Clasificación de alcoholes
Clasificación de alcoholes
Oxidación con ácido crómico
Test de Lucas
Cano, Juan Pablo y Vidal, Edgar
Laboratorio de Orgánica III
Departamento de Química
Universidad Tecnológica Metropolitana
Fundamentación Teórica
Los alcoholes son compuestos orgánicos que poseen un grupo hidroxilo OH unido a un átomo de carbono con hibridación sp3.Se caracterizan por ser sustancias polares y con puntos de ebullición muy altos que cualquier hidrocarburo que posea su mismo peso molecular y también son importantes solventes e intermediarios en síntesis orgánica
Los alcoholes se pueden clasificar como: alcoholes primarios, alcoholes secundarios y alcoholes terciarios
Los fenoles contienen un grupo hidroxilo OH enlazado a un átomo de carbono de un anillo aromático y poseen puntos de ebullición elevados
Los enoles son alquenos que contienen un grupo hidroxilo OH unido a unos de los átomos de carbono del doble enlace. Son muy inestables y cambian al isómero de cetona
Los alcoholes poseen una posición central en la química orgánica, ya que, pueden preparse a partir de varias clases de compuestos orgánicos(cetonas, aldehídos, alquenos, halogenuros de alquilo,etc)
Hidratación
Oximercuración
Hidroboración
Reducción de cetonas
Test de Lucas
Este test sirve para diferenciar entre alcoholes primarios, secundarios y terciarios, en el cual se utiliza el reactivo de Lucas que es una solución de cloruro de zinc y ácido clorhídrico. Esta reacción es de sustitución en la que el cloro reemplaza al grupo hidroxilo OH
El reactivo de Lucas entra en contacto con el alcohol ; el protón del HCl protonará al grupo OH del alcohol, de modo que el grupo saliente(agua), siendo un nucleófilo mas débil que el OH, pueda ser sustituido por el ion cloruro, el cual al ser mas electronegativo que el sustituto anterior la reacción es de oxidación. En SN1 la velocidad de la reacción es mas rápida cuando el carbocatión intermediario está mas estabilizado por un mayor número de grupos alquilo por efecto inductivo, además la energía requerida para formar el carbocatión es directamente proporcional a la velocidad de reacción, así que los carbocationes terciarios, bencílicos y alílicos, reaccionan rápidamente mientras que los menos sustituidos lo hacen mas lentamente
Los alcoholes terciarios reaccionan instantáneamente con el reactivo de Lucas provocando una turbidez debida a que al anión cloruro cuando reacciona con el carbocatión creando un cloroalcano insoluble
Los alcoholes secundarios generalmente reaccionan por un mecanismo SN1, pero reaccionan mas lentos que los alcoholes terciarios, debido a que los carbocationes secundarios son menos estables que los carbocationes terciarios, cuando los alcoholes secuandarios reaccionan con el reactivo de Lucas también crean un cloroalcano insoluble, demorándose de 10 a 15 minutos en reaccionar completamente , pero puede ser acelerado calentando a Baño María por 5 minutos
Los alcoholes primarios no reaccionan significativamente con el reactivo de Lucas o lo hacen lentamente demorándose hasta varios días en hacerlo. La sustitución de alcoholes no es SN1, sino que es SN2, que significa que la sustitución procede en un solo paso y por otro lado el carbocatión que se crea es muy inestable; ya que la carga positiva es solo estabilizada por un carbono
Reacciones generales para Test de Lucas
Alcohol Primario
Alcohol Secundario
Alcohol Terciario
Mecanismo de reacción SN1 del alcohol primario (etanol) con el Test de Lucas
Sin embargo, en condiciones de altas temperaturas esta reacción ocurre por SN2
Mecanismo de reacción SN2 del alcohol promario (etanol) con el Test de Lucas
Mecanismo de reacción SN1 del alcohol secundario(2-butanol) con el Test de Lucas
Mecanismo de reacción SN1 del alcohol terciario (tert-butanol) con el Test de Lucas
Oxidación con ácido crómico
El termino de oxidación en química orgánica se refiere al aumento de enlace carbono-oxígeno o a la disminución de enlace carbono-hidrógeno.Los alcoholes se pueden oxidar nuevamente a alcoholes generándose un enlace carbono-oxígeno y luego los alcoholes se pueden oxidar a cetonas y aldehídos. los aldehídos se pueden oxidar nuevamente a ácido carboxílico produciéndose tres enlces carbono-oxígeno, mientras que las cetonas no sufren mas oxidación: los alcoholes terciarios no tiene hidrógenos que puedan sustituir, por lo tanto, no se pueden oxidar.
