- Pirminio alkoholio struktūra
- Savybės
- Rūgštingumas
- pKa
- Cheminės reakcijos
- Alkilhalogenidų susidarymas
- Pirminių alkoholių oksidacija
- Eterių susidarymas
- Organinių esterių susidarymas
- Dehidracija
- Nomenklatūra
- Pavyzdžiai
- Nuorodos
Pirminį alkoholį yra viena, kurioje hidroksilo grupė yra prijungta prie pirminės anglies; tai yra anglis, kovalentiškai prijungta prie kitos anglies ir vandenilio. Jos bendra formulė yra: ROH, konkrečiai RCH 2 OH, nes yra tik vienas alkilo grupė R.
R grupė, kurios formulė rch 2 OH gali būti bet koks: grandinės, žiedas, arba heteroatomus,. Kalbant apie trumpą ar ilgą grandinę, tai yra prieš tipiškiausius pirminius alkoholius; tarp jų yra metanolis ir etanolis, du sintetiniausi pramoniniu lygmeniu.
Alaus stiklainis - etilo alkoholio, pirminio alkoholio, vandeninio tirpalo organinėje matricoje pavyzdys. Šaltinis: Engin Akyurt per Pexels.
Fiziškai jie yra kaip kiti alkoholiai, o jų virimo arba lydymosi temperatūra priklauso nuo jų išsišakojimo laipsnio; tačiau chemiškai jie yra labiausiai reaktyvūs. Be to, jo rūgštingumas yra didesnis nei antrinių ir tretinių alkoholių.
Pirminiuose alkoholiuose vyksta oksidacijos reakcijos, virsdamos daugybe organinių junginių: esteriais ir eteriais, aldehidais ir karboksirūgštimis. Panašiai jie gali patirti dehidratacijos reakcijas, virsdami alkenais arba olefinais.
Pirminio alkoholio struktūra
Iš linijinių alkanų gauti pirminiai alkoholiai yra tipiškiausi. Tačiau, iš tikrųjų bet struktūra, ar linijinės arba šakotosios grandinės, gali būti klasifikuojami kaip šio alkoholio tipo tol, kol OH grupė yra prijungta prie CH 2 .
Taip, struktūriškai jie visi turi bendrą grupės -CH buvimą 2 OH, vadinamas metilol. Šio fakto ypatybė ir pasekmė yra tai, kad OH grupei yra mažiau kliudoma; y., jis gali sąveikauti su aplinka be erdvinių kitų atomų kišimosi.
Taip pat, mažiau trukdo OH "reiškia, kad anglies atomas, kuris perneša jį, kad CH 2 , gali atlikti sukeitimo reakcijas per SN 2 mechanizmo (bimolecular, nenaudojant carbocation formavimas).
Kita vertus, OH, turintis didesnę laisvę sąveikauti su terpe, virsta stipresne tarpmolekuline sąveika (vandenilio ryšiais), o tai savo ruožtu padidina lydymosi ar virimo taškus.
Tas pats atsitinka su jo tirpumu poliniuose tirpikliuose, jei R grupė nėra labai hidrofobinė.
Savybės
Rūgštingumas
Pirmieji alkoholiai yra rūgštingiausi. Kad alkoholis elgtųsi kaip bronsted rūgštis, jis turi paaukoti H + joną terpei, tarkime, vandeniui, kad taptų alkoksido anijonu:
ROH + H 2 O <=> RO - + H 3 O +
Neigiamo krūvio RO - , konkrečiai RCH 2 O - , yra mažiau atrėmė šiose dviejose CH obligacijų kaip iki CR jungties elektronų elektronų.
Alkilo grupė, po to daro didžiausią stūmos, destabilizuojanti RCH 2 O - ; bet ne tiek daug, palyginti su tuo, jei būtų dvi ar trys R grupės, kaip atitinkamai būna su antriniais ir tretiniais alkoholiais.
Dar vienas būdas paaiškinti didesnį rūgštingumas, į pirminį alkoholį yra taikant elektroneigiamumas skirtumo, sukurti dipolio momentą: H 2 C δ + -O δ- H. Deguonis traukia elektroninę tankis nuo abi yra CH 2 ir H; teigiamas dalinis anglies krūvis šiek tiek atstumia vandenilį.
R grupė perduoda savo elektronų tankio į CH Little 2 , kuris padeda sumažinti jo teigiamą dalinį apmokestinimą ir taip didinti jos atmetimo vandenilio mokestį. Kuo daugiau R grupių, tuo mažesnis atstumas ir dėl to H tendencija išsiskirti kaip H + .
pKa
Pirminiai alkoholiai laikomi silpnesnėmis rūgštimis nei vanduo, išskyrus metilo alkoholį, kuris yra šiek tiek stipresnis. Metilo alkoholio pKa yra 15,2; ir etilo alkoholio pKa yra 16,0. Tuo tarpu vandens pKa yra 15,7.
Tačiau vanduo, laikomas silpna rūgštimi, kaip ir alkoholiai, gali prisijungti prie H + ir tapti hidronio jonu H 3 O + ; y., elgiasi kaip pagrindas.
Tuo pačiu būdu pirminiai alkoholiai gali absorbuoti vandenilį; ypač kai kuriose savo reakcijose, pavyzdžiui, ją paverčiant alkenais arba olefinais.
Cheminės reakcijos
Alkilhalogenidų susidarymas
Alkoholiai reaguoja su vandenilio halogenidais ir gauna alkilhalogenidus. Alkoholių reaktyvumas vandenilio halogenidų atžvilgiu mažėja tokia tvarka:
Tretinis alkoholis> antrinis alkoholis> pirminis alkoholis
ROH + HX => RX + H 2 O
RX yra pirminis alkilo halogenido (CH 3 Cl, CH 3 CH 2 Br, ir kt.)
