Vlastnosti a reakce alkoholů

Fyzikální vlastnosti

Alkoholy mají poměrně vysoké teploty varu, protože vytvářejí vodíkové vazby. Nejnižší alkoholy jsou kapaliny příjemné vůně a chuti, libovolně se mísí s vodou. S molekulovou hmotností ubývá příjemné vůně, chuti i rozpustnosti ve vodě, od C₄  jsou kapaliny s nepříjemnou vůní, vyšší jsou pevné krystalické látky. Rozpustnost alkoholů ve vodě stoupá s počtem hydroxylových skupin v molekule. Alkoholy s dvěma a více hydroxylovými skupinami jsou sladké.

Biologické vlastnosti

Některé alkoholy mají výrazně toxické vlastnosti, především methanol, etylenglykol i ethanol. Otravy se projevují alkoholovým opojením, bolestmi zažívacího ústrojí, otupením smyslů, narušením rovnováhy, změnami chování, ztrátou vědomí, u methanolu slepotou. Časté jsou nežádoucí interakce s léčivy (antidepresiva, hypnotika, antibiotika, paralen,…).

Chemické vlastnosti alkoholů 

Vycházejí z přítomnosti polarizované hydroxyskupiny C – O^{δ -}– H^δ+.  

Alkoholy mají amfoterní charakter, v přítomnosti různých látek se mohou chovat jako kyseliny nebo zásady. Rozdíl elektronegativit prvků v hydroxylové skupině způsobuje polaritu vazby a její slabě kyselý charakter; dva volné elektronové páry u kyslíkového atomu způsobují zásaditý charakter.

Vznik alkoholátů

Působením alkalických kovů tvoří alkoholy tzv. alkoholáty (alkoxidy), jedná se o silné zásady srovnatelné s hydroxidy alkalických kovů:

2 R – OH + 2 Na → 2 R – ONa + H₂

Vznik etherů

Alkoholáty mají vlastnosti nukleofilních činidel, reagují s halogenderiváty za vzniku etherů:

R₁ – ONa + R₂ – X → R₁ – O – R₂ + Na⁺ + X^-

Reakce se silným kyselinami

Působením silných anorganických kyselin (např. kyselina sírová) vznikají oxoniové soli, které za přítomnosti vody hydrolyzují zpět na alkohol a anorganickou kyselinu:

R – OH + HO – SO₂ – OH ⇆ R – O⁺H₂ +   ^-O – SO₂ – OH  alkoxonium síran

R – O⁺H₂ + ^-O – SO₂ – OH ⇆ R – OH + 2 H₃O⁺ + SO₄^2-

Oxoniové soli nelze izolovat v pevném stavu, při izolaci dochází k rozkladu na alkohol a kyselinu.

Lucasův test

Reakce s HCl slouží k rozlišení terciárních, sekundární a primárních alkoholů, nejsnadněji reagují terciární, primární prakticky nereagují:

R-OH + HCl ⇆ R – OH₂⁺ Cl^- → R-Cl + H₂O

                         alkoxonium chlorid

Oxidace

Primární a sekundární alkoholy podléhají snadno oxidaci na karbonylové sloučeniny. V případě primárních alkoholů probíhá oxidace na aldehydy, případně až na karboxylové kyseliny:

primární alkoholy → aldehydy → karboxylové kyseliny.

Oxidaci se provádí bud reakcí s kyslíkem nebo dehydrogenací na katalyzátorech.

R- CH₂OH + ½ O₂ → R-CHO + H₂O      oxidace na aldehyd

CH₃OH → H-CHO  +  H₂                         dehydrogenace na formaldehyd

 R-CHO + ½ O₂  → R-COOH                  oxidace na karboxylovou kyselinu

Esterifikace

Esterifikace je kondenzační reakce, při které reagují alkoholy s organickými nebo méně často anorganickými kyselinami za vzniku esteru:

R₁ – COOH + R₂ – OH  →  R₁–COO– R₂ + H₂O

org.kyselina     alkohol           ester

CH₃COOH+CH₃OH → CH₃COOCH₃ + H₂O

k. octová     methanol   methylacetát (methylester k. octové)

HNO₃  +  R – OH  →  R – O – NO₂ + H₂O

kys. dusičná   alkohol   alkylnitrát

Eliminace – dehydratace

Odštěpením vody vzniká alken, např. dehydratací ethanolu vzniká ethen:                        

    CH₃-CH₂-OH    → CH₂ = CH₂    +  H₂O                     kat, t            

Při eliminaci ze sekundárních a terciárních se odštěpuje – OH skupina s vodíkem toho C, který má nejmenší počet H -atomů, získává se hlavně nejvíce alkylovaný alken – Zajcevovo pravidlo.

Mezimolekulární dehydratací vzniká ether:

2CH₃-CH₂-OH →  CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃ +  H₂O

Obr. 1: Primární, terciární  a sekundární alkohol

Zdroje

1. ČERVINKA, Otakar, V DĚDEK a M FERLES. Organická chemie. 2. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1980, 791 s.

Obrázky

• Obr. 1: Archiv autora
• Obr. 2: Alexandr Zajcev: wikipedia.org [online]. [cit. 5.11. 2014]. Dostupné z: online]. [cit. 23.10.2014]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Zajcevovo_pravidlo
• Obr. 3: Markovnikov.[online]. [cit. 7.11.2014]. Dostupné z: http://www.edugroup.at/typo3temp/pics/M_8588102056.png
• Obr. 4: Oxidace alkoholů manganistanem: www.studiumchemie.cz [online]. [cit. 10.11. 2014]. Dostupné z: http://www.studiumchemie.cz/video.php?id=244