Deshidratación de alcoholes alexis

República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular Para la Defensa “Universidad Nacional Experimental Politécnica De la Fuerza Armada” Núcleo Carabobo – Extensión Isabelica

Bachiller: Alexis Alfonzo C.I: 20356435 Jose Vidal C.I: 20.731.811 Ing. Petroquimica I-001D V Semestre

ABRIL 2011

Explique las reacciones Presente: Deshidratación de alcoholes. Este es un proceso químico que consiste en la transformación de un alcohol para poder ser un alqueno por procesos de eliminación. Para realizar este procedimiento se utiliza un ácido mineral para extraer el grupo hidroxilo (OH) desde el alcohol, generando una carga positiva en el carbono del cual fue extraído el Hidroxilo el cual tiene una interacción eléctrica con los electrones más cercanos (por defecto, electrones de un hidrógeno en el caso de no tener otro sustituyente) que forman un doble enlace en su lugar. Por esto, la deshidratación de alcoholes es útil, puesto que fácilmente convierte a un alcohol en unos alquenos. Deshidratación de alcoholes primarios El calentamiento de etanol en presencia de ácido sulfúrico produce eteno por pérdida de una molécula de agua.

Mecanismo de la deshidratación de alcoholes primarios En una primera etapa se protona el grupo -OH transformándose en un buen grupo saliente. Las bases del medio (agua, sulfatos) arrancan hidrógenos del alcohol, perdiéndose al mismo tiempo la molécula de agua.

Deshidratación de alcoholes secundarios Los alcoholes secundarios y terciarios deshidratan en medio sulfúrico diluido y a temperaturas moderadas, para generar alquenos.

Deshidratación de alcoholes síntesis de halogenuro de alquilo Los haluros de alquilo se pueden obtener mediante una reacción SN2 entre el correspondiente tosilato y un ión halogenuro. Los haluros de alquilo también se pueden obtener mediante la reacción del propio alcohol con un hidrácido (HX). Por  ejemplo, el alcohol t-butílico reacciona con HBr concentrado transformándose rápidamente en bromuro de t-butilo

Esta transformación se explica mediante el mecanismo SN1. En disolución ácida el alcohol está en equilibrio con su forma protonada. La protonación convierte al grupo hidroxilo, que es un mal grupo saliente, en un buen grupo saliente: el H2O. El t-butanol protonado se escinde heterolíticamente para dar  lugar al carbocatión t-butilo y a H2O. En un segundo paso, el ión bromuro ataca al carbocatión intermedio dando lugar al bromuro de t-butilo.

El mecanismo de la reacción depende de la estructura del alcohol. En el caso del 1-butanol, un alcohol primario, la reacción sigue el mecanismo SN2. Los alcoholes secundarios reaccionan con HBr para formar bromuros de alquilo generalmente mediante mecanismos SN1. El HCl reacciona con los alcoholes en la misma forma que el HBr. Por  ejemplo, el t-butanol reacciona con HCl concentrado para proporcionar cloruro de t-butilo:

Las reacciones de los hidrácidos con los alcoholes no siempre dan buenos rendimientos de haluros de alquilo. Por ejemplo, los alcoholes secundarios y sobre todo los primarios reaccionan con HCl muy lentamente debido a la menor  nucleofilia del ión cloruro en comparación con el ión bromuro. Al calentar un alcohol en ácido concentrado como HCl o HBr con frecuencia se producen reacciones de eliminación debido a que el grupo hidroxilo protonado es un buen

