EN primær alkohol er en, hvor hydroxylgruppen er bundet til et primært carbon; det vil sige et kulstof kovalent bundet til et andet kulstof og hydrogener. Dens generelle formel er ROH, specifikt RCHtoOH, da der kun er en alkylgruppe R.
R-gruppen med formlen RCHtoOH kan være enhver: en kæde, en ring eller heteroatomer. Når det kommer til en kæde, kort eller lang, har vi at gøre med de mest repræsentative primære alkoholer; blandt dem er methanol og ethanol, to af de mest syntetiserede på industrielt niveau.
Fysisk er de som andre alkoholer, og deres kogepunkter eller smeltepunkter afhænger af graden af deres forgrening; men kemisk set er de mest reaktive. Derudover er dens surhed højere end for sekundære og tertiære alkoholer.
Primære alkoholer gennemgår oxidationsreaktioner og bliver et stort antal organiske forbindelser: estere og ethere, aldehyder og carboxylsyrer. På samme måde kan de gennemgå dehydratiseringsreaktioner og omdanne til alkener eller olefiner.
Artikelindeks
De primære alkoholer afledt af lineære alkaner er de mest repræsentative. I virkeligheden kan enhver struktur, hvad enten den er lineær eller forgrenet, klassificeres inden for denne type alkoholer, så længe OH-gruppen er bundet til en CHto.
Så strukturelt har de alle fælles tilstedeværelsen af gruppen -CHtoOH, kaldet methylol. En egenskab og konsekvens af dette faktum er, at OH-gruppen er mindre hindret; det vil sige, det kan interagere med miljøet uden rumlig interferens fra andre atomer.
Ligeledes betyder en mindre hindret OH, at det carbonatom, der bærer det, CH'sto, kan gennemgå substitutionsreaktioner gennem en SN-mekanismeto (bimolekylær, uden dannelse af en carbocation).
På den anden side oversættes en OH med større frihed til at interagere med mediet som stærkere intermolekylære interaktioner (ved hydrogenbindinger), hvilket igen øger smelte- eller kogepunkterne.
Det samme sker med dets opløselighed i polære opløsningsmidler, så længe R-gruppen ikke er særlig hydrofob..
De primære alkoholer er af alle de mest sure. For at en alkohol kan opføre sig som en Bronsted-syre, skal du donere en H-ion+ til mediet, for at sige vand, at blive en alkoxidanion:
ROH + HtoELLER <=> RO- + H3ELLER+
Den negative ladning af RO-, specifikt fra RCHtoELLER-, er mindre frastødt af elektronerne i de to CH-bindinger end af elektronerne i CR-bindingen.
Alkylgruppen udøver derefter den største frastødning, destabiliserende RCHtoELLER-; men ikke så meget sammenlignet med at hvis der var to eller tre R-grupper, som det forekommer med henholdsvis sekundære og tertiære alkoholer.
En anden måde at forklare den højere surhed af en primær alkohol er gennem elektronegativitetsforskellen, hvilket skaber dipolmomentet: HtoCδ+-ELLERδ-H. Oxygen tiltrækker elektrondensitet fra begge CHto som fra H; den positive partielle ladning af kulstof afviser lidt den for brint.
R-gruppen overfører noget af sin elektrondensitet til CHto, hvilket hjælper med at mindske dets positive delvise ladning og dermed dets frastødning for brintladningen. Jo flere R-grupper der er, jo lavere er frastødningen, og derfor er tendensen for H at frigives som H+.
Primære alkoholer betragtes som svagere syrer end vand med undtagelse af methylalkohol, som er lidt stærkere. PKa af methylalkohol er 15,2; og pKa for ethylalkohol er 16,0. I mellemtiden er pKa vand 15,7.
Imidlertid kan vand, der betragtes som en svag syre, ligesom alkoholer, binde til H+ at transformere til hydroniumionen, H3ELLER+; det vil sige, det opfører sig som en base.
På samme måde kan primære alkoholer optage brint; især i nogle af sine egne reaktioner, for eksempel i dens transformation til alkener eller olefiner.