Para la oxidación de alcoholes el agente mas utilizado es el ácido crómico que se prepara disolviendo dicromato de potasio en una mezcla de ácido sulfúrico concentrado y agua destilada, en la cual ,la interacción entre el alcohol y un reactivo de cromo (VI) dará origen a un cromato intermediario el cual es expulsado del compuesto orgánico y que luego formará el enlace carbono-oxígeno.
La reducción de cromo (VI) a cromo (III) queda de manifiesto en el cambio de color, ya que se observa el cambio de naranjo a verde azulado, con dicho de viraje de color se puede comprobar si el alcohol analizado es primario, secundario o terciario, debido a este cambio de color se debe a que la reacción por lo cual estamos en presencia de un alcohol primario o secundario y si no hay un cambio de color estamos frente a un alcohol terciario.
Ecuación de reacción para formar el ácido crómico
Este ácido se forma in situ, es decir, al solubilizar el Dicromato de potasio con el ácido sulfúrico ocurre lo siguiente:
Orden de oxidación de alcoholes
Mecanismo de reacción para alcohol primario(etanol) con Test de ácido crómico
Medio ácido
Ecuación iónica del etanol con ácido crómico (oxidación suave a etanal)
Oxidación de etanol al ácido carboxílico
Mecanismo de reacción para alcohol secundario (2-butanol) con Test de ácido crómico
Ecuación iónica del 2-butanol con ácido crómico
Mecanismo de reacción para alcohol terciario (tert-butanol) con Test de ácido crómico
Mecanismo de reacción para ciclohexanol a ciclohexanona
Ecuación iónica del ciclohexanol
Procedimiento experimental
Test de Lucas
Materiales
- Tubos de ensayo
- Vaso precipitado de 500 mL
- Vaso precipitado de 50 mL
- Gradilla de madera
- 3 Gotarios plásticos
- Mechero Bunsen
- Rejilla de asbesto
- Trípode
- Pipeta de 10 mL
- Pinzas para tubo de ensayo
Reactivos
- Cloruro de Zinc (Merck) P.A
- Ácido Clorhídrico ( Merck) P.A
- Etanol P.A 99%
- 2-butanol (Merck) P.A 99%
- Tert.butanol P.A
Preparación del reactivo de Lucas
Añadir a un vaso precipitado de 50 mL 16 gramos de cloruro de zinc, luego agregar 10 ml de ácido clorhídrico y agitar la solución formada hasta formar una fase homogénea
Procedimiento
- A 3 tubos de ensayos limpios y secos agregar 2 mL de cada alcohol (primario, secundario y terciario)que respectivamente son etanol, 2-butanol y tert-butanol
- Luego agregue 2 mL de reactivo de Lucas a cada tubo, agitar y tapar.
- Observar los cambios que experimenten los alcoholes
- A los alcoholes que no reaccionaron luego de diez minutos a temperatura ambiente, someter a Baño María durante 5 minutos o cuando se observe un cambio
Oxidación de alcoholes con ácido crómico
Materiales
-5 tubos de ensayo
-Vaso precipitado de 50 mL
- 5 gotarios plásticos
- Pipeta de 10 mL
Reactivos
- Dicromato de potasio (Sigma-Aldrich) P.A 99.8%
- Ácido sulfúrico (Analytic) P.A 95-97%
- Agua destilada
- Etanol P:A
- 2-butanol (Merck) P.A 99%
- Tert-butanol P.A
- Fenol P.A
- Ciclohexanol P.A
Preparación de ácido crómico
Preparar una solución saturada de dicromato de potasio, para ello añada 2.5 gramos de dicromato a 18 mL de agua destilada en un vaso precipitado de 50 mL. A 4 mL de ácido sulfúrico concentrado adicionar a la solución saturada de dicromato de potasio
Procedimiento
-Adicionar 3 ml de ácido crómico a 5 tubos de ensayos limpios y secos
-A cada tubo agregue 1 ml de alcohol respectivo (Etanol, 2-butanol_tert-butanol,fenol y ciclohexanol)
- Dejar reposar por 5 minutos
- Observar los cambios experimentados
BIbliografía
http://www.textoscientificos.com/quimica/alcoholes
http://html.ricondelvago.com/propiedades-quimicas-del-alcohol.html