- Struktura alkoholu wtórnego
- Nieruchomości
- Punkty wrzenia
- Kwasowość
- Reakcje
- Odwodnienie
- Reakcja z metalami aktywnymi
- Estryfikacja
- Utlenianie
- Nomenklatura
- Aplikacje
- Przykłady
- 2-oktanol
- Estradiol lub 17β-Estradiol
- 20-hydroksy-leukotrien
- 2-heptanol
- Bibliografia
Drugorzędowych alkoholi znajduje się nośnik węgla do grupy hydroksylowej (OH), przyłączony do dwóch atomów węgla. Tymczasem w alkoholu pierwszorzędowym węgiel niosący grupę hydroksylową jest przyłączony do jednego atomu węgla, aw alkoholu trzeciorzędowym do trzech atomów węgla.
Alkohole są nieco słabszymi kwasami niż woda i mają następujące pKa: woda (15,7); alkohole metylowe (15,2), etylowe (16), izopropylowe (alkohol drugorzędowy, 17) i tert-butylowe (18). Jak widać, alkohol izopropylowy jest mniej kwaśny niż alkohole metylowy i etylowy.
Wzór strukturalny drugorzędowego alkoholu. Źródło: Jü, z Wikimedia Commons
Górny obraz przedstawia wzór strukturalny drugorzędowego alkoholu. Węgiel zaznaczony na czerwono jest nośnikiem OH i jest połączony z dwiema grupami alkilowymi (lub arylowymi) R i pojedynczym atomem wodoru.
Wszystkie alkohole mają ogólny wzór ROH; ale jeśli węgiel nośnik występuje w szczegółach, to podstawowy (RCH 2 OH), drugorzędowe (R 2 CHOH tu podniesiona) i trzeciorzędowe (R 3 COH) alkohole uzyskane . Fakt ten ma wpływ na jego właściwości fizyczne i reaktywność.
Struktura alkoholu wtórnego
Struktury alkoholi zależą od charakteru grup R. Jednakże w przypadku alkoholi drugorzędowych można dokonać pewnych przykładów, biorąc pod uwagę, że mogą istnieć tylko struktury liniowe z rozgałęzieniami lub bez, lub struktury cykliczne. Na przykład masz następujący obraz:
Cykliczny alkohol drugorzędowy i drugorzędowy alkohol o rozgałęzionym łańcuchu. Źródło: Gabriel Bolívar
Zauważ, że dla obu struktur jest coś wspólnego: OH jest połączone z „V”. Każdy koniec V reprezentuje równą grupę R (górna część obrazu, struktura cykliczna) lub inną (dolna część, rozgałęziony łańcuch).
W ten sposób każdy alkohol drugorzędowy jest bardzo łatwy do zidentyfikowania, nawet jeśli jego nazewnictwo jest w ogóle nieznane.
Nieruchomości
Punkty wrzenia
Właściwości alkoholi drugorzędowych nie różnią się fizycznie zbytnio od innych alkoholi. Zwykle są to przezroczyste ciecze i aby być ciałem stałym w temperaturze pokojowej, muszą utworzyć kilka wiązań wodorowych i mieć dużą masę cząsteczkową.
Jednakże, ten sam wzór strukturalny R 2 CHOH pewne dodatkowe zazwyczaj unikalne właściwości tych alkoholi. Na przykład grupa OH jest mniej eksponowana i dostępna dla oddziaływań wiązań wodorowych, R 2 CH-OH-OHCHR 2 .
Dzieje się tak, ponieważ grupy R, sąsiadujące z węglem zawierającym OH, mogą przeszkadzać i utrudniać tworzenie wiązań wodorowych. W rezultacie alkohole drugorzędowe mają niższą temperaturę wrzenia niż alkohole pierwszorzędowe (RCH 2 OH).
