- Estrutura de um álcool primário
- Propriedades
- Acidez
- pKa
- Reações químicas
- Formação de haletos de alquila
- Oxidação de álcoois primários
- Formação de éteres
- Formação de ésteres orgânicos
- Desidratação
- Nomenclatura
- Exemplos
- Referências
Um álcool primário é aquele em que o grupo hidroxila está ligado a um carbono primário; isto é, um carbono covalentemente ligado a outro carbono e hidrogênios. Sua fórmula geral é ROH, especificamente RCH 2 OH, uma vez que existe apenas um grupo alquil R.
O grupo R da fórmula RCH 2 OH pode ser qualquer: uma cadeia, um anel, ou heteroátomos. Quando se trata de uma cadeia, curta ou longa, está antes dos álcoois primários mais representativos; entre eles estão o metanol e o etanol, dois dos mais sintetizados em nível industrial.
Jarra de cerveja - Um exemplo de solução aquosa de álcool etílico, um álcool primário, em uma matriz orgânica. Fonte: Engin Akyurt via Pexels.
Fisicamente, eles são como os outros álcoois, e seus pontos de ebulição ou fusão dependem do grau de sua ramificação; mas quimicamente são os mais reativos. Além disso, sua acidez é superior à dos álcoois secundários e terciários.
Os álcoois primários sofrem reações de oxidação, tornando-se um grande número de compostos orgânicos: ésteres e éteres, aldeídos e ácidos carboxílicos. Da mesma forma, podem sofrer reações de desidratação, transformando-se em alcenos ou olefinas.
Estrutura de um álcool primário
Os álcoois primários derivados de alcanos lineares são os mais representativos. Porém, na realidade qualquer estrutura, seja linear ou ramificada, pode ser classificada neste tipo de álcool, desde que o grupo OH esteja ligado a um CH 2.
Portanto, estruturalmente todos eles têm em comum a presença do grupo –CH 2 OH, denominado metilol. Uma característica e consequência desse fato é que o grupo OH é menos prejudicado; ou seja, ele pode interagir com o ambiente sem interferência espacial de outros átomos.
Da mesma forma, um OH menos impedido significa que o átomo de carbono que o carrega, o de CH 2, pode sofrer reações de substituição por um mecanismo SN 2 (bimolecular, sem a formação de carbocátion).
Por outro lado, um OH com maior liberdade para interagir com o meio, se traduz em interações intermoleculares mais fortes (por ligações de hidrogênio), que por sua vez aumentam os pontos de fusão ou ebulição.
O mesmo acontece com sua solubilidade em solventes polares, desde que o grupo R não seja muito hidrofóbico.
Propriedades
Acidez
Os álcoois primários são os mais ácidos. Para um álcool se comportar como um ácido de Bronsted, ele deve doar um íon H + para o meio, digamos água, para se tornar um ânion alcóxido:
ROH + H 2 O <=> RO - + H 3 O +
A carga negativa de RO -, especificamente RCH 2 O -, é menos repulsada pelos elétrons nas duas ligações CH do que pelos elétrons na ligação CR.
O grupo alquilo, em seguida, exerce a maior repulsão, desestabilizador RCH 2 S -; mas não tanto comparado ao que se houvesse dois ou três grupos R, como ocorre com os álcoois secundários e terciários, respectivamente.
Outra forma de explicar a maior acidez de um álcool primário é por meio da diferença de eletronegatividade, criando o momento de dipolo: H 2 C δ + -O δ- H. O oxigênio atrai densidade eletrônica tanto do CH 2 quanto do H; a carga parcial positiva do carbono repele um pouco a do hidrogênio.
O grupo R transfere um pouco de sua densidade de elétrons para o CH 2, o que ajuda a diminuir sua carga parcial positiva e, assim, sua rejeição pela carga de hidrogênio. Quanto mais grupos R houver, menor será a repulsão e, portanto, a tendência de H ser liberado como H +.
pKa
Os álcoois primários são considerados ácidos mais fracos do que a água, com exceção do álcool metílico, que é ligeiramente mais forte. O pKa do álcool metílico é 15,2; e o pKa do álcool etílico é 16,0. Enquanto isso, o pKa da água é 15,7.
No entanto, a água, que é considerada um ácido fraco, como os álcoois, pode se juntar ao H + para se tornar o íon hidrônio, H 3 O +; ou seja, ele se comporta como uma base.
Da mesma forma, os álcoois primários podem absorver hidrogênio; especialmente em algumas de suas próprias reações, por exemplo, em sua transformação em alcenos ou olefinas.
Reações químicas
Formação de haletos de alquila
Os álcoois reagem com haletos de hidrogênio para produzir haletos de alquila. A reatividade dos álcoois para haletos de hidrogênio diminui na seguinte ordem:
Álcool terciário> álcool secundário> álcool primário
ROH + HX => RX + H 2 S
RX é um halogeneto de alquilo primário (CH 3 Cl, CH 3 CH 2 Br, etc.).
