Fonction hydroxyles/alcools :
Propriétés ? (5)
Propriétés des alcools :
- molécule comportant une fonction hydroxyle (hydroxyde) (OH)
- Carbone hybridé sp3
- formule brute est CnH2n+2O (comme les alcanes avec un O en +)
- la liaison C-OH est polarisée car l’oxygène est plus électronégatif que le carbone
- différentes classes d’alcools en fonction de la substitution du carbone fonctionnel (+ il est substitué moins il forme de liaisons avec les H) —> alcool primaire, alcool secondaire, alcool tertiaire
Fonctions hydroxyles/alcools :
Nomenclature ? (3)
Nomenclature :
- lorsque l’alcool est la fonction principale, terminaison en -ol : « alcanol »
- remarque : quand la fonction alcool n’est pas prioritaire, on utilise le préfixe « hydroxy »
- le choix de la chaîne linéaire carbonée la plus longue est dû à la position de la fonction principale : la chaîne doit comporter cette fonction
Fonctions hydroxyles/alcools :
Propriétés physiques ? (4)
- formation de liaisons hydrogènes par différence d’électronégativité entre l’oxygène et l’hydrogène
- objectif : compenser le déficit en électrons de l’hydrogène - stabilisation
- températures d’ébullition grande car beaucoup d’H donc il faut beaucoup d’énergie pour toutes les cassées (tant mieux sinon, si température d’ébullition faible (pas beaucoup d’H à casser), eau se vaporiserai rapidement —> pas d’eau sur terre)
- dû au maillage formé par les atomes d’H, alcools/acides carboxyliques —> fluides visqueux/sirupeux
Fonctions hydroxyles/alcools :
Réactivité ?
- liaisons C-O et O-H polaires car l’oxygène est plus électronégatif que le carbone et l’hydrogène
- l’oxygène possède des doublets d’électrons non liants qui le rendent ainsi nucléophile
- doublet d’électron de O : nucléophile, réagira avec des espèces pauvres en électrons (électrophiles, acides)
- liaison O-H : polaire pouvant se rompre et libérer un H+ => propriétés acides
- liaison C-O : polaire (rupture) ; C pauvre en électron (électrophile), réagira avec des espèces riches en électrons (nucléophiles) (le O lui a tout pris) (miskine)
‣ Propriétés acido-basiques
‣ Propriétés nucléophiles (réagit avec des sites pauvres en électrons = électrophiles)
‣ Rupture de la liaison C-O (par des espèces nucléophiles)
‣ Oxydation, les alcools ont un indice d’oxydation faible
Propriétes acides des alcools ?
- les propriétés acides des alcools sont dues à la rupture de la liaison O-H pouvant libérer un proton H+ et donc l’alcool devient un anion alcoolate R-O-
- l’acidité est fonction de la classe de l’alcool :
acidité alcool I primaire (+ acide) > acidité alcool II secondaire (un peu - acide) > acidité alcool III tertiaire (pas trop acide)
pKa (alcool I) = 16 < pKa (alcool II) =18 < pKa (alcool III) = 19 - en attirant des électrons vers lui-même, le carbone diminue légèrement la capacité de l’oxygène à attirer les électrons de l’hydrogène pcq l’oxygène doit faire une autre liaison avec le C (donc partage de e-) —> l’oxygène moins électronégatif
Conséquences des propriétés acides des alcools ?
❤️- formation d’alcoolate (= sel d’alcool) : l’alcool réagit avec une base plus forte et donne R-O- par réaction acido-basique (idem formation de l’ion alcynure).
alcool + base —> alcoolate + BH
- formation d’ammoniac NH3 : l’amidure de sodium NaNH2 qui est une base forte —> l’ion amidure NH2- capte le proton de l’alcool et donne l’ammoniac NH3.
alcool + NaNH2 —> alcoolate de sodium + NH3 (base forte) - on peut également former un ion alcoolate à partir de métaux (qui ont des propriétés réductrices) comme le sodium Na(s) avec un dégagement gazeux de H2 :
alcool + Na(s) —> ion alcoolate + 1/2 H2 (sodium métallique solide) (dégagement gazeux)❤️
Application des propriétés acides des alcools ?
Synthèse de Williamson :
- formation d’un éther oxyde à partir d’un alcoolate et d’un halogénoalcane R’X
- substitution nucléophile : l’halogène X de R’X est substitué par l’ion alcoolate R- O-.
ion alcoolate + halogénoalcane —> Ether oxyde + NaX (R'-X) R-O-R'
Propriétés nucléophiles des alcools :
estérification réaction ?
- réaction entre un alcool et un acide carboxylique qui conduit à la formation de l’ester et de l’eau (esther → dérivé d’acide carboxylique)
estérification
alcool + acide carboxylique —> ester + eau
<—
hydrolyse - cette réaction fait apparaitre un équilibre thermodynamique : estérification/hydrolyse.
propriétés nucléophiles des alcools :
estérification (alcool primaire, secondaire, tertiaire)
le rendement maximum de l’estérification est différent suivant la classe de l’alcool :
- pour un alcool primaire : 66%, ce rendement n’est pas très satisfaisant
- pour un alcool secondaire : 60%, on préférerait avoir 100% mais pas possible
- pour un alcool tertiaire : 5% → l’équilibre est plutôt déplacé dans le sens de l’hydrolyse
rendement pas ouf —> Comme l’hydrolyse est permise par la présence d’eau, ce rendement pourrait être amélioré soit par extraction de l’eau du milieu réactionnel, soit en mettant un des réactifs initiaux en excès par rapport à l’autre.
Une autre solution est de faire une réaction irréversible (rendement maximum de 100%) : On peut utiliser un chlorure d’acide à la place de l’acide carboxylique (l’eau n’est plus un produit de la réaction donc l’hydrolyse est impossible). La réaction est non équilibrée, elle est totale (rendement maximum 100%) ! (raccourcir)
