Alcoholes

ALCOHOLES

Prof. Ulises UrzúaProg. Biología Celular y Molecular

ICBM – Facultad de Medicina,

Universidad de Chile

Química Orgánica TM Clases 7-8, 13 Ago 2008

Estructura general

Agua (H-O-H)

Alcohol (R-O-H) Metanol

Éter (R-O-R) Metoximetano (Dimetiléter)

• Enlaces polares

• Pares de ê no compartidos

Estructura general

Estructura general

No tienen propiedades de alcoholes

Fenoles

Enoles

Ácidos carboxílicos

Estructura general

Alcohol (R-O-H) CH3─O─H Metanol

Tiol (R-S-H) CH3─S─H Metanotiol

Usos de algunos alcoholes

• Etanol, CH3CH2OH


• Metanol, CH3OH


• Etilenglicol CH2OHCH2OH

• Glicerol

Clasificación y nomenclatura

Otros compuestos que contienen OH

Glucosa, otros mono y polisacáridos


Isomería de cadena

• CH3OH y CH3CH2OH

• C3H8O

• C4H8O


Nomenclatura IUPAC1. Cadena más larga que contiene el OH

2. Terminación –o se cambia por –ol

3. Menor número posible del C –OH

4. Sustituyentes – prefijos - numero

Propiedades físicas

Compuesto No at C Solubilidad (g/dL)

CH3-OH 1 CH3-CH2-OH 2 CH3-CH2-CH2-OH 3 CH3-CH2-CH2-CH2-OH 4 7.9

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-OH 6 0.6

CH3-(CH2)7-OH 8 0.05

CH3-(CH2)8-OH 9 insoluble

CH3-(CH2)11-OH 12 insoluble

Solubilidad de alcoholes en agua a 20C


Compuesto PM Pto Eb (C)

• CH3-OH 32 64.5

CH3-CH330 -88.5

• CH3-CH2-OH 46 78.5

CH3-O-CH346 -23

CH3-CH2-CH344 -42

• CH3-CH2-CH2-OH 60 97

CH3-O-CH2-CH360 11

CH3-CH2-CH2-CH358 -0.5

• CH3-CH2-CH2-CH2-OH 74 117

CH3-O-CH2-CH2-CH374 39

CH3-CH2-CH2-CH2-CH372 36

• CH3-(CH2)11-OH 186 255

CH3-(CH2)11-CH3184 234

Puntos de ebullición

Alcoholes, éteres y alcanos


Los alcoholes forman puentes de H entre si y con el agua


Puentes de H DADOR ACEPTOR .

Comportamiento ácido base

Ion alquiloxonio

Ion alcóxido

Propiedades químicas

Constantes de acidez de algunos grupos funcionales

Ác. débil

Ác. fuerte

Grupo funcional Ejemplo pKa

Alcanos CH4 50

Alquinos C2H2 25

Alcoholes CH3CH2OH 15.9

Agua H2O 15.7

Fenoles C6H5OH 10

Ác. carboxílicos CH3COOH 4.7

Ác. inorgánicos HCl -2

Propiedades químicas

pKas de alcoholes en agua

Preparación de alcoholes

A. Hidratación de alquenos

B. Sustitución nucleofílica de haloalcanos


C. Reducción de aldehídos y cetonas

• Reacción con NaBH4 o LiAlH4


C. Reducción de aldehídos y cetonas

• Síntesis de Grignard


Producción de etanol por fermentación


Producción industrial de metanol

Reacciones de alcoholes

Oxidaciones orgánicas – vista general


Oxidación

• Alcoholes primarios

• Alcoholes secundarios

• Alcoholes terciarios

NHR


Oxidaciones biológicas de alcoholes (Ciclo de Krebs)


Oxidación de etanol – “Alcotest”


Sustitución nucleofílica

•El OH no es buen grupo saliente.

• Debe protonarse para ser eliminado como una molecula de H2O


Formación de haloalcanos – SN2 v= k [ROH] [HX]

muy lenta no ocurre


Formación de haloalcanos – SN1 v= k [ROH]

3rios > 2rios > 1rios> Metanol


Deshidratación de alcoholes – E1


Deshidratación-hidratación biológica / alcoholes-alquenos (Ciclo de Krebs)


Resumen de reacciones SN y E


Ácidos carboxílicos y ésteres – orgánicos e inorgánicos


Esterificación de Fischer

• La reacción ocurre a través de una adición del alcohol al grupo carbonilo y posterior eliminación de agua

Esterificación con H3PO4

P

O

OH

OH

HOCH3OH P

O

OH

OH

CH3OCH3OH

P

O

OCH3

OH

CH3O


Esteres de fosfato en ácidos nucleicos

OCH2

HH

H

base

OPO

O O

OCH2

HH

H

base

OPO

O O

OCH2

HH

H

base

OPO

O O

O

OCH2

HH

H

base

OPO

O O

Reacciones de éteres

Formación de peróxidos

Ruptura con HX

Grupos -OH en proteínas

Serina Treonina


La Serina 195 en la quimotripsina


Modo de acción de la penicilina


Estrategia “anti”-penicilina: -lactamasa

Tioles - ejemplos

Tioles – reactividad

• A diferencia del O, el S puede expandir su capa de valencia llenando orbitales 3d.

•Esto permite estados de oxidación mayores (+10, +12).

Sulfuro

Alquilación

Oxidación

Tioles – propiedades fisicas

• Son más ácidos que el agua

•No forman puentes de H. Sus puntos de ebullición son similares a alcanos halogenados análogos.

Tioles – reactividad

Formación de disulfuros

Tioles en proteínas

Cisteína–cistina / puentes disulfuro

Bibliografía

- Bailey y Bailey, “Quimica Orgánica” 4 ed

-Vollhardt y Schore, “Organic chemistry” 5 ed

- Apuntes de Quimica Orgánica, Facultad de Medicina, U de Chile (1996)

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