Reacciones De Los Alcoholes Y Fenoles

REACCIONES DE CARACTERIZACIÓN PARA ALCOHOLES Y FENOLES

1. MARCO TEÓRICO

1.1 ALCOHOLES

Los alcoholes son compuestos de fórmula general ROH, donde R es cualquier grupo alquilo, incluso sustituido. El grupo puede ser de cadena abierta o cíclico; puede contener un doble enlace, un átomo de halógeno, un anillo aromático, o grupos hidroxilo adicionales. Se puede pensar en los alcoholes como derivados del agua donde uno de sus hidrógenos ha sido reemplazado por grupos hidrocarbonados.

Los alcoholes se clasifican como primarios, secundarios y terciarios, de acuerdo con el tipo de carbono que tiene el grupo funcional hidroxilo (-OH). Las variadas posiciones que puede adoptar el grupo funcional –OH pueden afectar la velocidad de ciertas reacciones y el tipo de reacción.

1.2 Propiedades físicas. Los alcoholes a temperatura ambiente son líquidos incoloros e inodoros de bajo peso molecular y de olor característico, su densidad es menor a la del agua.

Las propiedades físicas de un alcohol se comprenden mejor, si reconocemos este hecho simple: estructuralmente, el alcohol es un derivado de un alcano y agua. Contiene un grupo lipófilo, del tipo de un alcano, y un grupo hidróxilo que es hidrófilo, similar al agua. De estas dos unidades estructurales, el grupo –OH da a los alcoholes sus propiedades físicas características y el alquilo es el que las modifica, lo que depende de su tamaño y forma.

El grupo –OH es muy polar y, lo importante, es capaz de establecer puentes de hidrógeno con sus moléculas compañeras, con otras moléculas neutras y con aniones.

Entre los hidrocarburos, los factores que determinan puntos de ebullición suelen ser principalmente el peso molecular y la forma, lo que es de esperar de moléculas que se mantienen unidas esencialmente por fuerzas de van der Waals. Comparando los hidrocarburos y los alcoholes de peso molecular semejante, se observa una gran diferencia en el valor de sus puntos de ebullción.

Lo anterior se explica teniendo en cuenta que para convertir un líquido en gas, es necesario vencer las fuerzas de atracción entre las moléculas del líquido. Estas atracciones intermoleculares son débiles en los alcanos ya que sus moléculas son no polares. En cambio, el enlace oxígeno-hidrógeno de los alcoholes es bastante polar y, en consecuencia, existen atracciones dipolares entre moléculas, específicamente entre el hidrógeno de una molécula y el oxígeno (y sus electrones no enlazantes) de otra. Además, a causa del diminuto tamaño del hidrógeno, es posible una estrecha asociación intermolecular llamada puentes de hidrógeno, lo que proporciona atracciones máximas, dando como resultado mayores puntos de ebullición.

El comportamiento de los alcoholes en cuanto a su solubilidad también refleja la tendencia a formar puentes de hidrógeno. En marcado contraste con los hidrocarburos, los alcoholes inferiores son miscibles con agua. Puesto que las moléculas de los alcoholes se mantienen unidas por el mismo tipo de fuerzas intermoleculares que las de agua, puede haber mezcla de las dos clases de moléculas: la energía necesaria para romper un puente de hidrógeno entre dos moléculas de agua o dos de alcohol, es proporcionada por la formación de un puente entre una molécula de agua y otra de alcohol.

Sin embargo, esto es cierto sólo para los alcoholes inferiores, en los que el grupo –OH constituye una parte considerable de la molécula. A medida que el grupo lipófilo aumenta de tamaño, disminuye la solubilidad en agua.

1.3 pH de los alcoholes. los alcoholes son bases, y de una fuerza similar a la del agua. Como el agua, también contiene oxígeno, y este oxígeno, con sus pares no compartidos, los hace básicos. Hemos visto muchas veces que su basicidad tiene un papel central en la determinación de su comportamiento químico, como sustratos y como reactivos. Aceptan protones de ácidos para generar alcoholes protonados, protonación que les permite actuar como sustratos en la sustitución nucleofílica y en la eliminación algo que no pueden hacer en la forma no protonada-. Aceptan protones de carbocationes, con lo que actúan como reactivos básicos para provocar una eliminación. Su basicidad también los hace nucleofílicos y capaces de causar sustitución en reacciones SN2 netas, prestando ayuda nucleofílica a la formación de carbocationes o combinándose con carbocationes, una vez que éstos se han formado.

También hemos dicho que los alcoholes son ácidos, y de fuerza similar al agua. El hidrógeno está ligado al muy electronegativo elemento oxígeno. La polaridad del enlace O-H facilita la separación de un protón relativamente positivo; desde otro punto de vista, el oxígeno electronegativo acomoda muy bien la carga negativa de los electrones abandonados.

La acidez de los alcoholes se demuestra por su reacción con metales activos para liberar hidrógeno gaseoso y formar alcóxidos.

2 FENOLES

Los fenoles son compuestos de fórmula general Ar-OH, donde Ar es fenilo, fenilo sustituido, o alguno de los demás grupos arilo. Los fenoles difieren de los alcoholes por tener el grupo –OH directamente unido al anillo aromático.

Los fenoles y los alcoholes contienen el grupo –OH, por lo que ambas familias hasta cierto punto se asemejan. Por ejemplo, tanto fenoles como alcoholes pueden convertirse en éteres y ésteres. Sin embargo, en la mayoría de sus propiedades, como en su preparación, ambos compuestos difieren ampliamente, por lo que merecen ser clasificados como familias diferentes.

2.2 Propiedades físicas

Los fenoles más sencillos son líquidos o sólidos de bajo punto de fusión; tienen puntos de ebullición bastante elevados, debido al hecho de que forman puentes de hidrógeno. El fenol mismo tiene cierta solubilidad en agua (9g por 100g de agua), probablemente por la formación de puentes de hidrógeno con ella. La mayoría de los otros fenoles es, esencialmente, insoluble. El fenol es poco soluble en agua ya que aunque presenta un puente de hidrógeno, la proporción de –OH respecto a la cantidad de carbonos es muy baja. Para que los compuestos que contienen grupos –OH sean solubles en agua, la razón entre carbonos y grupos –OH no debe ser mayor de 3:1. El fenol, el miembro más pequeño de este grupo contiene 6 átomos de carbono y un solo grupo –OH. Los demás monofenoles poseen mayor número de carbonos y un solo grupo –OH, por ello son insolubles en agua. Los difenoles

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