Outra forma de preparar halogenetos de alquila é fazendo reagir cloreto de tionila, um reagente sintético, com um álcool primário que é convertido em cloreto de alquila. O cloreto de tionila (SOCl 2) requer a presença de piridina para reagir.
CH 3 (CH 2) 3 CH 2 OH + SOCl 2 => CH 3 (CH 2) 3 CH 2 Cl + SO 2 + HCl
Esta reação corresponde à halogenação de 1-pentanol para se tornar 1-cloropentano na presença de piridina.
Oxidação de álcoois primários
Os álcoois podem ser oxidados a aldeídos e ácidos carboxílicos, dependendo do reagente. O clorocromato de piridínio (PCC) oxida o álcool primário em aldeído, usando diclorometano (CH 2 Cl 2) como solvente:
CH 3 (CH 2) 5 CH 2 OH => CH 3 (CH 2) 5 COH
Esta é a oxidação do 1-heptanol em 1-heptanal.
Enquanto isso, o permanganato de potássio (KMnO 4) primeiro oxida o álcool em aldeído e, em seguida, oxida o aldeído em ácido carboxílico. Ao usar permanganato de potássio para oxidar álcoois, a quebra da ligação entre os carbonos 3 e 4 deve ser evitada.
CH 3 (CH 2) 4 CH 2 OH => CH 3 (CH 2) 4 COOH
Esta é a oxidação de 1-hexanol em ácido hexanóico.
Por este método é difícil obter um aldeído, uma vez que é facilmente oxidado a um ácido carboxílico. Uma situação semelhante é observada quando o ácido crômico é usado para oxidar álcoois.
Formação de éteres
Os álcoois primários podem ser convertidos em éteres quando aquecidos na presença de um catalisador, geralmente ácido sulfúrico:
2 RCH 2 OH => RCH 2 OCH 2 R + H 2 O
Formação de ésteres orgânicos
A condensação de um álcool e um ácido carboxílico, esterificação de Fisher, catalisada por um ácido, produz um éster e água:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR '+ H 2 S
Uma reação bem conhecida é a do etanol com ácido acético, para dar acetato de etila:
CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH <=> CH 3 COOHCH 2 CH 3 + H 2 O
O álcool primário é o mais suscetível às reações de esterificação de Fischer.
Desidratação
Em altas temperaturas e em meio ácido, geralmente ácido sulfúrico, os álcoois se desidratam para dar origem a alquenos com a perda de uma molécula de água.
CH 3 CH 2 OH => H 2 C = CH 2 + H 2 O
Esta é a reação de desidratação do etanol em etileno. Uma fórmula geral mais adequada para este tipo de reação, especificamente para um álcool primário, seria:
RCH 2 OH => R = CH 2 (que também é igual a RC = CH 2)
Nomenclatura
Exemplo de álcool primário. Fonte: Gabriel Bolívar.
As regras para nomear um álcool primário são as mesmas que para os outros álcoois; com a exceção de que às vezes não é necessário listar o carbono contendo OH.
Na imagem superior, há uma cadeia principal de sete carbonos. O carbono ligado ao OH recebe o número 1 e então começa a contar da esquerda para a direita. Portanto, seu nome IUPAC é: 3,3-dietilheptanol.
Observe que este é um exemplo de um álcool primário altamente ramificado.
Exemplos
Finalmente, alguns álcoois primários são mencionados com base em sua nomenclatura tradicional e sistemática:
-Metil, CH 3 OH
-Etil, CH 3 CH 2 OH
-n-propil, CH 3 CH 2 CH 2 OH
-n-hexil, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
Estes são derivados de alcanos lineares. Outros exemplos são:
-2-feniletanol, C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH (C 6 H 5 = anel de benzeno)
-2-propen-1-ol (álcool alílico), CH 2 = CHCH 2 OH
-1,2-etanodiol, CH 2 OHCH 2 OH
-2-cloroetanol (etilenoclorohidrina), ClCH 2 CH 2 OH
-2-buten-1-ol (álcool crotílico), CH 3 CH = CHCH 2 OH
Referências
- Morrison, RT e Boyd, RN (1987). Quimica Organica. (5 ta Edition). Addison-Wesley Iberoamericana
- Carey, FA (2008). Quimica Organica. (Edição 6 ta). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- Mel Science. (2019). Como ocorre a oxidação dos álcoois primários. Recuperado de: melscience.com
- Royal Society of Chemistry. (2019). Definição: álcoois primários. Recuperado de: rsc.org
- Chriss E. McDonald. (2000). A oxidação de álcoois primários em ésteres: três experimentos investigativos relacionados. J. Chem. Educ., 2000, 77 (6), p 750. DOI: 10.1021 / ed077p750