“Alcoholes, fenoles y éteres”

Presentan:• Gutiérrez Alfaro ALEJANDRA ELIZABET• Ramírez Vera VIRIDIANA ESMERALDA.• Segovia Hernández CYNTHIA LIZBETH

Irapuato, Gto.

ALCOHOLES

ÍNDICE:

1.- ALCOHOLES1.1. Características estructurales 1.1.1 Propiedades físicas de los alcoholes 1.1.2 Propiedades Químicas de los alcoholes 1.1.3 Nomenclatura de los alcoholes1.2. Acidez de los alcoholes1.3. Obtención de alcoholes1.4 .Reacciones de alcoholes1.5. Obtención industrial, usos e impacto ambiental. 

Características Características EstructuralesEstructurales::

Los alcoholes son compuestos cuyas

moléculas tienen un grupo Hidroxilo unido a un átomo

de carbono saturado

Los alcoholes tienen como grupo funcional el hidroxilo

unido a un radical alquilo, La fórmula general de un alcohol se

escribe R-OH, donde R es cualquier grupo alquilo.

Propiedades Físicas de los alcoholes:Propiedades Físicas de los alcoholes:1. A medida que aumenta el número de Carbonos,

aumenta su densidad.2. Para un alcohol con determinado número de Carbonos

mientras más arborescencias presente la cadena, mayor será su solubilidad en agua.

3. Los alcoholes de 1-3 Carbonos (metanol, etanol, propanol) son solubles en agua, a medida que aumenta el número de carbonos va disminuyendo su solubilidad, de más de 10 carbonos son prácticamente insolubles en agua.

4. Los alcoholes entre 1-5 carbonos son líquidos incoloros.5. Los alcoholes de 6-11 carbonos son líquidos viscosos.6. Los alcoholes de 12 o más carbonos son sólidos.7. Los alcoholes poseen puntos de ebullición altos debido

a su estructura polar y a la capacidad de formación de puentes de Hidrógeno

Tabla de Propiedades Físicas:Tabla de Propiedades Físicas:

Propiedades Químicas de los Propiedades Químicas de los alcoholes:alcoholes:

1. Los alcoholes son ácidos débiles 2. Los alcoholes pueden actuar como bases en

presencia de un ácido.3. Su deshidratación produce éteres o alquenos.4. La oxidación de un alcohol primario produce un

aldehído.5. La oxidación de un alcohol secundario produce una

cetona.6. Los alcoholes terciarios son resistentes a la

oxidación

Nomenclatura de los alcoholesNomenclatura de los alcoholes::1. Seleccionar la cadena más larga de átomos de

carbono, pero que contenga al grupo “OH”, Oxidrilo.2. Numerar la cadena por el extremo al cual se

encuentre más cercano el OH.3. Para dar el nombre se nombran las arborescencias y

el nombre base llevará la terminación “OL”.4. Si el OH se va a considerar como una arborescencia

entonces se llama “hidroxi”5. Si el hidrocarburo es insaturado se enumera la cadena

por el extremo más cercano al grupo hidroxi, sin embargo al dar el nombre se dará la terminación a la cadena base de la doble o triple ligadura, seguida del número que indica la posición del grupo OH y la terminación OL.

6. Los alcoholes con dos grupos –OH se llaman dioles o glicoles. Se les da el nombre como los demás alcoholes.

Ejemplo:Ejemplo:1. CH3 Metanol

2. CH3CH(OH)CH2CH(OH)CH2CH32,4-Hexanodiol

CH3CH=CHCH(OH)CH33-Penteno-2-Ol

OH

Fenol

Los alcoholes suelen clasificarse en primarios, secundarios y terciarios según el Carbono al que está

unido el hidroxilo.

Nomenclatura común de los Nomenclatura común de los alcoholes:alcoholes:

Se deriva del nombre común del grupo alquilo anteponiendo la palabra alcohol y el sufijo ílico

Los alcoholes también se pueden nombrar como derivados del “carbinol”:

Acidez de alcoholes:Acidez de alcoholes:Los alcoholes tienen acidez similar a la del agua;

pero la mayoría de los alcoholes son ácidos débiles.

