TEMA : ALCOHOLES – FENOLES Y ETERES

(Universidad del Perú. DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE DISENO Y TECNOLOGIA INDUSTRIAL

PROFESORA: Ing. Ana M. Medina Escudero

unmsm.amme@gmail.com

ALCOHOLES – CARACTERISTICAS GENERALES

CLASIFICACION DE LOS ALCOHOLES

1. SEGUN LA POSICION DEL GRUPO HIDROXILO

NOMENCLATURA DE ALCOHOLES

PROPIEDADES FISICAS DE LOS ALCOHOLES

METANOL

-Llamado tambien alcohol metilico o espiritu de madera.

- Se obtiene en la destilacion seca de la madera, como tambien de la hidrogenacion del monoxido de carbono:

CO + 2H2 ------- CH3OH

-Es un liquido incoloro, de olor agradable, volatil, hierve a 66 C, su densidad es 0.7 y es soluble en agua.

- Se emplea en la fabricacion de barnices, es muy toxico, produce ceguera.

ETANOL -Llamado tambien alchol etilico, espiritu de vino o simplemente alcohol.

- Se obtiene por fermentacion de la glucosa:

C6H12O6 ----------- 2CO2 + 2CH3-CH2OH

-Sintesis de Berthlot

CH2= CH2 + H2SO4 + KOH -------- SO4HK + CH3-CH2OH

-Es un liquido incoloro, de olor agradable, es soluble en agua en todas sus proporciones, hierve a 78 C y su densidad es 0.805. Es un combustible (lamparas, motores, calentadres, etc)

- A partir del almidon, se obtiene alcohol utilizable en la industria:

n(C6H10O5) -------- C12H22O11

Almidon maltosa

C12H22O11 -------- C6H12O16

maltosa glucosa

C6H12O16 --------- 2CO2 + 2CH3-CH2OHglucosa

zimasa

Amilasa

maltasa

zimasa

FENOLES

-El fenol en forma pura es un sólido cristalino de color blanco-incoloro a temperatura ambiente.

- Su fórmula química es C6H5OH, y tiene un punto de fusión de 43ºC y un punto de ebullición de 182ºC.

- El Fenol es conocido también como ácido fénico o ácido carbólico, cuya Ka es de 1,3 *10 (elevado a la -10).

- Puede sintetizarse mediante la oxidación parcial del benceno.Industrialmente se obtiene mediante oxidación de Cumeno (isopropil benceno) a Hidroperoxido de cumeno, que posteriormente, en presencia de un ácido, se excinde en fenol y acetona, que se separan por destilación.

- El fenol es una sustancia manufacturada. El producto comercial es un líquido. Tiene un olor repugnantemente dulce y alquitranado.

ETERES

• Los éteres están comprendidos como una clase de compuestos en los cuales

dos grupos del tipo de los hidrocarburos están enlazados a un átomo de

oxígeno, es decir su estructura general es del tipo R-O-R.

•En los éteres simétricos los dos grupos son idénticos mientras que en

los asimétricos son diferentes.

•El compuesto mas conocido de esta familia es el eter etilico, (CH3CH2)2O,

que frecuentemente se llama simplemente “eter”.

• lo que se conoce como eter de petroleo y que se encuentra frecuentemente

en laboratorio, es una mezcla de hidrocarburos de bajo punto de ebullicion,

obtenidos a partir del petroleo y que no pertenece a la familia de los eteres.

• Debido a la poca reactividad del enlace etereo, los eteres no se emplean

mucho como reactivos en sintesis organica sino mas bien como disolventes para

las reacciones.

•Muchos compuestos comunes de origen natural tienen enlaces etereos.

EJEMPLO: Vainillina ----- esencia de vainilla

anetol -------aceite de anisTienen

funcion eter

NOMECLATURA

•En el sistema IUPAC, los eteres se consideran como hidrocarburos con

sustituyentes RO- , que se llaman GRUPOS ALCOXI.

• En el sistema COMUN, se dan los nombres de los dos grupos R en 2

palabras separadas seguidas de la palabra eter, o mencionando primero la

palabra eter y a continuacion el nombre de los 2 grupos en una sola palabra y

con la terminacion ico.

EJEMPLOS:

CH3CH2OCH3

IUPAC: Metoxietano

Comun: Eter metiletilico

OCH2CH3

CH3CHCH3

IUPAC: 2-etoxipropano

Comun: Eter etilisopropilico CH3OCH3

IUPAC: Metoximetano

Comun: Eter metilico CH3CHCH2COOH

OC6H5

IUPAC: Acido 3-fenoxibutanoico

SINTESIS DE ETERES

1. SINTESIS DE ETERES DE WILLIAMSON: con este metodo se puede

obtener tanto eteres simetricos como asimetricos. Esta reaccion se efectua con

un halogenuro de alquilo y un alcoxido de sodio.

