ALCOHOLES PROPIEDDES

7/25/2019 ALCOHOLES PROPIEDDES

1/19

QUMICA 2 BACH. TEMA 7: ORGNICA IES JULIN MARIAS- VALLADOLID

TEMA 7: ESTUDIO DE ALGUNAS FUNCIONES ORGNICAS: http://goo.gl/8MNHhJ

1 Alcoholes y fenoles y teres

En este tipo de compuestos orgnicos el tomo de oxgeno se encuentra formando nicamente enlaces

sencillos, CO y OH. Los alcoholes se pueden representar por la frmula general ROH, donde el grupo

caracterstico hidroxilo (OH) se encuentra unido a un carbono aliftico. En los fenoles, de frmula

general ArOH, el grupo hidroxilo se encuentra unido a un carbono aromtico.

Nombre Formula p.f. (C) p.e. (C)

Metanol (alcohol metlico) CH3OH 94 65

Etanol (alcohol etlico) CH3CH2OH 117 78,5

1,2-Etanodiol (etilenglicol)1 CH2OHCH2OH 12 197

1,2,3-Propanotriol (glicerina)2 CH2OHCHOHCH2OH

20 290

Fenol (hidroxibenceno) 43 182

1,4-dihidroxibenceno (p-difenol ohidroquinona3)

173 285

1.1 NomenclaturaLos alcoholes pueden serprimarios, secundarios o terciarios, segn el tipo de tomo de carbono al que

va unido el grupo OH, esto es, segn que este carbono vaya unido a su vez a uno, dos o tres tomos de

carbono, respectivamente.

Los alcoholes se nombran sistemticamente sustituyendo por olla o terminal del hidrocarburo del quederivan e indicando la posicin del OH por un nmero, que suele colocarse al principio del nombre (1-

propanol o 2-propanol, 2 ismeros de posicin, por ejemplo). Se usa tambin con frecuencia la

nomenclatura funcin-radical, que comienza por la palabra alcohol seguida del nombre, terminado

en ico, del radical que soporta el grupo OH (alcohol metlico por metanol, alcohol etlico por etanol o

incluso alcohol isoproplico por 2-propanol). Los fenoles se nombran como derivados del primer

trmino, fenol, precedido del nombre y posicin de los restantes sustituyentes (por ejemplo, 2-metil fenol

o m-metil fenol).

1.2 Propiedades fsicas

Tanto los alcoholes como los fenoles pueden considerarse como derivados del aguapor sustitucin deuno de los dos hidrgenos de la molcula por radicales hidrocarbonados, alifticos en el primer caso o

aromticos en el segundo.

1Se usa principalmente como anticongelante en los circuitos de refrigeracin de los motores de combustin y en lasntesis de las espumas de poliuretano.2Tambin llamada glicerol, forma, junto con los cidos grasos, los lpidos, que son steres. Se usa mucho encosmtica, para hacer jabones, y como excipiente de medicinas.3Usado como revelador en la fotografa analgica tradicional, se usa tambin para blanquear reversiblemente la piel(en la web se la relaciona continuamente con Michael Jackson).

1
http://goo.gl/8MNHhJhttp://goo.gl/8MNHhJhttp://goo.gl/8MNHhJ


2/19


Este parentesco se pone de manifiesto en que tienen ciertas propiedades que recuerdan a las del agua.

As, por ejemplo:

En estado slido y en estado lquido, las molculas de los alcoholes y fenoles estn muy asociadas

mediante enlaces de hidrgeno, formando cadenas de varias molculas, lo que explica suspuntos

de fusin y de ebullicin anormalmente elevados. Como ocurre, en general, en todas las series

homlogas, los puntos de fusin y de ebullicinde los alcoholes de cadena lineal aumentan con

el nmero de tomos de carbono. As, los alcoholes inferiores son lquidos incoloros, muy fluidos

y relativamente voltiles; los de 6 a 11 tomos de carbono son ya lquidos viscosos; y el

dodecanol, esto es, con 12 tomos de carbono (alcohol laurlico), es el primer alcohol de cadenalineal que es slido a la temperatura ambiente.

Los primeros trminos de la serie de los alcoholes, de uno a tres tomos de carbono, son

completamente miscibles con el agua, con la que forman enlaces porpuente de hidrgeno,

anlogos a los que existen entre las propias molculas de agua o de los alcoholes entre s. Al

aumentar el nmero de tomos de carbono de la cadena hidrocarbonada, se hace cada vez

menor la influencia relativa del grupo hidroxilo, por lo que disminuye mucho su solubilidad en

agua, siendo ya prcticamente insolubles los alcoholes con diez o ms tomos de carbono.

El fenol, C6H5OH, como representante de los fenoles, es un slido cristalino de color blanco a

temperatura ambiente, con p.f. de 40C y una solubilidad en agua pequea, de unos 9 g/100 mL

de agua, a 20C. Esa baja solubilidad se la debe a la cadena aromtica.

1.3 Propiedades qumicas El hidrgeno del grupo OH tiene cierto carcter cido, al estar unido a un elemento muy

electronegativo como es el O, pero su acidez en tan dbil (su Ka1018, menor que la del agua) que

se consideran neutros. Sin embargo, los fenoles, con Ka1010, son ms cidos que el agua y

pueden catalogarse de cidos muy dbiles. La acidez de los alcoholes se demuestra por su

reaccin con metales muy activos, como el Na, para liberar hidrgeno gaseoso y formar

alcxidos, RO:

ROH + Na RONa++1/2 H2

Los alcoholes pueden actuar como bases de Lewis, debido al par de electrones sin compartir deloxgeno y de hecho dar reacciones tpicas de una base frente a un cido fuerte, salvo que en vez

de producir una sal, compuesto tpicamente inico, dar lugar, con los cidos hidrcidos, a un

derivado halogenado.

