Transcript Haluros de Alquilo y de Arilo Alcoholes y Fenoles

Alcoholes, Fenoles y Éteres
Si uno de los átomos de hidrógeno del agua
se remplaza por un grupo -R, se produce un
ALCOHOL (ROH).
Si el átomo de hidrógeno del agua se
remplaza por un anillo aromático, se produce
un FENOL (ArOH).
Cuando ambos átomos de hidrógeno se
remplazan por un grupo alquilo o aromático
se producen los ÉTERES
( (ROR, ArOAr o ROAr).
Tienen en común, la presencia del grupo
funcional –OH, conocido como grupo
hidroxilo ú oxhidrilo.
 ALCOHOLES: grupo OH-unido a
radical alifático (R-OH)
 FENOLES; grupo OH-unido a un
radical aromático (Ar-OH)
Clasificación de Alcoholes
• Por cantidades de grupos OH que tiene:
OH
HO
OH
dioles
monohidroxilados
OH
OH
OH
HO
OH
OH
trioles
HO
OH
OH
polioles
• Por el grado de sustitución de sus carbonos.
Nomenclatura de Alcoholes
• La común o de clase funcional es igual a la de los
halogenuros, sólo se antepone la palabra “Alcohol y
se sigue del grupo alquílico correspondiente:
Nomenclatura derivada o Carbinol
• Está viene del grupo que se denominó carbinol
CH3
OH
• Carbinol
OH
CH3
CH2
OH
metil carbinol
ciclopentil carbinol
Nomenclatura IUPAC
(alcanol)
• En el sistema IUPAC, se utiliza para un grupo
funcional (centro reactivo) un sufijo al final del
nombre (recordar los alquenos y alquinos), y
es que se cambia la terminación “o” por “ol”
ejemplos:
Reglas IUPAC
• Regla 1: escoja la cadena carbonada más
larga que contenga el mayor grupo de
“OH”, este constituirá la cadena más
larga.
HO
OH
OH
OH
Se me olvidaba…
los “OH tienen prioridad
sobre los dobles
enlaces.
Reglas IUPAC
• Regla 2: se numera la cadena carbonada que
contenga el mayor número de grupos
funcionales (OH).
•3,6,7-Trimetil-4-nonanol
•4-hidroxiciclohexanona
•4-Metil-2-ciclohexen-1-ol
•4-metilciclohexa-2-en-1-ol
•Penta-4-en-2-ol
•4-penten-2-ol
OH
HO
OH
OH
•1,2-propanodiol
•1,6-hexanodiol
•(propilenglicol)
OH
OH
OH
OH
OH
HO
OH
•1,2,3-propanotriol
•(glicerina, glicerol)
•2,2-bis(hidroximetil)-1,3-propanodiol
•(pentaeritriol)
Nomenclatura de clase funcional
• Se nombran como alcohol alquílico, es decir, el nombre
se construye en dos partes: primero, la palabra alcohol,
que denota la clase funcional y luego el nombre del
grupo alquilo unido al oxígeno, con la terminación ílico.
• Este sistema funciona solamente con alcoholes simples.
CH3
CH CH2OH
CH3
OH
CH3
CH3
CH CH2CH3
CH3
C OH
CH3
•Alcohol
isobutílico
•Alcohol secbutílico
•Alcohol
ter-butílico
Clasificación de Éteres
• Los éteres se clasifican en simétricos y
asimétricos:
• También pueden existir los alicíclicos y los
OCH
acíclicos:
3
O
O
Alicíclico
Acíclico
Clasificación de Éteres
• Éteres Fenílicos:
O
• Epóxidos u oxiranos:
OCH3
Nomenclatura de Éteres
• Los éteres pueden nombrarse de forma común si se toma al
éter como nombre padre seguido por los dos sustituyentes
que tiene:
Nomenclatura IUPAC de éteres
• En la nomenclatura IUPAC, el éter se toma en
cuenta como un sustituyente alquiloxi.
Ejemplos
Prioridad del éter.
• El éter no tiene prioridad, es sólo un
sustituyente.
Estructura de los alcoholes
• Los alcoholes son análogos del agua, en donde un
átomo de hidrógeno ha sido reemplazado por un
grupo alquilo
• el oxígeno tiene hibridación sp3, al igual que el
átomo de carbono al que se encuentra unido.