El átomo de oxígeno de un alcohol polariza tanto al enlace C-O como al enlace O-H de un alcohol. La polarización del enlace O-H hace que el hidrógeno sea parcialmente positivo y explica por qué los alcoholes son ácidos débiles. La polarización del enlace C-O

forma que el átomo de carbono sea parcialmente positivo

La acidez de los alcoholes disminuye a medida que aumenta el grado de sustitución en el resto alquílico.

Obtención de Obtención de alcoholesalcoholes::Hidrólisis de haluros de alquiloHidrólisis de haluros de alquilo: :

Sí un haluro de alquilo o de bencilo se le agrega una base fuerte se formará el alcohol y la sal correspondiente. Sí el átomo de halógeno se encuentra directamente unido al anillo aromático, no habrá reacción.

Ejemplo:

CH3Cl + NaOH CH3OH + NaCl

Cloruro de Metil + Hidróxido de Sodio Metanol + Ac. Clorhídrico

Se prepara un alcohol ya sea primario, secundario o terciario a partir de un halogenuro de alquilo, en presencia de una base,

por lo general hidróxido de potasio concentrado.

Hidratación de Alquenos:Hidratación de Alquenos:

Sí un alqueno asimétrico se le agrega agua se va a formar un alcohol, siguiendo la regla de Markovnikov.

Sí el alqueno es simétrico la adición se realiza a cualquier carbono.

EJEMPLO: ÁC. Sulfúrico

ETENO+ AGUA ETANOLCH2=CH2 H2SO4 CH3CH2OH

Es un método para la preparación de alcoholes de bajo peso molecular que tiene su mayor utilidad en los procesos

industriales a gran escala.

Reducción de Carbonilos:Reducción de Carbonilos:

Sí un aldehído o un ácido Carboxílico se tratan con hidruro de Lítio y Aluminio en presencia de un éter, se producirá un alcohol primario.

Sí una Cetona se trata con Hidruro se producirá un alcohol secundario.

Los alcoholes primarios y secundarios se pueden sintetizar mediante la reducción de diversos compuestos que contienen al grupo carbonilo

Reacción de reactivos de Grignard y Reacción de reactivos de Grignard y

compuestos carbonílicos compuestos carbonílicos

Las adiciones de reactivos de Grignard y los compuestos de carbonilo son especialmente útiles porque pueden emplearse para preparar alcoholes primarios, secundarios y terciarios, dependiendo del compuesto que se parta.

Reacciones de alcoholes:Reacciones de alcoholes:Oxidación de alcoholes.Sí un alcohol primario se trata con

Dicromato de Potasio en presencia de un ácido se formará un aldehído.

EJEMPLO:

DeshidratacióDeshidratación:n:

Al calentar la mayoría de los alcoholes con un ácido fuerte se provoca la pérdida de una molécula de agua (se deshidratan), formando un alqueno.

EJEMPLO:Sí a un alcohol se le trata con oxido de Aluminio

en presencia de calor, se formará el alqueno y agua.

Formación de sales:Formación de sales:

Los alcoholes no forman sales al agregarles una base fuerte. Sin embargo sí al alcohol se le agrega un metal alcalino como el sodio, se formará la sal del alcohol y se libera Hidrógeno.

EJEMPLO:

ETANOL + HIDRÓXIDO SE SODIO ETÓXIDO DE SODIO + AGUA

CH3 CH2OH + NaOH CH3CHONa + H2O

Formación de Esteres o Formación de Esteres o esterificaciónesterificación

Sí un alcohol reacciona con un ácido carboxílico, se formará un Ester más agua.

EJEMPLO:

METANOL + ÁC. ETANOICO DIMETIL ESTER + AGUA

CH3 + CH3COOH CH3COCH3 + H2O

O

Los ésteres son el resultado de combinar un alcohol con un ácido carboxílico en presencia de un catalizador, generalmente

H2SO4 y calor, mediante una reacción de condensación conocida como esterificación

Conversión de haluros de Conversión de haluros de AlquiloAlquilo

Los alcoholes reaccionan con diversos reactivos para formar haluros de alquilo. Los reactivos más usados

son los haluros de hidrógeno (HCl, HBr o HI),

Sí un alcohol se le adiciona un hidrácido en presencia de Cloruro de Zinc, se formará el

Halogenuro de Alquilo más agua.EJEMPLO: Cloruro de ZincMETANOL + ÁC. CLORHIDRICO CLORURO DE METILO +

AGUA ZnClCH3OH + HCI CH3CL + H2O

Obtención industrial:Obtención industrial:Existen tres vías principales de obtener los alcoholes simples que son columna vertebral de la síntesis orgánica alifática, vías que pueden utilizar todas nuestras fuentes de materias primas orgánicas petróleo, gas natural, carbón, y la biomasa.

