ТРЕТИННИЙ СПИРТ: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ - 2025

Третинний спирт є той , в якому гідроксильна група, ОН, приєднана до третинного вуглецю. Його формула продовжує бути ROH, як і інші спирти; але це легко розпізнати, оскільки ОН близький до X у молекулярній структурі. Також вуглецевий ланцюг зазвичай коротший, а його молекулярна маса вище.

Так, третинний алкоголь, як правило, важчий, більш розгалужений, а також найменш реагує щодо окислення всіх; тобто вона не може бути перетворена в кетонну або карбонову кислоту, як і вторинний та первинний спирти відповідно.

Структурна формула третинного спирту. Джерело: Jü.

На зображенні вище показана загальна структурна формула третинного алкоголю. Відповідно до неї можна було б записати нову формулу типу R ₃ COH, де R може бути алкільних або арильних груп; метильної групи, СН ₃ , або короткого або довгого вуглецевого ланцюга.

Якщо три групи R різні, центральний вуглець третинного спирту буде хіральним; тобто алкоголь проявлятиме оптичну активність. З цього факту хіральні третинні спирти представляють інтерес у фармацевтичній промисловості, оскільки ці спирти зі складнішими структурами синтезуються з кетонів з біологічною активністю.

Структура третинного спирту

Три третинні спирти та їх структури. Джерело: Габріель Болівар.

Розгляньте структури вищих третинних спиртів, щоб навчитися розпізнавати їх, незалежно від того, що таке з'єднання. Вуглець, приєднаний до ОН, також повинен бути приєднаний до трьох інших вуглецю. Якщо придивитись уважно, то всі три спирти.

Перший спирт (зліва) складається з трьох груп CH _3, пов'язаних з центральним вуглецем, формулою якого буде (CH ₃ ) ₃ COH. (CH ₃ ) ₃ C- алкільних груп відомий як третбутил, присутній у багатьох третинних спиртах і може бути легко розпізнаний за формою Т (червоний Т на малюнку).

Другий спирт (праворуч) має групи CH ₃ , CH ₃ CH ₂ і CH ₂ CH ₂ CH _3, приєднані до центрального вуглецю . Оскільки три групи різні, алкоголь є хіральним і тому проявляє оптичну активність. Тут Т не спостерігається, а X, близький до ОН (червоний і синій).

А в третьому спирті (той, що знаходиться нижче і без кольорів) ОН пов'язаний з одним із двох вуглецю, які з'єднують два циклопентану. Цей алкоголь не має оптичної активності, оскільки дві групи, приєднані до центрального вуглецю, однакові. Як і другий алкоголь, якщо уважно подивитись, ви також знайдете X (швидше тетраедр).

Стерична перешкода

Три вищі спирти мають щось більше спільного, ніж X: центральний вуглець стримується; тобто є багато атомів, що оточують його у просторі. Безпосереднім наслідком цього є те, що нуклеофілам, прагнучим позитивних зарядів, важко наблизитися до цього вуглецю.

З іншого боку, оскільки є три вуглеці, пов'язані з центральним вуглецем, вони дарують частину електронної щільності, яку електронегативний атом кисню віднімає з неї, додатково стабілізуючи її проти цих нуклеофільних атак. Однак третинний спирт може бути замінений утворенням карбокації.

Властивості

Фізичні

Треті спирти, як правило, мають сильно розгалужені структури. Першим наслідком цього є те, що ОН-група перешкоджає, і тому її дипольний момент чинить менший вплив на сусідні молекули.

Це призводить до слабшої молекулярної взаємодії порівняно з реакціями первинного та вторинного спиртів.

Наприклад, розглянемо структурні ізомери бутанолу:

CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH (н-бутанол, Peb = 117 ° C)

(CH ₃ ) ₂ CH ₂ OH (ізобутиловий спирт, bp = 107 ° C)

CH ₃ CH ₂ CH (OH) CH ₃ (сек-бутиловий спирт, bp = 98 ° C)

(CH ₃ ) ₃ COH (трет-бутиловий спирт, bp = 82ºC)

Зверніть увагу, як точки кипіння падають, коли ізомер стає більш розгалуженим.

