- Состав вторичного спирта
- свойства
- Точки кипения
- кислотность
- Реакции
- дегидратация
- Реакция с активными металлами
- эстерификация
- оксидирование
- Номенклатура
- Приложения
- Примеры
- 2-октанол
- Эстрадиол или 17β-эстрадиол
- 20-гидрокси-лейкотриена
- 2-гептанол
- Ссылки
Вторичный спирт имеет углерод - носитель для гидроксильной группы (ОН), прикрепленной к двум атомам углерода. Между тем, в первичном спирте углерод, несущий гидроксильную группу, присоединен к одному атому углерода, а в третичном спирте присоединен к трем атомам углерода.
Спирты являются немного более слабыми кислотами, чем вода, со следующим pKa: вода (15,7); метиловый (15,2), этиловый (16), изопропиловый (вторичный спирт, 17) и трет-бутиловый (18) спирты. Как видно, изопропиловый спирт менее кислый, чем метиловый и этиловый спирты.
Структурная формула вторичного спирта. Источник: Ю, из Wikimedia Commons.
На верхнем изображении показана структурная формула вторичного спирта. Углерод красного цвета является носителем ОН и связан с двумя алкильными (или арильными) группами R и с одним атомом водорода.
Все спирты имеют общую формулу ROH; но если детально рассмотреть углерод-носитель, то получают первичный (RCH 2 OH), вторичный (R 2 CHOH, здесь повышенный) и третичный (R 3 COH) спирты . Этот факт влияет на его физические свойства и реакционную способность.
Состав вторичного спирта
Структуры спиртов зависят от природы групп R. Однако для вторичных спиртов можно привести некоторые примеры, учитывая, что могут быть только линейные структуры с разветвлениями или без них, или циклические структуры. Например, у вас есть следующее изображение:
Циклический вторичный спирт и вторичный спирт с разветвленной цепью. Источник: Габриэль Боливар
Обратите внимание, что для обеих структур есть что-то общее: OH связан с «V». Каждый конец V представляет собой одинаковую группу R (верхняя часть изображения, циклическая структура) или разные (нижняя часть, разветвленная цепь).
Таким образом, любой вторичный спирт очень легко идентифицировать, даже если его номенклатура вообще неизвестна.
свойства
Точки кипения
Свойства вторичных спиртов физически не слишком отличаются от других спиртов. Обычно они представляют собой прозрачные жидкости, и чтобы они были твердыми при комнатной температуре, они должны образовывать несколько водородных связей и иметь высокую молекулярную массу.
Однако та же структурная формула R 2 CHOH предполагает определенные в целом уникальные свойства этих спиртов. Например, группа ОН менее открыта и доступна для взаимодействий водородных связей, R 2 CH-OH-OHCHR 2 .
Это связано с тем, что группы R, смежные с углеродом, несущим ОН, могут мешать и препятствовать образованию водородных связей. В результате вторичные спирты имеют более низкие температуры кипения, чем первичные (RCH 2 OH).
кислотность
Согласно определению Бренстеда-Лоури, кислота - это та, которая отдает протоны или ионы водорода, H + . Когда это происходит с вторичным алкоголем, у вас есть:
R 2 CHOH + B - => R 2 CHO - + HB
Основание конъюгата R 2 CHO - , анион алкоксида, должно стабилизировать свой отрицательный заряд. Для вторичного спирта стабилизация ниже, поскольку две группы R имеют электронную плотность, которая в некоторой степени отталкивает отрицательный заряд на атоме кислорода.
Между тем, для аниона алкоксида первичного спирта, RCH 2 O - , электронное отталкивание меньше, поскольку существует только одна группа R, а не две. Кроме того, атомы водорода не вызывают значительного отталкивания, а, наоборот, способствуют стабилизации отрицательного заряда.
Следовательно, вторичные спирты менее кислые, чем первичные спирты. Если это так, то они более простые и по тем же причинам:
R 2 CHOH + H 2 B + => R 2 CHOH 2 + + HB
Теперь группы R стабилизируют положительный заряд кислорода, отдавая часть его электронной плотности.
Реакции
Галогенид водорода и тригалогенид фосфора
Вторичный спирт может реагировать с галогенидом водорода. Показано химическое уравнение реакции между изопропиловым спиртом и бромистоводородной кислотой в среде серной кислоты с образованием изопропилбромида:
CH 3 CHOHCH 3 + HBr => CH 3 CHBrCH 3 + H 2 O
И он также может реагировать с тригалогеном фосфора PX 3 (X = Br, I):
CH 3 -CHOH-CH 2 -CH 2 -CH 3 + PBr 3 => CH3-CHBr-CH 2 -CH 2 -CH 3 + H 3 PO 3
Вышеприведенное химическое уравнение соответствует реакции между втор-пентанолом и трибромидом фосфора, приводящей к вторичному пентилбромиду.
Обратите внимание, что в обеих реакциях образуется вторичный алкилгалогенид (R 2 CHX).
