Alcoholes PDF
Alcoholes PDF
Alcoholes PDF
ALCOHOLES
GENERALIDADES DE LOS ALCOHOLES
CH3-CH-CH3
CH3
CH3-C-CH3
OH
OH
Los enlaces en los alcoholes estn formados por orbitales hbridos del tipo sp3.
ALCOHOLES IMPORTANTES.
Metanol (CH3OH). Alcohol de madera. Se lo obtiene calentando madera.
ZnO, CaCO3
CO + 2H2
400 C
T
CH3OH
El metanol es txico para el ser humano, en dosis bajas causa ceguera (10cm 3), en dosis
mayores, la muerte (30cm3). En la industria se usa como solvente y como material de
partida para la produccin de formaldehdo (metanal) y cido actico.
El metanol se conoce como el alcohol ms sencillo, y se presenta como un lquido
ligero, incoloro, inflamable y txico que se emplea como anticongelante, disolvente y
combustible.
ENZIMADE
LEVADURA
Efectos del etanol en la agricultura. Los ecologistas han hecho algunas objeciones a
muchas prcticas agrcolas modernas, incluyendo algunas prcticas tiles para hacer el
bioetanol ms competitivo. Los efectos sobre los campos afectaran negativamente a la
produccin para consumo alimentario de la poblacin.
Recurso renovable. El etanol puede convertirse en una opcin interesante a medida que
la humanidad se acerque al fin de otras fuentes como el petrleo o el gas natural. Pero
para ser considerado un recurso, el balance energtico debe ser positivo. En los debates
an abiertos, sus detractores advierten del uso de pesticidas y fertilizantes, aun cuando
la cantidad de pesticidas utilizados vara mucho dependiendo de si el maz va dirigido a
las personas o a los motores, siendo la primera opcin en la que se hace un uso ms
intenso de stos.
El n-propanol es un disolvente utilizado en lacas, cosmticos, lociones dentales, tintas
de impresin, lentes de contacto y lquidos de frenos. Tambin sirve como antisptico,
aromatizante sinttico de bebidas no alcohlicas y alimentos, producto qumico
intermedio y desinfectante. El isopropanol es otro disolvente industrial importante que
se utiliza como anticongelante, en aceites y tintas de secado rpido, en la
desnaturalizacin de alcoholes y perfumes. Se emplea como antisptico y sustitutivo del
alcohol etlico en cosmticos (lociones para la piel, tnicos capilares y alcohol para
fricciones), pero no puede utilizarse en productos farmacuticos aplicados internamente.
El isopropanol es un ingrediente de jabones lquidos, limpia cristales, aromatizante
sinttico de bebidas no alcohlicas y alimentos.
Alcoholes amlicos (C5H11OH). Son los alcoholes alifticos con cinco carbonos, los
steres amlicos se utilizan, por su olor a frutas, en confitera y bebidas aromticas
(acetatos, butirato) y como disolventes y plastificantes de materias plsticas.
Alcoholes superiores o grasos. En la industria se llaman alcoholes grasos a los
alcoholes alifticos primarios de cadena normal, saturada o no y que poseen por lo
menos ocho carbonos. Se encuentran en forma natural en forma de steres. Son
alcoholes con nmero par de carbonos.
Mentol. El mentol es un alcohol terpnico secundario que est presente en el aceite de
la Menta arvensis y otras plantas. Es un slido cristalino con sabor y olor caractersticos
que funde a 40 C. Ligeramente soluble en agua y muy soluble en alcohol y disolventes
orgnicos. Se utiliza en numerosos productos medicinales (inhaladores descongestivos
nasales, dentfricos, cremas para aliviar el herpes, etc), en productos alimentarios
(chicls, caramelos, etc.) y bebidas.