Estos métodos son:1. Por hidratación de alquenos obtenidos del cracking del petróleo2. Por el proceso oxo de alquenos, monóxido de carbono e Hidrógeno3. Por fermentación de Carbohidratos.

Se emplean como solventes e intermediarios químicos. El más importante es el etanol; se usa como solvente industrial y farmacéutico, como medio de reacción, y es componente estimulante e intoxicante de las bebidas alcohólicas.

ÉTERES

ÍNDICE

Características estructurales Definición Características Nomenclatura Propiedades físicas Propiedades químicas Momentos dipolares de un éterObtención de éteres A partir de los alcoholes Por el método WilliamsonReacciones de éteres De ruptura De oxidación De polimerización Reacción de formación de alcóxidoReacciones de los epóxidos Apertura de epóxidos mediante catálisis ácida Apertura de epóxidos en medio básico Apertura de epóxidos con reactivos organometálicosObtención industrial, usos e impacto ambiental Usos

Características Características estructuralesestructurales

DEFINICIÓN.- Son compuestos que resultan de la unión de dos radicales alquílicos o aromáticos a través de un puente de oxígeno -O-. Su

estructura está formada de la siguiente manera: R-O-R´

Donde R y R´ pueden ser iguales o diferentes, pero representan la sustitución de algún radical a la unión del oxígeno.

CARACTERÍSTICAS•Los éteres no pueden formar enlaces mediante puentes de hidrógeno

•Tienen puntos de ebullición más bajos que los alcoholes de mismo peso molecular

•Los éteres de cadena corta son solubles en agua

•A medida que aumenta la longitud de la cadena disminuye la solubilidad

•Los éteres son poco reactivos, a excepción de los epóxidos, por lo que se utilizan como disolventes.

NOMENCLATURA.- Se nombran interponiendo la partícula "-oxi-" entre los dos radicales. Se considera el compuesto como derivado del radical más complejo, así diremos metoxietano, y no etoximetano. O la otra forma de designarlos consiste en nombrar los dos radicales unidos al oxígeno por orden alfabético, seguidos de la palabra "éter".

Si un grupo éter está unido a dos carbonos contiguos de un hidrocarburo se nombran con el término epoxi-.

En éteres complejos se pueden emplear los siguientes métodos:

A. Si los grupos unidos al oxígeno son iguales y poseen una función preferente sobre la del éter, después de los localizadores de la función éter se pone la partícula oxi- y el nombre de los grupos principales.

B. Si aparecen varios grupos éter se nombran como si cada uno substituyera a un CH2 a través de la partícula -oxa-.

Los nombres UIQPA de sustitución deben utilizarse para éteres complejos y para compuestos con más de un enlace éter. El grupo RO- es un grupo alcoxi.

PROPIEDADES FÍSICAS

•Incoloros•Volátiles e inflamables•Menos densos que el agua e insolubles en ella•Imposible formación de puentes de hidrógeno por la ausencia de un enlace H – O.

PROPIEDADES QUÍMICAS

•Son inertes frente a la mayoría de los reactivos que atacan a los alcoholes debido a que carecen del grupo hidroxilo

•En condiciones muy ácidas se convierten en iones oxonio por protonación del átomo de oxígeno, y éstos pueden reaccionar con

los nucleófilos.

•El bromuro y el yoduro de hidrógeno rompen la unión éter formando un alcohol y un haluro de hidrógeno.

•El éter etílico reacciona con el yoduro de hidrógeno produciendo alcohol etílico y yoduro de etilo de la siguiente manera:

CH3 - CH2 - O - CH2 - CH3 + HI CH3 - CH2 - OH + CH3 - CH2 –

I 

CLASIFICACIÓN.- Los éteres se clasifican de acuerdo a su estructura en: simétricos (cuando los dos radicales son iguales) y asimétricos (si son distintos), como se muestra a continuación.

