- Struktur eines tertiären Alkohols
- Sterische Hinderung
- Eigenschaften
- Körperlich
- Säure
- Reaktivität
- Nomenklatur
- Beispiele
- Verweise
Ein tertiärer Alkohol ist einer, bei dem die Hydroxylgruppe OH an einen tertiären Kohlenstoff gebunden ist. Seine Formel lautet weiterhin ROH, wie auch bei anderen Alkoholen. es ist jedoch leicht zu erkennen, da OH in der Molekülstruktur nahe an einem X liegt. Außerdem ist seine Kohlenstoffkette gewöhnlich kürzer und seine Molekülmasse höher.
Ein tertiärer Alkohol ist also tendenziell schwerer, verzweigter und auch in Bezug auf die Oxidation von allen am wenigsten reaktiv. das heißt, es kann nicht in ein Keton oder eine Carbonsäure umgewandelt werden, ebenso wie die sekundären bzw. primären Alkohole.
Strukturformel eines tertiären Alkohols. Quelle: Jü.
Das Bild oben zeigt die allgemeine Strukturformel für einen tertiären Alkohol. Demnach könnte eine neue Formel vom Typ R 3 COH geschrieben werden , wobei R eine Alkyl- oder Arylgruppe sein kann; eine Methylgruppe, CH 3 oder eine kurze oder lange Kohlenstoffkette.
Wenn die drei R-Gruppen unterschiedlich sind, ist der zentrale Kohlenstoff des tertiären Alkohols chiral; das heißt, der Alkohol zeigt optische Aktivität. Aus diesem Grund sind chirale tertiäre Alkohole in der pharmazeutischen Industrie von Interesse, da diese Alkohole mit komplexeren Strukturen aus Ketonen mit biologischer Aktivität synthetisiert werden.
Struktur eines tertiären Alkohols
Drei tertiäre Alkohole und ihre Strukturen. Quelle: Gabriel Bolívar.
Betrachten Sie die Strukturen höherer tertiärer Alkohole, um zu lernen, sie unabhängig von der Verbindung zu erkennen. Der an das OH gebundene Kohlenstoff muss auch an drei andere Kohlenstoffe gebunden sein. Wenn Sie genau hinschauen, tun dies alle drei Alkohole.
Der erste Alkohol (links) besteht aus drei CH 3 -Gruppen, die an den zentralen Kohlenstoff gebunden sind und deren Formel (CH 3 ) 3 COH lautet. Die (CH 3 ) 3 C- Alkylgruppe ist als tert-Butyl bekannt, kommt in vielen tertiären Alkoholen vor und ist leicht an ihrer T-Form zu erkennen (das rote T im Bild).
Der zweite Alkohol (rechts) hat die CH 3 - , CH 3 CH 2 - und CH 2 CH 2 CH 3 -Gruppen, die an den zentralen Kohlenstoff gebunden sind . Da die drei Gruppen unterschiedlich sind, ist Alkohol chiral und zeigt daher optische Aktivität. Hier wird kein T beobachtet, sondern ein X nahe dem OH (rot und blau).
Und im dritten Alkohol (der unten und ohne Farben) ist das OH an einen der beiden Kohlenstoffe gebunden, die zwei Cyclopentane verbinden. Dieser Alkohol hat keine optische Aktivität, da zwei der an den zentralen Kohlenstoff gebundenen Gruppen identisch sind. Wie beim zweiten Alkohol finden Sie auch bei genauem Hinsehen ein X (eher ein Tetraeder).
Sterische Hinderung
Die drei höheren Alkohole haben etwas mehr gemeinsam als ein X: Der zentrale Kohlenstoff ist sterisch behindert; das heißt, es gibt viele Atome, die es im Raum umgeben. Eine unmittelbare Folge davon ist, dass Nucleophile, die nach positiven Ladungen streben, Schwierigkeiten haben, sich diesem Kohlenstoff zu nähern.
Da andererseits drei Kohlenstoffe an den zentralen Kohlenstoff gebunden sind, spenden sie einen Teil der Elektronendichte, die das elektronegative Sauerstoffatom von ihm subtrahiert, und stabilisieren ihn noch stärker gegen diese nukleophilen Angriffe. Der tertiäre Alkohol kann jedoch durch die Bildung eines Carbokations ersetzt werden.
Eigenschaften
Körperlich
Die 3. Alkohole haben im Allgemeinen stark verzweigte Strukturen. Eine erste Folge davon ist, dass die OH-Gruppe behindert wird und daher ihr Dipolmoment einen geringeren Einfluss auf benachbarte Moleküle hat.
Dies führt zu schwächeren molekularen Wechselwirkungen im Vergleich zu primären und sekundären Alkoholen.
