Slajd 1

Alkohole i fenole

Cholesterol

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

________________________________________

Slajd 2

Budowa alkoholi

• Grupą funkcyjną jest (OH)

• Tlen posiada hybrydyzację sp3

metanol

woda woda

metanol

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 3

Podział alkoholi

• Pierwszorzędowe: grupa –OH połączona jest z pierwszorzędowym atomem węgla.

• Drugorzędowe: grupa –OH połączona jest z drugorzędowym atomem węgla.

• Trzeciorzędowe: grupa –OH połączona jest z trzeciorzędowym atomem węgla.

• Aromatyczne (fenole): grupa -OH przyłączona jest do pierścienia aromatycznego.

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 4

Nomenklatura IUPAC

• Znaleźć najdłuŜszy łańcuch węglowy

zawierający atom węgla z grupą -OH.

• W miejsce litery –e na końcu nazwy alkanu

wstawić -ol.

• Numerację łańcucha naleŜy rozpocząć od

końca najbliŜszego atomowi węgla z grupą -

OH.

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 5

Nazewnictwo fenoli

• Grupa -OH powinna znajdować się przy atomie węgla 1.

• W nazwach zwyczajowych dwupodstawionych fenoli uŜywa się: orto-dla 1,2; meta- dla 1,3 i para- dla 1,4.

• Metylofenole nazywają się krezolami.

OH

Cl

3-chlorofenol

meta-chlorofenol

OH

H3C

4-metylofenol

para-krezol

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 6

Właściwości fizyczne

• Wysokie temperatury wrzenia spowodowane

wiązaniami wodorowymi pomiędzy cząsteczkami

alkoholi.

• Alkohole o najniŜszej masie cząsteczkowej

świetnie rozpuszczają się w wodzie. wraz ze

wzrostem długości łańcucha węglowego

rozpuszczalność maleje.

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 7

Typ

alkoholu

Pierwszorzędowy

Drugorzędowy

Trzeciorzędowy

Fenol

Wzór Przykłady

etanol

2-metylo-2-propanol

alkohol benzylowy

2-butanol cykloheksanol cholesterol

trifenylometanol 1-metylocyklopentanol

2-metylo-1-propanol

3-metylofenolfenol hydrochinon

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 8

Alkohole nienasycone

• Atom, przy którym znajduje się grupa OH powinna mieć jak najniŜszy numer

• Nazwę tworzy się od alkenu lub alkinu

4-penten-2-ol (stara)

pent-4-en-2-ol

(zmiana nazewnictwa IUPAC z 1997)

CH2 CHCH2CHCH3

OH

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 9

Podstawnik hydroksylowy

• Jeśli grupa -OH znajduje się w innym związku

określa się ją jako grupę hydroksylową

• Przykład:

CH2CH2CH2COOH

OH

kwas 4-hydroksybutanowy

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 10

Nazwy zwyczajowe

• Nazwy alkoholi moŜna tworzyć od alkanów, z których się one wywodzą ale jest to wygodne tylko dla prostych alkanów.

• Przykłady:

CH3 CH

CH3

CH2OH CH3 CH

OH

CH2CH3

alkohol izobutylowy alkohol sec-butylowy

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 11

Nazewnictwo dioli

• KaŜda z grup -OH wymaga oddzielnego

wskazania połoŜenia odpowiednią cyfrą

• NaleŜy uŜyć przyrostka -diol w miejsce -ol

HO OH

1,6-heksanodiol

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 12

Glikole

• 1, 2 Diole (wicynalne) nazywane są glikolami

• Ich nazwy zwyczajowe wywodzą się od

alkenów, z których zostały otrzymane

CH2CH2

OH OH

CH2CH2CH3

OH OH

1,2-etanodiol

glikol etylenowy

1,2-propanodiol

glikol propylenowy

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 13

Nazewnictwo fenoli

• Grupa -OH powinna znajdować się przy atomie węgla 1.

• W nazwach zwyczajowych dwupodstawionych fenoli uŜywa się: orto-dla 1,2; meta- dla 1,3 i para- dla 1,4.

