Alcool secondaire: structure, propriétés, nomenclature, utilisations et exemples
Un alcool secondaire a le carbone portant le groupe hydroxyle (OH), attaché à deux atomes de carbone. Pendant ce temps, dans l'alcool primaire, le porteur de carbone du groupe hydroxyle est lié à un atome de carbone et dans l'alcool tertiaire lié à trois atomes de carbone.
Les alcools sont des acides légèrement plus faibles que l'eau, avec le pKa suivant: eau (15, 7); alcools méthyle (15.2), éthyle (16), isopropyle (alcool secondaire, 17) et terbutyle (18). Comme on peut le constater, l’alcool isopropylique est moins acide que les alcools méthylique et éthylique.
La formule structurelle pour un alcool secondaire est montrée dans l'image supérieure. Le carbone en rouge est le support de OH et est lié à deux groupes alkyle (ou aryle) R et à un seul atome d'hydrogène.
Tous les alcools ont la formule générique ROH; mais si le carbone porteur est observé en détail, alors les alcools primaire (RCH20H), secondaire (R2CHOH, ici élevé) et tertiaire (R3COH) sont obtenus. Ce fait fait une différence dans leurs propriétés physiques et leur réactivité.
Structure de l'alcool secondaire
Les structures des alcools dépendent de la nature des groupes R. Cependant, pour les alcools secondaires, une certaine exemplification peut être faite, considérant qu'il ne peut y avoir que des structures linéaires avec ou sans branches, ou des structures cycliques. Par exemple, vous avez l'image suivante:
Notez que pour les deux structures, il y a quelque chose en commun: le OH est lié à un "V". Chaque extrémité du V représente un groupe R égal (partie supérieure de l'image, structure cyclique) ou différent (partie inférieure, chaîne ramifiée).
De cette manière, tout alcool secondaire est facilement identifiable, même si sa nomenclature n’est pas connue du tout.
Propriétés
Points d'ébullition
Les propriétés des alcools secondaires ne diffèrent pas trop physiquement des autres alcools. Ce sont généralement des liquides clairs; pour être solide à la température ambiante, vous devez former plusieurs liaisons hydrogène et avoir une masse moléculaire élevée.
Cependant, la même formule développée R2CHOH révèle certaines propriétés qui sont uniques en général pour ces alcools. Par exemple, le groupe OH est moins exposé et disponible pour les interactions par liaisons hydrogène, R2CH-OH-OHCHR2.
En effet, les groupes R, adjacents au carbone porteur OH, peuvent interférer et empêcher la formation de liaisons hydrogène. En conséquence, les alcools secondaires ont des points d'ébullition plus bas que les alcools primaires (RCH 2 OH).
L'acidité
Selon la définition de Brönsted-Lowry, un acide est un acide qui donne des protons ou des ions hydrogène, H +. Lorsque cela se produit avec un alcool secondaire, vous avez:
R 2 CHOH + B- => R 2 CHO- + HB
La base conjuguée R2CHO-, un anion alcoolate, doit stabiliser sa charge négative. Pour l’alcool secondaire, la stabilisation est plus faible car les deux groupes R ont une densité électronique, qui repousse dans une certaine mesure la charge négative de l’atome d’oxygène.
Pendant ce temps, pour l'anion alcoolate d'un alcool primaire, RCH 2 O-, il y a moins de répulsion électronique car il n'y a qu'un seul groupe R et pas deux. De plus, les atomes d'hydrogène n'exercent pas de répulsion significative et contribuent au contraire à stabiliser la charge négative.
Par conséquent, les alcools secondaires sont moins acides que les alcools primaires. Si tel est le cas, ils sont plus fondamentaux et précisément pour les mêmes raisons:
R 2 CHOH + H 2 B + => R 2 CHOH 2 + + HB
Maintenant, les groupes R stabilisent la charge positive sur l'oxygène en cédant une partie de sa densité électronique.
Les réactions
Trihalogénure d’hydrogène et de phosphore
Un alcool secondaire peut réagir avec un halogénure d'hydrogène. L'équation chimique de la réaction entre l'alcool isopropylique et l'acide bromhydrique est montrée, en milieu acide sulfurique, et produisant du bromure d'isopropyle:
CH 3 CHOHCH 3 + HBr => CH 3 CHBrCH 3 + H 2 O
Et il peut aussi réagir avec un phosphore de trihalogenuero, PX 3 (X = Br, I):
CH 3 -CHOH-CH 2 -CH 2 -CH 3 + PBr 3 => CH 3 -CHBr-CH 2 -CH 2 -CH 3 + H 3 PO 3
L'équation chimique ci-dessus correspond à la réaction entre le pentanol-2 et le tribromure de phosphore, bromure de sec-pentyle.