Kwasowość
Zgodnie z definicją Brönsteda-Lowry'ego kwas to taki, który przekazuje protony lub jony wodoru, H + . Kiedy dzieje się tak z drugorzędnym alkoholem, masz:
R 2 CHOH + B - => R 2 CHO - + HB
Koniugat zasady R 2 CHO - , anion alkoksylanowy, musi stabilizować swój ładunek ujemny. W przypadku alkoholu drugorzędowego stabilizacja jest niższa, ponieważ dwie grupy R mają gęstość elektronową, która w pewnym stopniu odpycha ujemny ładunek atomu tlenu.
Tymczasem w przypadku anionu alkoholanowego alkoholu pierwszorzędowego RCH 2 O - odpychanie elektroniczne jest mniejsze, ponieważ jest tylko jedna grupa R, a nie dwie. Ponadto atomy wodoru nie wywierają znaczącego odpychania, a wręcz przeciwnie, przyczyniają się do stabilizacji ładunku ujemnego.
Dlatego alkohole drugorzędowe są mniej kwaśne niż alkohole pierwszorzędowe. Jeśli tak jest, to są one bardziej podstawowe iz dokładnie tych samych powodów:
R 2 CHOH + H 2 B + => R 2 CHOH 2 + + HB
Teraz grupy R stabilizują dodatni ładunek tlenu, rezygnując z części jego gęstości elektronowej.
Reakcje
Halogenowodór i trihalogenek fosforu
Alkohol drugorzędowy może reagować z halogenowodorem. Przedstawiono równanie chemiczne reakcji między alkoholem izopropylowym i kwasem bromowodorowym w środowisku kwasu siarkowego i wytwarzaniem bromku izopropylu:
CH 3 CHOHCH 3 + HBr => CH 3 CHBrCH 3 + H 2 O
Może również reagować z trójhalogenem fosforu, PX 3 (X = Br, I):
CH 3 -CHOH-CH 2 -CH 2- CH 3 + PBr 3 => CH3-CHBr-CH 2 -CH 2- CH 3 + H 3 PO 3
Powyższe równanie chemiczne odpowiada reakcji pomiędzy sec-pentanolem i tribromkiem fosforu, w wyniku której powstaje bromek sec-pentylu.
Należy zauważyć, że w obu reakcjach wtórnego halogenek alkilu (R 2 CHX) jest wytwarzany.
Odwodnienie
W tej reakcji H i OH z sąsiednich atomów węgla są tracone, tworząc podwójne wiązanie między tymi dwoma atomami węgla. Dlatego dochodzi do powstania alkenu. Reakcja wymaga katalizatora kwasowego i dostarczania ciepła.
Alkohol => Alkene + H 2 O
Na przykład mamy następującą reakcję:
Cykloheksanol => cykloheksen + H 2 O
Reakcja z metalami aktywnymi
Alkohole wtórne mogą reagować z metalami:
CH 3 -CHOH-CH 3 + K => CH 3 CHO - K + CH 3 + ½ H +
Tutaj alkohol izopropylowy reaguje z potasem, tworząc sól izoproksydową jonów potasowych i wodorowych.
Estryfikacja
Alkohol drugorzędowy reaguje z kwasem karboksylowym, tworząc ester. Na przykład równanie chemiczne reakcji alkoholu sec-butylowego z kwasem octowym w celu wytworzenia octanu sec-butylu jest pokazane:
CH 3 CHOHCH 2 CH 3 + CH 3 COOH <=> CH 3 COOCHCH 3 CH 2 CH 3
Utlenianie
Pierwszorzędowe alkohole są utleniane do aldehydów, które z kolei są utleniane do kwasów karboksylowych. Ale drugorzędowe alkohole są utleniane do acetonu. Reakcje są zwykle katalizowane przez dwuchromian potasu (K 2 CrO 7 ) i kwas chromowy (H 2 CrO 4 ).
Ogólna reakcja jest następująca:
R 2 CHOH => R 2 C = O
Nomenklatura
Alkohole drugorzędowe są nazywane poprzez wskazanie pozycji grupy OH w głównym (najdłuższym) łańcuchu. Numer ten poprzedza nazwę lub może występować po nazwie odpowiedniego alkanu dla tego łańcucha.
