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repaso de alcoholes quimica orgánica universidad nacional de ingenieria
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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
Usos de algunos alcoholes
• Metanol, CH3OH
Usos de algunos alcoholes
• Etilenglicol CH2OHCH2OH
• Glicerol
Clasificación y nomenclatura
Otros compuestos que contienen OH
Glucosa, otros mono y polisacáridos
Clasificación y nomenclatura
Clasificación y nomenclatura
Isomería de cadena
• CH3OH y CH3CH2OH
• C3H8O
• C4H8O
Clasificación y nomenclatura
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
Clasificación y nomenclatura
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
Propiedades físicas
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
Propiedades físicas
Los alcoholes forman puentes de H entre si y con el agua
Propiedades físicas
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
Preparación de alcoholes
C. Reducción de aldehídos y cetonas
• Reacción con NaBH4 o LiAlH4
Preparación de alcoholes
C. Reducción de aldehídos y cetonas
• Síntesis de Grignard
Preparación de alcoholes
Producción de etanol por fermentación
Preparación de alcoholes
Producción industrial de metanol
Reacciones de alcoholes
Oxidaciones orgánicas – vista general
Reacciones de alcoholes
Oxidación
• Alcoholes primarios
• Alcoholes secundarios
• Alcoholes terciarios
NHR
Reacciones de alcoholes
Oxidaciones biológicas de alcoholes (Ciclo de Krebs)
Reacciones de alcoholes
Oxidación de etanol – “Alcotest”
Reacciones de alcoholes
Sustitución nucleofílica
•El OH no es buen grupo saliente.
• Debe protonarse para ser eliminado como una molecula de H2O
Reacciones de alcoholes
Formación de haloalcanos – SN2 v= k [ROH] [HX]
muy lenta no ocurre
Reacciones de alcoholes
Formación de haloalcanos – SN1 v= k [ROH]
3rios > 2rios > 1rios> Metanol
Reacciones de alcoholes
Deshidratación de alcoholes – E1
Reacciones de alcoholes
Deshidratación-hidratación biológica / alcoholes-alquenos (Ciclo de Krebs)
Reacciones de alcoholes
Resumen de reacciones SN y E
Reacciones de alcoholes
Ácidos carboxílicos y ésteres – orgánicos e inorgánicos
Reacciones de alcoholes
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
Reacciones de alcoholes
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
Grupos -OH en proteínas
La Serina 195 en la quimotripsina
Grupos -OH en proteínas
Modo de acción de la penicilina
Grupos -OH en proteínas
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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