- Struktur alkohol utama
- Hartanah
- Keasidan
- pKa
- Tindak balas kimia
- Pembentukan alkil halida
- Pengoksidaan alkohol primer
- Pembentukan eter
- Pembentukan ester organik
- Kekeringan
- Tatanama
- Contoh
- Rujukan
A alkohol utama adalah salah satu di mana kumpulan hidroksil dilampirkan kepada karbon rendah; iaitu karbon yang secara kovalen melekat pada karbon dan hidrogen yang lain. Formula amnya adalah ROH, khususnya RCH 2 OH, kerana hanya ada satu kumpulan alkil R.
Kumpulan R formula RCH 2 OH boleh berupa: rantai, cincin, atau heteroatom. Apabila berkaitan dengan rantai, pendek atau panjang, ia adalah alkohol utama yang paling mewakili; antaranya ialah metanol dan etanol, dua yang paling banyak disintesis pada peringkat industri.
Beer Jar - Contoh larutan berair etil alkohol, alkohol utama, dalam matriks organik. Sumber: Engin Akyurt melalui Pexels.
Secara fizikal mereka seperti alkohol lain, dan titik didih atau leburnya bergantung pada tahap percabangan mereka; tetapi secara kimia, mereka adalah yang paling reaktif. Tambahan pula, keasidannya lebih tinggi daripada alkohol sekunder dan tersier.
Alkohol primer mengalami reaksi pengoksidaan, menjadi sebilangan besar sebatian organik: ester dan eter, aldehid dan asid karboksilik. Begitu juga, mereka boleh mengalami reaksi dehidrasi, berubah menjadi alkena atau olefin.
Struktur alkohol utama
Alkohol primer yang berasal dari alkana linier adalah yang paling mewakili. Walau bagaimanapun, pada hakikatnya apa-apa struktur, sama ada linear atau bercabang, boleh dikelaskan sebagai jenis alkohol selagi kumpulan OH yang dikaitkan dengan CH 2 .
Oleh itu, secara struktural mereka semua mempunyai persamaan kehadiran kumpulan –CH 2 OH, yang disebut metilol. Ciri dan akibat dari kenyataan ini adalah bahawa kumpulan OH kurang terhalang; iaitu, ia dapat berinteraksi dengan persekitaran tanpa gangguan ruang dari atom lain.
Begitu juga, kurang menghalang cara OH bahawa atom karbon yang membawa ia, yang CH 2 , boleh mengalami tindak balas penggantian melalui SN 2 mekanisme (bimolecular, tanpa pembentukan karbokation a).
Sebaliknya, OH dengan kebebasan yang lebih besar untuk berinteraksi dengan media, diterjemahkan sebagai interaksi intermolekul yang lebih kuat (oleh ikatan hidrogen), yang seterusnya meningkatkan takat lebur atau didih.
Perkara yang sama berlaku dengan kelarutannya dalam pelarut polar, selagi kumpulan R tidak terlalu hidrofobik.
Hartanah
Keasidan
Alkohol utama adalah paling berasid. Agar alkohol berkelakuan seperti asid Bronsted, alkohol mesti menyumbangkan ion H + ke media, katakan air, untuk menjadi anion alkoksida:
ROH + H 2 O <=> RO - + H 3 O +
Cas negatif RO - , khususnya RCH 2 O - , kurang ditolak oleh elektron dalam dua ikatan CH daripada oleh elektron dalam ikatan CR.
Kumpulan alkil kemudian memberikan tolakan yang paling besar, mengecewakan RCH 2 O - ; tetapi tidak banyak dibandingkan dengan itu jika terdapat dua atau tiga kumpulan R, seperti yang berlaku dengan alkohol sekunder dan tersier.
Satu lagi cara untuk menjelaskan keasidan yang lebih tinggi daripada alkohol utama adalah melalui perbezaan keelektronegatifan, mewujudkan masa dipole: H 2 C δ + -O δ- H. Oxygen menarik ketumpatan elektronik daripada kedua-dua CH 2 dan H; cas separa positif karbon menolak hidrogen.
Kumpulan R memindahkan sedikit ketumpatan elektronnya ke CH 2 , yang membantu mengurangkan cas separa positifnya dan dengan itu penolakannya oleh cas hidrogen. Semakin banyak kumpulan R yang ada, semakin rendah tolakan, dan oleh itu kecenderungan H dilepaskan sebagai H + .
pKa
Alkohol primer dianggap sebagai asid yang lebih lemah daripada air, kecuali metil alkohol, yang sedikit lebih kuat. PKa metil alkohol ialah 15.2; dan pKa etil alkohol ialah 16.0. Sementara itu, pKa air adalah 15.7.
Walau bagaimanapun, air, yang dianggap sebagai asid lemah, seperti alkohol, dapat mengikat H + untuk menjadi ion hidronium, H 3 O + ; iaitu, ia berkelakuan seperti asas.
Dengan cara yang sama, alkohol primer dapat mengambil hidrogen; terutamanya dalam beberapa reaksi sendiri, misalnya, dalam transformasinya menjadi alkena atau olefin.
Tindak balas kimia
Pembentukan alkil halida
Alkohol bertindak balas dengan hidrogen halida untuk menghasilkan alkil halida. Kereaktifan alkohol terhadap hidrogen halida menurun mengikut urutan berikut:
Alkohol tersier> alkohol sekunder> alkohol primer
ROH + HX => RX + H 2 O
RX adalah alkil halida utama (CH 3 Cl, CH 3 CH 2 Br, dll.).
