Propiedades químicas de los alcoholes

Las reacciones de esta función pueden deberse a:

1. ruptura del enlace O - H
2. ruptura del enlace C - OH

Ruptura del enlace O - H
El hidrógeno del grupo hidroxilo de un alcohol primario puede ser reemplazado por metales alcalinos (Na o K), formando un alcóxido y desprendiendo hidrógeno; el alcohol se comporta como un ácido:

2 CH₃OH + 2 Na   ----------->  2 CH₃ONa + H₂

metanol                                  metóxido de sodio

Los alcoholes primarios presentan más reactividad frente a los metales alcalinos que los secundarios. A su vez, éstos son más reactivos que los terciarios. Esto se debe al efecto inductivo positivo de los radicales alquilo, que aumentan la densidad electrónica del oxígeno, favoreciendo la atracción del hidrógeno.

Ejercicio:

Indicar cuál de los siguientes alcoholes reaccionará más rápidamente con el sodio:

a) CH₃ - CH₂ - CH₂OH

                 OH

                  |

b)    CH₃ - C - CH₃

                  |

                 H
Escribir las ecuaciones correspondientes.

Ruptura del enlace C - OH
Los alcoholes en presencia de hidrácidos forman halogenuros del alquilo:

CH₃ - CH₂OH + HBr  -------------->  H₂O + CH₃ - CH₂Br   (1)

CH₃ - CH₂ - CH₂OH + HCl  --------------->  H₂O + CH₃ - CH₂ - CH₂Cl   (2)

CH - [CH₃ - C - CH₃] OH + HCl  --------------->  H₂O + CH - [CH₃ - C - CH₃] Cl   (3)

obteniendo (1) bromuro de etilo, (2) cloruro de n-propilo y (3) cloruro de ter-butilo

Recordando la nomenclatura IUPAC

Les dejo algunos enlaces para recordar lo que se vió en clase.

http://www.quimicaorganica.org/alcanos/nomenclatura-alcanos/209-nomenclatura-de-alcanos-reglas-iupac.html

http://docentes.umss.edu.bo/Bioquimica/jquiroga/temas/nomenclatura/iupac-nomenclatura-organica.pdf

http://www.ewp.rpi.edu/hartford/~ernesto/Juanka/Repaso-Mate-Quimica/Quimica/Documentos/NomenclaturaQuimicaOrganica.pdf

El primero es básico y los otros son archivos pdf en los cuales éncontrarán información más amplia.

Salud!

Solubilidad de los alcoholes

Los primeros términos de los alcoholes se asemejan en su estructura a la molécula de agua. Las dos moléculas nombradas son polares.
Entre ambas se pueden formar puentes de hidrógeno, lo que reduce las fuerzas de atracción entre las moléculas de cada sustancia entre sí, y los líquidos pueden disolverse.
       R             H              R
      . .             . .             . .
H - O : ... H - O : ... H - O :       (R es un radical)

Esta característica es más acentuada en los primeros términos de los alcoholes, por lo que los dos primeros de la serie se disuelven en agua en todas las proporciones. A medida que aumenta la cadena hidrocarbonada, también aumentan las fuerzas de atracción entre ellas (fuerzas de Van der Waals), que llegan a predominar sobre la atracción del grupo oxhidrilo por las moléculas de agua. Los alcoholes muestran entonces menor solubilidad en agua y llegan a ser totalmente insolubles en el caso de los términos superiores.

SOLUBILIDAD DE LOS ALCOHOLES

Nombre	Fómula	Solubilidad (g/100 g H2O)
Metanol		completamente miscible
Etanol	CH3CH2OH	completamente miscible
2-Propanol		completamente miscible
1-Propanol		completamente miscible
1-Butanol		9 g
2-Metil-1-Propanol		10 g
2-Butanol		12,5 g
2-Metil-2-Propanol	(CH3)3COH	completamente miscible
1-Pentanol		2,7 g
2-Pentanol		5,3 g
1-Hexanol		0,6 g

Es tarea de ustedes completar el cuadro con las fórmulas.