Clasificación de alcoholes
• Según la clase de carbono al que se
encuentra unido el –OH
CH3
• Primario
CH3
CH CH2OH
OH
• Secundario
CH3
• Terciario
CH3
CH CH2CH3
CH3
C OH
CH3
Clasificación de alcoholes
• También pueden clasificarse en dioles (tambien llamados glicoles
cuando los grupos –OH son vecinales), trioles o polioles, según el
número de grupos –OH presentes.
OH
OH
HO
OH
OH
OH
OH
HO
OH
OH
OH
• Algunos alcoholes pueden presentar una cadena insaturada, y se
denominan enoles (alqueno+alcohol). El doble enlace no puede
encontrarse en el carbono que está unido al –OH porque
rápidamente se tautomeriza a un carbonilo.
OH
CH2
CHCH2CHCH3
Fenoles
• Los fenoles se diferencian de los alcoholes en que el
grupo unido al oxígeno sp3 es un anillo aromático:
OH
OH
C H( C H 3 ) 2
•Nomenclatura
•Tienen muchos nombres comunes que persisten
todavía. Se recomienda leer el material que ya se
proporcionará respecto a la nomenclatura de fenoles.
Propiedades físicas de los
alcoholes
• Puntos de Ebullición
• Solubilidad en agua
•
•
Son líquidos asociados, con
puntos de ebullición elevados.
Los alcoholes pequeños son
miscibles en agua, por la
formación de puentes de
hidrógeno, pero la solubilidad
disminuye al aumentar el largo de
la cadena
Propiedades físicas. (P.eb)
• Los alcoholes pueden formar puentes de hidrógeno,
esto hace que tengan mayor punto de ebullición que
cualquier grupo funcional que hayamos visto
De que más depende el punto de
ebullición
• Ramificaciones:
• Posibilidad de formar más puentes de hidrógeno:
< pto eb
Solubilidad en Agua
La solubilidad decrece con el
Tamaño de la cadena
carbonada > o = 5 son insolubles.
Haluros de Alquilo
• Estos son bastante polares por ello son más
solubles y poseen mayores puntos de ebullición
que los éteres.
Ejercicio
• Ordene de forma creciente respecto a su punto
de ebullición los siguientes compuestos
OH
OH
OH
I
Br
II
O
III
HO
OH
IV
V
VI
VI < III < II < V < IV < I < VIII
OH
VIII
Los fenoles pueden formar puentes de hidrógeno debido a
que contienen grupos -OH. Puesto que la mayoría de los
fenoles forman enlaces fuertes de hidrógeno están en el
estado sólido a temperatura ambiente. El fenol tiene un
punto de fusión de 43°C y un punto de ebullición de
181°C. La adición de un segundo grupo -OH al anillo, como
en el caso de resorcinol, aumenta la fuerza de los enlaces de
hidrógeno entre las moléculas; en consecuencia, el punto de
fusión (110°C) y el punto de ebullición (281°C) del
resorcinol son significativamente mayores que los del fenol.
Puntos de ebullición y solubilidades en agua de cinco grupos
de alcoholes e hidrocarburos de peso molecular similar
Polaridades de estos grupos
• Esto tiene mucho que ver con lo visto en el
tema anterior y tiene que ver con como
reaccionan estos grupos funcionales
(Halogenuros de Alquilo, éteres y alcoholes).
Obtención de fenoles
• Una pequeña cantidad puede aislarse del alquitrán
de hulla.
• Algunos fenoles, como el eugenol, isoeugenol y
anetol, pueden aislarse del aceite esencial de
algunas plantas.
• En el laboratorio se preparan a partir de sales de
diazonio, como se verá en el siguiente curso.
• Industrialmente, el fenol se prepara a partir de
clorobenceno (proceso Dow) o cumeno, mediante
procesos poco prácticos a nivel laboratorio.
Equilibrio ácido Base
Ácido acético
anion acetato
equilibrio: concentraciones no cambian; proceso dinámico
Constante de = K = concentración de productos
equilibrio
concentración de reactivos
Acidez de Alcoholes y Fenoles
• Los alcoholes y los Fenoles tienen protones
ácidos.
Hablemos un poquito de Acidez
• La acidez se puede ver como se
veía en el bachillerato
Por eso los alcoholes requieren
bases muy fuertes
• Los Alcoholes Requieren bases muy fuertes
para “arrancar” sus protones ácidos, estos
dan lugar a la formación de alcóxidos.