• Metylofenole nazywają się krezolami.

OH

Cl

3-chlorofenol

meta-chlorofenol

OH

H3C

4-metylofenol

para-krezol

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 14

Własności fizyczne

• Z powodu występujących pomiędzy cząsteczkami alkoholi wiązaniami wodorowymi posiadają wysokie temperatury wrzenia

• NiŜsze alkohole bardzo dobrze rozpuszczająsię w wodzie. wraz ze wzrostem rozmiarów grupy alkilowej ta rozpuszczalność maleje

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 15

Temperatury wrzenia

etanol, MW 46 propan, MW 44

eter dietylowy, MW 46

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 16

Rozpuszczalność w wodzie

Rozpuszczalność maleje wraz

ze wzrostem grupy alkilowej0,6%n-heksylowy

b. dobraHeksano-1,6-diol

9,3%fenol

3,6%cykloheksylowy

2,7%n-pentylowy

9,1%n-butylowy

10%izobutylowy

b. dobrat-butylowy

b. dobran-propylowy

b. dobraetylowy

b. dobrametylowy

RozpuszczalnośćAlkohol

Rozpuszczalność alkoholi w wodzie

w temperaturze 25 °°°°C

fragment hydrofobowy

fragment

hydrofilowy

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 17

Metanol

• “Spirytus drzewny”

• Przemysłowo otrzymywany z gazu syntezowego

• Często wykorzystywany w przemyśle jako rozpuszczalnik

• Wykorzystywany jako paliwo w wyścigu Indianapolis 500�Palący się moŜe być gaszony wodą

�WyŜsza wartość oktanowa

�Niska emisja zanieczyszczeń

�Ale niŜsza wydajność energetyczna

�Bezbarwny płómień

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 18

Ethanol

• Przemysłowo otrzymywany na drodze fermentacji skrobi

• 12-15% roztwór ma własności bakteriobójcze

• Azeotrop: 95% etanol, stała temperatura wrzenia

• Zanieczyszczony etanol często wykorzystuje sięw przemyśle jako rozpuszczalnik

• Paliwo ekologiczne zawiera do 10% etanolu

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 19

Kwasowość alkoholi

• Zakres pKa : 15.5-18.0 (woda: 15.7)

• Kwasowość maleje wraz ze wzostemrozmiarów grupy alkilowej

• Podstawniki halogenowe podwyŜszająkwasowość

• Fenol jest 100 milionów razy bardziej kwaśny niŜ cykloheksanol!

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 20

Powstawanie alkoholanów

Reakcja metanolu lub etanolu z

metalicznym sodem (reakcja redoks)

CH3CH2OH + Na CH3CH2O Na + 1/2 H2

Reakcja mniej reaktywnych alkoholi z bardziej

reaktywnym potasem

+ K (CH3)3CO K + 1/2 H2)3C OH(CH3

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 21

Powstawanie fenolanów

Fenolany powstają w reakcji z wodorotlenkami – utlenianie nie jest niezbędne

O H

+ OH

O

+ HOH

pKa = 10pKa = 15.7

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 22

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 23

Synteza alkoholi

• Substytucja nukleofilowa halogenków

alkilu grupą OH-

• Uwodnienie alkenów

�woda w kwaśnym środowisku (niezbyt

efektywna)

�hydroksyrtęciowanie - odrtęciowanie

�hydroborowanie - utlenianie

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 24

Odczynniki

metaloorganiczne• Atom metalu jest przyłączony bezpośrednio

do atomu węgla (Mg lub Li).