Na przykład CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CHOHCH 3 to 2-heksanol lub heksan-2-ol.
Jeśli struktura jest cykliczna, nie ma potrzeby umieszczania licznika; chyba że są inne podstawniki. Dlatego cykliczny alkohol na drugim obrazie nazywa się cykloheksanolem (pierścień jest heksagonalny).
A dla innego alkoholu na tym samym obrazku (rozgałęzionego) jego nazwa to: 6-etylo-heptan-2-ol.
Aplikacje
-Sek-butanol jest stosowany jako rozpuszczalnik i półprodukt chemiczny. Występuje w płynach hydraulicznych do hamulców, przemysłowych środkach czyszczących, pastach do usuwania lakieru, mineralnych środkach flotacyjnych, esencjach owocowych i perfumach.
-Alkohol izopropanolowy jest stosowany jako rozpuszczalnik przemysłowy i jako antykoagulant. Stosowany jest w olejach i tuszach szybkoschnących, jako środek antyseptyczny i zamiennik etanolu w kosmetykach (np. Balsamy do skóry, toniki do włosów, alkohol do nacierania).
-Izopropanol jest składnikiem mydeł w płynie, środków do czyszczenia szkła, syntetycznych aromatów w napojach bezalkoholowych i żywności. Jest to również półprodukt chemiczny.
-Cykloheksanol jest stosowany jako rozpuszczalnik przy wykańczaniu tkanin, przy obróbce skóry oraz jako emulgator w mydłach i syntetycznych detergentach.
-Metylocykloheksanol jest składnikiem odplamiaczy na bazie mydła i specjalnych detergentów do tkanin.
Przykłady
2-oktanol
Cząsteczka 2-oktanolu. Źródło: Jü, z Wikimedia Commons
To alkohol tłuszczowy. Jest to bezbarwna ciecz, słabo rozpuszczalna w wodzie, ale rozpuszczalna w większości niepolarnych rozpuszczalników. Znajduje zastosowanie między innymi w produkcji aromatów i zapachów, farb i powłok, tuszy, klejów, środków czystości i smarów.
Estradiol lub 17β-Estradiol
Cząsteczka estradiolu. Źródło: NEUROtiker, z Wikimedia Commons
Jest to steroidowy hormon płciowy. Posiada w swojej strukturze dwie grupy hydroksylowe. Jest głównym estrogenem w okresie rozrodczym.
20-hydroksy-leukotrien
Jest to metabolit, który prawdopodobnie pochodzi z utleniania lipidu leukotrienu. Jest klasyfikowany jako leukotrien cystynylu. Związki te są mediatorami procesu zapalnego, który przyczynia się do patofizjologicznych cech alergicznego nieżytu nosa.
2-heptanol
Jest to alkohol występujący w owocach. Występuje również w olejku imbirowym i truskawkach. Jest przezroczysty, bezbarwny i nierozpuszczalny w wodzie. Jest stosowany jako rozpuszczalnik dla różnych żywic i bierze udział w fazie flotacji w przeróbce minerałów.
Bibliografia
- James. (17 września 2014). Alkohole (1) - Nazewnictwo i właściwości. Źródło: masterorganicchemistry.com
- Encyklopedia bezpieczeństwa i higieny pracy. (sf). Alkohole. . Odzyskany z: insht.es
- Clark J. (16 lipca 2015). Struktura i klasyfikacja alkoholi. Chemia Libretexts. Odzyskane z: chem.libretexts.org
- PubChem. (2019). 20-hydroksy-leukotrien E4. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Morrison, RT i Boyd, R, N. (1987). Chemia organiczna. 5 ta edycja. Od redakcji Addison-Wesley Interamericana.
- Carey F. (2008). Chemia organiczna. (Wydanie szóste). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Chemia organiczna. Aminy. (10 th Edition.). Wiley Plus.
- Wikipedia. (2018). 2-oktanol. Odzyskane z: en.wikipedia.org