- Structuur van een tertiaire alcohol
- Sterische hinder
- Eigendommen
- Fysiek
- Zuurgraad
- Reactiviteit
- Nomenclatuur
- Voorbeelden
- Referenties
Een tertiaire alcohol is een alcohol waarin de hydroxylgroep, OH, is gehecht aan een tertiaire koolstof. De formule blijft ROH, net als andere alcoholen; maar het is gemakkelijk te herkennen omdat OH dicht bij een X in de moleculaire structuur ligt. Ook is de koolstofketen meestal korter en is de molecuulmassa hoger.
Een tertiaire alcohol is dus meestal zwaarder, meer vertakt en ook het minst reactief met betrekking tot oxidatie; dat wil zeggen, het kan niet worden omgezet in een keton of carbonzuur zoals respectievelijk de secundaire en primaire alcoholen.
Structuurformule van een tertiaire alcohol. Bron: Jü.
Bovenstaande afbeelding toont de algemene structuurformule voor een tertiaire alcohol. Volgens het, een nieuwe formule van het type R 3 COH kan worden geschreven , waarbij R een alkyl- of arylgroep kan zijn; een methylgroep, CH 3 , of een korte of lange koolstofketen.
Als de drie R-groepen verschillend zijn, zal het centrale koolstofatoom van de tertiaire alcohol chiraal zijn; dat wil zeggen, de alcohol zal optische activiteit vertonen. Vanwege dit feit zijn chirale tertiaire alcoholen van belang binnen de farmaceutische industrie, aangezien deze alcoholen met meer complexe structuren worden gesynthetiseerd uit ketonen met biologische activiteit.
Structuur van een tertiaire alcohol
Drie tertiaire alcoholen en hun structuren. Bron: Gabriel Bolívar.
Overweeg de structuren van hogere tertiaire alcoholen om ze te leren herkennen, ongeacht de samenstelling. De koolstof die aan de OH is bevestigd, moet ook aan drie andere koolstofatomen worden vastgemaakt. Als je goed kijkt, doen alle drie de alcoholen dat.
De eerste alcohol (aan de linkerkant) bestaat uit drie CH 3- groepen die zijn gekoppeld aan de centrale koolstof, waarvan de formule (CH 3 ) 3 COH zou zijn. Het (CH 3 ) 3 C- alkylgroep is bekend als butyl, aanwezig in veel tertiaire alcoholen en gemakkelijk te herkennen aan de T-vorm (de rode T in de afbeelding).
De tweede alcohol (aan de rechterkant) heeft de CH 3 , CH 3 CH 2 en CH 2 CH 2 CH 3 groepen gehecht aan de centrale koolstof . Omdat de drie groepen verschillend zijn, is alcohol chiraal en vertoont het daarom optische activiteit. Hier wordt geen T waargenomen, maar een X dichtbij de OH (rood en blauw).
En in de derde alcohol (die hieronder en zonder kleuren), is de OH gekoppeld aan een van de twee koolstofatomen die twee cyclopentaan verbinden. Deze alcohol heeft geen optische activiteit omdat twee van de groepen die aan de centrale koolstof zijn gehecht identiek zijn. Net als de tweede alcohol, zul je als je goed kijkt ook een X vinden (eerder een tetraëder).
Sterische hinder
De drie hogere alcoholen hebben iets meer gemeen dan een X: de centrale koolstof wordt sterisch gehinderd; dat wil zeggen, er zijn veel atomen eromheen in de ruimte. Een direct gevolg hiervan is dat nucleofielen, gretig naar positieve ladingen, het moeilijk vinden om deze koolstof te benaderen.
Aan de andere kant, aangezien er drie koolstofatomen zijn gebonden aan de centrale koolstof, doneren ze een deel van de elektronendichtheid die het elektronegatieve zuurstofatoom ervan aftrekt, waardoor het nog beter wordt gestabiliseerd tegen deze nucleofiele aanvallen. De tertiaire alcohol kan echter worden vervangen door de vorming van een carbokation.
Eigendommen
Fysiek
De 3e alcoholen hebben over het algemeen sterk vertakte structuren. Een eerste gevolg hiervan is dat de OH-groep wordt gehinderd, en daarom heeft het dipoolmoment een minder groot effect op naburige moleculen.
Dit resulteert in zwakkere moleculaire interacties in vergelijking met die van primaire en secundaire alcoholen.
