1 차 알코올 은 하이드 록 실기가 1 차 탄소에 부착 된 알코올 입니다. 즉, 다른 탄소와 수소에 공유 결합 된 탄소입니다. 그것의 일반 식은 ROH, 특히 RCH 2 OH입니다.
화학식 RCH 2 OH 의 R 그룹은 사슬, 고리 또는 헤테로 원자 중 임의의 것일 수있다. 길이가 짧거나 긴 사슬에 관해서는 가장 대표적인 1 차 알코올보다 우선합니다. 그중에는 메탄올과 에탄올이 있으며, 그중 두 가지는 산업 수준에서 가장 많이 합성됩니다.
Beer Jar-유기 매트릭스에서 1 차 알코올 인 에틸 알코올 수용액의 예입니다. 출처 : Pexels를 통해 Engin Akyurt.
물리적으로 그들은 다른 알코올과 같으며 끓는점이나 녹는 점은 분기 정도에 따라 다릅니다. 그러나 화학적으로 가장 반응성이 있습니다. 또한 산도가 2 차 및 3 차 알코올보다 높습니다.
1 차 알코올은 산화 반응을 거쳐 에스테르 및 에테르, 알데히드 및 카르 복실 산과 같은 많은 수의 유기 화합물이됩니다. 마찬가지로 탈수 반응을 거쳐 알켄이나 올레핀으로 변할 수 있습니다.
1 차 알코올의 구조
선형 알칸에서 파생 된 1 차 알코올이 가장 대표적입니다. 그러나, 실제로는 임의의 구조는 직쇄 또는 분지 여부 긴 OH 그룹이 CH에 연결된 것처럼 알코올이 유형 내에서 분류 될 수있다 (2) .
그래서 구조적으로 그들은 모두 메틸 올이라고 불리는 -CH 2 OH 그룹의 존재를 공통적으로 가지고 있습니다 . 이 사실의 특징과 결과는 OH 그룹이 방해를 덜 받는다는 것입니다. 즉, 다른 원자의 공간적 간섭없이 환경과 상호 작용할 수 있습니다.
마찬가지로, 방해가 덜한 OH는 그것을 운반하는 탄소 원자, 즉 CH 2 의 탄소 원자가 SN 2 메커니즘 (탄화 양이온 형성없이 생체 분자)을 통해 치환 반응을 겪을 수 있음을 의미합니다 .
다른 한편으로, 매체와 상호 작용할 수있는 더 큰 자유를 가진 OH는 더 강한 분자간 상호 작용 (수소 결합에 의한)으로 변환되어 녹는 점 또는 끓는점을 증가시킵니다.
R 그룹이 소수성이 아닌 한 극성 용매에서의 용해도에서도 마찬가지입니다.
속성
신맛
1 차 알코올은 모두 가장 산성입니다. 알코올이 브 뢴스 테드 산처럼 행동 하려면 알콕시 드 음이온이되기 위해 물과 같은 매체에 H + 이온 을 기증해야합니다 .
ROH + H 2 O <=> RO - + H 3 O +
RO의 음전하 - 특이 RCH 2 O가 - , 이하 CR 결합의 전자에 의해보다 두 CH 결합의 전자에 의해 반발된다.
알킬 그룹이 다음 가장 큰 반발력을 발휘하는, 불안정화 RCH 2 O - ; 그러나 각각 2 차 및 3 차 알코올에서 발생하는 것처럼 2 개 또는 3 개의 R 그룹이있는 경우에 비해 그렇게 많지는 않습니다.
1 차 알코올의 더 높은 산도를 설명하는 또 다른 방법은 전기 음성도 차이를 통해 쌍극자 모멘트를 생성하는 것입니다. H 2 C δ + -O δ- H. 산소는 CH 2 와 H 모두에서 전자 밀도를 끌어 당깁니다 . 탄소의 양의 부분 전하는 수소의 전하를 다소 밀어냅니다.
R 그룹은 전자 밀도의 일부를 CH 2 로 전달하여 양의 부분 전하를 감소시켜 수소 전하에 의한 거부를 돕습니다. R 그룹이 많을수록 반발력이 낮아져 H가 H + 로 방출되는 경향이 있습니다 .
pKa
1 차 알코올은 약간 더 강한 메틸 알코올을 제외하고 물보다 약한 산으로 간주됩니다. 메틸 알코올의 pKa는 15.2이고; 그리고 에틸 알코올의 pKa는 16.0이다. 한편 물의 pKa는 15.7입니다.
그러나 알코올과 같이 약산으로 간주되는 물은 H + 와 결합 하여 하이드로 늄 이온 H 3 O +가 될 수 있습니다 . 즉,베이스처럼 작동합니다.
같은 방식으로 1 차 알코올은 수소를 흡수 할 수 있습니다. 특히 알켄 또는 올레핀으로의 변형과 같은 일부 자체 반응에서.
화학 반응
알킬 할라이드의 형성
알코올은 할로겐화 수소와 반응하여 할로겐화 알킬을 생성합니다. 할로겐화 수소에 대한 알코올의 반응성은 다음 순서로 감소합니다.
3 차 알코올> 2 차 알코올> 1 차 알코올
ROH + HX => RX + H 2 O
RX는 1 차 알킬 할라이드 (CH 3 Cl, CH 3 CH 2 Br 등)입니다.