На початку було зазначено, що X спостерігається в структурах 3-х спиртів, що саме по собі вказує на високе розгалуження. Ось чому ці спирти мають нижчі температури плавлення та / або кипіння.

Трохи подібним є його змішуваність з водою. Чим більше перешкоджає ОН, тим менше змішується 3-й алкоголь з водою. Однак зазначена змішуваність зменшується, чим довше вуглецевий ланцюг; таким чином, трет-бутиловий спирт є більш розчинним і змішується з водою, ніж н-бутанол.

Кислотність

Третинні спирти, як правило, є найменш кислими з усіх. Причини численні та взаємопов'язані. Коротше кажучи, негативний заряд його похідного алкоксиду, RO ^- , буде сильно відбитий трьома алкільних групами, приєднаними до центрального вуглецю, послаблюючи аніон.

Чим нестійкіший аніон, тим нижча кислотність спирту.

Реактивність

Треті спирти не можуть піддаватися окисленню до кетонів (R ₂ C = O) або до альдегідів (RCHO) або карбонових кислот (RCOOH). З одного боку, для окислення доведеться втратити один-два вуглецю (у вигляді CO ₂ ), що знижує його реакційну здатність проти окислення; з іншого боку, йому не вистачає водню, який він може втратити, утворюючи інший зв’язок з киснем.

Однак вони можуть зазнати заміщення та елімінації (утворення подвійної зв’язки, алкену чи олефіну).

Номенклатура

Номенклатура цих спиртів не відрізняється від інших. Існують загальні або традиційні назви та систематичні назви, якими керується IUPAC.

Якщо головний ланцюг та його гілки складаються з визнаної алкільної групи, це використовується для його традиційної назви; коли це неможливо, використовується номенклатура IUPAC.

Наприклад, розглянемо такий третинний алкоголь:

3,3-диметил-1-бутанол. Джерело: Габріель Болівар.

Вуглеці перераховані справа наліво. У C-3 є дві СН ₃ групи заступників, і , отже , назва цього спирту становить 3,3-диметил-1-бутанол (основна ланцюг має чотири атома вуглецю).

Так само весь ланцюг та його гілки складаються з неогексильної групи; тому його традиційною назвою може бути неогексиловий спирт або неогексанол.

Приклади

Нарешті, згадуються деякі приклади третинних спиртів:

-2-метил-2-пропанол

-3-метил-3-гексанол

-Октан-1-ол велосипед

-2-метил-2-бутанол: CH ₃ CH ₂ COH (CH ₃ ) ₂

Формули перших трьох спиртів представлені на першому зображенні.

Список літератури

1. Кері Ф. (2008). Органічна хімія. (Шосте видання). Mc Graw Hill.
2. Моррісон, RT та Бойд, R, N. (1987). Органічна хімія. (5-е видання). Редакція Addison-Wesley Interamericana.
3. Грем Соломон TW, Крейг Б. Фріхле. (2011 р.). Органічна хімія. Аміни. (10-е видання.). Wiley Plus.
4. Гунавардена Гаміні. (2016 р., 31 січня). Третинний алкоголь. Хімія LibreTexts. Відновлено з: chem.libretexts.org
5. Ешенхерст Джеймс. (16 червня 2010 р.). Спирти (1) - Номенклатура та властивості. Відновлено з: masterorganicchemistry.com
6. Кларк Дж. (2015). Введення спиртів. Відновлено з: chemguide.co.uk
7. Органічна хімія. (sf). Розділ 3. Спирти. . Відновлено з: sinorg.uji.es
8. Ніланджана Мажумдар. (03 березня 2019 р.). Синтез хірального третинного алкоголю: значні події. Відновлено з: 2.chemistry.msu.edu