Alcóxido
¿Por qué los fenoles son más
ácidos?
• Pues desde luego el que no esté el protón
genera una base conjugada más estable:
A pesar de ello…
• No cualquier base puede arrancar el protón ácido,
no olvidar el pKa de 10 del fenol, por ello se
requiere una base fuerte.
Desde luego la reacción es
reversible
• Si tenemos al fenóxido este se puede
recuperar rápidamente tomando un protón
de un ácido más fuerte (pKa > 10)
Efecto del Sustituyente
Entonces….
• Por regla general los grupos atractores
disminuyen el pKa (es decir son más ácidos) y
los grupos dadores aumentan el pKa (es decir
son menos ácidos).
OH
OH
NO2
Más Ácido
A qué se debe esto…
• Siempre recordamos la estabilidad de la base
conjugada.
Y los alcoholes…
• También dependen de estos mismos factores?
CH3
OH
¿Hay diferencia entre grupos?
• Desde luego, no sólo depende de cuantos
grupos atractores tenga, también de la
naturaleza del grupo
Y al igual que los fenoles la
distancia es importante
• A más carbonos de distancia el efecto se
“siente” menos.El efecto inductivo decrece con
la distancia
Ejercicio
• Ordene los siguientes compuestos de manera
creciente respecto a su acidez relativa:
F
I
OH
OH
OCH3
NO2
OH
F
II
OH
Br
F
OH
OH
III
IV
IV < III < I < II < V < VI
V
VI
Ejercicio
• De cada par prediga el que a su juicio sería
el más ácido
a) Fenol y etanol
b) p-etoxifenol o resorcinol
c) p-clorofenol y o-nitrofenol
Nomenclatura de Sales
• No olvidar los nombres generales de los
Iones
R-OH
alcohol
+ K
Potasio
Alcóxido de potasio
O
OH
+
fenol
R-O K
Na
NaOH
Hidróxido
de sodio
Fenoxido de sodio
Veamos algunos ejemplos
comunes
O Na
O Na
Butoxido de sodio
O Na
t-butoxido
de sodio
O Na
Cl
OCH3
p-metoxifenoxido
de sodio
m-clorofenoxido
de sodio
Reactividad de alcoholes
•Eliminación
•Sustitución del
hidrógeno del
grupo –OH
•(Sustitución
electrofílica en
el Oxígeno)
•Sustitución
nucleofílica del
grupo -OH
En la siguiente molécula
• ¿dónde hay sitios electrofílicos?
Br
O
Cl
OH
Reactividad de fenoles
•El oxígeno es un
nucleófilo por
presentar dos
pares de e- sin
•{
•Sitio suceptible a
reacciones SEA:
el grupo –OH
activa el anillo y
es orientador orto, para-
O
H
compartir.
•El hidrógeno es
ácido.
Importancia, usos y riesgos de
fenoles
En términos de uso medicinal, el fenol tiene cuatro propiedades
que vale la pena señalar:
•capacidad para actuar como antiséptico
•capacidad para actuar como anestésico local
•irritante de la piel
•toxicidad cuando se ingiere
A causa de la posible irritación de la piel y de su toxicidad, el
fenol se encuentra sólo en cantidades pequeñas en
medicamentos que se venden sin receta médica.
Un gran número de estructuras relacionadas con él son mucho
más eficaces para ciertos usos que el fenol mismo.
En virtud de sus actividades antisépticas y anestésicas, los
fenoles se encuentran en diversos productos comerciales que
incluyen jabones, desodorantes, rocíos y ungüentos
desinfectantes, rocíos para primeros auxilios, gárgaras, pastillas
Entre muchos derivados fenólicos biológicamente destacados, los
neurotransmisores de catecol son algunos de los más valiosos e
interesantes.
El sistema nervioso trabaja con base en una serie de reacciones físicas
y químicas. Las señales se transmiten de una célula a otra a través de
moléculas químicas sencillas que se conocen como neurotransmisores.
La epinefrina (adrenalina), norepinefrina , dopamina y acetilcolina son
sólo cuatro de los más de veinte neurotransmisores conocidos. A las
primeras tres sustancias se les conoce como catecolaminas porque son
similares al catecol , u 0-hidroxifenol