candidato

tanto

para

la

sustitución como para la eliminación. Si la reacción de sustitución procede a través del mecanismo SN1 es posible la formación de productos resultantes de la transposición del carbocatión intermedio. El mejor método para producir halogenuros de alquilo es la síntesis a partir  de alcoholes. El método más sencillo (aunque generalmente el menos útil) para la conversión de un alcohol en un halogenuro de alquilo consiste en el tratamiento del alcohol con HCl, HBr o HI: El método funciona bien cuando es aplicado a alcoholes terciarios, R3COH. Los alcoholes secundarios y primarios también reaccionan pero a velocidades menores y a temperaturas de reacción considerablemente altas. La reacción de HX con un alcohol terciario es tan rápida que a menudo se efectúa simplemente burbujeando el HX gaseoso puro en una solución fría de alcohol en éter. La reacción suele realizarse en unos cuantos minutos. La mejor forma de transformar los alcoholes primarios y secundarios en halogenuros de alquilo es tratándolos con reactivos como el cloruro de tionilo (SOCl2) o tribromuro de fósforo (PBr3). Estas reacciones normalmente ocurren en condiciones suaves, menos ácidas, y es menos probable que ocasionen transposiciones catalizadas por ácido que el método con HX. Indique las reacciones químicas de la Oxidación de alcoholes La oxidación de un alcohol implica la pérdida de uno o más hidrógeno (hidrógenos a) del carbono que tiene el grupo -OH. El tipo de producto que se genera depende del número de estos hidrógenos a que tiene el alcohol, es decir, si es primario secundario o terciario.

Un alcohol primario contiene dos hidrógenos a, de modo que puede perder uno de ellos para dar un aldehído, H

H

R C OH

R C

O

Un aldehído

H Un alcohol 1º ambos, para formar un ácido carboxílico. H

OH

R C OH H Un alcohol 1º

R C O Un ácido carboxílico

(En condiciones apropiadas, veremos que el propio aldehído puede oxidarse a ácido carboxílico.) Un alcohol secundario

puede

perder su

único

hidrógeno a para

transformarse en una cetona. R R C

R OH

H Un alcohol 2º Un alcohol terciario

R C O Una cetona

no tiene hidrógeno a, de modo que no es

oxidado. (No obstante, un agente ácido puede deshidratarlo a un alqueno y oxidar luego éste.)

R R C

OH

no hay oxidación

R Un alcohol 3º Ya hemos explicado estos productos de oxidación aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos, y debemos reconocerlos por sus estructuras, aunque aún no hayamos tratado gran parte de su química. Son compuestos importantes, y su preparación por la oxidación de alcoholes

es de gran valor en la

síntesis orgánica. Explique la obtención de alcoholes mediante Síntesis de alcoholes por reducción de carbonilos Tanto el borohidruro de sodio (NaBH 4) como el hidruro de litio y aluminio (LiAlH 4) reducen aldehídos y cetonas a alcoholes.

El etanal [1] se transforma por reducción con el borohidruro de sodio en etanol [2].

El mecanismo transcurre por ataque del hidruro procedente del reductor  sobre el carbono carbonilo. En una segunda etapa el disolvente protona el oxígeno del alcóxido.

El hidruro de litio y aluminio trabaja en medio éter y transforma aldehídos y cetonas en alcoholes después de una etapa de hidrólisis ácida.

El mecanismo es análogo al del borohidruro de sodio.

El reductor de litio y aluminio es más reactivo que el de boro, reacciona con el agua y los alcoholes desprendiendo hidrógeno. Por ello, debe disolverse en medios apróticos (éter).

El reductor de boro, menos reactivo, descompone lentamente en medios próticos, lo que permite utilizarlo disuelto en etanol o agua.

Hidratación de alquenos Se trata de una reacción de adición electrófila, que esquemáticamente puede representarse mediante la ecuación: R—CH=CH2 + H2O

H2SO4

R—CHOH—CH3

El grupo - OH se adiciona al átomo de carbono más sustituido del doble enlace. Por ello, éste es un método muy apropiado para la obtención de alcoholes secundarios y terciarios, algunos de los cuales se preparan así industrialmente a partir de las fracciones de olefinas procedentes del craqueo del petróleo. Asimismo, éste es el método industrial más importante de fabricación de alcohol etílico, por hidratación del etileno, CH2 = CH2 en presencia de ácido sulfúrico.