ROH + HX R-X+ H2O

1.4 Mtodos de obtencinLos principales mtodos de obtencin de alcoholes son:

a)

Hidratacin de alquenos (adicin)

Los alquenos adicionan agua. Se trata de una reaccin de adicin electrfila, queesquemticamente puede representarse mediante la ecuacin:

2


3/19


RCH=CH2+ H2O24 R CHOHCH3

El grupo OH(parte negativa de la molcula de agua, que podemos representar como OHH+) se

adiciona al tomo de carbono ms sustituido (con ms enlaces carbono-carbono) del doble enlace

y el hidrgeno al tomo de carbono que contiene ms hidrgenos4. Por ello, ste es un mtodo

muy apropiado para la obtencin de alcoholes secundarios y terciarios, algunos de los cuales se

preparan as industrialmente a partir de las fracciones de alquenos procedentes del craqueo delpetrleo. Asimismo, ste es el mtodo industrial ms importante de fabricacin de alcohol etlico,

por hidratacin del etileno, CH2=CH2en presencia de cido sulfrico.

Por cierto, esta reaccin de adicin a los alquenos tambin se produce con halgenos o con cidos

hidrcidos:

C2H4(g) + HX(g) CH3CH2X(g)

C2H4(g) + X2(g) CH2XCH2X(g)

donde X representa un halgeno (Cl, Br o I).La adicin de un halogenuro de hidrgeno a unalqueno no simtrico, como el propeno, sigue la misma regla vista antes y aunque tericamente

se puedan obtener 2 productos, el 1-bromopropano y el 2-bromopropano, solo se obtiene en la

prctica el segundo, el 2-bromopropano, al ir el H al carbono con ms hidrgenos.

b) Hidrlisis de halogenuros de alquilo (sustitucin)

Los derivados halogenados de los hidrocarburos, tambin conocidos como halogenuros de

alquilo, se obtienen al sustituir un H de un hidrocarburo por un halgeno. Se suelen obtener por

halogenacin directa de un alcano, en presencia de luz ultravioleta, o por adicin de un cido

hidrcido de halgeno (HF, HCl, HBr, HI) a un alqueno, como hemos visto anteriormente.

Estos compuestos son muy reactivos y sufren hidrlisis, que se lleva a cabo normalmente en una

disolucin bsica en una reaccin de sustitucin nucleoflica.

RX+OHROH+X

H2C=CH2 (g) + HCl(g) CH3

CH2Cl(g) ; CH3

CH2Cl(g) + NaOH( ac) CH3CH2OH + NaCl

Rara vez se usa para la sntesis de alcoholes, ya que los halogenuros de alquilo por lo normal se

preparan a partir de alcoholes, por reaccin de stos con un cido hidrcido de halgeno, como

vimos ya en las propiedades qumicas de los alcoholes.

4Esta es la conocida como Regla de Markovnikov., Fue formulada por el qumico ruso Vladimir VasilevichMarkovnikov en 1870. En una reaccin qumica encontrada particularmente en qumica orgnica, la regla estableceque, con la adicin de un reactivo asimtrico del tipo H-X (o HOH) a un alqueno o alquino, el tomo de hidrgenose une al tomo de carbono del doble o triple enlace con el mayor nmero de tomos de hidrgeno, y el grupo X(halogenuro u OH) se une al tomo de carbono del doble o triple enlace con el menor nmero de tomos dehidrgeno.

3


4/19


c) Reduccin de compuestos carbonlicos, aldehdos y cetonas.

Esta reaccin puede realizarse industrialmente con hidrgeno, en presencia de catalizadores, o

bien en el laboratorio, mediante el hidruro de litio y aluminio (tetrahidruroaluminato de

ltio), LiAlH4Con aldehdos se obtienen alcoholes primarios y con cetonas alcoholes secundarios,

segn las siguientes ecuaciones:

Aldehdos. RCHO4

R-CH2OH , alcohol primario

Cetonas, RCOR4 RCHOHR , alcohol secundario

d) Hidrlisis de los steres

Como veremos ms adelante, los steres se forman por reaccin entre un cido carboxlico y un

alcohol. Al calentar un ster en una disolucin acuosa de cido o base se produce la hidrlisis, la

reaccin inversa a la esterificacin, la formacin del ster. En la hidrlisis se forman el alcohol y el

cido que forman el ster, pudiendo estar el cido en forma R-COOH (en medio cido) o RCOO

(en medio bsico).

RCOOR2,

, RCOO+ HOR

RCOOR2,

+, RCOOH + HOR

(el cido reconstituye el cido a partir del R-COO, base dbil)

e) Mtodos especiales

Los dos primeros miembros de la serie de alcoholes alifticos, metanol y etanol, se obtienen

tambin por mtodos especiales que conviene mencionar.

El metanolse obtena antiguamente por destilacin seca de la madera, de donde procede el

nombre de alcohol de madera con que a veces se le conoce. Modernamente, casi todo el metanol

que se consume en la industria se obtiene por hidrogenacin cataltica del monxido de carbono,

segn la reaccin:

que se lleva a cabo a unos 400 C y 200 atm, en presencia de catalizadores formados

corrientemente por una mezcla de xidos de cromo y de cinc. El metanol es un lquido incoloro,

que hierve a 65C y se mezcla con agua en todas proporciones. Es txico; beber apenas 30 ml es

mortal. Cantidades menores pueden producir ceguera. Se aade al alcohol etlico

(desnaturalizacin) para producir alcoholes industriales que no puedan usarse para adulterar las

bebidas.

El etanol(alcohol del vino) se ha venido produciendo desde la antigedad por fermentacin de losazcares (como glucosa), contenidos en jugos de frutos, para la fabricacin de bebidas

alcohlicas. La fermentacin se produce por la accin de enzimas (o fermentos), que son

4


5/19


catalizadores orgnicos complejos segregados por las clulas de levaduras, obtenindose, como

productos finales, etanol y CO2, segn la reaccin global:

C6H12O6 2CO2+ 2CH3CH2OH

glucosa etanol

Adems de la glucosa pueden tambin fermentar por la accin de levaduras otros azcares ms

complejos y el almidn, contenido en la patata y cereales, que primero se desdoblan en azcaressimples, antes de la fermentacin alcohlica propiamente dicha. Una concentracin elevada de

alcohol impide el proceso de fermentacin, por lo que slo pueden obtenerse concentraciones

del 10 al 18 % en etanol, que son tpicas de los vinos naturales. Por destilacin fraccionada puede

lograrse aumentar la riqueza en etanol hasta el 95 %, con 5% de agua, que es la composicin que

circula en el comercio y se vende en las farmacias como alcohol puro. El llamado alcohol

absoluto, sin nada de agua, puede obtenerse destilando la mezcla anterior sobre una sustancia

que reaccione qumicamente con el agua, como el CaO.

f)

Obtencin de fenoles

El fenol, que es el ms importante de todos por su empleo para la fabricacin de plsticos (verluego la baquelita), suele obtenerse tambin por sntesis, bien por fusin con NaOH del cido

bencenosulfnico C6H5SO3H, obtenido combinando el benceno con cido sulfrico concentrado, o

por hidrlisis del clorobenceno, a temperatura y presin elevadas (350 C y 200 atm).

