VI UNIDAD

 

Alcohol

Los alcoholes pueden considerarse los derivados orgánicos del agua, donde uno de los hidrógenos es sustituido por un grupo orgánico: H-O-H pasa a ser R-OH.

Es decir, aquellos hidrocarburos saturados, o alcanos que contienen un grupo hidroxilo (-OH) en sustitución de un átomo de hidrógeno enlazado de forma covalente. Si contienen varios grupos hidroxilos se denominan polialcoholes.

Estos pueden ser primarios, secundarios o terciarios, en función del número de átomos de hidrógeno sustituidos en el átomo de carbono al que se encuentran enlazado el grupo hidroxilo.

FUENTES NATURALES Y USOS DE LOS ALCOHOLES

• Durante la destilación del petróleo 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.
• Cantidades importantes de glicerina, un alcohol con tres grupos hidroxilo, se obtienen en la saponificación 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 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.

CLASIFICACIÓN 

PROPIEDADES GENERALES 

Los alcoholes son líquidos incoloros de baja masa molecular y de olor característico, solubles en el agua en proporción variable y menos densos que ella. Al aumentar la masa molecular, aumentan sus puntos de fusión y ebullición, pudiendo ser sólidos a temperatura ambiente (p.e. el pentaerititrol funde a 260 °C). También disminuye la solubilidad en agua al aumentar el tamaño de la molécula, aunque esto depende de otros factores como la forma de la cadena alquílica. 

Algunos alcoholes (principalmente polihidroxílicos y con anillos aromáticos) tienen una densidad mayor que la del agua. Sus puntos de fusión y ebullición suelen estar muy separados, por lo que se emplean frecuentemente como componentes de mezclas anticongelantes. Por ejemplo, el 1,2-etanodiol tiene un punto de fusión de -16 °C y un punto de ebullición de 197 °C.

DATOS CURIOSOS DE SUS FUENTES

Muchos alcoholes pueden ser creados por fermentación de frutas o granos con levadura, pero solamente el etanol es producido comercialmente de esta manera, principalmente como combustible y como bebida. Otros alcoholes son generalmente producidos como derivados sintéticos del gas natural o del petróleo.

PROPIEDADES FISICAS DE ALCOHOLES

• El grupo –OH es polar y capaz de formar enlaces de hidrógeno.
• Esto permite que alcoholes de bajo peso molecular sean solubles en agua.
• Ejemplo: Enlaces de hidrógeno en una solución agua-metanol.

PROPIEDADES DE LOS ALCOHOLES

• Estado físico (a 25 ºC) • C1 a C4; son líquidos solubles totalmente en agua 
• C5 a C12; líquidos aceitosos, no son tan solubles en agua. 
• Los demás, son sólidos insolubles en agua. 
• La insolubilidad disminuye con el aumento del peso molecular. 

• Presentan entre sus moléculas enlace puente de hidrógeno, donde los polioles, poseen mayor número de enlaces puentes de hidrógenos
• Los polioles poseen mayor temperatura de ebullición que los monoles con igual número de carbonos.
• Son menos denso que el agua; los monoles que son inferiores, los polioles más densos.

Según el número de hidroxilo:

• Monoalcohol o monol: Cuando presenta un hidroxilo 

    -CH3 - CH2 – OH 

• Dialcohol, diol o glicol: Cuando presenta dos hidroxilos

    -CH2 – CH2 

     OH      OH 

• Trialcohol o triol: Cuando presenta tres hidroxilo.

   -CH2 – CH – CH2 

    OH     OH     OH 

• Polialcohol poliol: Cuando presenta cuatro o más hidroxilos.

¡Ve el siguiente vídeo para conocer más sobre los alcoholes!

DATOS Y ALCOHOLES IMPORTANTES

1. Etanol (alcohol etílico, alcohol de grano): CH3CH2OH 
2. Producido comercialmente de etileno y a través de la fermentación biológica (levadura) de carbohidratos.
3. Usado como solvente, combustible (gasohol), y se encuentra en las bebidas alcohólicas 
4. Moderadamente tóxico

TIPOS DE ALCOHOLES

NOMENCLATURA DE ALCOHOLES

Los alcoholes se pueden nombrar de tres formas diferentes. 

            -Nomenclatura Oficial (IUPAC): 

RAÍZ + OL

Ejemplos: 

CH3 – OH Metanol 

CH3 – CH2 – OH Etanol 

CH3 – CH – CH2 – CH3 2-Butanol

            OH

Otros grupos unidos a la cadena principal se indican también

por medio de números. Ejemplo:

                      CH3

                       I

CH3 – CH2 – C – CH3                           2 METIL – 2 – BUTANOL

                       I

                       OH

Nomenclatura común: Alcohol + nombre alquílico

Ejemplos: 

CH3 – CH2 – OH                        Alcohol etílico 

    CH3 – OH                                 Alcohol metílico

Alcoholes con dos o más grupos funcionales 

Ejemplo:

CH3 – CH – CH2        1,2 – propanodiol 

 I           I

OH      OH 

CH2 – CH2 – CH2      1,3 – propanodiol 

 I                      I

OH                  OH

REGLAS DE LA 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 ser un 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.

EJEMPLOS

Fenoles

Se pueden representar de dos formas distinta, una molécula de Fenol. 

Los Fenoles son compuestos orgánicos que están formados por uno o varios Grupos Funcionales Hidroxilo (-OH) unidos a un anillo aromático (anillo de benceno).

