ТРЕТИЧЕН АЛКОХОЛ: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

А третичен алкохол е такава, в която хидроксилната група, OH, е приложен към третичен въглерод. Формулата му продължава да е ROH, подобно на други алкохоли; но лесно се разпознава, защото ОН е близо до X в молекулната структура. Също така въглеродната му верига обикновено е по-къса, а молекулната му маса е по-висока.

И така, третичният алкохол е по-тежък, разклонен и също така най-малко реактивен по отношение на окисляването на всички; това означава, че не може да се трансформира в кетон или карбоксилна киселина, както съответно вторичните и първичните алкохоли.

Структурна формула на третичен алкохол. Източник: Ю.

Изображението по-горе показва общата структурна формула за третичен алкохол. Според него нова формула на тип R ₃ СОН може да бъде написано, където R може да бъде алкил или арилова група; метилова група, СН ₃, или къса или дълга въглеродна верига.

Ако трите R групи са различни, централният въглерод на третичния алкохол ще бъде хирален; т. е. алкохолът ще проявява оптична активност. За този факт хиралните третични алкохоли представляват интерес за фармацевтичната индустрия, тъй като тези алкохоли с по-сложни структури се синтезират от кетони с биологична активност.

Структура на третичен алкохол

Три третични алкохола и техните структури. Източник: Габриел Боливар.

Помислете за структурите на висшите третични алкохоли, за да се научите да ги разпознавате, независимо какво е съединението. Въглеродът, свързан към ОН, трябва да бъде прикрепен и към други три въглерода. Ако погледнете отблизо, и трите алкохола го правят.

Първият алкохол (отляво), се състои от три CH ₃ групи, свързани към централния въглероден атом, чиято формула би (CH ₃) ₃ СОН. На (СН ₃) _3, С- алкиловата група е известен като трет, присъства в много третични алкохоли и може лесно да бъде разпознат от Т му форма (червената Т на снимката).

Вторият алкохол (отдясно) има CH ₃, CH ₃ CH ₂ и СН ₂ СН ₂ СН ₃ групи, прикрепени към централната въглерод. Тъй като трите групи са различни, алкохолът е хирален и следователно проявява оптична активност. Тук не се наблюдава Т, а X близо до OH (червено и синьо).

А в третия алкохол (този отдолу и без цветове), OH се свързва с един от двата въглерода, които се съединяват с два циклопентана. Този алкохол няма оптична активност, тъй като две от групите, прикрепени към централния въглерод, са идентични. Подобно на втория алкохол, ако погледнете внимателно, ще намерите и X (по-скоро тетраедър).

Стерично затруднение

Трите висши алкохола имат нещо по-общо от X: централният въглерод е стерилно затруднен; тоест има много атоми, които го заобикалят в пространството. Непосредствена последица от това е, че нуклеофилите, жадни за положителни заряди, трудно достигат до този въглерод.

От друга страна, тъй като има три въглерода, свързани към централния въглерод, те даряват част от електронната плътност, която електронегативният кислороден атом изважда от него, допълнително го стабилизира срещу тези нуклеофилни атаки. Третичният алкохол обаче може да бъде заменен с образуването на карбокация.

Имоти

физически

Третите алкохоли обикновено имат силно разклонени структури. Първо следствие от това е, че ОН групата е възпрепятствана и следователно нейният диполен момент има по-малък ефект върху съседните молекули.

Това води до по-слаби молекулни взаимодействия в сравнение с тези на първични и вторични алкохоли.

Например, помислете за структурните изомери на бутанол:

CH ₃ СН ₂ СН ₂ OH (п-бутанол, РЕВ = 117 ° С)

(CH ₃) ₂ CH ₂ OH (изобутилов алкохол, т.к. = 107 ° С)

CH ₃ СН ₂ СН (ОН) СН ₃ (сек-бутил алкохол, т.к. = 98 ° C)

(CH ₃) ₃ СОН (трет-бутил алкохол, т.к. = 82ºC)

Обърнете внимание как точките на кипене спадат, когато изомерът стане по-разклонен.