Modernamente se obtiene tambin por oxidacin cataltica del isopropilbenceno(cumeno),

proceso en donde, adems del fenol, se produce acetona, que es tambin un producto muy

cotizado industrialmente.

1.5 Reacciones de los alcoholes

a)

Formacin de steres: EsterificacinLos alcoholes reaccionan con los cidos carboxlicos dando lugar a la formacin de steres.

Tambin se forman steres cuando reacciona un alcohol con un cido inorgnico. Por ejemplo los

steres carbnicos derivan del cido carbnico y los steres fosfricos, de gran importancia en

Bioqumica, derivan del cido fosfrico.

CH3OH + HNO3 H2O + CH3NO3

metanol cido ntrico nitrato de metilo

CH3CH2OH + H2SO4 H2O + CH3CH2SO4H

etanol cido sulfrico sulfato cido de etilo

La formacin de sterescon cidos inorgnicoses un proceso rpido y el equilibrio est muy

desplazado hacia la formacin de steres, a diferencia de la formacin de steresde cidos

orgnicos, que no transcurre de modo completo sino que se alcanza una situacin de equilibrio

(lentamente en ausencia de catalizadores).

CH3COOH + HOCH2CH3 H2O + CH3COOCH2CH3cido actico etanol acetato de etilo

5


6/19


Un ster inorgnico muy importante es el trinitrato de glicerina, llamado

comnmente nitroglicerina5, y que se obtiene por cuidadosa reaccin de una mezcla de cidos

ntrico y sulfrico concentrados conpropanotriol (glicerina). La nitroglicerina es un lquido

aceitoso incoloro y extraordinariamente explosivo. Para poderla manejar con cierta seguridad se

impregna con ella un polvo inerte (tierra de diatomeas), lo que constituye la dinamita,

descubierta por el clebre qumico sueco A. Nobel, creador, con los intereses de su fortuna, de los

famosos premios Nobel.

Otros dos steres especialmente importantes en la industria farmacolgica son el cido

acetilsaliclico y la benzocana. El cido acetilsaliclico (tiene un grupo cido y otro ster, ver finaldel tema para su sntesis) o aspirina, como es conocido comercialmente, es el ms popular de los

medicamentos sintticos, debido a su accin analgsica, antipirtica, anti-inflamatoria y

antirreumtica, y por ser utilizado en la prevencin y tratamiento del infarto agudo al miocardio,

adems de su bajo coste. La benzocana o p-aminobenzoato de etilo es un anestsico local,

empleado como calmante del dolor, obtenido tambin por esterificacin.

b)

Formacin de teres.

Si tratamos un alcohol con un halogenuro de alquilo obtenemos un ter:

CH3CH2OH + CH3I CH

3CH2OCH3+ HI

c)

Reacciones de sustitucin: Reaccin con los halogenuros de hidrgeno

Los alcoholes reaccionan con los halogenuros de hidrgeno para dar lugar a la formacin de

halogenuros de alquilo, por ejemplo:

CH3CH2OH + HCl2 H2O + CH3CH2Cl

etanol cloruro de etilo

Con un alcohol determinado el IH reacciona ms rpidamente que el BrHy ste ms que el ClH.

Con un halogenuro de hidrgeno determinado, los alcoholes terciarios reaccionan msrpidamente que los secundarios y stos ms que los primarios. As, la reaccin entre el ClH y un

alcohol primario conviene catalizarla con Cl2Zn a fin de que tenga lugar con velocidad apreciable.

d) Reacciones de eliminacin: Deshidratacin

A excepcin del metanol, los alcoholes se deshidratan en caliente por la accin del cido sulfrico

dando lugar a alquenos. Los alcoholes terciarios son los que se deshidratan con mayor facilidad,

seguidos de los secundarios y los primarios por este orden:

5Por cierto, la nitroglicerina se conoce en farmacologa como trinitrato de glicerilo y se utiliza por su potente

propiedad vasodilatadora en hipertensin. Es til en situaciones agudas, como el tratamiento de una crisis de anginade pecho y se usa como la clebre pastilla sublingual o los parches drmicos.

6


7/19


e)

Oxidacin

Cuando los alcoholes se calientan en el aire o en oxgeno, arden formando CO2y H2O, siendo ms

fcil la combustin de los trminos inferiores. Los calores de combustin de los alcoholes son

bastante menores que los de los hidrocarburos correspondientes, lo que es lgico, puesto que los

alcoholes se encuentran ya en un estado de oxidacin superior al de los hidrocarburos. No

obstante, se pueden emplear como combustibles, en particular los dos primeros trminos

(metanol y etanol), y a veces se aaden tambin como aditivos a los carburantes ordinarios.

Aparte de la combustin, que supone la oxidacin completa, se puede realizar una oxidacin

controlada, que suele llevarse a cabo en el laboratorio con dicromato o permanganato

potsico en medio sulfrico diluido. As, los alcoholes primarios se transforman en aldehdos,

aunque el proceso suele continuar hasta la formacin de cidos carboxlicos. Los alcoholes

secundarios bajo la accin del mismo agente oxidante dan lugar a cetonas y la oxidacin no

prosigue.

