CHIMICA
Gli Alcoli e i Fenoli

Gli ALCOLI sono composti di formula generale R-OH simili all’acqua e caratterizzati dal gruppo funzionale ossidrile.

I fenoli hanno lo stesso gruppo funzionale ma è legato direttamente ad un anello aromatico mentre i tioli hanno al posto dell’ossigeno del gruppo ossidrile, lo zolfo (-SH).

Il nome viene attribuito aggiungendo alla nomenclatura IUPAC del composto da cui derivano la desinenza –olo, altrimenti aggiungendo il prefisso alcol al nome del gruppo alchilico (es.: CH3OH si può chiamare o alcol metilico o metanolo).

Con gli alcoli insaturi sono necessarie due desinenze, per il doppio o triplo legame e per l’ossidrile:
si conta il numero dei carboni in modo che il carbonio con il gruppo ossidrile abbia il numero più basso e poi si dà il nome scrivendo:

1) il numero del doppio legame

2) il composto insaturo

3) il numero del gruppo ossidrile

4) la desinenza –olo

Es.: CH2=CHCH2OH si chiama 2-propen-1-olo perché il carbonio con OH deve avere numero + basso e quindi il doppio legame è in posizione 2.

Gli alcoli vengono distinti in primari, secondari o terziari a seconda che all’atomo di carbonio su cui è legato il gruppo OH siano legati 1,2 o 3 gruppi organici (CH3OH è considerato primario).

I FENOLI invece si derivano dal nome del composto più importante della serie, il fenolo a meno che non vi siano gruppi con priorità maggiore ai fini della nomenclatura, come il gruppo carbossile, il gruppo chetonico o aldeidico: in quel caso il gruppo OH viene considerato un sostituente.

I punti di ebollizione degli alcoli sono molto più elevati di quelli dei “rispettivi” idrocarburi; questo si spiega perché le molecole degli alcoli si associano tramite i legami idrogeno che sono creati dal fatto che, essendo la molecola O del gruppo OH fortemente elettronegativa, fa polarizzare la molecola portando su di sé una carica negativa e sull’atomo di H una carica positiva, che porta due molecole di alcoli vicine a creare un legame, molto debole, tra di loro.

Per lo stesso motivo e per il fatto che anche l’acqua presenta un gruppo OH e quindi è una molecola polarizzata, le molecole di alcoli (di quelli più piccoli) possono sostituire le molecole d’acqua nei legami a idrogeno tra molecole d’acqua, spiegando così il perché della loro grande miscibilità.

Gli acidi di Bronsted sono sostanze capaci di donare protoni mentre le basi sostanze capaci di accettare protoni.

Per Lewis invece sono acidi le sostanze capaci di accettare doppietti di elettroni mentre sono basi le sostanze capaci di donare un doppietto di elettroni.

Dunque secondo queste definizioni ci sono sostanze, come l’acqua, che sono in grado sia di comportarsi come basi che come acidi e si dicono anfotere.

Come l’acqua, anche gli alcoli ed i fenoli sono acidi deboli, in quanto avendo il gruppo ossidrile sono in grado di cedere elettroni. La base coniugata di un alcol viene chiamata ione alcossido:

Es.: RO-H / RO- (ione alcossido) + H+

Ora il fenolo è un acido molto più forte dell’etanolo perché gli ioni fenossido che si formano sono stabilizzati in maniera migliore dalla risonanza, mentre nello ione alcossido la carica negativa si localizza sull’atomo di O: dunque la loro formazione risulta più favorevole.

Così, come l’aggiunta di elementi molto elettronegativi come il fluoro o nitrogruppi, creerà una polarizzazione dei legami C-F che permetterà la formazione di un carbocatione che stabilizzerà la carica negativa che si formerà (questo fenomeno è detto effetto induttivo).

Gli alcossidi sono basi di forza paragonabile allo ione idrossido.

Gli alcoli ed i fenoli possono comportarsi anche come basi deboli, in quanto hanno doppietti elettronici non condivisi sull’ossigeno (sono perciò basi di Lewis): dunque vengono protonati da acidi forti e il prodotto della reazione è uno ione alcossonio, analogo allo ione idronio.

La protonazione è il primo passaggio di 2 importanti reazioni degli alcoli: la disidratazione ad alcheni e la trasformazione in alogenuri alchilici.

Gli alcoli possono essere disidratati per riscaldamento in presenza di un acido forte:
H-CH2CH2-OH / CH2=CH2 +H-OH

La reazione è un processo di eliminazione che può avvenire con meccanismo E1 o E2 a seconda della classe a cui appartiene l’alcol.

Gli alcoli terziari si disidratano secondo il meccanismo E1:

1) si protona reversibilmente il gruppo ossidrile (CH3)3C-OH + H  (CH3)3C-O-H
|
H

2) La successiva ionizzazione con uscita d’acqua è facile perché si forma un carbocatione terziario

3) Il processo si completa con la perdita di un protone da un atomo di carbonio adiacente al carbonio positivo.

La reazione complessiva di disidratazione è data dalla somma dei 3 passaggi

Nel caso di alcoli primari, la formazione del carbocatione primario è troppo instabile e viene saltato il primo passaggio, combinando gli ultimi due passaggi del meccanismo.

La perdita d’acqua e del protone avvengono simultaneamente con un meccanismo E2.