- Recordar las reacciones (reactivos y condiciones) mediante las cuales se pueden producir alcoholes: (a) adición electrofílica de vapor de agua a un alqueno, $\text{H}_2\text{O(g)}$ y catalizador de $\text{H}_3\text{PO}_4$; (b) reacción de alquenos con manganeso(VII) potásico acidulado frío y diluido para formar un diol; (c) sustitución de una halogenoalcano usando $\text{NaOH(aq)}$ y calor; (d) reducción de un aldehído o cetona usando $\text{NaBH}_4$ o $\text{LiAlH}_4$; (e) reducción de un ácido carboxílico usando $\text{LiAlH}_4$; (f) hidrólisis de un éster usando ácido diluido o base diluida y calor.
- Describir: (a) la reacción con el oxígeno (combustión); (b) la sustitución para formar halogenoalcanos, p. ej., por reacción con $\text{HX(g)}$; o con $\text{KCl}$ y $\text{H}_2\text{SO}_4$ concentrado o $\text{H}_3\text{PO}_4$ concentrado; o con $\text{PCl}_3$ y calor; o con $\text{PCl}_5$; o con $\text{SOCl}_2$; (c) la reacción con $\text{Na(s)}$; (d) la oxidación con $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ acidulado o $\text{KMnO}_4$ acidulado para obtener: (i) compuestos carbonilo por destilación; (ii) ácidos carboxílicos por reflujo (los alcoholes primarios dan aldehídos que pueden oxidarse ulteriormente a ácidos carboxílicos, los alcoholes secundarios dan cetonas, los alcoholes terciarios no se oxidan); (e) la deshidratación a un alqueno, utilizando un catalizador calentado, p. ej., $\text{Al}_2\text{O}_3$ o un ácido concentrado; (f) la formación de ésteres por reacción con ácidos carboxílicos y $\text{H}_2\text{SO}_4$ concentrado como catalizador, tal como lo ejemplifica el etanol.
- (a) clasificar los alcoholes en alcoholes primarios, secundarios y terciarios, incluyendo ejemplos con más de un grupo alcohol; (b) indicar reacciones características de diferenciación, p. ej., oxidación suave con $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ acidulado, cambio de color de naranja a verde.
- Deducir la presencia de un grupo $\text{CH}_3\text{CH(OH)}-$ en un alcohol, $\text{CH}_3\text{CH(OH)}-\text{R}$, a partir de su reacción con $\text{I}_2\text{(aq)}$ alcalino para formar un precipitado amarillo de triyodometano y un ion, $\text{RCO}_2^-$.
- Explicar la acidez de los alcoholes en comparación con el agua.
Compuestos hidroxilados
A-Level Química · Tema 16
8:20
Compuestos hidroxilados
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16.1
Alcoholes
Syllabus
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
Un alcohol 醇 tiene el grupo funcional $\text{–OH}$ (hidroxilo).
Síntesis de alcoholes
| Método | Reactivos y condiciones |
|---|---|
| adición de vapor de agua a un alqueno | $\text{H}_2\text{O(g)}$, catalizador de $\text{H}_3\text{PO}_4$ (adición electrofílica 亲电加成) |
| un alqueno 烯烃 con $\text{KMnO}_4$ frío y diluido | produce un diol 二醇 (dos grupos $\text{–OH}$) |
| sustitución de una haloalcano 卤代烷 | $\text{NaOH(aq)}$, calor |
| reducción 还原 de un aldehído 醛 o cetona 酮 | $\text{NaBH}_4$ o $\text{LiAlH}_4$ |
| reducción de un ácido carboxílico 羧酸 | $\text{LiAlH}_4$ |
| hidrólisis 水解 de un éster 酯 | ácido o base diluida, calor |
Reacciones de los alcoholes
- combustión: los alcoholes arden en oxígeno para producir dióxido de carbono y agua.
- sustitución a haloalcanos, por ejemplo con $\text{HX}$, $\text{PCl}_5$, $\text{PCl}_3$ y calor, o con $\text{SOCl}_2$.
- con sodio: los alcoholes reaccionan con sodio metálico para liberar hidrógeno y formar un alcóxido de sodio — similar al agua, pero más lentamente.
- oxidación 氧化 con $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ acidulado (o $\text{KMnO}_4$). El producto depende de la clase del alcohol (ver abajo).
- deshidratación 脱水 a un alqueno, usando un catalizador de $\text{Al}_2\text{O}_3$ caliente o ácido concentrado.
- formación de ésteres: un alcohol reacciona con un ácido carboxílico (con catalizador de $\text{H}_2\text{SO}_4$ concentrado) para formar un éster.
Tres clases y cómo la oxidación las distingue
Un alcohol es primario 伯, secundario 仲 o terciario 叔, dependiendo de cuántos carbonos estén unidos al carbono que porta el grupo $\text{–OH}$. Algunas moléculas tienen más de un grupo $\text{–OH}$.
| Clase | Producto de oxidación |
|---|---|
| primario | aldehído (por destilación 蒸馏), luego ácido carboxílico (por reflujo 回流) |
| secundario | una cetona |
| terciario | no se oxida |
En una prueba rápida, el $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ acidulado cambia de naranja a verde con un alcohol primario o secundario, pero permanece naranja con un alcohol terciario.