Notez que dans les deux réactions, un halogénure d'alkyle secondaire (R2CHX) est produit.
Déshydratation
Dans cette réaction, un H et un OH de carbones voisins sont perdus, formant une double liaison entre ces deux atomes de carbone. Par conséquent, il y a formation d'un alcène. La réaction nécessite un catalyseur acide et l'apport de chaleur.
Alcool => alcène + H 2 O
La réaction suivante est par exemple:
Cyclohexanol => Cyclohexène + H 2 O
Réaction avec les métaux actifs
Les alcools secondaires peuvent réagir avec les métaux:
CH 3 -CHOH-CH 3 + K => CH 3 CHO-K + CH 3 + ½ H +
Ici, l'alcool isopropylique réagit avec le potassium pour former le sel d'isoproxyde de potassium et les ions hydrogène.
Estérification
L'alcool secondaire réagit avec un acide carboxylique pour former un ester. Par exemple, il a été montré que l’équation chimique de la réaction de l’alcool sec-butylique avec l’acide acétique produisait de l’acétate de sec-butyle:
CH 3 CHOHCH 2 CH 3 + CH 3 COOH CH 3 COOCHCH 3 CH 2 CH 3
L'oxydation
Les alcools primaires sont oxydés en aldéhydes, qui à leur tour sont oxydés en acides carboxyliques. Mais, les alcools secondaires sont oxydés en acétone. Les réactions sont généralement catalysées par le dichromate de potassium (K 2 CrO 7 ) et l’acide chromique (H 2 CrO 4 ).
La réaction globale est:
R 2 CHOH => R 2 C = O
Nomenclature
Les alcools secondaires sont nommés en indiquant la position du groupe OH dans la chaîne principale (plus longue). Ce numéro précède le nom ou peut aller après le nom de l'alcane correspondant à la chaîne.
Par exemple, CH3CH2CH2CH2CHOHCH3 est 2-hexanol ou hexan-2-ol.
Si la structure est cyclique, il n'est pas nécessaire de placer un numérateur; sauf s'il y a d'autres substituants. C’est pourquoi l’alcool cyclique de la deuxième image s’appelle cyclohexanol (le cycle est hexagonal).
Et pour l'autre alcool de la même image (ramifié), son nom est: 6-ethyl-heptan-2-ol.
Utilisations
Le sec-butanol est utilisé comme solvant et comme produit chimique intermédiaire. Il est présent dans les fluides hydrauliques pour freins, nettoyants industriels, azurants, décapants pour peinture, agents de flottation minéraux, essences de fruits et parfums.
- L'alcool isopropanol est utilisé comme solvant industriel et anticoagulant. Il est utilisé dans les huiles et les encres à séchage rapide, comme antiseptique et substitut de l'éthanol dans les cosmétiques (par exemple: lotions pour la peau, toniques pour les cheveux et alcool à friction).
-L'ispropanol est un ingrédient des savons liquides, des nettoyants pour cristaux, des arômes synthétiques de boissons et d’aliments sans alcool. De plus, c'est un produit chimique intermédiaire.
-Le cyclohexanol est utilisé comme solvant, dans la finition des tissus, dans le traitement du cuir et de l’émulsifiant des savons et des détergents synthétiques.
-Le méthylcyclohexanol est un ingrédient des détachants à base de savon et des détergents spéciaux pour tissus.
Des exemples
2-octanol
C'est un alcool gras. C'est un liquide incolore, peu soluble dans l'eau, mais soluble dans la plupart des solvants non polaires. Il est utilisé, entre autres utilisations, dans le développement des arômes et des parfums, des peintures et revêtements, des encres, des adhésifs, des produits d'entretien pour la maison et des lubrifiants.
Estradiol ou 17β-Estradiol
C'est une hormone sexuelle stéroïde. Il a deux groupes hydroxyle dans sa structure. C'est l'œstrogène prédominant pendant les années reproductives.
20-hydroxy-leucotriène
C'est un métabolite qui provient probablement de l'oxydation des lipides leucotriéniques. Il est classé comme un cystinyl leucotriène. Ces composés sont des médiateurs du processus inflammatoire qui contribue aux caractéristiques physiopathologiques de la rhinite allergique.
2-heptanol
C'est un alcool présent dans les fruits. En outre, il se trouve dans l'huile de gingembre et les fraises. Il est transparent, incolore et insoluble dans l’eau. Il est utilisé comme solvant pour plusieurs résines et intervient dans la phase de flottation dans le traitement des minéraux.
