15: Alcoholes y Éteres

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Las propiedades físicas, químicas y espectroscópicas de los alcoholes son relativas a sus estructuras químicas. Los alcoholes son compuestos de la fórmula general ROH, donde R es cualquier grupo alquilo o alquilo sustituido. Los éteres simples, ROR, no tienen enlaces O-H, y la mayoría de sus reacciones se limitan a los grupos sustituyentes. Antes de pasar a la química específica de alcoholes y éteres, le recordamos que el nombre de alcoholes y éteres se resume en nombrar alcoholes, fenoles y Naming Eteres.

15.1: Preludio a Alcoholes y Éteres
Todos los carbohidratos y sus derivados, incluyendo los ácidos nucleicos, tienen grupos hidroxilo. Algunos aminoácidos, la mayoría de los esteroides, muchos terpenos y pigmentos vegetales tienen grupos hidroxilo. Estas sustancias sirven para muchos propósitos diversos para el apoyo y mantenimiento de la vida. Se espera que las reacciones que involucran los hidrógenos de los grupos OH alcohólicos sean similares a las del agua, HOH, el compuesto hidroxílico más simple. Los alcoholes, ROH, pueden considerarse a este respecto como productos de sustitución del agua.
15.2: Propiedades Físicas de Alcoholes; Enlace de Hidrógeno
La comparación de las propiedades físicas de los alcoholes con las de los hidrocarburos de peso molecular comparable muestra varias diferencias llamativas, especialmente para aquellos con solo unos pocos carbonos. Los alcoholes son sustancialmente menos volátiles, tienen puntos de fusión más altos y mayor solubilidad en agua que los hidrocarburos correspondientes, aunque las diferencias se vuelven progresivamente menores a medida que aumenta el peso molecular.
15.3: Propiedades espectroscópicas de los alcoholes
El enlace hidrógeno-oxígeno de un grupo hidroxilo proporciona una banda de absorción característica en el infrarrojo que está considerablemente influenciada por los enlaces de hidrógeno. Por ejemplo, en el estado vapor (en el que esencialmente no hay enlaces de hidrógeno), el etanol da un espectro infrarrojo con una banda de absorción bastante nítida a 3700 cm−1, debido a un grupo hidroxilo libre o no asociado.
15.4: Preparación de Alcoholes
Muchos de los métodos comunes de laboratorio para la preparación de alcoholes han sido discutidos en post anterior o serán considerados posteriormente; así para evitar repeticiones indebidas no los consideraremos en detalle en este momento. Entre estos métodos se incluyen hidratación e hidroboración, adición de ácidos hipohalosos a alquenos, hidrólisis de haluros de alquilo y haluros alílicos y bencílicos, adición de reactivos de Grignard a compuestos carbonílicos y la reducción de compuestos carbonílicos.
15.5: Reacciones Químicas de Alcoholes. Reacciones que involucran el enlace O-H
Varias reacciones químicas importantes de los alcoholes involucran solo el enlace oxígeno-hidrógeno y dejan intacto el enlace carbono-oxígeno. Un ejemplo importante es la formación de sal con ácidos y bases. Los alcoholes, como el agua, son tanto bases débiles como ácidos débiles. La constante de ionización ácida del etanol es ligeramente menor que la del agua.
15.6: Reacciones que involucran el enlace C-O de alcoholes
La formación de haluro de alquilo a partir de un alcohol y un haluro de hidrógeno proporciona un ejemplo importante de una reacción en la que se rompe el enlace C-O del alcohol.
15.7: Oxidación de Alcoholes
De acuerdo con la escala de niveles de oxidación establecida para el carbono, los alcoholes primarios están en un nivel de oxidación más bajo que los aldehídos o ácidos carboxílicos. Con agentes oxidantes adecuados, los alcoholes primarios de hecho se pueden oxidar primero a aldehídos y luego a ácidos carboxílicos.
15.8: Alcoholes polihídricos
Los alcoholes polihídricos en los que los grupos hidroxilo están situados en diferentes carbonos son relativamente estables y, como cabría esperar para sustancias con múltiples grupos polares, tienen altos puntos de ebullición y considerable solubilidad en agua, pero baja solubilidad en disolventes no polares.
15.9: Alcoholes insaturados - Alquenoles
Los alcoholes insaturados más simples, el etenol (alcohol vinílico), son inestables con respecto al etanal y nunca se han aislado. Otros alquenoles insaturados simples (enoles) también se reordenan a compuestos carbonílicos. Sin embargo, los derivados éter y éster de enoles son conocidos y pueden prepararse mediante la adición de alcoholes y ácidos carboxílicos a alquinos. Los ésteres se utilizan para fabricar muchos polímeros comercialmente importantes.
15.10: Protección de Grupos Hidroxilo
A estas alturas debería ser evidente que los grupos hidroxilo son muy reactivos a muchos reactivos. Esto es tanto una ventaja como una desventaja en la síntesis. Para evitar la interferencia por grupos hidroxilo, a menudo es necesario protegerlos (o enmascararlos) mediante la conversión a funciones menos reactivas. En el caso de los alcoholes, el grupo hidroxilo puede protegerse mediante la formación de un éter, un éster o un acetal.
15.11: Tipos y reacciones de éteres simples
La sustitución de los hidrógenos hidroxílicos de los alcoholes por grupos hidrocarbonados da compuestos conocidos como éteres. Estos compuestos pueden clasificarse adicionalmente como de cadena abierta, cíclicos, saturados, insaturados, aromáticos, etc.
15.12: Éteres cíclicos
Los compuestos de anillo que contienen nitrógeno, oxígeno, azufre u otros elementos como átomos del anillo generalmente se conocen como compuestos heterocíclicos, y los átomos del anillo distintos del carbono son los heteroátomos.
15.E: Alcoholes y Éteres (Ejercicios)
Estos son los ejercicios de tarea para acompañar el Capítulo 15 del Textmap for Basic Principles of Organic Chemistry (Roberts y Caserio).

Colaboradores y Atribuciones

John D. Robert and Marjorie C. Caserio (1977) Basic Principles of Organic Chemistry, second edition. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. This content is copyrighted under the following conditions, "You are granted permission for individual, educational, research and non-commercial reproduction, distribution, display and performance of this work in any format."