- Структура на първичен алкохол
- Имоти
- киселинност
- рКа
- Химична реакция
- Образуване на алкилови халиди
- Окисляване на първични алкохоли
- Образуване на етери
- Образуване на органични естери
- дехидрация
- номенклатура
- Примери
- Препратки
Един първичен алкохол е такава, в която хидроксилната група е прикрепена към основната въглерод; тоест въглерод, ковалентно свързан с друг въглерод и водород. Неговата обща формула ROH е, по-специално RCH 2 OH, тъй като има само една алкилова група R.
R групата с формула RCH на на 2 ОН може да бъде всеки: верига, пръстен, или хетероатоми. Когато става въпрос за верига, къса или дълга, тя е пред най-представителните първични алкохоли; сред тях са метанолът и етанолът, два от най-синтезираните на индустриално ниво.
Бирена буркана - Пример за воден разтвор на етилов алкохол, първичен алкохол, в органична матрица. Източник: Енгин Акюрт чрез Pexels.
Физически те са като другите алкохоли и техните точки на кипене или топене зависят от степента на тяхното разклоняване; но химически, те са най-реактивни. Освен това киселинността му е по-висока от тази на вторичните и третичните алкохоли.
Първичните алкохоли претърпяват реакции на окисляване, превръщайки се в голям брой органични съединения: естери и етери, алдехиди и карбоксилни киселини. По същия начин те могат да претърпят реакции на дехидратация, превръщайки се в алкени или олефини.
Структура на първичен алкохол
Първичните алкохоли, получени от линейни алкани, са най-представителни. Въпреки това, в действителност всяка структура, дали линеен или разклонен, може да се класифицира в този вид алкохол, докато ОН група е свързана с СН 2.
Така че, структурно всички те имат общо присъствието на групата -СН 2 OH, наречен метилол. Характерна и последица от този факт е, че ОН групата е по-малко затруднена; тоест, той може да взаимодейства с околната среда без пространствена намеса от други атоми.
По същия начин, по-малко възпрепятствано ОН означава, че въглеродният атом, който носи, че на СН 2, могат да претърпят реакции на заместване чрез SN 2 механизъм (бимолекулярен, без образуването на carbocation).
От друга страна, ОН с по-голяма свобода за взаимодействие със средата се превръща в по-силни междумолекулни взаимодействия (чрез водородни връзки), което от своя страна увеличава температурата на топене или кипене.
Същото се случва с разтворимостта му в полярни разтворители, стига R групата да не е много хидрофобна.
Имоти
киселинност
Първичните алкохоли са най-киселинните. За да може алкохолът да се държи като Бростенова киселина, той трябва да дари H + йон на средата, да речем вода, за да се превърне в алкоксиден анион:
ROH + H 2 O <=> RO - + H 3 O +
Отрицателният заряд на RO -, специално RCH 2 О -, е по-малко отблъснати от електроните в двете CH връзки в от електроните в връзката CR.
Алкиловата група след това се оказва най-голямото отблъскване, дестабилизиращ RCH 2 О -; но не толкова в сравнение с това, ако имаше две или три R групи, както се случва съответно с вторични и третични алкохоли.
Друг начин да се обясни по-високата киселинност на първичен алкохол с помощта на разлика Електроотрицателност, създавайки момента дипол: H 2 С δ + -О δ- H. кислород привлича електронна плътност от двата СН 2 и Н; положителният частичен заряд на въглерода донякъде отблъсква този на водорода.
Групата R прехвърля малко на своя електронната плътност на СН 2, което помага за намаляване на положителна частично зареждане и по този начин неговото отхвърляне от заряда на водород. Колкото повече R групи има, толкова по-ниско е отблъскването и следователно тенденцията на Н да се освобождава като Н +.
рКа
Първичните алкохоли се считат за по-слаби киселини от водата, с изключение на метиловия алкохол, който е малко по-силен. РКа на метилов алкохол е 15,2; и рКа на етилов алкохол е 16.0. Междувременно рКа на водата е 15,7.
Въпреки това, с вода, която се счита слаба киселина, като алкохоли, могат да се свързват с Н +, за да се превърне в хидрониев йон, H 3 О +; тоест, той се държи като база.
По същия начин първичните алкохоли могат да поемат водород; особено в някои свои реакции, например, в превръщането му в алкени или олефини.
Химична реакция
Образуване на алкилови халиди
Алкохолите реагират с водородни халогениди, за да се получат алкилови халиди. Реактивността на алкохолите към водородните халогениди намалява в следния ред:
Третичен алкохол> вторичен алкохол> първичен алкохол
ROH + HX => RX + H 2 O
RX е първичен алкил халид (CH 3 Cl, CH 3 CH 2 Вг и т.н.).