2 cidos carboxlicos

El grupo funcional de los cidos orgnicos o carboxlicos se denomina carboxilo:

2.1 Nomenclatura.Los cidos carboxlicos se nombran anteponiendo la palabra cidoal nombre del alcano correspondiente,

al que se ha cambiado la terminacin -opor -oico. La cadena principal se numera empezando por donde

est el grupo funcional. Cuando en un compuesto existen 3 o ms grupos carboxilo (si hubiese 2 forman

la cadena principal y el cido acaba en dioico), los que pertenecen a las cadenas laterales se indican con

el prefijo carboxi, si a veces se trata en este caso a todos por igual, acabando en -carboxlico.

cido 3-carboxi pentanodioico o cido 1,2,3 propanotricarboxlico.

Muchos de ellos reciben nombres especiales:

7


8/19


Nombre trivial Nombre IUPAC Estructura Carbonos p.f (C) p.e. (C) Ka

cido frmico cido metanoico HCOOH C1 8,4 101 1,8104

cido actico cido etanoico CH3COOH C2 16,6 118 1,8105

cido propinico cido propanoico CH3CH2COOH C3 22 141 1,3105

cido butrico cido butanoico CH3(CH2)2COOH C4 8 163 1,4105

cido palmtico cido hexadecanoico CH3(CH2)14COOH C16 63 351

cido esterico cido octadecanoico CH3(CH2)16COOH C18 69 361

Algunos cidos orgnicos insaturados

Nombre trivial Estructura qumica

cido palmitoleico CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH

cido oleico CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

cido linoleico CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

cido -Linolnico CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

Compuestos con dos grupos COOH

Formula Nombre IUPAC Nombre trivial

HOOC-COOH Ac. Etanodioico cido oxlico

HOOC-CH2-COOH Ac. Propanodioico cido malnico

HOOC-(CH2)2-COOH Ac. Butanodioico cido succnico

Otros:

Nombre vulgar Nombre IUPACcido lctco cido 2-hidroxi-propanoico

cido ctrico cido 2-hidroxi- 1,2,3-propanotricarboxlico

cido pirvico cido oxopropanoico

cido mlico cido hidroxibutanodiico (o hidroxisuccnico)

cido maleico cido cis-butenodioico

cido tartrico cido 2,3-dihidroxibutanodiico

2.2 Propiedades fsicas Presentan puentes de hidrgeno, como en los alcoholes. Esto da lugar a la formacin de dmeros:

8


9/19


Los cidos carboxlicos en estado slido y lquido estn formados casi completamente por

molculas de dmeros de este tipo. Eso hace que lospuntos de fusin y ebullicin de los cidos

sean mayores que los de los alcoholesde igual peso molecular.

Como puede formar puentes de hidrgeno con las molculas de agua son muy solubles en esta.

Los primeros trminos de la serie, hasta el butrico, son solubles en aguaen todas proporciones,

pero segn va aumentando la cadena hidrocarbonada disminuye la solubilidad, siendo el de 5

carbonos parcialmente soluble e insolubles los de 6 en adelante. Los puntos de fusin y ebullicin aumentan, como siempre, con la masa molecular, haciendo que

los cidos caboxlicos que tienen ms de ocho tomos de carbono sena por lo general slidos, a

menos que contengan dobles enlaces. Los puntos de fusin son tambin elevados, debido a que

el enlace de hidrgeno persiste en el estado slido.

2.3 Propiedades qumicasSu propiedad ms importante es su carcter cido, debido a que el grupoCOatrae fuertemente a los

electrones del enlace OH, con lo cual aumenta la polaridad de este grupo. Al ser tan polar el enlace O

H, el protn H+se desprende fcilmente. Por ejemplo, el anin procedente del cido actico se llama ion

acetato. Al grupo RCOOse le denomina carboxilato.

Los cidos orgnicos de la serie normal son dbiles, siendo su constante de acidez del orden de 10-5.

Aunque mucho ms dbiles que los cidos minerales fuertes (H2SO4, HCl, HNO3) los cidos carboxlicos son

mucho ms cidos que el agua, por lo que los hidrxidos acuosos los convierten en sus sales con

facilidad, y los cidos minerales acuosos reconvierten las sales en los cidos carboxlicos

correspondientes.

Los cidos carboxlicos son abundantes en la naturaleza. As, el cido metanoico (cido frmico) no slo se

encuentra en las hormigas, donde acta como feromona de alarma, sino tambin en las plantas. As, las

ortigas son irritantes debido a que cuando se tocan inyectan cido frmico. El cido etanoico (cido

actico) se forma en la naturaleza por oxidacin enzimtica (bacterias Acetobacter) del etanol producido

por fermentacin. Las fuentes de cidos carboxlicos alifticos ms importantes son las grasasanimales y

vegetales, que son steres de cidos carboxlicos de cadena larga, de las que se pueden obtener cidos

carboxlicos de cadena recta con un nmero par de carbonos, debido a que derivan biolgicamente del

cido etanoico, con una pureza superior al 90 %.

2.4 Mtodos de obtencinSe puede hablar de 2 mtodos principales:

a)

Hidrlisis de derivados de cidos

Aunque algunos estn libres en la naturaleza, la mayora forma steres. Muchas frutas y flores

contienen steres de bajo peso molecular, a los que deben sus olores. Los steres de cidos

alifticos lineales de cadena larga constituyen las ceras, aceites y grasas, de donde procede el

nombre de cidos grasoscon el que a veces se denomina a los cidos alifticos. Las grasas y

aceites naturales son mezclas de steres de los cidos grasos con la glicerina (propanotriol),

pudiendo encontrarse la glicerina esterificada por un solo cido, por dos o por tres.

9


10/19


Cuando un aceite o grasa se calienta, con una disolucin acuosa bsica (de NaOH, KOH o Na2CO3)

el grupo ster sufre una reaccin de hidrlisis, que en este caso se suele llamar saponificacin,

por obtenerse las sales alcalinas de los cidos grasos, que constituyen losjabones, junto con la

glicerina.

Si lo que queremos es obtener los cidos en lugar de sus sales alcalinas trataremos el jabn con

un cido mineral fuerte, que har que la base conjugada del cido orgnico se comporte como

base y regenere el cido carboxlico.