Propiedades físicas de los alcoholes

Los primeros términos de la serie homóloga son líquidos y los alcoholes superiores son sólidos. Son menos densos que el agua y la densidad aumenta con el número de átomos de carbono.

El agua, los alcoholes y otras sustancias presentan un punto de ebullición anormalmente alto con relación a sus peso molecular.

Si se comparan los puntos de ebullición de los alcoholes con los de los alcanos de igual número de átomos de carbono, también se observa una notable diferencia

 

	Punto de ebullición (°C)	Peso molecular
metano CH4	-161,5	16
metanol CH3OH	65,0	32
etano CH3-CH3	-88,6	30
etanol CH3-CH2OH	78,0	46

El aumento del peso molecular del alcohol con respecto al alcano no es tan grande como para justificar estas diferencias, que se pueden explicar por la unión puente de hidrógeno entre las moléculas de alcohol, similar a la que ocurre entre las moléculas de agua. Parte de la energía calorífica que se les entrega se emplea en la rotura de los puentes de hidrógeno.

Alcohol	Fórmula	p. f.	p. e.	Densidad
metílico etílico n-propílico iso-propílico n-butílico sec-butílico	CH3OH C2H5OH CH3-CH2-CH2OH (CH3)2CHOH CH3(CH2)2CH2OH CH3CH2-CHOH-CH3	-  97,8 -117,3 -127,0 -  85,8 -  89,8	64,5   78,5   97,8   82,3 117,7   99,5	0,792 0,789 0,804 0,786 0,810 0,808

Como se puede observar en la tabla, el punto de ebullición de los alcoholes secundarios es menor que el de los primarios correspondientes; el punto de fusión resulta mayor, y la densidad, semejante.
Los alcoholes terciarios son todos sólidos.

Ejercicios de repaso:
Esquematizar las fórmulas de los alcoholes del cuadro precedente.
Escribir las estructuras de los ocho alcoholes de fórmula molecular C₅H₁₂O. Nombrarlos según la nomenclatura IUPAC y clasificarlos como primarios, secundarios o terciarios.

Funciones orgánicas oxigenadas

Ya hemos hablado de la halogenación de los hidrocarburos en otra publicación, ahora nos referimos a las que en su función incluyen al elemento oxígeno.

Función alcohol
Los alcoholes son sustancias que tienen un grupo oxhidrilo (OH) unido a un carbono en una cadena hidrocarbonada. Se pueden considerar pues, como derivados de la sustitución, en un hidrocarburo, de un átomo de hidrógeno por un oxhidrilo.
Ejemplos:

 

Los alcoholes se clasifican en primarios, secundarios y terciarios, si se tiene en cuenta la posición del grupo OH.
Cuando este grupo está ubicado en un carbono primario, el alcohol será primario. Ejemplos [1], [2] y [4].
Si reemplazamos por R todo el radical unido al carbono que lleva el oxhidrilo, podemos representar un alcohol primario por R - CH₂OH.
En el alcohol secundario, el oxhidrilo está ubicado en un carbono secundario (unido a dos carbonos). Así ocurre en la fórmula [5], que se puede esquematizar de este modo:

H

|

R - C - R

|

OH

Los alcoholes terciarios contienen el oxhidrilo en un carbono terciario, es decir unido a otros tres carbonos. Esta situación se presenta únicamente en un carbono ramificado, como sucede en la fórmula [3]. Si representamos por R a los grupos unidos a ese carbono, queda como expresión general de un alcohol terciario:

R

|

R - C-OH

|

R

Los grupos en color rojo, en cada fórmula, característicos de cada uno de los tres tipos de alcoholes, son sus grupos funcionales.

 

Ejercicios:

Teniendo en cuenta la nomenclatura (ya conocida) de la IUPAC en los hidrocarburos y agregando una "ele" en la terminación, nombrar las moléculas que faltan:

• CH₃OH (ver [1]): metanol ó alcohol metílico (primario)
• CH₃ - CH₂OH (ver [2]): ______________________ (primario)
• CH₃ - CHOH - CH₃ (ver [5]): 2 propanol (secundario)
• (ver [3]): ________________________ (terciario)

Saludos.