дегидратация
В этой реакции H и OH из соседних атомов углерода теряются, образуя двойную связь между этими двумя атомами углерода. Следовательно, происходит образование алкена. Реакция требует кислотного катализатора и подачи тепла.
Спирт => Алкен + H 2 O
Например, у нас есть такая реакция:
Циклогексанол => Циклогексен + H 2 O
Реакция с активными металлами
Вторичные спирты могут реагировать с металлами:
CH 3 -CHOH-CH 3 + K => CH 3 CHO - K + CH 3 + ½ H +
Здесь изопропиловый спирт реагирует с калием с образованием изопроксидной соли ионов калия и водорода.
эстерификация
Вторичный спирт реагирует с карбоновой кислотой с образованием сложного эфира. Например, показано химическое уравнение реакции втор-бутилового спирта с уксусной кислотой с образованием втор-бутилацетата:
CH 3 CHOHCH 2 CH 3 + CH 3 COOH <=> CH 3 COOCHCH 3 CH 2 CH 3
оксидирование
Первичные спирты окисляются до альдегидов, а они, в свою очередь, окисляются до карбоновых кислот. Но вторичные спирты окисляются до ацетона. Реакции обычно катализируются дихроматом калия (K 2 CrO 7 ) и хромовой кислотой (H 2 CrO 4 ).
Общая реакция такова:
R 2 CHOH => R 2 C = O
Номенклатура
Вторичные спирты называются, указывая положение группы ОН в основной (самой длинной) цепи. Этот номер стоит перед названием или может стоять после названия соответствующего алкана для этой цепи.
Например, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CHOHCH 3 представляет собой 2-гексанол или гексан-2-ол.
Если структура циклическая, числитель ставить не нужно; если нет других заместителей. Вот почему циклический спирт на втором изображении называется циклогексанолом (кольцо гексагональное).
А для другого спирта на том же изображении (разветвленного) его имя: 6-этил-гептан-2-ол.
Приложения
-Сек-бутанол используется в качестве растворителя и промежуточного химического соединения. Он присутствует в гидравлических жидкостях для тормозов, промышленных очистителях, полиролях, средствах для удаления краски, минеральных флотационных агентах, а также фруктовых эссенциях и парфюмерии.
-Изопропаноловый спирт используется как промышленный растворитель и как антикоагулянт. Он используется в маслах и быстросохнущих чернилах, как антисептик и заменитель этанола в косметических средствах (например, лосьонах для кожи, тониках для волос и медицинском спирте).
-Изопропанол входит в состав жидкого мыла, средств для мытья стекол, синтетических ароматизаторов в безалкогольных напитках и пищевых продуктах. Кроме того, это промежуточный химический продукт.
-Циклогексанол используется в качестве растворителя при отделке тканей, при обработке кожи и в качестве эмульгатора в мыле и синтетических моющих средствах.
-Метилциклогексанол входит в состав пятновыводителей на мыльной основе и специальных моющих средств для тканей.
Примеры
2-октанол
Молекула 2-октанола. Источник: Ю, из Wikimedia Commons.
Это жирный спирт. Это бесцветная жидкость, слабо растворимая в воде, но растворимая в большинстве неполярных растворителей. Он используется, помимо прочего, в производстве ароматизаторов и ароматизаторов, красок и покрытий, чернил, клеев, средств для ухода за домом и смазок.
Эстрадиол или 17β-эстрадиол
Молекула эстрадиола. Источник: NEUROtiker, Wikimedia Commons.
Это стероидный половой гормон. Он имеет в своей структуре две гидроксильные группы. Это преобладающий эстроген в репродуктивном возрасте.
20-гидрокси-лейкотриена
Это метаболит, который, вероятно, возникает в результате окисления липидов лейкотриена. Он классифицируется как цистиниллейкотриен. Эти соединения являются медиаторами воспалительного процесса, который определяет патофизиологические характеристики аллергического ринита.
2-гептанол
Это алкоголь, содержащийся во фруктах. Также он содержится в имбирном масле и клубнике. Он прозрачный, бесцветный и нерастворимый в воде. Он используется в качестве растворителя для различных смол и участвует в фазе флотации при переработке полезных ископаемых.
Ссылки
- Джеймс. (17 сентября 2014 г.). Спирты (1) - Номенклатура и свойства. Получено с: masterorganicchemistry.com
- Энциклопедия здоровья и безопасности на работе. (SF). Спирты. , Получено с: insht.es
- Кларк Дж. (16 июля 2015 г.). Структура и классификация спиртов. Химия Libretexts. Получено с: chem.libretexts.org
- PubChem. (2019). 20-Гидрокси-лейкотриен E4. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Моррисон, Р. Т. и Бойд, Р., Н. (1987). Органическая химия. Издание 5 ta . Редакция Addison-Wesley Interamericana.
- Кэри Ф. (2008). Органическая химия. (Издание шестое). Мак Гроу Хилл.
- Грэм Соломонс Т.В., Крейг Б. Фрайл. (2011). Органическая химия. Амины. (10- е изд.). Wiley Plus.
- Wikipedia. (2018). 2-октанол. Получено с: en.wikipedia.org