Cara lain untuk menyediakan alkil halida adalah dengan bertindak balas thionyl chloride, reagen sintetik, dengan alkohol primer yang ditukar menjadi alkil klorida. Thionyl chloride (SOCl 2 ) memerlukan kehadiran pyridine untuk bertindak balas.
CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 OH + SOCl 2 => CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 Cl + SO 2 + HCl
Tindak balas ini sesuai dengan halogenasi 1-pentanol menjadi 1-kloropentana dengan adanya piridin.
Pengoksidaan alkohol primer
Alkohol boleh dioksidakan menjadi aldehid dan asid karboksilik, bergantung pada reagen. Pyridinium chlorochromate (PCC) mengoksidakan alkohol utama kepada aldehid, menggunakan diklorometana (CH 2 Cl 2 ) sebagai pelarut :
CH 3 (CH 2 ) 5 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 5 COH
Ini adalah pengoksidaan 1-heptanol kepada 1-heptanal.
Sementara itu, kalium permanganat (KMnO 4 ) pertama kali mengoksidakan alkohol kepada aldehid, dan kemudian mengoksidakan aldehid kepada asid karboksilat. Semasa menggunakan permanganat kalium untuk mengoksidakan alkohol, pemutusan ikatan antara karbon 3 dan 4 mesti dielakkan.
CH 3 (CH 2 ) 4 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 4 COOH
Ini adalah pengoksidaan 1-heksanol kepada asid heksanoik.
Dengan kaedah ini sukar untuk memperoleh aldehid, kerana mudah dioksidakan menjadi asid karboksilat. Situasi serupa diperhatikan apabila asid kromik digunakan untuk mengoksidasi alkohol.
Pembentukan eter
Alkohol primer boleh ditukar menjadi eter apabila dipanaskan dengan adanya pemangkin, biasanya asid sulfurik:
2 RCH 2 OH => RCH 2 OCH 2 R + H 2 O
Pembentukan ester organik
Pemeluwapan alkohol dan asid karboksilik, esterifikasi Fisher, yang dikatalisis oleh asid, menghasilkan ester dan air:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR '+ H 2 O
Reaksi yang terkenal ialah etanol dengan asid asetik, untuk memberikan etil asetat:
CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH <=> CH 3 COOHCH 2 CH 3 + H 2 O
Alkohol primer adalah yang paling rentan terhadap reaksi esterifikasi Fischer.
Kekeringan
Pada suhu tinggi dan dalam medium asid, umumnya asid sulfurik, alkohol mengalami dehidrat sehingga menimbulkan alkena dengan kehilangan molekul air.
CH 3 CH 2 OH => H 2 C = CH 2 + H 2 O
Ini adalah tindak balas dehidrasi etanol terhadap etilena. Formula umum yang lebih sesuai untuk jenis reaksi ini, khusus untuk alkohol utama, adalah:
RCH 2 OH => R = CH 2 (yang juga sama dengan RC = CH 2 )
Tatanama
Contoh alkohol utama. Sumber: Gabriel Bolívar.
Peraturan untuk menamakan alkohol utama adalah sama dengan alkohol lain; dengan pengecualian bahawa kadangkala tidak perlu menyenaraikan karbon yang mengandungi OH.
Pada gambar atas terdapat rantai utama tujuh-karbon. Karbon yang terikat ke OH diberi nombor 1, dan kemudian ia mula mengira dari kiri ke kanan. Oleh itu, nama IUPAC adalah: 3,3-dietilheptanol.
Perhatikan bahawa ini adalah contoh alkohol primer yang sangat bercabang.
Contoh
Akhirnya, sebilangan alkohol utama disebut berdasarkan tatanama tradisional dan sistematiknya:
-Methyl, CH 3 OH
-Ethyl, CH 3 CH 2 OH
-n-propil, CH 3 CH 2 CH 2 OH
-n-heksil, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
Ini adalah turunan dari alkana linier. Contoh lain adalah:
-2-feniletanol, C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH (C 6 H 5 = cincin benzena)
-2-propen-1-ol (allyl alcohol), CH 2 = CHCH 2 OH
-1,2-etanediol, CH 2 OHCH 2 OH
-2-kloroetanol (etilenaklorohidrin), ClCH 2 CH 2 OH
-2-buten-1-ol (crotyl alkohol), CH 3 CH = CHCH 2 OH
Rujukan
- Morrison, RT dan Boyd, RN (1987). Kimia organik. ( Edisi 5 ta ). Addison-Wesley Iberoamericana
- Carey, FA (2008). Kimia organik. ( Edisi 6 ta ). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Ilmu Mel. (2019). Bagaimana pengoksidaan alkohol primer berlaku. Dipulihkan dari: melscience.com
- Persatuan Kimia Diraja. (2019). Definisi: alkohol utama. Dipulihkan dari: rsc.org
- Chriss E. McDonald. (2000). Pengoksidaan Alkohol Utama kepada Ester: Tiga Eksperimen Penyelidikan Berkaitan. J. Chem. Educ., 2000, 77 (6), hlm 750. DOI: 10.1021 / ed077p750