Semana 19 y 20 : Alcoholes, fenoles, éteres, Tioéteres y tioles

En esta presentación, se estudiaran familias que poseen grupos funcionales con

oxígeno : Alcoholes, fenoles, éteres y que poseen grupos funcionales con

azufre : tioles, Tioéteres

Alcohol

Compuesto orgánico que en su cadena carbonada presenta un radical –OH ( conocido como Hidroxilo ú Oxhidrilo ).

Representación : R-OH

Ejemplo:

CH3OH

CH3CH2OH CH3CHCH3

OH

Fenoles

Compuestos orgánicos que presentan un radical –OH , unido directamente a un anillo aromático.

Representación Ar-OH

Ejemplos:

-OH

Eteres

Compuestos orgánicos que contienen un oxígeno -o- unido a dos radicales, ya sean éstos Alifáticos, Aromáticos ó bien Alifático / Aromático. Representación:

R-O-R Ejemplos:

CH3CH2-O-CH2CH3 CH3CH2-O-CH3

Ar-O-Ar Ar-O-R

-O- -O-CH3

Tioles ó mercaptanos

Compuestos orgánicos que poseen dentro de su estructura al radical –SH ( tiol ó mercaptano). Se representan:

R-S H. Ejemplos:

CH3CH2SH CH3CH2CH2SH

CH3CHCH3

SH note que son iguales a los alcoholes, pero tienen Azufre ( S) en lugar de Oxígeno. “tio” = “azufre”.

Tioéteres

Compuestos orgánicos que poseen Azufre –S-, entre dos radicales.

Representación :al igual que los éteres los radicales pueden ser aromáticos, alifáticos o mixtos: ROR ArOAr ROAr. Ejs:

CH3SCH3 CH3CH2SCH3

Nótese: son igual a los éteres, pero en lugar de oxígeno, poseen azufre.

Clasificación de alcoholesSe clasifican de acuerdo al tipo de carbono

al que se halla unido el radical –OH:Primarios: radical –OH unido a un carbono

primario :CH3CH2CH2-OHSecundarios: -OH unido a un C. 2ario.

CH3-CH-CH3

OHTerciarios: -OH unido a C. 3ario.

(CH3)3-C-OH

Propiedades físicas de alcoholes y fenoles

• Debido a la presencia del radical –OH, los alcoholes y fenoles son más polares y pueden formar Puentes de Hidrogeno, con el agua, lo que los hace más solubles que los alcanos respectivos.

• También pueden formar puentes de Hidrogeno entre ellos, por lo tanto son líquidos en su mayoría ó sólidos y tienen puntos de ebullición mayores que los alcanos respectivos.

• Al igual que todos, sus puntos de ebullición, fusión y densidad, aumentan al aumentar lo longitud de la cadena carbonada en tanto que la solubilidad en agua disminuye.

Propiedades físicas de éteres

Debido a que el oxígeno de los éteres, no poseen Hidrogeno unido, no forman Puentes de Hidrógeno de forma significativa, por lo tanto son poco solubles en agua y muy volátiles.

Nomenclatura UIQPA de alcoholes.

1-Escoger la cadena carbonada más larga que incluya al grupo funcional –OH.

2-Numerar la cadena desde el extremo más cercano al radical –OH.

3- Dar la posición del radical –OH por el número respectivo, y hacer terminar el nombre del alcano básico en “ol”.

4- Si hay sustituyentes, éstos se nombran primero ( seguir normas ya vistas).

Ejemplos

• CH3OH : Metanol• CH3CH2OH : Etanol• CH3CH2CH2OH : 1-Propanol• CH3CHCH3 : 2-propanol• OH• CH3CH2CH2CH2OH : 1-Butanol• CH3CHCH2CH2CHCH2CH3 6-metil-3-heptanol.

• CH3 OH

Continuación construya las estructuras de:

• a) 4,4-dimetil-2-hexanol d) 2,4-hexanodiol

• b) 2-etil-1-pentanol

• c) Ciclohexanol

Nombres comunes de alcoholes:

• Se antepone la palabra “alcohol” y a continuación el nombre del alcano del que se origina quitando la terminación ano y agregar “ílico”.

• Cuando hay posibilidad de varios isómeros se usa después de la palabra alcohol prefijos como “sec” ó “ter”, que indica si el radical –OH se halla en un carbono secundario ó terciario.

Ejemplos de uso de nomenclatura común.

• CH3OH : alcohol metílico ( UIQPA : Metanol )• CH3CH2OH : alcohol etílico ( UIQPA : Etanol)• CH3CH2CH2OH: alcohol n-propílico (UIQPA : 1-Propanol)

• CH3CHCH3 alcohol isopropílico (UIQPA: 2-Propanol ) OH• CH3CH2CH2CH2OH: alcohol n-butílico• CH3CHCH2CH3 : alcohol sec-butílico OH

• (CH3 )3C-OH: alcohol ter-butílico

Propiedades químicas de alcoholes

Oxidación con KMnO4

Los alcoholes primarios se oxidan a aldehídos.

Los alcoholes secundarios se oxidan a cetonas .Los alcoholes terciarios no experimentan

oxidación bajo éstas condiciones.La manifestación de la reacción positiva es una

coloración café con precipitado.

Reacción de un alcohol primario con KMnO4,

El alcohol primario se convierte en un aldehído

• Representación general :

R-CH2OH + KMnO4 R-CHO + MnO2 + KOH

Alcohol primario (aldehido)

Ejemplos: CH3CH2OH + KMnO4 CH3CHO + MnO2 + KOH

Complete:

CH3CH2CH2CH2OH + KMnO4

Reacción de un alcohol secundario con

KMnO4 El alcohol se convierte en una

cetona

Representación general: RCHR + KMnO4 RCOR + MnO2 (s) + KOH + H2O

OH (cetona)

CH3CH2CHCH3 +KMnO4CH3CH2COCH3 + MnO2(s) + KOH + H2O

OH

Complete:

3-hexanol + KMnO4

Prueba ó reacción de Lucas

• Reactivo de Lucas ( HCl concentrado como reactivo y ZnCl2 como catalítico).

