Struktura sekundárního alkoholu, vlastnosti, nomenklatura, použití

3873
Charles McCarthy

A sekundární alkohol Má nosný uhlík hydroxylové skupiny (OH), připojený ke dvěma uhlíkům. Zatímco v primárním alkoholu je uhlík nesoucí hydroxylovou skupinu navázán na jeden atom uhlíku a v terciárním alkoholu je navázán na tři atomy uhlíku..

Alkoholy jsou o něco slabší kyseliny než voda s následujícími hodnotami pKa: voda (15,7); methyl (15,2), ethyl (16), isopropyl (sekundární alkohol, 17) a terc-butyl (18) alkoholy. Jak je vidět, isopropylalkohol je méně kyselý než methylalkohol a ethylalkohol..

Strukturní vzorec sekundárního alkoholu. Zdroj: Jü [public domain], z Wikimedia Commons

Horní obrázek ukazuje strukturní vzorec pro sekundární alkohol. Červený uhlík je nosičem OH a je spojen se dvěma alkylovými (nebo arylovými) skupinami R a jedním atomem vodíku..

Všechny alkoholy mají obecný vzorec ROH; ale pokud je uhlík nosiče pozorován podrobně, pak primární alkoholy (RCHdvaOH), sekundární (R.dvaCHOH, zde zvýšen) a terciární (R3COH). Tato skutečnost má vliv na jeho fyzikální vlastnosti a reaktivitu..

Rejstřík článků

  • 1 Struktura sekundárního alkoholu
  • 2 Vlastnosti
    • 2.1 Body varu
    • 2.2 Kyselost
    • 2.3 Reakce
  • 3 Názvosloví
  • 4 použití
  • 5 příkladů
    • 5.1 2-oktanol
    • 5.2 Estradiol nebo 17β-estradiol
    • 5.3 20-Hydroxy-leukotrien
    • 5,4 2-Heptanol
  • 6 Reference

Struktura sekundárního alkoholu

Struktury alkoholů závisí na povaze skupin R. Avšak pro sekundární alkoholy je možné učinit určité příklady, vzhledem k tomu, že mohou existovat pouze lineární struktury s větvemi nebo bez nich, nebo cyklické struktury. Například máte následující obrázek:

Cyklický sekundární alkohol a sekundární alkohol s rozvětveným řetězcem. Zdroj: Gabriel Bolívar

Všimněte si, že pro obě struktury existuje něco společného: OH je spojen s „V“. Každý konec V představuje stejnou R skupinu (horní část obrazu, cyklická struktura) nebo odlišnou (spodní část, rozvětvený řetězec).

Tímto způsobem je velmi snadno identifikovatelný jakýkoli sekundární alkohol, i když jeho nomenklatura není vůbec známa..

Vlastnosti

Body varu

Vlastnosti sekundárních alkoholů se fyzicky příliš neliší od ostatních alkoholů. Obvykle jsou to průhledné kapaliny, a aby byla pevná při pokojové teplotě, musí vytvořit několik vodíkových vazeb a mít vysokou molekulovou hmotnost.

Stejný strukturní vzorec RdvaCHOH naznačuje určité vlastnosti, které jsou u těchto alkoholů obecně jedinečné. Například skupina OH je méně exponovaná a je k dispozici pro interakce vodíkových vazeb, RdvaCH-OH-OHCHRdva.

Je to proto, že skupiny R, přiléhající k uhlíku nesoucímu OH, mohou překážet a bránit tvorbě vodíkových vazeb. Výsledkem je, že sekundární alkoholy mají nižší teploty varu než primární alkoholy (RCHdvaACH).

Kyselost

Podle definice Brönsted-Lowry je kyselina ta, která poskytuje protony nebo vodíkové ionty, H+. Pokud k tomu dojde u sekundárního alkoholu, máte:

RdvaCHOH + B- => R.dvaCHO- + HB

Konjugovaná báze RdvaCHO-, alkoxidový anion, musí stabilizovat svůj záporný náboj. U sekundárního alkoholu je stabilizace nižší, protože dvě skupiny R mají elektronickou hustotu, která do určité míry odpuzuje negativní náboj na atomu kyslíku..

Mezitím pro alkoxidový anion primárního alkoholu RCHdvaNEBO-, je zde menší elektronické odpuzování, protože existuje pouze jedna skupina R a ne dvě. Atomy vodíku navíc nevykazují výrazný odpor a naopak přispívají ke stabilizaci záporného náboje..

Sekundární alkoholy jsou proto méně kyselé než primární alkoholy. Pokud je to tak, pak jsou základní a přesně ze stejných důvodů:

RdvaCHOH + HdvaB+ => R.dvaCHOHdva+ + HB

Nyní skupiny R stabilizují pozitivní náboj na kyslíku tím, že se vzdají části své elektronové hustoty..

Reakce

Halogenovodík a halogenid fosforitý

Sekundární alkohol může reagovat s halogenovodíkem. Je uvedena chemická rovnice reakce mezi isopropylalkoholem a kyselinou bromovodíkovou v médiu s kyselinou sírovou a produkcí isopropylbromidu:

CH3CHOHCH+ HBr => CH3CHBrCH+ HdvaNEBO

A může také reagovat s trihalogenem fosforu, PX3 (X = Br, I):

CH3-CHOH-CHdva-CHdva-CH3  +  PBr3  => CH3-CHBr-CHdva-CHdva-CH3  + H3PO3

Výše uvedená chemická rovnice odpovídá reakci mezi Sec-pentanolem a tribromidem fosforitým, přičemž vzniká sek-pentylbromid.