Y según el tipo de radicales, los éteres pueden ser:Alifáticos, R—O—R (los dos radicales alquílicos).Aromáticos, Ar—O—Ar (los dos radicales arílicos).Mixtos, R—O—Ar (un radical alquílico y otro arílico).

ESTRUCTURA.- Los éteres son compuestos que se originan sustituyendo los dos hidrógenos del agua por grupos alquilos o arilos.

• Ángulo de enlace C-O-C tienda a 180° indica que son estructuras menos polares que el agua y que los alcoholes.

• Los éteres son compuestos orgánicos cuya fórmula general se representa R-O-R.

• Los éteres simples (simétricos), tiene fórmula R-O-R o Ar-O-Ar; los éteres mixtos (asimétricos) son R-O-R´.

• Los éteres tienen un ángulo de enlace de aproximadamente 112°

• Los éteres presentan una baja polaridad; se les considera compuestos no polares.

• El oxígeno presenta un par de electrones libres, lo que facilita que sea protonado fácilmente por haluros de hidrógeno y el calor facilita la ruptura del enlace.

MOMENTOS DIPOLARES DE UN ÉTER Y MOMENTO DIPOLAR GENERAL

Los éteres tienen momentos dipolares grandes que causan atracciones dipolo-dipolo.

Sin embargo, estas atracciones son mucho más débiles que las interacciones por puentes de hidrógeno.

Los éteres, al no poder formar enlaces de hidrógeno entre sí, son más volátiles que los alcoholes con pesos moleculares semejantes.

Obtención de éteresObtención de éteresA PARTIR DE LOS ALCOHOLES.- Los alcoholes primarios pueden deshidratarse para formar éteres de la siguiente manera.

La deshidratación del éter puede promoverse si se destila el éter a medida que se forma. Comercialmente el éter dietílico se obtiene por deshidratación de etanol.

Este método requiere de condiciones especiales: exceso de alcohol, ácido sulfúrico concentrado y calor a 140-150°C; la posibilidad de que se forme un alqueno depende de la temperatura. Ejemplo:

POR EL MÉTODO DE WILLIAMSON.- Estos resultan de la combinación de un alcóxido más un haluro primario. Con los secundarios y terciarios, la reacción se da por la vía de la eliminación, dando alquenos.

R y R´ pueden ser diferentes, primarios o secundarios.Si la reacción se realiza en presencia de óxido de plata sólido, se obtiene.

Reacciones de los Reacciones de los étereséteres

Los éteres carecen de hidrógeno ligado al oxígeno, por lo tanto, no reaccionan frente a compuestos activos (Na, Ca), ni

con bases fuertes; sin embargo, expuestos al aire tiende a oxidarse fácilmente, originando peróxidos muy inestables y

de uso peligroso.

DE RUPTURA

La unión éter en relación con las bases, los agentes oxidantes y los agentes reductores sólo dan un tipo de reacción, llamada de escisión o ruptura por ácidos. La ruptura sólo se da en condiciones bastante enérgicas, es decir se necesitan ácidos concentrados (por lo general HI o HBr) y temperaturas elevadas.Debido a la baja reactividad del enlace entre el oxígeno y el anillo aromático, un alquil aril éter sufre ruptura del enlace alquilo-oxígeno produciendo un fenol y un halogenuro de alquilo.

El orden de reactividad del halogenuro de hidrógeno en reacciones de ruptura es el siguiente: HI>HBr>HCl.

DE OXIDACIÓN

Cuando se almacenan los éteres en presencia de oxígeno atmosférico, se oxidan lentamente para producir hidroperóxidos y peróxidos de dialquilos, ambos explosivos. A esta oxidación espontánea por el oxígeno atmosférico se le llama autooxidación.Los epóxidos contienen el anillo oxirano que para obtenerlos se usa un alqueno, el epóxido más sencillo se prepara comercialmente al dejar que el eteno reaccione con el oxígeno en condiciones cuidadosamente controladas, se suele emplear un catalizador metálico como la plata (Ag).