El mentol tiene propiedades analgsicas/anestsicas que se utilizan sobre todo en el
tratamiento de los dolores musculares. Uno de los productos ms clsicos es el blsamo
de Dr. Jules Bengu (hoy conocido y todava comercializado como Bengay) a base de
mentol, salicilato de metilo y lanolina. Actualmente se comercializan varias
presentaciones con concentraciones de mentol que oscilan entre el 5 y el 10% y de
salicilato de metilo entre el 15 y el 30%. El Bengay se utiliza para aliviar dolores
artrticos moderados, dolores musculares, calambres y contracturas.
Ing. Luca Jimnez T.
Cuando se aplica sobre la piel o sobre las mucosas de las vas reas respiratorias, el
mentol ocasiona una sensacin de fro, un efecto muy popular que es utilizado por
multitud de productos. Adicionalmente, los efectos analgsicos del mentol son
aprovechados por muchos productos farmacuticos. Sin embargo, cuando se aplica en
grandes cantidades, el mentol tambin puede producir una sensacin de quemadura o
dolor habindose comprobado que una solucin de mentol al 40% en alcohol aplicada
en el antebrazo, produce una hiperalgesia que no es anulada cuando se comprime el
nervio radial superficial.
OH
CH 3
CH-CH 3
CH 3
La formacin de puentes de hidrgeno entre las molculas de un alcohol y las del agua
explica la gran solubilidad de los alcoholes en dicho solvente.
Propiedades Fsicas de algunos alcoholes
Nombre
Punto de
fusin C
Metanol
-97,5
64,5
0,793
1-propanol
-126
97,8
0,804
2-propanol
-86
82,3
1-butanol
-90
117
0,810
2-butanol
-114
99,5
0,806
2-metil-1-propanol
-108
107,3
0,802
2-metil-2-propanol
25,5
82,8
0,789
1-pentanol
-78,5
138
0,817
Ciclohexanol
24
161,5
0,962
ROH + H2O
Ka
Ing. Luca Jimnez T.
Punto de
ebullicin C
Densidad
0,789
(R O)- + H3O+
(R O)H3O
R OH
7
Los alcoholes son especies anfteras (anfiprticas), pueden actuar como cidos o
bases. En disolucin acuosa se establece un equilibrio entre el alcohol, el agua y sus
bases conjugadas.
El pequeo valor de la constante nos indica que el equilibrio est totalmente desplazado
a la izquierda. El logaritmo cambiado de signo de la constante de equilibrio nos da el
pKa del metanol, parmetro que indica el grado de acidez de un compuesto orgnico.
pKa = - log ka = 15.5
El aumento del pKa supone una disminucin de la acidez. As, el metanol con un pka
de 15.5 es ligeramente ms cido que el etanol con pka de 15.9.
El pKa de los alcoholes se ve influenciado por algunos factores como son el tamao de
la cadena carbonada y los grupos electronegativos
Al aumentar el tamao de la cadena carbonada el alcohol se vuelve menos cido.
Nomenclatura:
Los alcoholes simples se nombran en el sistema IUPAC como derivados del alcano
principal, usando el sufijo ol.
OH
CH3
I
I
1. isopropil neopentil carbinol
CH3 CH - CH CH2 C CH3
2. Alcohol 2,5,5 trimetil 3 hexlico
I
I
CH3
CH3
IUPAC 2,5,5 trimetil 3 hexanol
2,5,5 trimetil 3 ol - hexano
Regla 1. Se elige como cadena principal la de mayor longitud que contenga el grupo OH.
Regla 2. Se numera la cadena principal para que el grupo -OH tome el localizador ms
bajo. El grupo hidroxilo tiene preferencia sobre cadenas carbonadas, halgenos, dobles
y triples enlaces.
OH
H3C
OH
H3C
Alcohol
Metlico
Alcohol
isopropilico
HO
OH
H3C
H3C
CH3
OH
Cl
CH3
OH
CH3
Alcohol
terbutilico
Alcohol
2-cloropropilico
Alcohol
Alcohol
ciclobutilico 2,4-ciclohexadienilico
Sistema carbinol:
Se considera a los alcoholes como derivados del alcohol metlico CH3 OH (carbinol), se
nombra los grupos que reemplazan a cada uno de los hidrgenos del grupo CH3- por
separado y finalmente de agrega el sufijo carbinol para indicar la presencia de la
porcin C-OH.