• Atom węgla jest nukleofilem (posiada

częściowy ładunek ujemny

• Będzie atakował dodatnio naładowany atom

węgla

�C - X

�C = O

• Powstaje nowe wiązanie węgiel-węgiel

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 25

Związki Grignarda

• Wzór R-Mg-X (reaguje jak R:- +MgX)

• Trwały w warunkach bezwodnych

• MoŜe powstać z kaŜdego halogenku

�pierwszorzędowego

�drugorzędowego

�trzeciorzędowego

�winylu

�arylu

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 26

Przykłady powstawania

związków Grignarda

Br

+ Mgether

MgBr

CH3CHCH2CH3

Clether

+ Mg CH3CHCH2CH3

MgCl

CH3C CH2

Br + Mgether

CH3C CH2

MgBr

eter

eter

eter

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 27

Reakcja ze związkami

karbonylowymi

• R:- atakuje częściowo dodatnio

naładowany karbonylowy atom węgla

• Pośrednio powstaje jon alkoholanowy

• Dodanie wody lub rozcieńczonego

kwasu powoduje powstanie alkoholu

RC O R C O

HOH

R C OH

OH

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 28

Synteza alkoholi 1°

Związek Grignarda + formaldehyd

C O

H

HC

CH3

H3C CH2 C MgBr

H

HH

CH3 CH

CH3

CH2 CH2 C

H

H

O MgBr

HOHCH3 CH

CH3

CH2 CH2 C

H

H

O H

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 29

Synteza alkoholi 2º

Związek Grignarda + aldehyd

MgBrCH3 CH

CH3

CH2 CH2 C

CH3

H

OC

CH3

H3C CH2 C MgBr

H

HH

C O

H

H3C

CH3 CH

CH3

CH2 CH2 C

CH3

H

O HHOH

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 30

Synteza alkoholi 3º

Związek Grignarda + keton

MgBrCH3 CH

CH3

CH2 CH2 C

CH3

CH3

OC

CH3

H3C CH2 C MgBr

H

HH

C O

H3C

H3C

CH3 CH

CH3

CH2 CH2 C

CH3

CH3

O HHOH

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 31

Redukcja związków

karbonylowych

• Redukcja aldehydów prowadzi do alkoholi 1º

• Redukcja ketonów prowadzi do alkoholi 2º

• Odczynniki redukujące:

�Borowodorek sodu, NaBH4

�Glinowodorek litu, LiAlH4

�Nikiel Raneya

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 32

Borowodorek sodu

• Anion wodorkowy H- atakuje karbonylowy atom węgla tworząc jon alkoholanowy

• Dodatek wody lub słabego kwasu powoduje

powstanie alkoholu

• Wodorek ten reaguje tylko z aldehydami i

ketonami, nie reaguje z estrami i kwasami

karboksylowymi

H

C

O

HC

H

OH

C

H

OH H

H3O+

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 33

Glinowodorek litu

• Silniejszy środek redukujący niŜ

borowodorek sodu

• Potrafi zredukować do alkoholi 1º nawet

kwasy i estry.

CO

OCH3C

OH H

HH3O

+LAH

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 34

Porównanie

środków

redukujących

łatwość

redukcji

aldehyd

keton

ester

kwas (anion)

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 35

Katalityczne uwodornienie

Wodór na niklu Raneya redukuje równieŜ

wiązanie C=C

O

H2, Raney Ni

OH

NaBH4

OH

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 36

Tiole (merkaptany)

• Siarkowe analogi alkoholi, -SH.

• Nazwy tworzy się dodając -tiol do nazwy

alkanu

• Grupa -SH nazywana jest merkaptoilową

• Bardziej kwasowa niŜ alkoholowa, reaguje

z NaOH tworząc tiolany

• Bardzo brzydko pachną!

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 37

Utlenianie tioli

Łatwo utleniają się do disiarczków, niezwykle

istotnych ze względu na struktury białek

R SH + RHSBr2

Zn, HCl

R S S R + 2 HBr

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

Slajd 38

CH3OH

CH3CH2OH

OH

OH

OH

OH

metanol (spirytus drzewny)

etanol (spirytus zboŜowy)

izopropanol

(rozpuszczalnik,

dezynfekcja)

alkohol β-fenyloetylowy

(lilaki)

geraniol

(geranium, mrówki)

retinol (witamina A)

WaŜniejsze alkohole o znaczeniu

przemysłowym i biologicznym

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________