Kitas alkilhalogenidų gavimo būdas yra tionilo chlorido, sintetinio reagento, reakcija su pirminiu alkoholiu, paverčiamu alkilchloridu. Tionilo chloridas (SOCl 2 ) reikalaujama, piridino reaguoti buvimą.
CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 OH + SOCl 2 => CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 Cl + SO 2 + HCl
Ši reakcija atitinka 1-pentanolio halogeninimą į 1-chloropentaną, esant piridinui.
Pirminių alkoholių oksidacija
Priklausomai nuo reagento, alkoholiai gali būti oksiduojami į aldehidus ir karboksirūgštis. Piridinio chlorochromatas (PCC) oksiduoja pirminį alkoholį aldehido, naudojant dichlormetaną (CH 2 Cl 2 ) kaip tirpiklis :
CH 3 (CH 2 ) 5 CH 2 OH = & gt; CH 3 (CH 2 ) 5 COH
Tai yra 1-heptanolio oksidacija į 1-heptanalį.
Tuo tarpu kalio permanganatas (KMnO 4 ) pirmiausia oksiduoja alkoholį iki aldehido, o po to oksiduoja aldehidą į karboksirūgštį. Kai alkoholio oksidacijai naudojamas kalio permanganatas, reikia vengti 3 ir 4 anglies jungties nutrūkimo.
CH 3 (CH 2 ) 4 CH 2 OH = & gt; CH 3 (CH 2 ) 4 COOH
Tai yra 1-heksanolio oksidacija į heksano rūgštį.
Šiuo metodu sunku gauti aldehidą, nes jis lengvai oksiduojasi į karboksirūgštį. Panaši situacija yra ir tada, kai alkoholiams oksiduoti naudojama chromo rūgštis.
Eterių susidarymas
Pirminius alkoholius galima paversti eteriais, kai jie kaitinami, esant katalizatoriui, paprastai sieros rūgščiai:
2 RCH 2 OH => RCH 2 OCH 2 R + H 2 O
Organinių esterių susidarymas
Kondensavus alkoholį ir karboksirūgštį, Fišerio esterinimas, kurį katalizuoja rūgštis, sukuria esterį ir vandenį:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR '+ H 2 O
Gerai žinoma etanolio ir acto rūgšties reakcija, gaunant etilo acetatą:
CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH <=> CH 3 COOHCH 2 CH 3 + H 2 O
Pirminis alkoholis yra jautriausias Fišerio esterinimo reakcijoms.
Dehidracija
Aukštoje temperatūroje ir rūgščioje terpėje, paprastai sieros rūgštyje, alkoholiai dehidratuoja, kad susidarytų alkai, prarandant vandens molekulę.
CH 3 CH 2 OH => H 2 , C = CH 2 + H 2 O
Tai yra etanolio dehidratacijos reakcija į etileną. Tinkamesnė šio tipo reakcijų, ypač pirminio alkoholio, formulė:
RCH 2 OH => R = CH 2 (kuris yra taip pat lygus RC = CH 2 )
Nomenklatūra
Pirminio alkoholio pavyzdys. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.
Pirminio alkoholio pavadinimo taisyklės yra tokios pačios kaip ir kitų alkoholių; išskyrus tai, kad kartais nebūtina išvardyti OH turinčios anglies.
Viršutiniame paveikslėlyje yra septynių anglies pagrindinė grandinė. Prie OH prisijungusi anglis priskiriama skaičiui 1, o tada ji pradeda skaičiuoti iš kairės į dešinę. Taigi jo IUPAC pavadinimas yra: 3,3-dietilheptanolis.
Atminkite, kad tai yra labai šakoto pirminio alkoholio pavyzdys.
Pavyzdžiai
Galiausiai paminėti kai kurie pirminiai alkoholiai, remiantis jų tradicine ir sisteminga nomenklatūra:
-Metilas, CH 3 OH
-Etil, CH 3 CH 2 OH
-n-propil, CH 3 CH 2 CH 2 OH
-n-heksilo, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
Tai yra linijinių alkanų dariniai. Kiti pavyzdžiai:
-2-feniletanolis, C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH (C 6 H 5 = benzeno žiedas)
-2-propen-1-olio (alilo alkoholio), CH 2 = CH-CH 2 OH
-1,2-etandiolis, CH 2 OHCH 2 OH
-2-chloroethanol (ethylenechlorohydrin), ClCH 2 CH 2 OH
-2-buten-1-olio (krotilas alkoholis), CH 3 CH = CH-CH 2 OH
Nuorodos
- Morrison, RT ir Boyd, RN (1987). Organinė chemija. (5 d leidimas). Addison-Wesley Iberoamericana
- Carey, FA (2008). Organinė chemija. (6 ta leidimas). „McGraw-Hill“, „Interamerica“, „Editores SA“
- Melo mokslas. (2019 m.). Kaip vyksta pirminių alkoholių oksidacija. Atkurta iš: melscience.com
- Karališkoji chemijos draugija. (2019 m.). Apibrėžimas: pirminiai alkoholiai. Atkurta iš: rsc.org
- Chrissas E. McDonaldas. (2000). Pirminių alkoholių oksidacija esteriais: trys susiję tyrimo eksperimentai. J. Chem. Educ., 2000, 77 (6), p. 750. DOI: 10.1021 / ed077p750