Las principales hidrlisis, para resumir, son:

Sal de un cido (jabn)con un cido. Al ser la sal de un cido su base conjugada, en presencia deun cido, se restituye el cido.

RCOONa++

RCOOH

Hidrlisis de steres, que se produce especialmente en medio bsico, regenerando el cido y el

alcohol de procedencia:

RCOOR

RCOOH + ROH

Hidrlisis de halogenuros de acilo(sustitucin), que se pueden obtener con un cido carboxlico y

PCl5(para los cloruros de acilo) y que regeneran el cido al aadirlos agua, bien en medio cido o

bsico:

R-CO-Cl/+

RCOOH + HCl

Hidrlisis de nitrilos:Los halogenuros de alquilo primarios y secundarios reaccionan con cianuro

de sodio para formar nitrilos. La hidrlisis posterior del nitrilo produce cidos carboxlicos. Deben

emplearse derivados halogenados con un carbono menos que el cido que se desea obtener.

b) Oxidacin

Como hemos visto antes, los alcoholes primarios se pueden oxidar en dos etapas; en la primera se

forma un aldehdo que sufre con facilidad una oxidacin posterior para dar lugar al cido

carboxlico correspondiente, segn la reaccin esquemtica:

La oxidacin en el laboratorio se realiza con oxidantes fuertes, como el KMnO4, Na2Cr2O7(en

medio cido) HNO3, etc, mientras que en la industria se hace con oxgeno en presencia de

catalizadores metlicos. Esta es la principal manera de obtener cido actico industrialmente:

10


11/19


Tambin pueden oxidarse las cadenas laterales de los hidrocarburos aromticos con oxidantes

fuertes, como el KMnO4o K2Cr2O7en cido sulfrico caliente:

Tambin pueden ser oxidados los alquenos o las metil-cetonas (Reaccin de haloformo):

2.5 Reacciones

a) Reacciones cido-base

Los cidos carboxlicos, al igual que los cidos inorgnicos, reaccionan

con metalesdesprendiendo hidrgeno y con bases inorgnicasproduciendo sales.

RCOOH + Na RCOONa + 1/2 H2

cido Sal

RCOOH + KOH RCOOK + H2O

cido Sal

b)

Reacciones de esterificacin. steres

Los cidos reaccionan con los alcoholes formando steres(RCOOR')y agua. La reaccin

similar a la de la neutralizacin (en qumica inorgnica), se denomina esterificacin:

2 ROH + HOSO3H ROSO2OR + 2 H2O

Alcohol cido inorgnico ster inorgnico

(cido sulfrico)

R'OH + RCOOH RCOOR' + H2O

Alcohol cido inorgnico ster carboxlico

sta es la reaccin de sustitucin ms importante del grupo OH de los cidos orgnicos.

RCOOH + HOR'

RCOOR' + H2O

cido + alcohol ster + agua

R CH CH R KMnO4

calor R COOH + R COOH

RC

O

CH3

1) X2/NaOH

2)H+

RC

O

COOH+ CHX3

haloformo

11


12/19


Por ejemplo en la reaccin entre el cido estericoy la glicerinase obtiene estearato de

glicerina(estearina, grasa). De forma anloga, el cido palmtico (C15H31COOH)dapalmitina, y

el cido oleico, (C17H33COOH)da la olena.

Si se esterifica un dicido con un dialcohol se puede obtener un polister. Los polisteres tienen

un gran campo de aplicacin en la sntesis depolmerosde inters industrial, como veremos

luego.

c) Formacin de amidas:

Cuando se combinan con el NH3o con una amina se produce la amida correspondiente, con

eliminacin de H2O

RCOOH+RNH2RCONH-R+H2O

RCOOH+NH3RCONH2+H2O

3 steres

3.1 Nomenclatura de los steresPor su analoga con las sales, los steres se nombran cambiando la terminacin -icodel cido por -atoy

poniendo a continuacin el nombre del radical acabado eniloy precedido de la preposicin de.

Ejemplos:

ClO3C2H5 Clorato de etilo

CH3COOCH3 Etanoato de metilo (Acetato de metilo)

CH3COOC2H5 Etanoato de etilo (Acetato de etilo)

Algunas esencias naturales deben su aroma a la presencia de distintos steres:

Esencias steres responsables del aroma

Albaricoque Butiratos de etilo y amilo.

Coac y vino Heptanoato de etilo.

Frambuesa Formiato y acetato de isobutilo.

Jazmn Acetato de bencilo.

Manzana Isovalerianato de isoamilo y butirato y propionato de etilo.

Melocotn Formiato, butirato e isovalerianato de etilo.

Naranja Acetato de octilo.

Pera Acetato de isoamilo.

Pia Butiratos de metilo, etilo, butilo e isoamilo

Pltano Acetatos de amilo, e isoamilo e isovalerianato de isoamilo.

Ron Formiato de etilo

Rosas Butirato y nonanoato de etilo y undecilato de amilo.

Uvas Formiato y heptanoato de etilo.

Notas:Amilo = pentilo.Isoamilo = isopentilo.El cido isovalerinico es (CH3)2CHCH2COOH.

El cido undeclico es CH3(CH2)9COOH.

Los mtodos de obtencin y sus reacciones ms importantes se han visto antes, al tratar de los cidos.