Betrachten Sie zum Beispiel die Strukturisomere von Butanol:
CH 3 CH 2 CH 2 OH (n-Butanol, Peb = 117 ° C)
(CH 3 ) 2 CH 2 OH (Isobutylalkohol, Siedepunkt = 107 ° C)
CH 3 CH 2 CH (OH) CH 3 (sec-Butylalkohol, Siedepunkt = 98 ° C)
(CH 3 ) 3 COH (tert-Butylalkohol, Siedepunkt = 82 ° C)
Beachten Sie, wie die Siedepunkte abfallen, wenn das Isomer stärker verzweigt wird.
Zu Beginn wurde erwähnt, dass in den Strukturen der 3. Alkohole ein X beobachtet wird, was an sich auf eine hohe Verzweigung hinweist. Aus diesem Grund neigen diese Alkohole dazu, niedrigere Schmelz- und / oder Siedepunkte zu haben.
Etwas ähnlich ist die Mischbarkeit mit Wasser. Je mehr das OH behindert wird, desto weniger mischbar ist der 3. Alkohol mit dem Wasser. Diese Mischbarkeit nimmt jedoch ab, je länger die Kohlenstoffkette ist; Somit ist tert-Butylalkohol mit Wasser löslicher und mischbarer als n-Butanol.
Säure
Tertiäre Alkohole sind in der Regel am wenigsten sauer. Die Gründe sind zahlreich und miteinander verbunden. Kurz gesagt, die negative Ladung seines abgeleiteten Alkoxids RO - wird durch die drei an den zentralen Kohlenstoff gebundenen Alkylgruppen stark abgestoßen, wodurch das Anion geschwächt wird.
Je instabiler das Anion ist, desto geringer ist der Säuregehalt des Alkohols.
Reaktivität
3º-Alkohole können nicht zu Ketonen (R 2 C = O) oder Aldehyden (RCHO) oder Carbonsäuren (RCOOH) oxidiert werden. Einerseits müsste es ein oder zwei Kohlenstoffe (in Form von CO 2 ) verlieren , um zu oxidieren, was seine Reaktivität gegen Oxidation verringert; und andererseits fehlt ihm Wasserstoff, den er verlieren kann, um eine weitere Bindung mit Sauerstoff zu bilden.
Sie können jedoch substituiert und eliminiert werden (Bildung einer Doppelbindung, eines Alkens oder Olefins).
Nomenklatur
Die Nomenklatur für diese Alkohole unterscheidet sich nicht von der für die anderen. Es gibt gebräuchliche oder traditionelle Namen und systematische Namen, die von der IUPAC geregelt werden.
Wenn die Hauptkette und ihre Zweige aus einer anerkannten Alkylgruppe bestehen, wird diese für ihren traditionellen Namen verwendet; Wenn dies nicht möglich ist, wird die IUPAC-Nomenklatur verwendet.
Betrachten Sie beispielsweise den folgenden tertiären Alkohol:
3,3-Dimethyl-1-butanol. Quelle: Gabriel Bolívar.
Die Kohlenstoffe sind von rechts nach links aufgelistet. In C-3 gibt es zwei CH 3 -Gruppen von Substituenten, und daher heißt dieser Alkohol 3,3-Dimethyl-1-butanol (die Hauptkette hat vier Kohlenstoffe).
Ebenso besteht die gesamte Kette und ihre Zweige aus der Neohexylgruppe; Daher kann sein traditioneller Name Neohexylalkohol oder Neohexanol sein.
Beispiele
Schließlich werden einige Beispiele für tertiäre Alkohole erwähnt:
-2-Methyl-2-propanol
-3-Methyl-3-hexanol
-Octan-1-ol Fahrrad
-2-Methyl-2-butanol: CH 3 CH 2 COH (CH 3 ) 2
Die Formeln der ersten drei Alkohole sind im ersten Bild dargestellt.
Verweise
- Carey F. (2008). Organische Chemie. (Sechste Ausgabe). Mc Graw Hill.
- Morrison, RT und Boyd, R, N. (1987). Organische Chemie. (5. Auflage). Editorial Addison-Wesley Interamericana.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organische Chemie. Amine. (10. Auflage). Wiley Plus.
- Gunawardena Gamini. (2016, 31. Januar). Tertiärer Alkohol. Chemie LibreTexts. Wiederhergestellt von: chem.libretexts.org
- Ashenhurst James. (16. Juni 2010). Alkohole (1) - Nomenklatur und Eigenschaften. Wiederhergestellt von: masterorganicchemistry.com
- Clark J. (2015). Alkohole einführen. Wiederhergestellt von: chemguide.co.uk
- Organische Chemie. (sf). Einheit 3. Alkohole. . Wiederhergestellt von: sinorg.uji.es
- Nilanjana Majumdar. (3. März 2019). Synthese von chiralem tertiären Alkohol: Signifikante Entwicklungen. Wiederhergestellt von: 2.chemistry.msu.edu