Všimněte si, že v obou reakcích sekundární alkylhalogenid (RdvaCHX).

Dehydratace

Při této reakci dochází ke ztrátě H a OH ze sousedních uhlíků a tvoří dvojnou vazbu mezi těmito dvěma atomy uhlíku. Proto dochází k tvorbě alkenu. Reakce vyžaduje kyselý katalyzátor a přísun tepla.

Alkohol => Alken + HdvaNEBO

Například máme následující reakci:

Cyklohexanol => Cyklohexen + HdvaNEBO

Reakce s aktivními kovy

Sekundární alkoholy mohou reagovat s kovy:

CH3-CHOH-CH3 + K => CH3CHO-K.+CH3 + ½ H+

Zde izopropylalkohol reaguje s draslíkem za vzniku isoproxidové soli draselných a vodíkových iontů..

Esterifikace

Sekundární alkohol reaguje s karboxylovou kyselinou za vzniku esteru. Například je uvedena chemická rovnice pro reakci sek-butylalkoholu s kyselinou octovou za vzniku sek-butylacetátu:

CH3CHOHCHdvaCH3  + CH3COOH <=> CH3COOCHCH3CHdvaCH3

Oxidace

Primární alkoholy se oxidují na aldehydy a ty se zase oxidují na karboxylové kyseliny. Sekundární alkoholy se však oxidují na aceton. Reakce jsou obvykle katalyzovány dichromanem draselným (K.dvaCrO7) a kyselina chromová (HdvaCrO4).

Celková reakce je:

RdvaCHOH => RdvaC = O

Nomenklatura

Sekundární alkoholy jsou pojmenovány podle pozice skupiny OH v hlavním (nejdelším) řetězci. Toto číslo předchází názvu, nebo může následovat za názvem příslušného alkanu pro uvedený řetězec.

Například CH3CHdvaCHdvaCHdvaCHOHCH3, je 2-hexanol nebo hexan-2-ol.

Pokud je struktura cyklická, není třeba umisťovat čitatele; pokud neexistují další substituenty. Proto se cyklický alkohol na druhém obrázku nazývá cyklohexanol (kruh je šestihranný).

A u druhého alkoholu se stejným obrázkem (rozvětveným) se jmenuje: 6-ethyl-heptan-2-ol.

Aplikace

-Jako rozpouštědlo a chemický meziprodukt se používá sek-butanol. Je přítomen v hydraulických kapalinách pro brzdy, průmyslové čističe, leštidla, odlakovače, minerální flotační prostředky a ovocné esence a parfémy..

-Isopropanolový alkohol se používá jako průmyslové rozpouštědlo a jako antikoagulant. Používá se v olejích a rychleschnoucích barvách, jako antiseptikum a náhrada ethanolu v kosmetice (například: pleťové vody, vlasové vody a tření alkoholu).

-Isopropanol je přísada do tekutých mýdel, čisticích prostředků na sklo, syntetických aromat v nealkoholických nápojích a potravin. Kromě toho se jedná o chemickou meziprodukt.

-Cyklohexanol se používá jako rozpouštědlo, při povrchové úpravě textilií, při zpracování kůže a jako emulgátor v mýdlech a syntetických detergentech..

-Methylcyklohexanol je přísada do odstraňovačů skvrn na bázi mýdla a speciálních detergentů na tkaniny.

Příklady

2-oktanol

2-oktanolová molekula. Zdroj: Jü [public domain], z Wikimedia Commons

Je to mastný alkohol. Je to bezbarvá kapalina, málo rozpustná ve vodě, ale rozpustná ve většině nepolárních rozpouštědel. Používá se mimo jiné při výrobě příchutí a vůní, barev a nátěrů, inkoustů, lepidel, domácí péče a maziv.

Estradiol nebo 17p-estradiol

Molekula estradiolu. Zdroj: NEUROtiker [Public domain], z Wikimedia Commons

Je to steroidní pohlavní hormon. Má ve své struktuře dvě hydroxylové skupiny. Je to převládající estrogen během reprodukčních let.

20-Hydroxy-leukotrien

Je to metabolit, který pravděpodobně pochází z oxidace lipidu leukotrienu. Je klasifikován jako cystinyl leukotrien. Tyto sloučeniny jsou mediátory zánětlivého procesu, který přispívá k patofyziologickým charakteristikám alergické rýmy..

2-heptanol

Je to alkohol nacházející se v ovoci. Také se nachází v zázvorovém oleji a jahodách. Je průhledný, bezbarvý a nerozpustný ve vodě. Používá se jako rozpouštědlo pro různé pryskyřice a zasahuje do flotační fáze při zpracování minerálů.

Reference

  1. James. (17. září 2014). Alkoholy (1) - nomenklatura a vlastnosti. Obnoveno z: masterorganicchemistry.com
  2. Encyklopedie bezpečnosti a ochrany zdraví při práci. (s.f.). Alkoholy. [PDF]. Obnoveno z: insht.es
  3. Clark J. (16. července 2015). Struktura a klasifikace alkoholů. Chemistry Libretexts. Obnoveno z: chem.libretexts.org
  4. PubChem. (2019). 20-Hydroxy-leukotrien E4. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Morrison, R. T. a Boyd, R, N. (1987). Organická chemie. 5ta Edice. Redakční Addison-Wesley Interamericana.
  6. Carey F. (2008). Organická chemie. (Šesté vydání). Mc Graw Hill.
  7. Graham Solomons T.W., Craig B.Fryhle. (2011). Organická chemie. Miny. (10th edice.). Wiley plus.
  8. Wikipedia. (2018). 2-oktanol. Obnoveno z: en.wikipedia.org

Zatím žádné komentáře