CH3I + CH3CH2CH2CH2ONa --------- CH3OCH2CH2CH2CH3 + NaI

Butoxido de sodio (71%)

CH3 CH3

CH3CONa + CH3CH2I ------- CH3COCH2CH3 + NaI

CH3 CH3

• Como los halogenos unidos a anillos aromaticos no se pueden sustituir

facilmente mediante agentes nucleofilicos, los halogenuros aromaticos no se

emplean generalmente en la sintesis de Williamson de eteres.

• Los eteres de fenoles se preparan mediante la reaccion de un halogenuro de

alquilo con el fenoxido de sodio o de potasio.

Na + CH3CH2I ------- CH2CH3 + NaI

(60%)

• Para la obtencion de eteres metilfenilicos y metilalquilicos, se emplea

generalmente sulfato de metilo y no halogenuros de metilo

2 Na + (CH3) 2SO4 ------- 2 CH3 + Na2SO4

(72%)

• Los eteres diarilicos se obtienen mediante la reaccion de un halogenuro de

arilo con un fenoxido alcalino, a temperatura elevada y en presencia de cobre.

Br + OK --------------- + KBr

eter fenilico(90%)

Cobre

210 – 230 C

2. DESHIDRATACION DE ALCOHOLES: util solo para la preparacion de

eteres simetricos.

2ROH -------------- ROR + H2O Deshidratacion acida catalitica H2SO4

Calor

2CH3CH2CH2CH2OH ----------- (CH3CH2CH2CH2)2O + H2O

60%

H2SO4

Calor

SINTESIS INDUSTRIAL DEL ETER ETILICO

• Como disolvente, en procesos quimicos y como anestesico general.

• es muy volatil(p.e. 34.6 C) y muy inflamable.

• El eter etilico se puede preparar mediante la Sintesis de Williamson, pero

industrialmente se hace por otros metodos.

• La mayor parte se obtiene mediante la reaccion de etilieno con acido sulfurico; el

etileno se obtiene durante el cracking del petroleo.

• El etileno se adsorbe sobre acido sulfurico concentrado y en condiciones

apropiadas se obtiene una mezcla de sulfato acido de etilo y sulfato de etilo.

CH2=CH2 + HOSO2OH ------- CH3CH2OSO3H

2CH2=CH2 + HOSO2OH ------- (CH3CH2) 2SO4

• Se agrega suficiente agua a la mezcla de sulfatos para hidrolizar parte de ellos a

alcohol etilico y acido sulfurico. El alcohol etilico que se forma reacciona con los

sulfatos de etilo produciendo eter.

CH3CH2OSO3H + CH3CH2OH -------- CH3CH2OCH2CH3 + H2SO4

(CH3CH2) 2SO4 + CH3CH2OH ------- CH3CH2OCH2CH3 + CH3CH2OSO3H

• El otro metodo comercial para obtener eter consiste en hacer reaccionar el

alcohol etilico de 95% con acido sulfurico.

2CH3CH2OH --------- CH3CH2OCH2CH3 + H20H2SO4

Calor

PROPIEDADES FISICAS

• Los eteres son sustancias de olor generalmente agradables, mas ligeros que el

agua y de bajo punto de ebullicion, ya que no estan asociados.

• Sin embargo el atomo de oxigeno tiene caracteristicas basicas y puede formar

enlaces con acidos de Lewis, como en el reactivo de Grignard y tambien puede

sufrir asociaciones con moleculas que tengan hidrogenos bastante acidos como

para formar puentes de hidrogeno.

• Sin embargo, la mayoria de los eteres son poco solubles en agua.

•El eter es un buen disolvente de la mayoria de los compuestos organicos de

polaridad intermedia.

PROPIEDADES QUIMICAS – REACCIONES

1. RUPTURA CON ACIDOS: HI Y HBr

• Los eteres son relativamente poco reactivos. No reaccionan con metales

alcalinos (el sodio se emplea para deshidratar el eter etilico): son resistentes a

la accion de los alcalis y no reaccionan facilmente con agentes oxidantes

fuertes o agentes reductores.

• El atomo de oxigeno basico de un eter reacciona reacciona con compuestos

acidos. Los eteres reaccionan con HI, HBr, H2SO4, etc, protonandose.

• La ruptura del enlace carbono-oxigeno de los compuestos aromaticos es

mucho mas dificil de efectuarse que la del enlace carbono-oxigeno alifatico.

• Por consiguiente, la ruptura del anisol con yoduro de hidrogeno en medio

acuoso produce fenol y yoduro de metilo. El fenol no se transforma en yodo-

benceno ni aun en presencia de un exceso de acido yodhidrico.

