Hidroxiderivati

Inlocuirea unui sau mai multor atomi de hidrogen din hidrocarburi cu grupe OH duce, conform naturii restului de hidrocarbura, la:

In molecula alcoolilor gruparea hidroxil este legata de un atom de carbon cu hibridizarea sp³, care poate fi dintr-un rest alchil, ciclo-alchil, partea saturata a unui compus nesaturat sau catena laterala a unei hidrocarburi aromatice.

Alcoolii monohidroxilici

Conform numarului de grupe hidroxil din molecula, alcoolii se impart in doua grupe mari: alcooli monohidroxilici si alcooli polihidroxilici (dioli, trioli, tetroli, pentitoli, hexitoli etc.).

Monohidroxilici:

Polihidroxilici:

In functie de natura atomului de carbon, de care este legata grupa hidroxil, alcoolii pot fi primari, secundari sau tertiari:

Conform naturii radicalului, alcoolii se impart in:

saturati, aciclici sau ciclici:

nesaturati, aciclici sau ciclici:

aromatici:

Denumirea alcoolilor se poate realiza in doua moduri diferite:

nomenclatura sistematica cere de adaugat sufixul "-ol" la denumirea hidrocarburii. Pozitia grupei ‑OH se precizeaza prin cifra;

denumirile alcoolilor pot fi alcatuite din cuvintul "alcool" si denumirea radicalului (in forma adjectivata) cu care este legata grupa -OH.

Radicalii monovalenti R-O- se numesc alchiloxi. Denumirile lor se formeaza din numele radicalului R- si terminatia "oxi". De exemplu: CH₃‑(CH₂)₄‑O‑, pentiloxi; CH₂=CH‑CH₂‑O‑, aliloxi; C₆H₅‑CH₂O‑, benziloxi. Ca exceptie se recomanda denumirile: CH₃O‑, metoxi; C₂H₅O‑, etoxi, C₃H₇O‑, propoxi; CH₃‑(CH₂)₃O‑, butoxi; C₆H₅O‑, fenoxi.

2.1. Proprietati fizice

Proprietatile fizice ale alcoolilor se deosebesc mult de cele a  hidrocarburilor cu mase moleculare apropiate, dupa cum reiese din tab. 2.1:

Referat: Diviziunea celulei si ereditatea Referat: Ecosistemul

Tabelul 2.1 Proprietati fizice ale unor compusi cu mase moleculare apropiate

Alcoolii sint mai putin volatili, au densitati mai mari si sint mai solubili in apa decit hidrocarburile cu mase moleculare apropiate. Alcoolii inferiori au temperaturi de topire foarte scazute, nedeosebindu-se prin aceasta de hidrocarburi. Temperaturile de fierbere scad pentru alcoolii izomeri in ordinea:

alcooli primari > alcooli secundari > alcooli tertiari

Solubilitatea in apa scade cu cresterea numarului de atomi de carbon din molecula. Ca si apa alcoolii pot fi legati in reteaua cristalina a unor saruri ca alcooli de cristalizare, ca de exemplu: CaCl₂.4C₂H₅OH sau MgCl₂.6C₂H₅OH. Alcoolii inferiori au un miros caracteristic si gust arzator, termenii mijlocii au miros inecacios, cei superiori sint fara miros, iar derivatii de la cicloalcani au miros de menta.

Proprietatile fizice deosebite ale alcoolilor se datoreaza polaritatii grupei hidroxil, care, fiind legata de un radical de hidrocarbura, confera moleculei un caracter polar. Aceasta duce la atractie intre molecule, la asocierea lor, care este pronuntata in starea solida si lichida. Asocierea se realizeaza intre hidrogenul pozitiv al unei grupe hidroxil si oxigenul negativ al altei grupe hidroxil.

Intre molecule se formeaza legaturi slabe, care nu modifica proprietatile chimice ale substantelor, ci numai unele proprietati fizice. Aceste legaturi, numite legaturi de hidrogen, sint mai puternice decit legaturile van der Waals, dar ramin mai slabe decit legaturile covalente. Legatura de hidrogen se mentine in stare lichida, in care un numar anumit de molecule de alcool sint legate prin punti de hidrogen. Din cauza energiei mici de legatura, legaturile de hidrogen dintre moleculele alcoolilor in stare lichida se desfac si se refac necontenit, numarul total de legaturi raminind acelasi. La cristalizarea alcoolilor numarul de molecule unite prin legaturi de hidrogen este mai mare. La evaporarea sau fierberea alcoolilor toate legaturile de hidrogen se desfac.

In mod similar se realizeaza legaturi de hidrogen si cu moleculele apei:

Deaceea alcoolii inferiori sint bine solubili in apa. Odata cu cresterea numarului de atomi de carbon in molecula, solubilitatea in apa scade.

2.2. Proprietati chimice

Proprietatile chimice ale alcoolilor sint determinate de grupa functionala OH si pot fi impartite in doua categorii si anume:

reactii in care se rupe legatura C O si se substituie grupa OH;

reactii in care se rupe legatura O H si se substituie hidrogenul.

Reactii cu ruperea legaturii C‑OH

Reactia cu acizi halogenati

Alcoolii reactioneaza cu acizii halogenati cu obtinerea de halogenuri de alchil si apa. Reactia are loc prin barbotarea hidracizilor gazosi in alcool.

Eliminarea intramoleculara a apei

Reactia se poate realiza prin incalzirea alcoolului cu un acid tare (H₂SO₄ sau H₃PO₄) sau in prezenta de catalizatori solizi (Al₂O₃, ThO₂) la temperaturi de 300-400^OC. Alcoolul se transforma in alchena respectiva:

Eliminarea intermoleculara a apei. Formarea eterilor

Eliminarea apei de la doua molecule de alcool in conditii energice duce la eteri.

In cazul deshidratarii etanolului in prezenta acizilor temperatura nu trebuie sa depaseasca 140^OC, deoarece la 160^OC incepe formarea etilenei.

Reactii datorate legaturii O H

Reactii cu metale

Alcoolii, ca si apa, au caracter amfoter, nu schimba culoarea indicatorilor acido-bazici. Cu unele metale se comporta ca acizi slabi. Constanta de ionizare K_a a etanolului este egala cu 10 ¹⁸, apropiata de acea a apei ( 10 ¹⁶). Alcoolii pot fi transformati in saruri de sodiu, alcanolati, prin tratare cu sodiu sau amidura de sodiu. Reactia este violenta, dar poate fi controlata mai usor decit cea corespunzatoare cu apa:

In functie de aciditatea lor, alcoolii pot fi grupati in urmatoarea ordine: primar > secundar > tertiar.

Reactia cu acizii

Alcoolii reactioneaza cu acizii organici si cu cei anorganici transformindu-se in esteri. Aceasta reactie se numeste reactie de esterificare:

Oxidarea. Prin oxidare sau prin dehidrogenare alcoolii primari si secundari trec in compusi carbonilici.

Oxidarea in laborator se face cu acid cromic H₂CrO₄ (obtinut din CrO₃ sau din dicromat de potasiu si acid sulfuric), folosind ca solvent acidul acetic. Permanganatul de potasiu fiind oxidant mai energic, oxideaza alcoolii primari pina la acizi.