GLI ALCOOLI
Gli alcooli sono composti di formula generale R-OH, dove R è un gruppo
alchilico qualsiasi, anche sostituito, che può essere primario, secondario o
terziario, a catena aperta o ciclico. Gli alcoli si possono considerare formalmente
derivanti dall’acqua per sostituzione di un atomo di idrogeno con un gruppo
alchilico. Sono caratterizzati dalla presenza del gruppo ossidrile:
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Struttura
Il gruppo ossidrile degli alcoli è legato ad un atomo di carbonio sp3. L’alcool più
semplice è il metanolo.
Metanolo. È estremamente tossico (15 ml causano la cecità,
100 ml causano la morte). È prodotto industrialmente dal gas
a 400°C:
È un comune solvente industriale.
È usato come carburante.
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Etanolo. È prodotto industrialmente per idratazione
dell’etilene. Si ottiene anche per fermentazione di zuccheri
e amidi ad opera di lieviti.
2-propanolo o isopropanolo. Ha deboli proprietà
antibatteriche per cui viene usato per disinfettare strumenti
medicali o per pulire la pelle prima di un piccolo intervento.
Evapora rapidamente lasciando un senso di freschezza.
• Sintesi industriale:
Etilen glicole. E’ il componente principale
degli anticongelanti. È tossico.
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NOMENCLATURA
Il nome IUPAC di un alcool si forma dal nome del corrispondente alcano, dopo aver
individuato la catena più lunga di atomi di carbonio che contiene l’ossidrile,
sostituendo il suffisso -o con il suffisso –olo
La catena base deve essere numerata in modo da assegnare all’ossidrile il
numero più basso possibile
I nomi comuni, invece, si formano indicando il nome del raggruppamento
alchilico legato all’ossidrile preceduto dalla parola alcool
Un alcool è 1ario, 2ario o 3ario se l’atomo di carbonio che porta legato l’ossidrile
lega a sua volta uno, due o tre atomi di carbonio.
Classificazione:
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Polioli
Composti con 2, 3, 4 gruppi OH si chiamano dioli, trioli, tetraoli, etc.
Gli 1,2 dioli (dioli vicinali) sono chiamati glicoli.
I nomi comuni dei glicoli usano il nome dell’alchene dai quali derivano.
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PROPRIETÀ FISICHE DEGLI ALCOLI
Gli alcoli sono composti polari.
La differenza di elettronegatività tra
ossigeno (3.5) e carbonio (2.5) è 1.0
e tra ossigeno e idrogeno (2.1) è 1.5.
Nello stato liquido formano legami
H forti, che influenzano fortemente
le proprietà fisiche:
Infatti, i legami H tengono unite le molecole dell’alcool facendone aumentare il
punto di ebollizione e, in modo analogo, permettono l’interazione attrattiva
responsabile della miscibilità degli alcooli con l’acqua.
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SOLUBILITA’ IN ACQUA
Man mano che aumenta la catena di atomi di C, l’alcool diventa sempre meno
solubile in H2O:
R-OH
C1
↔
solubile
C4
↔
poco
solubile
Perché?
↔
Cn
insolubile
Fino a a 4 atomi di C l’effetto idrofilo prevale
su quello lipofilo
CH3 – O – H
porzione lipofila
C6
porzione idrofila
Tra 4 e 6 atomi di C si ha la formazione di
“Micelle”, ossia raggruppamenti di 5-6
molecole che si disperdono in H2O
Oltre i 6 atomi di C prevale l’effetto lipofilo
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ACIDITA’ E BASICITA’ DEGLI ALCOLI
Sappiamo che l’H2O è una sostanza anfotera, ossia è contemporaneamente un
acido ed una base, ma entrambi deboli:
H–O–H
OH-
+
H+
Sarebbe più corretto scrivere:
10-16
2 H2O
H3O+
+
OH-
8
+
CH3 – O – H
+
CH3 – O – H
Dall’altro lato dell’O, però, non c’è un altro atomo
di H, ma un gruppo metilico, il quale, per effetto
induttivo dà gli elettroni all’O, cosa che non poteva
fare l’H. Come conseguenza avremo che ancora
più difficilmente ci sarà dissociazione, cioè l’alcol
metilico è “meno acido” dell’acqua
CH3 –
O-
–
H+
Il gruppo R – O- viene detto alcolato, nel caso specifico CH3 - O- sarà detto
metilato
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Se consideriamo l’alcol terziario butilico, saranno ben tre gli atomi di C ad esercitare
l’effetto induttivo sull’O, per cui l’acidità diventa di gran lunga inferiore:
Possiamo dire allora che nell’ordine gli acidi più forti sono:
CH3
CH3
C
H2O
OH
Alcol primario
Alcol secondario
CH3
Alcol terziario
Ovviamente, le rispettive basi coniugate saranno più forti nell’ordine contrario:
Alcol terziario
Alcol secondario
Alcol primario
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OSSIDAZIONE DEGLI ALCOLI
Supponiamo di trattare un alcol con un forte agente ossidante, ad es., KMnO4,
o K2Cr2O7:
O
CH3 – CH2 – CH2
CH3 – CH2 – C
H
Da un alcol primario si
forma un’aldeide
OH
1-propanolo
Aldeide propionica
CH3 – C – CH3
OH
O
2-propanolo
2-propanone
═
CH3 – CH – CH3
Da un alcol secondario si
forma un chetone
Gli alcoli terziari non hanno reazioni di ossidazione.
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Le aldeidi, in presenza degli stessi ossidanti, possono ulteriormente ossidarsi
dando origine ad un “acido carbossilico”:
CH3 – CH2 – CH2
V1
O
CH3 – CH2 – C
H
V2
O
CH3 – CH2 – C
O–H
OH
Se V1 e V2 sono, rispettivamente, le velocità del 1° e del 2° processo, avremo:
V2 > V1 : significa che la velocità di ossidazione dell’aldeide in ac. carbossilico è
molto più grande di quella di ossidazione dell’alcol ad aldeide. Quindi,
l’aldeide appena si forma viene ossidata, per cui al termine della
reazione avremo solo ac. carbossilico
V1 > V2 : significa che la velocità di formazione dell’aldeide è maggiore di quella
della sua ossidazione ad ac. carbossilico, per cui a fine reazione avremo
un accumulo di aldeide
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