Los Fenoles son un tipo de Alcoholes. Poseen las siguientes propiedades:

• Son ligenramente solubles en agua y mucho en éteres y alcoholes. 
• Los Fenoles son ligeramente ácidos
• Son sólidos y poseen un aspecto cristalino

NOMENCLATURA COMUN

Con la nomenclatura común, no referimos a que son estructuras ya fijas. 

PUNTOS DE FUSIÓN 

• La mayoría de los fenoles son sólidos a temperatura ambiente, tan sólo unos cuántos son líquidos. 
• Sus puntos de fusión son relativamente bajos.
• Los fenoles monosustituidos isoméricos, la forma para- es siempre la de mayor punto de fusión debido al hecho de ser la más simétrica.

PUNTOS DE EBULLICIÓN 

• Los Fenoles hierven a temperatura bastante elevadas gracias a los puente de hidrógeno que su grupo funcional hidroxilo es capaz de formar. 

SOLUBILIDAD

• Los fenoles son poco o moderadamente solubles en agua.
• Los isómeros o- pueden formar puentes de hidrógeno intramoleculares
• Si se introduce un segundo grupo OH se aumenta la solubilidad

Fenol 9.3 -cresol 2.5 m-cresol 2.6 p-cresol 2.3 o-clorofenol 2.8 m-clorofenol 2.6 p-clorofenol 2.8 Catecol 45 Resorcinol 123 

Hidroquinona 8

CARACTERÍSTICAS GENERALES

• Son tóxicos si son ingeridos en altas dosis
• El fenol es utilizado como desinfectante al 5 % (se la llama agua fenificada)
• Son mucho más ácidos que los alcoholes porque el anillo aromático puede deslocalizar de manera efectiva la carga negativa del oxígeno dentro de los carbonos del anillo
• Son combustibles 

Éteres

• Se caracterizan por poseer dos grupos carbonados ligados a un mismo átomo de oxígeno.
• Pueden ser:                 

• SIMÉTRICOS: Si los dos grupos carbonados ligados al oxígeno central son idénticos entre sí. 

• ASIMÉTRICOS: Si ambos grupos son distintos. 

• CÍCLICOS 

• AROMÁTICOS

NOMENCLATURA DE ÉTERES 

• Se nombran (en la nomenclatura común) por orden alfabético, los radicales unidos al - O -, seguidos de la palabra ÉTER. 

En la nomenclatura UIQPA, se nombra el radical más sencillo (con la palabra OXI), seguido sin guión del nombre del hidrocarburo del que deriva el radical más complejo.

EJEMPLOS

¡Ve el siguiente vídeo para conocer más sobre la nomenclatura de ÉTERES!

    

PROPIEDADES FÍSICAS 

1. Sustancias líquidas muy volátiles.
2. Menos densos que el agua 
3. Los éteres son sustancias poco polares
4. Como no poseen hidrógenos ácidos, no pueden formar puentes de hidrógeno.
5. Los puntos de ebullición son similares a los alcanos de masa molecular correspondiente.
6. Exhiben una solubilidad en agua muy parecida a la de los alcoholes.
7. No pueden formar puentes de hidrógeno entre sí.

PROPIEDADES QUÍMICAS 

1. Son compuestos poco reactivos 
2. Se oxidan formando peróxidos (explosivos)
3. Son altamente inflamables
4. Disolventes

¡Ve el siguiente vídeo para conocer más!

Tioles

Los tioles, R-SH, son análogos azufrados de los alcoholes. Los tioles se nombran por medio del sistema que se usa para los alcoholes, con el sufijo - tiol en lugar de -ol. El grupo -SH mismo se conoce como grupo mercapto.

La propiedad más característica de un tiol es su olor, La raza humana es muy sensible a estos compuestos pudiendo detectar su presencia a niveles 0,02 partes de tiol en mil millones de partes de aire. El olor de los zorrillos se debe, principalmente, a algunos tioles sencillos.

Los tioles  son también responsables  de  una  clase  de  fallos  en  los  vinos  causados  por  la reacción  no  deseada  entre  el  azufre   y   la   levadura. 

NOMENCLATURA DE TIOLES

Cuando un grupo tiol es un sustituyente de un alcano, hay varias formas de nombrar al tiol resultante:

• El  método  preferido  (utilizado  por  la  IUPAC) consiste en añadir el sufijo -tiol al nombre del alcano.  El método es casi idéntico a la denominación de alcoholes. Ejemplo: CH₃SH sería metanotiol.
• Otra manera de nombrar tioles, aunque se trata de un método viejo, consiste en substituir con la  palabra mercaptano a la palabra alcohol en el nombre del compuesto alcohol equivalente. Ejemplo: CH₃SH sería metil mercaptano.
• Como prefijo, el término utilizado es mercapto. Ejemplo: mercaptopurina

Tiesteres o sulfuros

En química orgánica, un tioéter (o sulfuro) es un compuesto que contiene el grupo funcional formado por un puente de azufre entre dos cadenas carbonadas (R-S-R' o R¹-S-R²) como se muestra a la derecha. Siendo el azufre análogo de un grupo éter (R-O-R'), este grupo funcional es llamado grupo tioéter o grupo sulfuro. Como muchos otros compuestos que contienen azufre, los tioéteres volátiles tienen olores característicos desagradables.

Un tioéter es similar a un éter, conteniendo un átomo de azufre en vez de un átomo de oxígeno. Debido a que el oxígeno y el azufre pertenecen al grupo de los anfígenos en la tabla periódica, las propiedades químicas y reactividad de los éteres y tioéteres tienen algunos puntos en común.

EJEMPLOS

¡Ve el siguiente vídeo para conocer más ejemplos!