- La destilación elimina el aldehído a medida que se forma, antes de que pueda oxidarse más.
- El reflujo mantiene la mezcla hirviendo y devuelve el vapor, de modo que el alcohol se oxida completamente a ácido carboxílico.
La prueba del iodoformo
Si se calienta un alcohol que contiene el grupo $\text{CH}_3\text{CH(OH)}-$ con yodo acuoso alcalino, se obtiene un precipitado amarillo pálido de triiodometano 三碘甲烷 ($\text{CHI}_3$) y el ion $\text{RCO}_2^-$. Esta es una prueba útil para dicho grupo.
Acidez de los alcoholes
El grupo $\text{–OH}$ hace que los alcoholes sean muy débilmente ácidos: pueden perder el $\text{H}^+$ para formar un ion $\text{RO}^-$. Pero su acidez 酸性 es menor que la del agua. Esto se debe a que el grupo alquilo empuja densidad electrónica hacia el oxígeno, lo que hace que el ion $\text{RO}^-$ sea menos estable, por lo que el alcohol retiene su $\text{H}^+$ con más fuerza.
Ejemplo resuelto. Tres botellas sin etiquetar contienen butan-1-ol, butan-2-ol y 2-metilpropan-2-ol. ¿Cómo permite distinguirlos calentar cada uno con $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ acidulado? Lo importante es cuántos hidrógenos hay sobre el carbono que porta el $\text{OH}$. El butan-1-ol es primario (tiene dos de estos hidrógenos): el dicromato naranja se vuelve verde, y mediante destilación se recoge un aldehído (butanal), o mediante reflujo se obtiene el ácido carboxílico (ácido butanoico). El butan-2-ol es secundario (tiene uno de estos hidrógenos): también se vuelve verde, pero el producto es una cetona (butanona), que no se oxidará más. El 2-metilpropan-2-ol es terciario (no tiene este tipo de hidrógenos): no hay nada que eliminar, por lo que el dicromato permanece naranja. El color solo diferencia al terciario de los otros dos; para distinguir entre primario y secundario, se debe identificar el producto (un aldehído da espejo de plata con Tollens', una cetona no).
Explorar
Mapa de reacciones de alcoholes
Seleccionar qué ocurre con los alcoholes bajo diferentes reactivos.
Explorar
Laboratorio de prueba de oxidación de alcoholes
Clasificar alcoholes según el producto de oxidación y la observación.
Vocabulario
Entrenar
| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| alcohol/ˈælkəhɒl/ | 醇 | chún |
| electrophilic addition/ɪˌlektrəʊˈfɪlɪk əˈdɪʃn/ | 亲电加成 | qīn diàn jiā chéng |
| alkene/ˈælkiːn/ | 烯烃 | xī tīng |
| diol/dɪˈɒl/ | 二醇 | èr chún |
| halogenoalkane/ˈheɪləʊdʒnəʊlkeɪn/ | 卤代烷 | lǔ dài wán |
| reduction/rɪˈdʌkʃn/ | 还原 | huán yuán |
| aldehyde/ˈældɪhaɪd/ | 醛 | quán |
| ketone/ˈketəʊn/ | 酮 | tóng |
| carboxylic acid/ˌkɑːbəkˈsɪlɪk ˈæsɪd/ | 羧酸 | suō suān |
| hydrolysis/haɪˈdrɒləsɪs/ | 水解 | shuǐ jiě |
| ester/ˈestə/ | 酯 | zhǐ |
| oxidation/ˌɒksɪˈdeɪʃn/ | 氧化 | yǎng huà |
| dehydration/ˌdiːhaɪˈdreɪʃn/ | 脱水 | tuō shuǐ |
| primary/ˈpraɪməri/ | 伯 | bó |
| secondary/ˈsekəndəri/ | 仲 | zhòng |
| tertiary/ˈtɜːʃjəri/ | 叔 | shū |
| distillation/dɪstɪˈleɪʃn/ | 蒸馏 | zhēng liú |
| reflux/ˈriːflʌks/ | 回流 | huí liú |
| tri-iodomethane/traɪ ˈaɪədəʊmθeɪn/ | 三碘甲烷 | sān diǎn jiǎ wán |
| acidity/æˈsɪdɪti/ | 酸性 | suān xìng |
16.1
Consejos para el examen
- Clasifique primero el alcohol como primario, secundario o terciario — esto determina el producto de oxidación.
- Oxidación con $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ acidulado (naranja → verde): primario → aldehído (destilar) → ácido (reflujo); secundario → cetona; terciario → sin reacción.
- Distinga las condiciones para obtener aldehído vs. ácido a partir de un alcohol primario (destilación vs. reflujo).
- Nombren correctamente los ésteres (la parte del ácido va segunda, terminando en "-oato").
Lecciones interactivas sobre este tema
Trátalo paso a paso, con ejercicios de verificación instantánea.