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Química Orgánica
Te
ma 3. Alcoholes
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1
Tema
3
.
Alcoholes.
Estructura. Nomenclatura de los alcoholes.
Acidez de los
alcoholes. Oxidación de alcoholes. Alcoholes como nucleófilos y electrófilos.
Formación y uso de los
ésteres de ácidos sulfónicos: t
osilatos y mesilatos.
Síntesis de
haluros de alq
uilo a partir de alcoholes. Reacciones dedeshidratación.
Estructura
.
La estructura de un alcohol se asemeja a la del agua puesto que un alcohol
procede de la sustitución formal de uno de los hidrógenos del agua por un grupo
alquilo.
H
O
H
C
H
3
O
H
0
.
9
6
A
1
.
4
3
A
0
.
9
6
A
1
0
4
.
5
º
1
0
8
.
9
º
1
1
4
º
o
o
o
a
g
u
a
m
e
t
a
n
o
l
En el agua el ángulo del enlace H
-
O
-
H es de 104.5º y el ángulo que forman los
dos pares deelectrones no compartidos es de 114º. Estos ángulos de enlace se
pueden explicar admitiendo una hibridación
sp
3
en el átomo de oxígeno. Ahora bien,
no hay ninguna razón para que un átomo (oxígeno, nitrógeno, carbono, etc) forme un
conjunto de orbitales híbridos equivalentes cuando no todos los orbitales se van a
utilizar del mismo modo. En el agua los orbitales híbridos
sp
3
que se van aemplear en
los
enlaces con los átomos de hidrógeno tienen un menor carácter s, lo que explica la
disminución del ángulo de enlace tetraédrico desde 109.5º a 104.5º. Por otra parte, los
dos orbitales híbridos
sp
3
, que contienen a los dos pares de electrones no enlazantes
,
tienen un mayor carácter s, lo que explica el aumento del ángulo de enlace desde
109.5º a 114º. El aumento del ángulo deenlace entre los pares de electrones no
compartidos tiene un efecto estabilizante al disminuir la repulsión electrónica entre los
mis
mos.
En el metanol el ángulo del enlace C
-
O
-
H es de 108.9º. Este ángulo es mayor
que en el agua debido a la presencia del grupo metilo, mucho más voluminoso que el
átomo de hidrógeno, que contrarresta el efecto de compresión del ángulo de enlace
que provoc
anlos dos pares de electrones no enlazantes.
Las longitudes de enlace O
-
H son aproximadamente las mismas en el agua que
en los alcoholes, pero la distancia de enlace C
-
O es bastante mayor (1.4
Å
) debido al
mayor radio covalente del carbono en comparación
con el del hidrógeno.
En el siguiente diagrama de interacción orbitálica se representa la formación del
enlace C
-
O en los alcoholes ylas energías de enlace en el metanol:
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2
C
O
C
s
p
3
(
C
)
s
p
3
(
O
)
C
O
σ
O
C
O
σ
∗
C
O
C
H
H
H
O
H
9
4
K
c
a
l
/
m
o
l
1
0
4
K
c
a
l
/
m
o
l
9
2
K
c
a
l
/
m
o
l
Nomenclatura de los alcoholes
.
Para nombrar a
los alcoholes se elige la cadena más larga que contenga el
grupo hidroxilo (OH) y se numera dando al grupo hidroxilo el localizador másbajo
posible. El nombre de la cadena principal se obtiene cambiando la terminación
–
o
del
alcano por
–
ol.
1-ciclopropil-1-propanol
C
H
O
H
C
H
2
C
H
3
2-etil-1-pentanol
C
H
3
C
H
2
C
H
2
C
H
C
H
2
O
H
C
H
2
C
H
3
2-propanol
C
H
3
C
H
C
H
3
O
H
Una mane
ra de organizar la familia de los alcoholes es clasificar a los alcoholes
en primarios, secundarios o terciarios de acuerdo con el tipo deátomos de
carbono
enlazados al grupo OH.
En la siguiente tabla se indican las estructuras de los
alcoholes según su g
rado de sustitución:
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3
C
H
3
C
H
H
O
H
(2-metil-2-propanol)
C
H
3
C
C
H
3
C
H
3
O
H
R
C
R
́
R
́
́
O
H
alcohol terciario
(2-butanol)
C
H
3
C
H
2
C
C
H
3
H
O
H
(etanol)
R
C
R
́
H
O
H
alcohol secundario
Ejemplos
R
C
H
H
O
HEstructura
alcohol primario
Tipo
Acidez de los alcoholes
.
Al igual que el protón del hidroxilo del agua, el protón del hidroxilo de un alcohol
es débilmente ácido. Una base fuerte puede sustraer el protón del hidroxilo de un
alcohol para generar un alcóxido.
base
O
H
R
+ B
R
O
+
B
H
alcohol
alcóxido
(ácido)
(base conjugada)
La constante de disociación de un alcohol queda definida por el...