알킬 할라이드를 제조하는 또 다른 방법은 합성 시약 인 염화 티 오닐을 염화 알킬로 전환되는 1 차 알코올과 반응시키는 것입니다. 염화 티 오닐 (SOCl 2 )은 반응하기 위해 피리딘이 있어야합니다.
CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 OH + SOCl 2 => CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 Cl + SO 2 + HCl
이 반응은 피리딘의 존재하에 1- 클로로 펜탄이되는 1- 펜탄 올의 할로겐화에 해당합니다.
1 차 알코올의 산화
알코올은 시약에 따라 알데히드와 카르 복실 산으로 산화 될 수 있습니다. 피리 디늄 클로로 크롬 산염 (PCC)은 디클로로 메탄 (CH 2 Cl 2 ) 을 용매로 사용하여 1 차 알코올을 알데히드로 산화시킵니다 .
CH 3 (CH 2 ) 5 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 5 COH
이것은 1- 헵탄 올에서 1- 헵타 날로의 산화입니다.
한편 과망간산 칼륨 (KMnO 4 )은 먼저 알코올을 알데히드로 산화시킨 다음 알데히드를 카르 복실 산으로 산화시킨다. 과망간산 칼륨을 사용하여 알코올을 산화시킬 때 탄소 3과 4 사이의 결합이 끊어지는 것을 피해야합니다.
CH 3 (CH 2 ) 4 CH 2 OH => CH 3 (CH 2 ) 4 COOH
이것은 1- 헥산 올이 헥사 노산으로 산화되는 것입니다.
이 방법으로 알데히드는 카르 복실 산으로 쉽게 산화되기 때문에 얻기 어렵다. 크롬산이 알코올을 산화시키는 데 사용되는 경우에도 유사한 상황이 관찰됩니다.
에테르의 형성
1 차 알코올은 일반적으로 황산과 같은 촉매 존재하에 가열 될 때 에테르로 전환 될 수 있습니다.
2 RCH 2 OH => RCH 2 OCH 2 R + H 2 O
유기 에스테르의 형성
알코올과 카르 복실 산의 축합, 산에 의해 촉매 작용을받는 Fisher의 에스테르 화는 에스테르와 물을 생성합니다.
R'OH + RCOOH <=> RCOOR '+ H 2 O
잘 알려진 반응은 에탄올과 아세트산의 반응으로 에틸 아세테이트를 생성합니다.
CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH <=> CH 3 COOHCH 2 CH 3 + H 2 O
1 차 알코올은 Fischer 에스테르 화 반응에 가장 취약합니다.
탈수
고온 및 산성 매질 (일반적으로 황산)에서 알코올은 탈수되어 물 분자가 손실되면서 알켄이 생성됩니다.
CH 3 CH 2 OH => H 2 C = CH 2 + H 2 O
이것은 에탄올과 에틸렌의 탈수 반응입니다. 이러한 유형의 반응, 특히 1 차 알코올에 대해 더 적합한 일반 공식은 다음과 같습니다.
RCH 2 OH => R = CH 2 (RC = CH 2와 동일 함 )
명명법
1 차 알코올의 예. 출처 : Gabriel Bolívar.
1 차 알코올의 이름을 지정하는 규칙은 다른 알코올의 경우와 동일합니다. OH 함유 탄소를 나열 할 필요가없는 경우도 있습니다.
상단 이미지에는 탄소가 7 개인 메인 체인이 있습니다. OH에 결합 된 탄소에는 숫자 1이 할당되고 왼쪽에서 오른쪽으로 계산되기 시작합니다. 따라서 IUPAC 이름은 3,3-diethylheptanol입니다.
이것은 고도로 분지 된 1 차 알코올의 예입니다.
예
마지막으로 일부 1 차 알코올은 전통적이고 체계적인 명명법에 따라 언급됩니다.
-메틸, CH 3 OH
-에틸, CH 3 CH 2 OH
-n- 프로필, CH 3 CH 2 CH 2 OH
-n- 헥실, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH
이들은 선형 알칸의 파생물입니다. 다른 예는 다음과 같습니다.
-2- 페닐 에탄올, C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH (C 6 H 5 = 벤젠 고리)
-2- 프로 펜 -1- 올 (알릴 알코올), CH 2 = CHCH 2 OH
-1,2- 에탄 디올, CH 2 OHCH 2 OH
-2- 클로로 에탄올 (에틸렌 클로로 히 드린), ClCH 2 CH 2 OH
-2- 부텐 -1- 올 (크로 틸 알코올), CH 3 CH = CHCH 2 OH
참고 문헌
- Morrison, RT 및 Boyd, RN (1987). 유기 화학. (5 타 에디션). Addison-Wesley Iberoamericana
- 캐리, FA (2008). 유기 화학. (6 타 에디션). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
- 멜 사이언스. (2019). 1 차 알코올의 산화가 일어나는 방법. 출처 : melscience.com
- Royal Society of Chemistry. (2019). 정의 : 1 차 알코올. 출처 : rsc.org
- Chriss E. McDonald. (2000). 1 차 알코올의 에스테르로의 산화 : 세 가지 관련 조사 실험. J. Chem. Educ., 2000, 77 (6), p 750. DOI : 10.1021 / ed077p750