R-O-R’ + 2HI -------- RI + R’I + H2O120 C

CH3 + HI -------- H + CH3I

fenol

• Los eteres diarilicos son muy dificiles de romper, ya que existen dos uniones

carbono-oxigeno aromaticas. El eter difenilico no sufre ruptura con el HI ni aun a

250 C.

2. FORMACION DE PEROXIDOS: AUTOXIDACION

Los eteres producen peroxidos en presencia de aire, especialmente cunado

estan expuestos a la luz.

Al destilar el eter, los peroxidos que no son volatiles, quedan como residuo en

el matraz de destilacion y pueden explotar violentamente si la destilacion se

prosigue hastala total destilacion del eter.

Los peroxidos se pueden destruir facilmente mediante la adicion de agentes

reductores como polvo de zinc y acido acetico o sodio metalico

3. SINTESIS DE ALQUENOS, DE BOORD: los beta-bromoeteres reaccionan con

Zn en alcohol a reflujo, perdiendo el grupo alcoxido y el halogeno y formandose

un alqueno.

CH2CHCH2CH2CH3 + Zn ------------- CH2=CHCH2CH2CH3 + CH3CH2OZnBr

Br OCH2CH3 (65%)

La ventaja de este metodo de sintesis de alquenos en que se conoce con certeza

la posicion del doble enlace del alqueno, en tanto que otros metodos dan

frecuentemente una mezcla de alquenos isomeros.

4. ETERES DE ARILO: El grupo eter es activador y orienta a las posiciones orto-

para.

Los eteres de alquiarilo y los eteres diarilicos pueden sufir reacciones de

sustitucion en el anillo. Los grupos alcoxi y ariloxi activan el anillo respecto a una

sustitucion aromatica.

El anisol reacciona facilmente con bromo, aun en ausencia de catalizador.

Alcohol a

Reflujo

CH3 + Br2 ------- CH3 + Br CH3 + HBr

4% 96%

Br

COMPUESTOS HETEROCICLICOS CON OXIGENO

EPOXIDOS

• Los epoxidos tienen un anillo de 3 miembros, uno de los cuales es un atomo

de oxigeno.

•Los epoxidos pueden considerarse como eteres ciclicos con un anillo muy

tensionado.

•La presencia de un anillo de epoxido se indica anadiendo la palabra epoxi

como prefijo e indicando su posicion mediante numeros apropiados antepuestos

al nombre del alcano base.

Epoxietano

O

CH---CH2

O

CH3CH---CHCH3

Oxido de estireno 2,3-epoxibutano

PREPARACION DE EPOXIDOS

El compuesto mas importante de esta serie es el oxido de etileno.

El oxido de etileno se obtiene indutrialmente mediante la oxidacion deirecta

del etileno en presencia de plata como catalizador.

REACCIONES DE LOS EPOXIDOS

1. Ruptura mediante acidos: A diferencia de los eteres de cadena abierta, los

epoxidos son muy reactivos.

El anillo de estos compuestos se pueden abrir por reaccion con agentes

nucleofilicos, tanto en condiciones acidas como en condiciones alcalinas. A

diferencia de los eteres de cadena abierta que son estables en condiciones

alcalinas.

Al reaccionar con agua, en presencia de una cantidad catalitica de un acido, el

oxido de etileno produce etilenglicol.

+ H2O ---------- CH2 ---CH2

OH OH

H+

W

+ HW ---------- CH2CH2OH

W:Cl-, Br-, I-, F-, CN-

2. Ruptura mediante Bases: el anillo de epoxido se puede abrir mediante

bases de lewis como reactivos nucleofilicos, por ejemplo, con amoniaco,

aminas primarias y secundarias, etc, sin la intervencion de un catalizador acido.

+ NH3 ------ OH

NH2

El ion hidroxido, alcoxido y fenoxido pueden tambien romper el anillo

de epoxido. OH OW

+ HOW --------- --CH—CH—

W = H, R, Ar

3. Ruptura mediante Reactivos de Grignard: el grupo organico de un reactivo

de Grignard es nucleofilico y reacciona con el oxido de etileno, abriendo el

anillo y produciendo, despues de la hidrolisis del intermediario un alcohol

primario. El producto que se obtiene tiene 2 atomos de carbono mas que el

reactivo de Grignard.

CH3CH2MgBr + ---------- CH3CH2CH2CH2OMgBr --------

CH3CH2CH2CH2OH + MgBrOH

83%

H2O

4. Eteres de etilenglicol: un gran numero de eteres del etilenglicol se emplean

como disolventes en la industria. Estos eteres se pueden obtener entre el oxido

de etileno y los alcoholes.

+ CH3CH2OH --------- CH3CH2OCH2CH2OH

celosolve

CH3CH2OCH2CH2OH + ----- CH3CH2OCH2CH2OCH2CH2OH

carbitol

150 C

17 atmEn lacas de secado

rapido, barnices y

pinturas