Alkoholer reagerer med hydrogenhalogenider til dannelse af alkylhalogenider. Alkoholers reaktivitet over for hydrogenhalogenider falder i følgende rækkefølge:
Tertiær alkohol> sekundær alkohol> primær alkohol
ROH + HX => RX + HtoELLER
RX er et primært alkylhalogenid (CH3Cl, CH3CHtoBr osv.).
En anden måde at fremstille alkylhalogenider på er ved at omsætte thionylchlorid, et syntetisk reagens, med en primær alkohol, der omdannes til et alkylchlorid. Thionylchlorid (SOClto) kræver tilstedeværelse af pyridin til at reagere.
CH3(CHto)3CHtoOH + SOClto => CH3(CHto)3CHtoCl + SOto + HCI
Denne reaktion svarer til halogeneringen af 1-pentanol til 1-chlorpentan i nærværelse af pyridin.
Alkoholer kan oxideres til aldehyder og carboxylsyrer afhængigt af reagenset. Pyridiniumchlorochromat (PCC) oxiderer primær alkohol til aldehyd ved hjælp af dichlormethan (CHtoClto):
CH3(CHto)5CHtoOH => CH3(CHto)5COH
Dette er oxidationen af 1-heptanol til 1-heptanal.
I mellemtiden kaliumpermanganat (KMnO4) oxiderer først alkoholen til aldehyd og oxiderer derefter aldehydet til carboxylsyre. Når kaliumpermanganat anvendes til oxidation af alkoholer, skal brydningen af bindingen mellem kulstof 3 og 4 undgås..
CH3(CHto)4CHtoOH => CH3(CHto)4COOH
Dette er oxidationen af 1-hexanol til hexansyre.
Ved denne metode er det vanskeligt at opnå et aldehyd, da det let oxideres til en carboxylsyre. En lignende situation observeres, når kromsyre bruges til at oxidere alkoholer.
Primære alkoholer kan omdannes til ethere, når de opvarmes i nærværelse af en katalysator, normalt svovlsyre:
2 RCHtoOH => RCHtoOCHtoR + HtoELLER
Kondensationen af en alkohol og en carboxylsyre, Fishers forestring, katalyseret af en syre, frembringer en ester og vand:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR '+ HtoELLER
En velkendt reaktion er den af ethanol med eddikesyre, hvilket giver ethylacetat:
CH3CHtoOH + CH3COOH <=> CH3COOHCHtoCH3 + HtoELLER
Primær alkohol er den mest modtagelige for Fischer-esterificeringsreaktioner.
Ved høje temperaturer og i et surt medium, generelt svovlsyre, dehydrerer alkoholer til dannelse af alkener med tab af et vandmolekyle.
CH3CHtoOH => HtoC = CHto + HtoELLER
Dette er dehydrering reaktion af ethanol til ethylen. En mere passende generel formel til denne type reaktion, specifikt til en primær alkohol, ville være:
RCHtoOH => R = CHto (som også er lig med RC = CHto)
Reglerne for navngivning af en primær alkohol er de samme som for de andre alkoholer; med undtagelse af, at det undertiden ikke er nødvendigt at angive det OH-bærende kulstof.
På det øverste billede er der en syv-carbon hovedkæde. Kulstoffet bundet til OH tildeles nummer 1, og derefter begynder det at blive talt fra venstre til højre. Dens IUPAC-navn er derfor: 3,3-diethylheptanol.
Bemærk, at dette er et eksempel på en meget forgrenet primær alkohol.
Endelig nævnes nogle primære alkoholer baseret på deres traditionelle og systematiske nomenklatur:
-Methyl, CH3Åh
-Ethyl, CH3CHtoÅh
-n-propyl, CH3CHtoCHtoÅh
-n-hexyl, CH3CHtoCHtoCHtoCHtoCHtoÅh
Disse er derivater af lineære alkaner. Andre eksempler er:
-2-phenylethanol, C6H5CHtoCHtoOH (C6H5 = benzenring)
-2-propen-1-ol (allylalkohol), CHto= CHCHtoÅh
-1,2-etandiol, CHtoOHCHtoÅh
-2-chlorethanol (ethylenechlorhydrin), ClCHtoCHtoÅh
-2-buten-1-ol (crotylalkohol), CH3CH = CHCHtoÅh
Endnu ingen kommentarer