OH
H3C
OH
H3C
Dimetilcarbinol
HO
OH
H3C
H3C
CH3
Cl
CH3
CH3
Trimetil carbinol
OH
Cloro-etil carbinol
Fenil carbinol
10
11
12
METODOS DE PREPARACION
1. Hidratacin de Alquenos. El agua es un cido muy dbil, con una concentracin
de protones insuficiente para iniciar la reaccin de adicin electroflica.
H 2SO4
CH3 CH = CH2 + H+OH-
CH3 CH CH3
|
OH
Esta reaccin se realiza con cido sulfrico diluido 50% sulfrico/50% H2O y no
precisa de hidrlisis final.
El mecanismo transcurre con formacin de un carbocatin previa adicin del protn al
doble enlace. La hidratacin de alquenos es Markonikov, es decir, el protn se adiciona
al carbono menos sustituido del alqueno (carbono con ms hidrgenos).
Etapa 1. Ataque del alqueno al protn (adicin electrfila)
13
B2 H6 ;H 2O2
3. Oxidacin de Alquenos
pH BASICO
5 C
CH3 CH CH CH3
|
|
OH OH
pH 7
5 C
Como el alqueno es plano con dos caras igual de accesibles para el reactivo se obtiene
como producto final una mezcla racmica. La aproximacin del permanganato por la
cara de arriba forma un enantimero, mientras que la aproximacin por abajo forma el
otro.
El mecanismo de la reaccin consiste en la formacin de un ciclo, que rompe en un
etapa posterior dejando libre el diol.
Ing. Luca Jimnez T.
14
15
NaOH
No hay reaccin
CH2Cl
CH2-OH
NaOH
NaCl
El etanal [1] se transforma por reduccin con el borohidruro de sodio en etanol [2].
El mecanismo transcurre por ataque del hidruro procedente del reductor sobre el
carbono carbonilo. En una segunda etapa el disolvente protona el oxgeno del alcxido.
16
CH3 CH2 CO H + H2
Ni
T 100 C
P 110atm
CH3 CO CH3 + H2
CH3 CH CH3
I
OH
6. Reacciones con compuestos rganos metlicos:
6.a. Grignard:
OHCH2 CH2 CH3 + Mg(OH)Br
HCOH + CH3 CH2MgBr + 2H2O eter
eter
CH2 CH2 + C6H5MgBr + H2O C6H5 CH2 CH2OH + Mg(OH)Br
\ /
O
eter
CH3COOCH3 + 2CH3CH2MgBr + 2H2O CH3COHCH2CH3 + CH3 OH + 2Mg(OH)Br
I
CH2 CH3
CH3-CH2-CH2Li + LiCl
CH3-CH2-CH2Li + H2O ter
CH3-CH2-CH2OH + LiH
TER
H
17
REACCIONES QUIMICAS
Dos tipos de reacciones:
Ruptura del enlace O H
Ruptura del enlace C O
1. Formacin de Sales
2CH3 CH2OH + 2Na
Alcxidos
Formaciones de Esteres
ACIDO
CH3- CH2OH + CH3 CO OH
CH3 CO O CH2 CH3 + H2O
Preparacin de la Nitroglicerina
CH2 - OH
|
CH OH + 3 OHNO2
|
CH2 - OH
CH2 -ONO2
|
CH ONO2
|
CH2 -ONO2
+ 3 H2O
18
Etapa 2. Ataque nuclefilo del metanol al carbono del grupo carboxilo (Adicin)
19
Los dos grupos acil aparecen en el rea naranja, ligados al glicerol o glicerina (en el
rea blanca) por enlaces ster carboxlico. La cadena hidrocarbonada de los grupos
acilos constituye la parte hidrofbica o apolar de los fosfoglicerdos. En el rea verde
se observa el fosfato unido a travs de un enlace ster fosfrico con un hidroxilo del
glicerol, pero adems, a travs de otro enlace ster fosfrico con X, el compuesto
hidroxilado cuyo grupo OH ha formado un enlace ster con el fosfrico (fosfato, a pH
fisiolgico). Esta constituye la parte polar de la molcula.
