido sulfrico en caliente% dando una me'cla de dos isómeros de ácido o-fenol sulfónico # p-fenol sulfónico.

Nitración En este caso tam$i*n se o$tiene una me'cla de dos isómeros% o-nitrofenol # p-nitrofenol.

2i el ácido n(trico fuera más concentrado% o$tendr(amos el 6%7%?%-trinitrofenol tam$i*n llamado ácido p(crico.

/sos del Fenol) 2e usa para la fa$ricación de resinas sint*ticas% ácido p(crico usado a su &e' para e+plosi&os% ácido salic(lico materia prima para las aspirinas% colorantes% etc. 2e ha usado mucho tiempo como agente antis*ptico.

01OLES

Los Gioles o ercaptanos son compuestos orgánicos que poseen el
Nomenclatura

Los Gioles o ercaptanos pueden ser nom$rados de las siguientes maneras) •

Seg2n la 1/PAC) se a5ade el sufijo D-tiolD al nom$re del alcano de manera análoga a la que utili'ar(amos si nos estu&i*ramos refiriendo a un alcohol) CH8-2H metanotiol CH8-CH6-CH6-2H propanotiol 1. 2e toma como cadena principal la cadena que es más larga # que contenga los radicales -2H. 6. La cadena se numera de forma que los átomos del car$ono con 9adical -2H tengan los nmeros más $ajos posi$les. 8. La cadena principal se nom$ra especificando el nmero de átomos de car$ono de dicha cadena con un prefijo etano- dos% propano- tres% $utano- cuatro> pentano-> he+ano-> ...etc. 7. 2e los identifica a los radicales -2H con sus respecti&os nmeros separados por  comas. . 2e coloca la terminación indicando el nmero de radicales -2H -tiol un radical 2H> -ditiol dos radicales 2H> -tritiol tres radicales 2H> -tetratiol cuatro radicales 2H> -pentatiol cinco> ...etc.. •

CH8-2H metanotiol

•

CH8-CH6-CH6-2H propanotiol

•

CH62H-CH6-CH6-CH6-2H $utano-1%7-ditiol

?. El radical -2H tiene prioridad so$re do$les o triples enlaces # radicales Halogenos. I. 2i el 9adical -2H no se encuentra como grupo funcional principal se utili'a el prefijo mercapto o el prefijo sulfanil.

•

Nomenclatura tradicional) se nom$ra el radical al que &a unido el grupo tiol # luesgo se a5ade la pala$ra DmercaptanoD) CH8-2H metil mercaptano CH8-CH6-CH6-2H propil mercaptano

Propiedades de los 0ioles La propiedad más representati&a de los tioles es su olor caracter(stico similar al ajo para el cual el ser humano es mu# sensi$le llega a detectarse en concentraciones de 10 entre 1000 millones. ,or esta caracter(stica los tioles se a5aden al gas natural inodoro # a otros hidrocar$uros para poder detectar su presencia. Los tioles son ácidos # comparati&amente son más ácidos que los alcoholes respecti&os. ,or ejemplo)  3cide' del CH82H J acide' del CH 8OH  3cide' del CH8CH6CH2HCH8 J acide' del CH 8CH6CHOHCH8 Gemperatura de e$ullición) de$ido a que los átomos de a'ufre son menos electronegati&os que los del o+(geno% forman por lo tanto enlaces intermoleculares más d*$iles que las mol*culas que presentan el grupo -OH% resultando en unas temperaturas de e$ullición más $ajas. Kiológicamente los tioles son mu# importantes por formar parte de los aminoácidos de las prote(nas como es el caso de la ciste(na. Síntesis de los 0ioles

Los m*todos utili'ados para sinteti'ar tioles son análogos a los utili'ados para la s(ntesis de alcoholes # *teres. Las reacciones son más rápidas # de ma#or rendimiento porque los aniones de a'ufre son mejores nucleófilos que los átomos de o+(geno. Los tioles se forman cuando un haloalcano se calienta con una solución de hidrosulfuro de sodio CH8CH6Kr ; a2H calentada en etanol ac. ; M CH 8CH62H ; aKr 

 3demás% los disulfuros pueden reducirse fácilmente por agentes reductores como el hidruro de litio aluminio en *ter seco o hidruro de $oro litio% para formar dos tioles.

9-2-2-9N M 9-2H ; 9N-2H

Reacciones El grupo tiol es el análogo del a'ufre al grupo hidro+ilo -OH que se encuentran en los alcoholes. e$ido a que el a'ufre # el o+(geno pertenecen al mismo grupo de la ta$la periódica% comparten algunas propiedades de enlace similares. 3l igual que el alcohol% en general la forma desprotonada 92B llamado tiolato es qu(micamente más reacti&a que la forma tiol protonada 92H. La qu(mica de tioles está relacionada con la de los alcoholes) los tioles forman tio*teres% tioacetales # tio*steres% que son análogos a los *teres% acetales # *steres. ,or otra parte% un grupo tiol puede reaccionar con un alqueno para formar un tio*ter. e hecho% $ioqu(micamente% los grupos tiol pueden reaccionar con grupos &inilo para formar un enlace tio*ter.

Los Gioles se pueden formar a partir de la reacción de un halogenuro con un ion sulfuro H2 -) CH8P #oduro de metilo ; 2H - M CH82H metanotiol ; P Haciendo reaccionar un halogenuro con a2H sulfhidrato de sodio) CH8CH6Kr ; a2H M CH 8CH62H ; aKr   3 partir de disulfuros aplicándoles agentes reductores) 9-2-2-9N M 9-2H ; 9N-2H

Acide& El átomo de a'ufre de un tiol es mu# nucleof(lico% $astante más que el átomo de o+(geno del alcohol. El grupo tiol es $astante ácido% con el p4a ha$itualmente alrededor de 10 a 11. En la presencia de una $ase se forma un anión tiolato% que es un mu# potente nucleófilo. El grupo # su correspondiente anión son fácilmente o+idados por reacti&os como el $romo para dar disulfuro orgánico 9-2-2-9. 69-2H ; Kr 6 M 9-2-2-9 ; 6HKr  La o+idación por reacti&os más poderosos como el hipoclorito de sodio o peró+ido de hidrógeno resulta en ácidos sulfónicos 92O 8H. 69-2H ; 6H 6O6 M 92O8H ; 6H6O

-rupos funcionales

313L1O-RAF1A •

T .W.Gr a ha m So l o mo ns ,Cr a i gB.Fr y h l e Qu í mi c aOr g án i c a ,Vo l u me n2Ed i t o r i al Limusa Qile# 3 ªedi c i ó n 2012

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Pe t e rSy k e s ,Me canismos de reacción en qu(mica orgánica Edi t or i al 9e&ert* 2. 3. 1985

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