Los peroxiácidos pueden considerarse como derivados del peróxido de hidrógeno.

DE POLIMERIZACIÓN (ÓXIDO DE ETILO)

El caso de alcoholes asimétricos, en el que el grupo hidroxilo es eliminado con un átomo de hidrógeno, tomado del átomo de carbono más pobre en hidrógeno, a temperatura inferior, por la acción de deshidratantes o de catalizadores de deshidratación, se obtienen éteres por eliminación de una molécula de agua entre dos de alcohol.Es el caso del alcohol etílico, que al hacerlo reaccionar con H2SO4, da como producto en su mayoría óxido de etilo (éter) a 130-140ºC, como se muestra a continuación:

REACCIÓN DE FORMACIÓN DE ALCÓXIDO:

TETRAHIDROFURANO HIDRÓXIDO DE SODIO

Reacciones de los Reacciones de los epóxidosepóxidos1) Apertura de epóxidos mediante catálisis ácida.

Los epóxidos reaccionan con H2O en medio ácido para formar glicoles con estereoquímica anti. El mecanismo del proceso supone la protonación del oxígeno del anillo epoxídico seguida de un ataque nucleofílico de la molécula de agua.

Si la reacción anterior se lleva a cabo en un alcohol, el nucleófilo que provoca laapertura del epóxido protonado es el propio alcohol y el producto de la reaccióncontiene una función éter:

2) Apertura de epóxidos en medio básico.

El epóxido tiene aproximadamente 25 kcal/mol más de energía que el éter, que se libera al abrir el anillo y esta tensión es más que suficiente para compensar la formación del alcóxido, que es un mal grupo saliente. Y por tanto la reacción SN2 sobre el epóxido tiene una energía de activación menor y es más rápida. Por ejemplo, el óxido de ciclopenteno es capaz de reaccionar con NaOH acuoso para dar el trans-1,2-ciclopentanodiol. La reacción se explica mediante un ataque SN2 del ión hidróxido sobre el anillo oxiránico seguida de protonación del alcóxido.

3) Apertura de epóxidos con reactivos organometálicos.

Determinados reactivos organometálicos, como los reactivos de Grignard y los reactivos organolíticos, atacan a los epóxidos dando

lugar, después de la hidrólisis de la mezcla de reacción, a alcoholes. Como la reacción sigue un mecanismo SN2 la apertura del epóxido es

regioselectiva.

Obtención industrial, Obtención industrial, usos e impacto usos e impacto

ambientalambientalUna de las aplicaciones más importantes de los éteres es su empleo como disolventes en las reacciones orgánicas. Los más empleados son el dietil éter, y el tetrahidrofurano.

Otros éteres, como el dioxano y el 1,2-dimetoxietano, aunque no tan empleados como los dos anteriores, también se suelen utilizar como disolventes para las reacciones orgánicas.

Los éteres no se emplean como intermedios de síntesis debido a su inercia química. Una de las pocas reacciones que sufren los éteres es la ruptura del enlace CO cuando se calientan presencia de HBr o HI.

Usos

Anestésico general.

Medio extractar para concentrar ácido acético y otros ácidos.

Medio de arrastre para la deshidratación de alcoholes etílicos e isopropílicos.

Disolvente de sustancias orgánicas (aceites, grasas, resinas, nitrocelulosa, perfumes y alcaloides).

Combustible inicial de motores Diesel.

Se usa como plástico para estructuras, revestimientos y adhesivos.

También se pueden utilizar como antibióticos, tal es el caso de la Valinomicina, que es un éter corona.

Otro ejemplo es un poliéter como la Resina Epoxi, que es utilizada como adhesivo.

Tiene aplicaciones industriales como disolvente (principalmente de aceites, grasas, Fósforo y Azufre), en las fábricas de explosivos y como

anestésico, pero dejó de usarse para este último fin, ya que tiene efectos secundarios como náuseas, vómito e irritación del Sistema respiratorio.

Se elaboran tres tipos de éter etílico:

• El Éter Narcosis• El Éter Puro

• El Éter Industrial

BibliografíBibliografía:a:

• Teresita flores de Labardini, Arcelia Ramírez de Delgado, Química orgánica, Ed. esfinge, México, pag. 197-208