В началото беше споменато, че X се наблюдава в структурите на 3-ти алкохол, което само по себе си показва високо разклоняване. Ето защо тези алкохоли имат тенденция да имат по-ниски точки на топене и / или температура на кипене.

Малко подобен е случаят с неговата смесимост с вода. Колкото повече пречи на ОН, толкова по-малко смесителен ще бъде 3-тият алкохол с водата. Споменатата смесимост обаче намалява, колкото по-дълго е въглеродната верига; по този начин, трет-бутиловият алкохол е по-разтворим и смесим с вода, отколкото n-бутанол.

киселинност

Третичните алкохоли са най-малко киселинни от всички. Причините са многобройни и взаимно свързани. Накратко, отрицателният заряд на неговия производен алкоксид, RO ^-, ще бъде силно отблъснат от трите алкилови групи, прикрепени към централния въглерод, отслабвайки аниона.

Колкото по-нестабилен е анионът, толкова по-ниска е киселинността на алкохола.

реактивност

3 ° алкохоли не могат да претърпят окисление на кетони (R ₂ С = О) или алдехиди (RCHO) или карбоксилни киселини (RCOOH). От една страна, той би трябвало да загуби един или два въглерода (под формата на CO ₂), за да се окисли, което намалява неговата реактивност срещу окисляване; а от друга страна й липсва водород, който може да загуби, за да образува друга връзка с кислород.

Те обаче могат да бъдат подложени на заместване и елиминиране (образуване на двойна връзка, алкен или олефин).

номенклатура

Номенклатурата на тези алкохоли не е по-различна от тази за останалите. Има общи или традиционни имена и систематични имена, управлявани от IUPAC.

Ако основната верига и нейните клонове се състоят от призната алкилова група, това се използва за традиционното й наименование; когато това не е възможно, се използва номенклатурата на IUPAC.

Например, помислете за следния третичен алкохол:

3,3-диметил-1-бутанол. Източник: Габриел Боливар.

Въглеродните са изброени от дясно на ляво. В С-3 има две СН ₃ групи от заместители, и следователно името на този алкохол е 3,3-диметил-1-бутанол (главната верига има четири въглеродни атома).

По същия начин цялата верига и нейните клонове се състоят от неохексилна група; следователно, традиционното му име може да бъде неохексилов алкохол или неохексанол.

Примери

Накрая се споменават някои примери на третични алкохоли:

-2-метил-2-пропанол

-3-метил-3-хексанол

-Октан-1-ол мотор

-2-метил-2-бутанол: CH ₃ CH ₂ СОН (СН ₃) ₂

Формулите на първите три алкохола са представени на първото изображение.

Препратки

1. Кери Ф. (2008). Органична химия. (Шесто издание). Mc Graw Hill.
2. Morrison, RT и Boyd, R, N. (1987). Органична химия. (5-то издание). Редакция Addison-Wesley Interamericana.
3. Греъм Соломон TW, Craig B. Fryhle. (2011 г.). Органична химия. Амини. (10-то издание.) Wiley Plus.
4. Гунавардена Гамини. (2016 г., 31 януари). Третичен алкохол. Химия LibreTexts. Възстановено от: chem.libretexts.org
5. Ашенхърст Джеймс. (16 юни 2010 г.). Алкохоли (1) - Номенклатура и свойства. Възстановена от: masterorganicchemistry.com
6. Кларк Дж. (2015). Въвеждане на алкохоли. Възстановено от: chemguide.co.uk
7. Органична химия. (SF). Елемент 3. Спиртни напитки., Възстановени от: sinorg.uji.es
8. Ниланяна Мажумдар. (03 март 2019 г.). Синтез на хирален третичен алкохол: значителни развития. Възстановена от: 2.chemistry.msu.edu