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Síntesis y Reactividad de Alcoholes
Alcoholes. Caracteristicas generales
Los alcoholes son compuesto orgánicos que contienen el grupo hidroxilo (-OH). El
metanol es el alcohol más sencillo, se obtiene por reducción del monóxido de carbono
con hidrógeno.
El metanol es un líquido incoloro, su punto de ebullición es 65ºC, miscible en agua en
todas las proporciones y venenoso (35 ml pueden matar una persona)
La mitad del metanol producido se oxida a metanal (formaldehído), material de partida
para la fabricación de resinas y plásticos.
El etanol se obtiene por fermentación de materia vegetal, obteniéndose una
concentración máxima de 15% en etanol. Por destilación se puede aumentar esta
concentración hasta el 98%.
También se puede obtener etanol por hidratación del etileno (eteno) que se obtiene a
partir del petróleo.
El etanol es un líquido incoloro, miscible en agua en todas proporciones, con punto de
ebullición de 78ºC. Es fácilmente metabolizado por nuestros organismos, aunque su
abuso causa alcoholismo.
s
Nomenclatura de Alcoholes
Regla 1. Se elige como cadena principal la de mayor longitud que contenga el grupo -OH.
Regla 2. Se numera la cadena principal para que el grupo -OH tome el localizador más
bajo. El grupo hidroxilo tiene preferencia sobre cadenas carbonadas, halógenos, dobles y
triples enlaces.
Regla 3. El nombre del alcohol se construye cambiando la terminación -o del alcano con
igual número de carbonos por -ol
Regla 4. Cuando en la molécula hay grupos grupos funcionales de mayor prioridad, el
alcohol pasa a serun mero sustituyente y se llama hidroxi-. Son prioritarios frente a los
alcoholes: ácidos carboxílicos, anhídridos, ésteres, haluros de alcanoilo, amidas, nitrilos,
aldehídos y cetonas.
Regla 5. El grupo -OH es prioritario frente a los alquenos y alquinos. La numeración
otorga el localizador más bajo al -OH y el nombre de la molécula termina en -ol.
Acidez y Basicidad de
los Alcoholes
Los alcoholes son especies anfóteras (anfipróticas), pueden actuar como ácidos o bases.
En disolución acuosa se establece un equilibrio entre el alcohol, el agua y sus bases
conjugadas.
Escribiendo la constante del equilibrio (Ka)
Sintesis de Alcoholes a partir de Haloalcanos
Los haloalcanos primarios reaccionan con hidróxido de sodio para formar alcoholes.
Haloalcanos secundarios y terciarios eliminan para formar alquenos
Sintesis de Alcoholes por reducción de carbonilos
Tanto el borohidruro de sodio (NaBH4) como el hidruro de litio y aluminio (LiAlH4) reducen
aldehídos y cetonas a alcoholes.
El etanal [1] se transforma por reducción con el borohidruro de sodio en etanol [2].
Sintesis de Alcoholes por hidrogenación de Carbonilos
Otro método para preparar alcoholes consiste en la reducción de aldehídos o cetonas a
alcoholes. El método más simple es la hidrogenación del doble enlace carbono-oxígeno,
utilizando hidrógeno en presencia de un catalizador de platino, paladio, niquel o rutenio.
El etanal [1] se transforma por hidrogenación del doble enlace en etanol [2]
Sintesis de Alcoholes a partir de Epoxidos
Los alcoholes se pueden obtener por apertura de epóxidos (oxaciclopropanos). Esta
apertura se puede realizar empleando reactivos organometálicos o el reductor de litio y
aluminio.
El oxaciclopropano [1] se transforma por reducción con hidruro de litio y aluminio en
etanol [2].
Síntesis de Alcoholes por Hidratación
de Alquenos
Un método de síntesis para alcoholes, ya estudiado en la sección de alquenos, consiste en
hidratar el alqueno. La adición del -OH puede ser en el carbono más sustituido del
alqueno (Markovnikov), o bien, en el carbono menos sustituido (antiMarkovnikov).
Hidratación Markovnikov
En esta hidratación el grupo hidroxilo va al carbono con más sustituyentes. Se emplea
como reactivo sulfúrico acuoso, o bien, acetato de mercurio en agua, seguido de
reducción con borohidruro de sodio.
Hidratación antiMarkovnikov
El grupo hidroxilo se adiciona al carbono menos sustituido. El reactivo empleado es
borano en THF seguido de oxidación con agua oxigenada en medio básico (hidroboración)
Sintesis de Alcoholes por reducción de acidos y esteres
Los ácidos carboxílicos y los ésteres se reducen a alcoholes con el hidruro de litio y
aluminio. Reductores más suaves como el borohidruro de sodio son incapaces de reducir
estos compuestos.
El ácido etanoico [1] se transforma por reducción con hidruro de litio y aluminio en etanol
[2].
Sintesis de Haloalcanos a partir de Alcoholes
Los alcoholes primarios y secundarios pueden convertirse en haloalcanos con reactivos
como: tribromuro de fósforo, tricloruro de fósforo, cloruro de tionilo y pentacloruro de
fósforo.
Oxidacion de Alcoholes
La oxidación de alcoholes forma compuestos carbonilos. Al oxidar alcoholes primarios se
obtienen aldehídos, mientras que la oxidación de alcoholes secundarios forma cetonas.
Oxidación de alcoholes primarios a aldehídos
Formacion de Alcoxidos a partie de Alcoholes
Los alcóxidos son las bases de los alcoholes, se obtienen por reacción del alcohol con una
base fuerte.
Propiedades físicas de los alcoholes.
El punto de fusión y ebullición de los alcoholes, como en los hidrocarburos, crece con el
aumento del tamaño de la molécula.
En términos generales los alcoholes con 12 o menos átomos de carbono en la estructura
son líquidos a temperatura ambiente, ya con mas de 12 son sólidos.
La solubilidad en agua (con raras excepciones) se reduce con el aumento del peso
molecular, de esta forma, el metanol, etanol y propinol son solubles en agua en cualquier
proporción, a partir de 4 o mas átomos de carbono la solubilidad comienza a disminuir de
modo que, a mayor peso molecular, menor solubilidad.
Fuentes naturales y usos de los alcoholes.
Durante la destilación del petroleo se recuperan ciertas cantidades de mezclas de
alcoholes en el rango C3 hasta C5, que se utilizan principalmente como materias primas
para la producción de otros compuestos.
Se obtienen alcoholes diversos también como subproductos de procesos de síntesis de
otros compuestos orgánicos.
Cantidades importantes de glicerina, un alcohol con tres grupos hidroxilo, se obtienen en
la saponificacion de las grasas naturales para la producción de jabón. La glicerina se usa
extensamente en la preparación de cremas y productos cosméticos.
Durante la fermentación natural de soluciones dulces, (melazas o azúcares en agua, jugo
de frutas dulces, etc.) se puede obtener una disolución de etanol hasta del 12% de
concentración, que luego puede ser concentrada por destilación directa hasta el 95%. En
condiciones especiales o con el uso de sales deshidratadoras puede incluso aumentarse la
concentración hasta obtener etanol técnicamente puro.
Los mostos, desechos de la destilación primaria para la separación del etanol, contienen
diferentes tipos de alcoholes superiores y fenoles que pueden ser separados.
Del proceso de destilación seca de la madera para obtener carbón vegetal se pueden
recuperar cantidades importantes de metanol, por este motivo el metanol se conoce
también como alcohol de madera.
Los alcoholes primarios saturados de cadena recta en el rango C12 - C18, son muy
importantes en la facturación de detergentes y se obtienen de la hidrogenación de las
grasas naturales