12


13/19


4

Sntesis de la aspirina

El cido acetilsaliclico o AAS (C9H8O4) (conocido popularmente como aspirina), es un frmaco de la familia

de los salicilatos, usado frecuentemente como antiinflamatorio, analgsico (para el alivio del dolor leve y

moderado), antipirtico (para reducir la fiebre) y antiagregante plaquetario (indicado para personas con

riesgo de formacin de trombos sanguneos). Los efectos adversos de la aspirina son principalmente

gastrointestinales, es decir, lcera ppticas gstricas y sangrado estomacal, ya que es un cido moderado(El cido saliclico o salicilato, producto metablico de la aspirina, es un cido orgnico simple con un pKa

de 3,0, o sea, Ka=103. La aspirina, por su parte, tiene un pKade 3,5 a 25 C)

El propio cido saliclico6(o cido 2-hidroxibenzoico), que recibe su nombre de Salix, la denominacin

latina del saucede cuya corteza fue aislado por primera vez, es un analgsico. Inicialmente, el frmaco se

administr en forma de sal sdica. Sin embargo, el uso del salicilato sdico produca molestos efectos

secundarios, y pronto se busc una modificacin del frmaco que retuviese las teraputicas de este

compuesto, sin presentar los efectos secundarios indeseables. Por tratamiento del cido saliclico con

anhdrido actico se obtiene el cido acetilsaliclico, un compuesto tan eficaz como el salicilato sdico,

pero de reducidos efectos secundarios. El mismo tipo de estrategia se emple ms tarde para lamodificacin de otro potente analgsico, la morfina. En este caso el problema consista en su capacidad

de crear adiccin y, con la idea de solventarlo, se acetil la morfina, obtenindose la diacetilmorfina o

herona. No hay que decir que, en este caso, la estrategia no tuvo el mismo xito que con el cido

saliclico.

El cido acetilsaliclico es un ster de cido actico y cido saliclico (este ltimo acta como "alcohol").

Aunque se pueden obtener steres de cido por interaccin directa del cido actico con un alcohol o un

fenol, se suele usar un sustituto del cido actico, anhdrido actico, como agente acetilante. ste permite

producir steres de acetato con velocidad mucho mayor, que por la accin directa del cido actico.

La reaccin de esterificacin que tiene lugar se indica a continuacin:

6Industrialmente se obtiene hoy da a partir de dixido de carbono y fenolato de sodio- la sal de sodio del fenol- por

sustitucin electroflica y posterior liberacin del cido de su sal mediante adicin de un cido fuerte. Es la conocidasntesis de Kolbe-Schmitt. El fenol puede prepararse a partir de diversos compuestos aromticos (como el benceno,el clorobenceno o el isopropilbenceno) procedentes del petrleo. De este modo, el precio del petrleo puededeterminar, en ltima instancia, el coste y disponibilidad de frmacos como la aspirina.

13


14/19


La preparacin de la aspirina en el laboratorio de qumica es una prctica habitual en las facultades de

qumica. He aqu un extracto de la prctica (extrada dehttp://goo.gl/UeEOG6):

En un erlenmeyer de 100 ml se coloca aproximadamente 1 g de cido saliclico (tomar nota de la

cantidad pesada) y con precaucin se aaden 3 ml de anhdrido actico y unas gotas de cido

fosfrico al 85%. Se agita suavemente el matrz para homogeneizar la mezcla y se sumerge en un

vaso de precipitado de 500 ml lleno de agua caliente durante 10 minutos. A continuacin, seaade con lentitud y gota a gota 1 ml de agua a fin de descomponer el exceso de anhdrido

actico (Nota: el anhdrido actico reacciona violentamente con el agua y la mezcla puede

salpicar). Se aaden ahora 10 ml de agua, se calienta hasta que la solucin se aclare y se deja

enfriar.

Cuando se inicie el enturbiamiento, se rasca la pared del vaso con una varilla de vidrio hasta que

cristalice la aspirina. Se deja enfriar, se filtra a gravedad con un embudo cnico con papel de filtro,

lavando los cristales con dos porciones de 3 ml de agua fra. El cido acetilsaliclico puede

purificarse por recristalizacin en una mezcla de disolventes. Para ello se coloca la aspirina

obtenida en un vaso de precipitado de 100 ml y se le aaden de 8 a 10 ml de etanol. Se calienta albao Mara, hasta que los cristales se disuelvan. A continuacin, se aaden lentamente 15 ml de

agua destilada y se contina la calefaccin hasta que la disolucin entre en ebullicin.

Seguidamente se separa el vaso de precipitado de la llama y se deja enfriar.

Cuando se inicie el enturbiamiento, se rasca la pared del vaso con una varilla de vidrio, hasta que

recristalice la aspirina. A continuacin, se filtra a vaco, lavando los cristales con dos porciones de

3 ml de agua fra y se secan, comprimindolos sobre papel de filtro. Una vez secos se pesan para

saber la cantidad de producto obtenido tras la recristalizacin.

5

Polmeros o macromolculas. tipos.Son molculas muy grandes, con una masa molecular que puede alcanzar millones de unidades de masa

atmica (u o uma) , que se obtienen por la repeticiones de una o ms unidades simples llamadas

monmeros unidas entre s mediante enlaces covalentes. Forman largas cadenas que se unen entre s

por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrgeno o interacciones hidrofbicas.

Se pueden clasificar segn diversos criterios:

Segn su origen:

o Naturales: Caucho, polisacridos (celulosa, almidn), protenas, cidos nuclicos

o Artificiales: Plsticos, fibras textiles sintticas, poliuretano, baquelita Segn su composicin:

o Homopolmeros: Un slo monmero

o Copolmeros: Dos o ms monmeros

Segn su estructura:

o Lineales: Los monmeros se unen por dos sitios (cabeza y cola)

o Ramificados: Si algn monmero se puede unir por tres o ms sitios.

Por su comportamiento ante el calor:

o Termoplsticos: Se reblandecen al calentar y recuperan sus propiedades al enfriar. Se

moldean en caliente de forma repetida.

o Termoestables: Una vez moldeados en caliente, quedan rgidos al ser enfriados por

formar nuevos enlaces y no pueden volver a ser moldeados.

14
http://goo.gl/UeEOG6http://goo.gl/UeEOG6http://goo.gl/UeEOG6http://goo.gl/UeEOG6


15/19


5.1 Tipos de polimerizacin.Existen dos tipos fundamentales de polimerizacin:

Adicin.

Condensacin.

a)

Polimerizacin por Adicin.

La masa molecular del polmero es un mltiplo exacto de la masa molecular del monmero, pues al

formarse la cadena los monmeros se unen sin perder ningn tomo.

Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura hemoltica:

Iniciacin: CH2=CHCl + catalizador CH2CHCl

Propagacin o crecimiento: 2 CH2CHCl CH2CHClCH2CHCl

Terminacin: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se unen dos cadenas

con un terminal neutralizado.