Beschouw bijvoorbeeld de structurele isomeren van butanol:
CH 3 CH 2 CH 2 OH (n-butanol, Peb = 117 ° C)
(CH 3 ) 2 CH 2 OH (isobutylalcohol, kookpunt = 107 ° C)
CH 3 CH 2 CH (OH) CH 3 (sec-butylalcohol, kp = 98 ° C)
(CH 3 ) 3 COH (tert-butylalcohol, bp = 82 ° C)
Merk op hoe de kookpunten dalen naarmate de isomeer meer vertakt.
In het begin werd vermeld dat een X wordt waargenomen in de structuren van 3e alcoholen, wat op zichzelf wijst op een hoge vertakking. Dit is de reden waarom deze alcoholen meestal lagere smelt- en / of kookpunten hebben.
Enigszins vergelijkbaar is het geval voor de mengbaarheid met water. Hoe meer de OH wordt belemmerd, hoe minder mengbaar de 3e alcohol met het water zal zijn. Deze mengbaarheid neemt echter af naarmate de koolstofketen langer is; dus tert-butylalcohol is beter oplosbaar en mengbaar met water dan n-butanol.
Zuurgraad
Tertiaire alcoholen zijn meestal het minst zuur van allemaal. De redenen zijn talrijk en hangen met elkaar samen. Kortom, de negatieve lading van de afgeleide alkoxide, RO - zal sterk worden afgestoten door de drie alkylgroepen gehecht aan het centrale koolstofatoom verzwakt het anion.
Hoe onstabieler het anion, hoe lager de zuurgraad van de alcohol.
Reactiviteit
De 3e alcoholen kan ondergaan oxidatie tot ketonen (R 2 C = O) of aldehyden (RCHO) of carbonzuren (RCOOH). Enerzijds zou het een of twee koolstofatomen (in de vorm van CO 2 ) moeten verliezen om te oxideren, waardoor zijn reactiviteit tegen oxidatie afneemt; en aan de andere kant mist het waterstof dat het kan verliezen om een nieuwe binding met zuurstof te vormen.
Ze kunnen echter worden vervangen en geëlimineerd (vorming van een dubbele binding, een alkeen of olefine).
Nomenclatuur
De nomenclatuur voor deze alcoholen is niet anders dan voor de andere. Er zijn gewone of traditionele namen en systematische namen die onder de IUPAC vallen.
Als de hoofdketen en zijn vertakkingen uit een erkende alkylgroep bestaan, wordt deze gebruikt voor zijn traditionele naam; wanneer dit niet mogelijk is, wordt de IUPAC-nomenclatuur gebruikt.
Beschouw bijvoorbeeld de volgende tertiaire alcohol:
3,3-dimethyl-1-butanol. Bron: Gabriel Bolívar.
De koolstofatomen worden van rechts naar links weergegeven. In C-3 zijn er twee CH 3- groepen substituenten, en daarom is de naam van deze alcohol 3,3-dimethyl-1-butanol (de hoofdketen heeft vier koolstofatomen).
Evenzo bestaat de hele keten en zijn takken uit de neohexylgroep; daarom kan de traditionele naam neohexylalcohol of neohexanol zijn.
Voorbeelden
Ten slotte worden enkele voorbeelden van tertiaire alcoholen genoemd:
-2-methyl-2-propanol
-3-methyl-3-hexanol
-Octan-1-ol fiets
-2-methyl-2-butanol: CH 3 CH 2 COH (CH 3 ) 2
De formules van de eerste drie alcoholen zijn weergegeven in de eerste afbeelding.
Referenties
- Carey F. (2008). Organische chemie. (Zesde editie). Mc Graw Hill.
- Morrison, RT en Boyd, R, N. (1987). Organische chemie. (5e editie). Redactioneel Addison-Wesley Interamericana.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organische chemie. Amines. (10e editie.). Wiley Plus.
- Gunawardena Gamini. (2016, 31 januari). Tertiaire alcohol. Chemie LibreTexts. Hersteld van: chem.libretexts.org
- Ashenhurst James. (16 juni 2010). Alcoholen (1) - Nomenclatuur en eigenschappen. Hersteld van: masterorganicchemistry.com
- Clark J. (2015). Introductie van alcoholen. Hersteld van: chemguide.co.uk
- Organische chemie. (sf). Eenheid 3. Alcoholen. . Hersteld van: sinorg.uji.es
- Nilanjana Majumdar. (03 maart 2019). Synthese van chirale tertiaire alcohol: belangrijke ontwikkelingen. Hersteld van: 2. chemistry.msu.edu