Друг начин за получаване на алкилни халиди е чрез взаимодействие на тионилхлорид, синтетичен реагент, с първичен алкохол, който се превръща в алкил хлорид. Тионил хлорид (SOC! 2) изисква присъствието на пиридин, за да реагира.
СН 3 (СН 2) 3 CH 2 OH + SOC! 2 => СН 3 (СН 2) 3 CH 2 Cl + SO 2 + HCl
Тази реакция съответства на халогенирането на 1-пентанол, за да се превърне в 1-хлоропентан в присъствието на пиридин.
Окисляване на първични алкохоли
Алкохолите могат да бъдат окислени до алдехиди и карбоксилни киселини, в зависимост от реагента. Пиридиниев хлорохромат (РСС) първичен алкохол се окислява до алдехид, като се използва дихлорометан (CH 2 Cl 2) като разтворител:
СН 3 (СН 2) 5 CH 2 OH => СН 3 (СН 2) 5 СОН
Това е окисляването на 1-хептанол до 1-хептанал.
Междувременно калиев перманганат (KMnO 4) първо окислява алкохола до алдехид, а след това окислява алдехида до карбоксилна киселина. Когато използвате калиев перманганат за окисляване на алкохоли, трябва да се избягва разкъсването на връзката между въглерод 3 и 4.
СН 3 (СН 2) 4 CH 2 OH => СН 3 (СН 2) 4 СООН
Това е окисляването на 1-хексанол до хексанова киселина.
По този метод е трудно да се получи алдехид, тъй като той лесно се окислява до карбоксилна киселина. Подобна ситуация се наблюдава, когато хромирана киселина се използва за окисляване на алкохоли.
Образуване на етери
Първичните алкохоли могат да бъдат превърнати в етери при нагряване в присъствието на катализатор, обикновено сярна киселина:
2 RCH 2 OH => RCH 2 ОСН 2 R + H 2 O
Образуване на органични естери
Кондензацията на алкохол и карбоксилна киселина, естерификацията на Фишер, катализирана от киселина, произвежда естер и вода:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR '+ H 2 O
Добре известна реакция е тази на етанол с оцетна киселина, за да се получи етилацетат:
CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH <=> СН 3 COOHCH 2 СН 3 + H 2 O
Първичният алкохол е най-податлив на реакции на естерификация на Фишер.
дехидрация
При високи температури и в кисела среда, обикновено сярна киселина, алкохолите се дехидратират, за да се получат алкени със загуба на водна молекула.
CH 3 CH 2 OH => Н 2 С = СН 2 + H 2 O
Това е реакцията на дехидратация на етанол до етилен. По-подходяща обща формула за този тип реакция, по-специално за първичен алкохол, би била:
RCH 2 OH => R = СН 2 (което също е равно на RC = СН 2)
номенклатура
Пример за първичен алкохол. Източник: Габриел Боливар.
Правилата за именуване на първичен алкохол са същите като за останалите алкохоли; с изключение на това, че понякога не е необходимо да се изброява въглеродът, носещ ОН.
В горното изображение има главна верига със седем въглерода. Въглеродът, свързан към ОН, получава номер 1 и след това започва да се отчита отляво надясно. Името му IUPAC следователно е: 3,3-диетилхептанол.
Обърнете внимание, че това е пример за силно разклонен първичен алкохол.
Примери
И накрая, някои първични алкохоли се споменават въз основа на тяхната традиционна и систематична номенклатура:
Метил, CH 3 OH
-Етил, CH 3 CH 2 OH
-п-пропил, СН 3, СН 2 СН 2 ОН
-п-хексил, СН 3, СН 2 СН 2 СН 2 СН 2 СН 2 ОН
Това са производни на линейни алкани. Други примери са:
-2-фенилетанол, С 6 Н 5 СН 2 СН 2 OH (С 6 Н 5 = бензенов пръстен)
-2-пропен-1-ол (алил алкохол), CH 2 = СН 2 ОН
-1,2-етандиол, СН 2 OHCH 2 ОН
-2-хлороетанол (ethylenechlorohydrin), ClCH 2 СН 2 ОН
-2-бутен-1-ол (кротил алкохол), СН 3, СН = СН 2 ОН
Препратки
- Morrison, RT и Boyd, RN (1987). Органична химия. (5 та Edition). Адисон-Уесли Ибероамерикана
- Кери, ФА (2008). Органична химия. (6 та издание). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Мел Наука. (2019). Как протича окисляването на първичните алкохоли. Възстановено от: melscience.com
- Кралско химическо дружество. (2019). Определение: първични алкохоли. Възстановено от: rsc.org
- Крис Е. Макдоналд. (2000 г.). Окисляването на първичните алкохоли към естери: Три свързани с тях експериментални изследвания. J. Chem. Educ., 2000, 77 (6), p 750. DOI: 10.1021 / ed077p750