En el cuadro siguiente vemos algunos de los polmeros de adicin ms importantes, sus principalesaplicaciones, as como los monmeros de los que proceden. Ntese que los polmeros basan su

nomenclatura en el nombre comercial de los monmeros.

MONMERO POLMERO USOS PRINCIPALES

CH2=CH2Eteno (etileno)

CH2CH2CH2CH2polietileno

Bolsas, botellas, juguetes...

CH2=CHCH3Propeno(propileno)

CH2CHCH2CH| |

CH3 CH3polipropileno

Pelculas, tiles de cocina,

CH2=CHClCloroeteno (cloruro de vinilo ocloruro de etileno)

CH2CHClCH2CHClPolicloruro de vinilo (PVC)

Ventanas, sillas, aislantes.

CH2=CH

fenileteno(estireno)

CH2CHCH2CH

poliestireno

Juguetes, embalajes, aislantetrmico y acstico.

CF2=CF2tetrafloreteno

CF2CF2CF2CF2PTFE (tefln)

Antiadherente, aislante...

CH2=CClCH=CH2

2-clorobutadieno

CH2CCl=CHCH2

cloropreno o neopreno

Aislante trmico, neumticos

CH2=CHCNpropenonitrilo (acrilonitrilo)

CH2CHCH2CH| |

CN CNpoliacrilonitrilo

Tapiceras, alfombras, tejidos

CH3|

CH2=CCOOCH3metil-propenoato de metilo(metacrilato de metilo)

CH3 CH3| |

CH2CCH2C| |COOCH3 COOCH3

PMM (plexigls)

Muebles, lentes y equipospticos

15


16/19


b) Polimerizacin por Condensacin.

En cada unin de dos monmeros se pierde una molcula pequea, por ejemplo agua. Por tanto, la masa

molecular del polmero no es un mltiplo exacto de la masa molecular del monmero. Los principales

polmeros de condensacin son:

Homopolmeros:

o

Polietilenglicolo Siliconas

Copolmeros:

o Baquelitas.

o Polisteres.

o Poliamidas.

Polietilenglicol:

El polietilenglicol (PEG) es un politer ampliamente empleado en la industria. Su nombre generalmente

aparece asociado a un nmero que hace referencia a la masa molecular del polmero u oligmero; por

ejemplo, un PEG con n=80 poseer una masa molecular media de unos 3500 u, por lo que se llamar PEG

3500. Su estructura qumica puede representarse como HO-(CH2-CH2-O-)n-H.

Suele producirse por la prdida de una molcula de agua entre 2 grupos (OH) formndose puentes de

oxgeno:

CH2OHCH2OH etanodiol (etilenglicol)

CH2OHCH2OCH2CH2OH + H2O

...OCH2CH2OCH2CH2O... (polietilenglicol)

La reaccin est catalizada por compuestos de magnesio, aluminio o calcio. Para preparar polietilenglicolde bajo peso molecular se usan catalizadores alcalinos como NaOH O Na2CO3.

Siliconas:

Las siliconas son polmeros inorgnicos, es decir, no contienen tomos de carbono en su cadena principal.

Esta es una cadena alternada de tomos de silicio y de oxgeno. Cada silicona tiene dos grupos unidos a la

misma y stos pueden ser grupos orgnicos. Esquemticamente:

La figura de la parte inferior muestra grupos metilo unidos a los tomos de silicio. Este polmero se llama

polidimetilsiloxano (PDMS) y es la silicona ms comn. Es transparente, generalmente inerte, inocuo y no

inflamable. Sus aplicaciones varan desde lentes de contacto y artilugios mdicos hasta elastmeros.

Tambin lo podemos encontrar en champs, como aditivo en alimentos (como antiespumante),

lubricantes y recubrimientos resistentes al calor. Lo ltimo son los moldes para el horno.

16


17/19


Las siliconas son polmeros de frmula general (R2SiO)n. en donde R es un radical orgnico. Se pueden

formar polmeros con cadenas entrecruzadas como polmeros cclicos. Proceden de monmeros del tipo

R2Si(OH)2

Estos compuestos poseen unas propiedades muy tiles. La presencia de los grupos hidrocarbonados en

las siliconas hacen que sea una sustancia hidrfuga, siendo muy utilizadas en tejidos impermeables para

evitar la humedad. Su elevada resistencia al calor permite emplearlas como sustituyentes del caucho y de

los lubricantes cuando stos pierden sus propiedades a causa de la temperatura. Se cuenta que en el fro

invierno del 1942, los norteamericanos facilitaron lubricantes a base de siliconas para que los carros de

combate de sus aliados soviticos pudieran emprender una ofensiva contra las tropas alemanas. Son

tambin muy buenos aislantes elctricos. En la construccin permiten aislar y restaurar edificios y

monumentos. Las metilsiliconas se emplean en ciruga ya que son biolgicamente inertes y, adems, no

provocan la coagulacin de la sangre ni se adhieren sobre los tejidos corporales. El primer implante de

silicona se hizo en 1955, colocando un by-pass en un nio. En 1961 se empez a estudiar su uso en

implantes de mama. Se usan tambin en cosmtica (cremas antisolares y de afeitar, dentfricos, lacas,

etc.) y en imprenta (soporte etiquetas adhesivas)

Baquelita:

La baquelita fue la primera sustancia plstica totalmente sinttica, creada en 1907 y nombrada as en

honor a su creador, el belga Leo Baekeland (Premio Nobel en Qumica). Este producto puede moldearse a

medida que se forma y endurece al solidificarse. El alto grado de entrecruzamiento de la estructuramolecular de la baquelita le confiere la propiedad de ser un plstico termoestable: una vez que se enfra

no puede volver a ablandarse. Esto lo diferencia de los polmeros termoplsticos, que pueden fundirse y

moldearse varias veces, debido a que las cadenas pueden ser lineales o ramificadas pero no presentan

entrecruzamiento.

Se obtiene por copolimerizacin entre el fenol y el metanal (formaldehdo). Se forman cadenas que se

unen entre s debido al grupo hidroximetil en posicin para.

Se utiliza como cubierta en diferentes electrodomsticos, como televisores...