3.
Deshidratacin de Alcoholes.
CH3 CH CH3
I
OH
CH3 CH2 CH2OH
H 2SO4
Al 2O 3
temperatura
20
4.
Conversin a Haluros de Alquilo
a) Prueba de Lucas.
Reactivo. El reactivo formado por HCl y ZnCl2 se llama reactivo de Lucas. Los
alcoholes secundarios y terciarios reaccionan generalmente con el reactivo de Lucas por
un mecanismo SN1. Preparacin. Disolver 68 g (0,5 ml) de cloruro de zinc anhidro en
52,5 g de cido clorhdrico concentrado, enfriando para evitar prdidas del cido.
Tcnica. Colocar 1 mL del alcohol en un tubo de ensayos y agregar 6 mL de reactivo de
Lucas. Tapar y dejar reposar durante 5 minutos.
Prueba de Lucas. El reactivo de Lucas reacciona con los alcoholes primarios,
secundarios y terciarios con velocidades bastante predecibles, y dichas velocidades se
pueden emplear para distinguir entre los tres tipos de alcoholes. Cuando se agrega el
reactivo al alcohol, la mezcla forma una fase homognea. La solucin concentrada de
cido clorhdrico es muy polar, y el complejo polar alcohol-zinc se disuelve. Una vez
que ha reaccionado el alcohol para formar el halogenuro de alquilo, el halogenuro no
polar se separa en una segunda fase.
La prueba de Lucas implica la adicin del reactivo de Lucas a un alcohol desconocido
para observar si se separa de la mezcla de reaccin una segunda fase. Los alcoholes
terciarios reaccionan casi instantneamente, porque forman carbocationes terciarios
relativamente estables. Los alcoholes secundarios tardan ms tiempo, entre 5 y 20
minutos, porque los carbocationes secundarios son menos estables que el terciario.
Los alcoholes primarios reaccionan muy lentamente. Como no pueden formar
carbocationes, el alcohol primario activado permanece en solucin hasta que es atacado
por el in cloruro. Con un alcohol primario, la reaccin puede tomar desde treinta
minutos hasta varios das.
ZnCl2
CH3 CH CH3 + HCl
CH3 CH CH3 + H2O
|
|
OH
Cl
b)
Los alcoholes primarios y secundarios pueden convertirse en halo alcanos con reactivos
como tribromuro de fsforo, tricloruro de fsforo, cloruro de tionilo y pentacloruro de
fsforo.
CH3-CH2-CH2-OH + SOCl2
21
Todos los bromos del PBr3 son reactivos y el mecanismo se repite dos veces ms.
5.
Oxidacin.
KMnO4
CH3 CH2OH
ACIDO
CH3 - COOH +
KMnO4
ACIDO
CH3 CO - CH3
22
El trixido de cromo con piridina en diclorometano permite aislar aldehdos con buen
rendimiento a partir de alcoholes primarios.
Se conoce como PCC (clorocromato de piridinio) al trixido de cromo con piridina y
cido clorhdrico en diclorometano. Este reactivo tambin convierte alcoholes
primarios en aldehdos.
23
6.
Reordenamiento pinacolnico.
8.
R - H + H2O +
I2
24
CH3 CH OCH3
I
OH
Mecanismo de la reaccin de formacin del hemiacetal:
CH3 CHO + CH3OH
Hemiacetal
CH3OH
CH3 CH OCH3
I
OCH3
+ H2O
25
26