Chimica organica e laboratorio Alcoli, aldeidi e chetoni Classi terze Docente: Luciano Canu Anno Scolastico 2002/2003 Galileo Galilei

Prerequisiti Nomenclatura degli alcani, alcheni, alchini, idrocarburi aromatici Isomeria di posizione Sostituzioni elettrofile aromatiche Sostituzioni nucleofile Concetto di acidità e basicità Concetto di risonanza Concetto di effetto induttivo e mesomero

Obiettivi Preparazione di alcoli e fenoli Nomenclatura di alcoli e fenoli Struttura e caratteristiche generali Acidità di alcoli e fenoli Preparazione di alcoli e fenoli Addizione di acqua Riduzione di aldeidi e chetoni Preparazione industriale del fenolo Reazioni degli alcoli e dei fenoli Eliminazione Ossidazione del fenolo

Obiettivi operativi*

La struttura Un alcol può essere considerato come un idrocarburo (alifatico o aromatico) a cui è stato sostituito un gruppo OH (ossidrile) Il nome deriva dalla catena idrocarburica con suffisso finale -olo Viceversa si può pensare che derivi da una molecola d’acqua in cui un atomo d’idrogeno è sostituito da una catena idrocarburica Le molecole più piccole sono perfettamente solubili in acqua poiché formano legami idrogeno

Generalità CH3OH Negli alcoli il gruppo OH (ossidrile) deve essere legato ad un atomo di carbonio ibridato sp3 Nei fenoli il gruppo OH è legato ad un atomo di carbonio ibridato sp2 facente parte di un anello aromatico Hanno caratteristiche chimiche piuttosto differenti dagli alcoli alifatici La catena idrocarburica di un alcol può essere satura o insatura, ramificata o lineare

Nomenclatura metano metanolo Le regole IUPAC per l’assegnazione del nome agli alcoli sono Scegliere la catena più lunga di atomi di carbonio che portano la funzione alcolica (OH) Numerare la catena in modo da assegnare il numero più basso alla funzione ossidrilica Cambiare la o finale dell’alcano nel suffisso olo Il gruppo OH è una funzione seniore rispetto alle insaturazioni e agli alogeni I fenoli sono denominati come dei derivati dell’idrossibenzene idrossibenzene fenolo

Esempi Tra parentesi il nome d’uso propanolo 2-metil-2-propanolo (alcol propilico) (alcol ter-butilico) (alcol isopropilico) cicloesanolo 2-penten-2-olo butan-1,2,3-triolo

Esempi I fenoli prendono il nome dal composto base: idrossibenzene 1,2,3-triidrossibenzene (pirogallolo) 3-bromoidrossibenzene (m-bromofenolo) 2-metilidrossibenzene (o-cresolo) 2,4,6-trinitroidrossibenzene (acido picrico)

Preparazione cumene Gli alcoli si possono preparare partendo da molte sostanze organiche Alcheni per addizione Alogeno derivati per sostituzione nucleofila Aldeidi e chetoni per riduzione I fenoli sono composti molto importanti, molti si ottengono a partire dal fenolo Questo si prepara industrialmente dal cumene Altri fenoli si ottengono dai sali di diazonio

Addizione Gli alcoli secondari e terziari si possono preparare partendo dagli alcheni in presenza di catalizzatore acido che attiva l’addizione di acqua

Aspetti importanti Le reazioni di addizione sono reversibili L’inverso di una reazione di addizione è denominato eliminazione Per esempio da un alcol per eliminazione si ottiene un alchene Anche le eliminazioni sono catalizzate da un acido Si ottengono solo alcoli secondari e terziari perché i carbocationi che si formano sono solo secondari o terziari

Riduzione Gli alcoli primari e secondari si possono ottenere per riduzione di aldeidi e chetoni Si utilizza H2 gassoso in presenza di catalizzatori (Pt, Pd, Ni) Si può utilizzare anche l’idruro di boro e sodio (NaBH4) aldeide alcol 1° chetone alcol 2°

Fine Alcheni e alchini Galileo Galilei

Atomo di carbonio ibridato sp2 I carbocationi Un carbocatione è una specie chimica organica in cui una carica positiva si trova su un atomo di carbonio La struttura del carbocatione è questa: Atomo di carbonio ibridato sp2 Orbitale p vuoto