Composés hydroxylés

Un alcool 醇 possède le groupe fonctionnel $\text{–OH}$ (hydroxyle).

Préparation des alcools

Réactions des alcools

• combustion : les alcools brûlent dans l'oxygène pour donner du dioxyde de carbone et de l'eau.
• substitution sur un halogénure d'alkyle, par exemple avec $\text{HX}$, $\text{PCl}_5$, $\text{PCl}_3$ et chaleur, ou $\text{SOCl}_2$.
• avec le sodium : les alcools réagissent avec le sodium métallique pour donner de l'hydrogène et un alkoxide de sodium — comme l'eau, mais plus lentement.
• oxydation 氧化 avec du $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ acidifié (ou $\text{KMnO}_4$). Le produit dépend de la classe d'alcool (voir ci-dessous).
• déshydratation 脱水 en alcène, utilisant un catalyseur $\text{Al}_2\text{O}_3$ chaud ou un acide concentré.
• formation d'esters : un alcool réagit avec un acide carboxylique (avec catalyseur $\text{H}_2\text{SO}_4$ concentré) pour former un ester.

Trois classes et comment l'oxydation les distingue

Un alcool est primaire 伯, secondaire 仲 ou tertiaire 叔, selon le nombre de carbones liés au carbone portant le $\text{–OH}$. Certaines molécules possèdent plus d'un groupe $\text{–OH}$.

Lors d'un test rapide, le $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ acidifié passe du orange au vert avec un alcool primaire ou secondaire, mais reste orange avec un alcool tertiaire.

• La distillation élimine l'aldéhyde dès sa formation, avant qu'il ne puisse être oxydé davantage.
• Le reflux maintient le mélange en ébullition et retourne la vapeur, afin que l'alcool soit entièrement oxydé en acide carboxylique.

Le test de l'iodoforme

Si vous chauffez un alcool contenant le groupe $\text{CH}_3\text{CH(OH)}-$ avec de l'iode aqueuse alcaline, vous obtenez un précipité jaune pâle de triiodométhane 三碘甲烷 ($\text{CHI}_3$) et l'ion $\text{RCO}_2^-$. C'est un test utile pour ce groupe.

Acidité des alcools

Le groupe $\text{–OH}$ rend les alcools très faiblement acides : ils peuvent perdre le $\text{H}^+$ pour former un ion $\text{RO}^-$. Mais leur acidité 酸性 est inférieure à celle de l'eau. Cela est dû au fait que le groupe alkyle pousse la densité électronique vers l'oxygène, ce qui rend l'ion $\text{RO}^-$ moins stable, ainsi l'alcool retient plus fermement son $\text{H}^+$.

Exemple résolu. Trois flacons non étiquetés contiennent du butan-1-ol, du butan-2-ol et du 2-méthylpropan-2-ol. Comment les distinguer en les chauffant chacun avec du $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ acidifié ? L'essentiel est le nombre d'hydrogènes liés au carbone portant le $\text{OH}$. Le butan-1-ol est primaire (deux hydrogènes de ce type) : le dichromate orange devient vert, et par distillation on collecte un aldéhyde (butanal), ou par reflux on obtient l'acide carboxylique (acide butanoïque). Le butan-2-ol est secondaire (un hydrogène de ce type) : également vert, mais le produit est une cétone (butanone), qui ne s'oxydera pas davantage. Le 2-méthylpropan-2-ol est tertiaire (aucun hydrogène de ce type) : rien à enlever, donc le dichromate reste orange. La couleur permet seulement de distinguer le tertiaire des autres deux - pour différencier primaire de secondaire, il faut identifier le produit (un aldéhyde donne un miroir d'argent avec Tollens', une cétone ne le fait pas).

• Classer l'alcool comme primaire, secondaire ou tertiaire d'abord — cela détermine le produit d'oxydation.
• Oxydation avec du $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ acidifié (orange → vert) : primaire → aldéhyde (distiller) → acide (reflux) ; secondaire → cétone ; tertiaire → aucune réaction.
• Distingu器的 conditions pour aldéhyde vs acide à partir d'un alcool primaire (distillation vs reflux).
• Nommer correctement les esters (la partie acide vient en second, terminant par "-oate").