• Es una reacción de sustitución donde se sustituye el radical –OH de un alcohol por un ion cloruro (Cl-). Como subproducto se obtiene H2O.

• La manifestación de la reacción es una “turbidez en el fondo del tubo”.

• Al añadir el reactivo de Lucas debe hacerse “resbalado por las paredes del tubo y NO debe agitarse.

• Los alcoholes terciarios reaccionan inmediatamente a temperatura ambiente. Los secundarios a los 1-3 ‘, en baño Maria ( no hirviendo). Los Primarios dan una reacción negativa( aún en Baño Maria).

Ejemplos de reacción de Lucas :

ZnCl2 CH3CH2CH2CHCH3 + HCl CH3CH2CHCH3 + H2O

OH Cl

ZnCl2

(CH3)3C-OH + HCl (CH3)3C-Cl + H2O

Escriba la reacción de Lucas con el :

a) 2-metil-3-pentanol

b) 3-metil-3-hexanol

Deshidratación a 180°C con H2SO4 concentrado.

• Los alcoholes pierden una molécula de H2O( se deshidratan), con ácido sulfúrico concentrado y originan un Alqueno.

• Esta reacción sigue la regla de Saytseff, que dice que el producto principal es el alqueno más ramificado ( el que posee más radicales alrededor del doble enlace, es decir casi NO se produce un alqueno cuyo doble enlace se halle en un extremo de la cadena a menos que el alcohol sea primario.)

Ejemplos de deshidratación

180°C CH3CHCH2CH3 + H2SO4 CH3CH=CHCH3 + H2O

OH H-OH

Complete la reacción de deshidratación del:

a) 3-metil-3-pentanol

180°C

b) CH3CH2CH2CH2OH + H2SO4

Usos y riesgos de algunos alcoholes

• CH3OH ( alcohol metílico, metanol)”alcohol de madera”.Materia

prima en la fabricación de formaldehído y polímeros, solvente y combustible en “Sterno” y mecheros para mantener la comida caliente. Altamente tóxico su ingestión produce ceguera y muerte.

• CH3CH2OH : (alcohol etílico, etanol) “alcohol de grano”., alcohol

presente en todas las bebidas alcohólicas. Se usa como desinfectante, solvente y se puede adicionar a la gasolina.

Al beberlo en cantidades moderadas, afecta el juicio personal y reduce inhibiciones. A mayor cantidad afecta coordinación motriz y articulación del habla, en mayores cantidades causa naúsea y pérdida de la conciencia. Y en cantidades elevadas puede causar paro respiratorio y muerte.

Continuación de usos e importancia

CH3CHCH3: “2-propanol ó alcohol isopropílico.

OH : sustituto del etanol para desinfección y fricciones. Es más toxico y no bebible.

HOCH2CH2OH Etilenglicol ó 1,2-etanodiol:

principal componente del anticongelante .CH2OHCHOHCH2OH: 1,2,3-propanotriol ( glicerol ó

glicerina): producto de la digestión de grasas, usado en cremas pues favorece la humectación é hidratación.

También usado como aditivo en alimentos.

Tioles ó mercaptanos R-SH

• Nombre UIQPA:

• Se nombran igual que alcohol, pero se hace terminar en ”tiol”.

• Nombre COMUN : se coloca el nombre del radical al que se halla unido el –SH y a continuación la palabra “mercaptano”.

Ejemplo de tioles ó mercaptanos.

CH3SH : Metanotiol Metilmercaptano

CH3CH2SH Etanotiol Etilmercaptano

CH3CH2CH2SH 1-propanotiol Propilmercaptano

CH3CHCH3 : 2-propanotiol Isopropilmercaptano

SH

Eteres : Nomenclatura

• Común se enumeran los radicales en orden alfabético y a continuación la palabra éter.Si el mismo radical está presente se usa el prefijo “di”.Ejemplos:

• UIQPA: El radical más pequeño se nombra como “oxi” y a continuación el nombre del alcano correspondiente al otro radical de mayor tamaño.

• CH3OCH3 : Dimetiléter Metoximetano• CH3CH2OCH3 : Etilmetiléter. Metoxietano• CH3CH2OCH2CH2CH3 : Etilpropiléter 1-Etoxipropano• CH3CHOCH2CH3 : Isopropiletiléter 2-etoxipropano• CH3

Usos y riesgos de algunos éteres

• El dietiléter: antiguamente usado como anestésico general. Actualmente se usa como solvente de sustancias apolares.

• Metilterbutiléter : se inyecta directamente en la vesícula biliar a través de un catéter, éste disuelve los cálculos que principalmente son de colesterol, no presenta efectos secundarios desagradables.

Tioéteres R-S-R

• Nomenclatura común: se nombran igual que los éteres anteponiendo el prefijo “tio”.

• CH3-S-CH3 Dimetiltioéter

• CH3-S-CH2CH3 Etilmetiltioéter

• CH3CH2-S-CH2CH2CH3 Etilpropiltioéter.

Importancia de los tioles y tioeteres

• El aminoácido metionina, posee una función “tioéter” y la Cisteina una función “tiol”.

• Los tioles tienen olores desagradables EJ:• 3-metil-1-butanotiol : olor del zorrillo.• Propanotiol: olor de cebollas.• Mezcla de metanotiol y etanotiol: se agrega al

gas para darle un “olor de advertencia”.

Comente quimica y salud, pág. 409 y 418