OH

HCHO

OH

CH2OH

OH

CH2OH

H+

+ +

OH

CH2

CH2

C

H2

OH

CH2OHOH

C

H2

OH

C

H2

CH2

OH

CH2

OH

CH2

CH2

17


18/19


Polisteres:

Se producen por sucesivas reacciones de esterificacin (alcohol y cido).

El tereftalato de polietileno, politereftalato de etileno, polietilentereftalato o polietileno tereftalato (ms

conocido por sus siglas en ingls PET, polyethylene terephtalate) es un tipo de plstico muy usado en

envases de bebidas y textiles. Es el polister formado por la polimerizacin por condensacin (prdida de

H2O) entre el cido tereftlico (cidop-benceno-dicarboxilico) y el etilenglicol (etanodiol)

Fue producido por primera vez en 1941 por los cientficos britnicos Whinfield y Dickson, quienes lopatentaron como polmero para la fabricacin de fibras. Se debe recordar que su pas estaba en plena

guerra y exista una apremiante necesidad de buscar sustitutos para el algodn proveniente de Egipto.

A partir de 1946 se empez a utilizar industrialmente como fibra textil (denominada tergal) y su uso ha

proseguido hasta el presente. En 1952 se comenz a emplear en forma de filme para envasar alimentos.

Pero la aplicacin que le signific su principal mercado fue en envases rgidos, a partir de 1976. Pudo

abrirse camino gracias a su particular aptitud para la fabricacin de botellas. Al ser un termoplstico

puede calentarse e inyectarse en moldes o inflarse para producir las botellas partiendo de las

denominadas preformas. Se puede ver un vdeo ilustrativo enhttp://goo.gl/vhQw6J.

Poliamidas:

Se producen por sucesivas reacciones entre el grupo cido y el amino con formacin de amidas. La

cantidad de tomos de carbono en las cadenas de la amina y del cido se puede indicar detrs de las

iniciales de poliamida (PA). La poliamida ms conocida es el nailon o niln (grafia en espaol del nombre

comercial nylon) o PA6.6 formado por la copolimerizacin del cido adpico (cido hexanodioico) y la 1,6-

hexanodiamina:

HOOC(CH2)4COOH + H2N(CH2)6NH2[OC(CH2)4CONH(CH2)6NH]n + H2O

El nailon es una fibra textil elstica y resistente, no la ataca la polilla, no precisa planchado y se utiliza enla confeccin de medias, tejidos y telas de punto, tambin cerdas y sedales. El nailon moldeado se utiliza

como material duro en la fabricacin de diversos utensilios, como mangos de cepillos, peines, cuerdas,

paracadas, etc.

Otra poliamida muy utilizada hoy da es el kevlar, material con el que se disean los chalecos antibalas.

Para fabricarlo se realiza una polimerizacin por pasos a partir de la p-fenilendiamina y el dicloruro del

cido tereftlico o cloruro de tereftalolo.

18
http://goo.gl/vhQw6Jhttp://goo.gl/vhQw6Jhttp://goo.gl/vhQw6Jhttp://goo.gl/vhQw6J


19/19


6

ORGNICA:

1. (50-J09) Nombre los compuestos orgnicos y los grupos funcionales que contienen. Seale el tipo de

hibridacin que presentan los tomos de carbono.

a. CH3 CH2 CONH2(0,5 puntos)

b. CH3 CHOH CH2 CH3(0,5 puntos)

c. CH3 CH2 NH CH3(0,5 puntos)d. CH3 CH2 COOCH3(0,5 puntos)

2. (94-SE10) Responda a las cuestiones siguientes:

a. Escriba las frmulas de los siguientes compuestos orgnicos: dimetilter; ciclohexanol; acetato de

metilo; propilamina. (1,0 puntos).

b. Explique por qu la molcula de eteno, C2H4, es plana con ngulos de enlace de, aproximadamente, 120

grados, mientras que la molcula de acetileno, C2H2, es lineal. En cul de las dos molculas anteriores la

distancia entre los tomos de carbono debe ser menor? (1,0 puntos).

3. (108-J11) Nombre los siguientes compuestos:

a) CH2=CH-CH3; CH2OH-CH2-CH2-CH2OH ; CH3-O- C6H5; CH3CO-CH3; CH3-CH2-COOCH3. (1,0 puntos)

b) Formule los siguientes compuestos:

2-metilheptano; 1,3-butadieno ; fenol; cido propanoico; etilamina. (1,0 puntos)

4. (135-S12) Responda las siguientes cuestiones:

a) Nombre los siguientes compuestos: (1,0 puntos)

CH3 CH2 CH = CH C C CH = CH CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CHO

CH3 CH2 CO CH2 CH2 CH3 CH3 COOH

b) Formule los siguientes compuestos: (1,0 puntos)

Butil metil amina Etil propil ter

2-buteno 4-metil-1-hexanol

5. (155-S13) a. Nombre los siguientes compuestos:CH3-COOH; CH3-COO-CH2-CH3; NH2-CH2-CH2-CH3; CH3-CH=CH-CH3; CH3-CH2-CHO (1,0 puntos)

b. Formule los siguientes compuestos:

Fenilamina; cido metanoico; 1-Butanol; Butanal; Propino (1,0 puntos)

7

Reacciones:

6. (15-S07) Escriba la reaccin qumica que tiene lugar, formulando todos los compuestos que intervienen

cuando:

a) El etino reacciona con una molcula de cloro. (0,6 puntos)

b) El propeno reacciona con una molcula de bromuro de hidrgeno. (0,7 puntos)

c) El 2-buteno reacciona con una molcula de cloruro de hidrgeno. (0,7 puntos)

S: adicin al doble enlace. Regla de Markonikov en el b)

7. (30-J08) Escriba las siguientes reacciones orgnicas, nombrando los productos que se obtienen en cada

una de ellas e indicando a qu tipo de reacciones pertenece:

a) cido propanoico con 2-butanol. (1,0 puntos)

b) 2-Buteno con hidrgeno en presencia de platino como catalizador. (1,0 puntos)

S: a) Esterificacin y b) adicin

ALCOHOLES PROPIEDDES

Documents

Transcript of ALCOHOLES PROPIEDDES