- Structure d'un alcool tertiaire
- Encombrement stérique
- Propriétés
- Physique
- Acidité
- Réactivité
- Nomenclature
- Exemples
- Références
Un alcool tertiaire est un alcool dans lequel le groupe hydroxyle, OH, est lié à un carbone tertiaire. Sa formule reste ROH, comme d'autres alcools; mais il est facilement reconnaissable car OH est proche d'un X dans la structure moléculaire. De plus, sa chaîne carbonée est généralement plus courte et sa masse moléculaire est plus élevée.
Ainsi, un alcool tertiaire a tendance à être plus lourd, plus ramifié, et aussi le moins réactif par rapport à l'oxydation de tous; c'est-à-dire qu'il ne peut pas être transformé en une cétone ou un acide carboxylique comme le peuvent les alcools secondaire et primaire, respectivement.
Formule développée d'un alcool tertiaire. Source: Jü.
L'image ci-dessus montre la formule structurelle générale d'un alcool tertiaire. Selon lui, une nouvelle formule de type R 3 COH pourrait être écrite, où R peut être un groupe alkyle ou aryle; un groupe méthyle, CH 3, ou une chaîne carbonée courte ou longue.
Si les trois groupes R sont différents, le carbone central de l'alcool tertiaire sera chiral; c'est-à-dire que l'alcool présentera une activité optique. De ce fait, les alcools tertiaires chiraux présentent un intérêt dans l'industrie pharmaceutique, car ces alcools aux structures plus complexes sont synthétisés à partir de cétones à activité biologique.
Structure d'un alcool tertiaire
Trois alcools tertiaires et leurs structures. Source: Gabriel Bolívar.
Considérez les structures des alcools tertiaires supérieurs pour apprendre à les reconnaître quel que soit le composé. Le carbone attaché à l'OH doit également être attaché à trois autres carbones. Si vous regardez de près, les trois alcools le font.
Le premier alcool (à gauche), est constitué de trois groupes CH 3 liés au carbone central, dont la formule serait (CH 3) 3 COH. Le groupe (CH 3) 3 C- alkyle est connu sous le nom de tertbutyle, est présent dans de nombreux alcools tertiaires et peut être facilement reconnu par sa forme en T (le T rouge sur l'image).
Le deuxième alcool (à droite) a les groupes CH 3, CH 3 CH 2 et CH 2 CH 2 CH 3 attachés au carbone central. Les trois groupes étant différents, l'alcool est chiral et présente donc une activité optique. Ici, un T n'est pas observé, mais un X proche de l'OH (rouge et bleu).
Et dans le troisième alcool (celui du dessous et sans couleurs), l'OH est lié à l'un des deux carbones qui joignent deux cyclopentane. Cet alcool n'a pas d'activité optique car deux des groupes attachés au carbone central sont identiques. Comme le deuxième alcool, si vous regardez attentivement, vous trouverez également un X (plutôt un tétraèdre).
Encombrement stérique
Les trois alcools supérieurs ont quelque chose de plus en commun qu'un X: le carbone central est stériquement encombré; c'est-à-dire que de nombreux atomes l'entourent dans l'espace. Une conséquence immédiate de ceci est que les nucléophiles, avides de charges positives, ont du mal à s'approcher de ce carbone.
D'autre part, comme il y a trois carbones liés au carbone central, ils donnent une partie de la densité électronique que l'atome d'oxygène électronégatif lui soustrait, le stabilisant encore plus contre ces attaques nucléophiles. Cependant, l'alcool tertiaire peut être remplacé par la formation d'un carbocation.
Propriétés
Physique
Les 3èmes alcools ont généralement des structures très ramifiées. Une première conséquence de ceci est que le groupe OH est entravé, et par conséquent, son moment dipolaire a un effet moindre sur les molécules voisines.
Il en résulte des interactions moléculaires plus faibles que celles des alcools primaires et secondaires.
Par exemple, considérons les isomères structuraux du butanol:
CH 3 CH 2 CH 2 OH (n-butanol, Peb = 117 ° C)
(CH 3) 2 CH 2 OH (alcool isobutylique, pb = 107 ° C)
CH 3 CH 2 CH (OH) CH 3 (alcool sec-butylique, pb = 98 ° C)
(CH 3) 3 COH (alcool tert-butylique, pb = 82 ° C)
Notez comment les points d'ébullition diminuent à mesure que l'isomère devient plus ramifié.
Au début, il a été mentionné qu'un X est observé dans les structures des 3èmes alcools, ce qui en soi indique une forte ramification. C'est pourquoi ces alcools ont tendance à avoir des points de fusion et / ou d'ébullition inférieurs.
Un peu similaire est le cas pour sa miscibilité avec l'eau. Plus l'OH est encombré, moins le 3ème alcool sera miscible avec l'eau. Cependant, cette miscibilité diminue plus la chaîne carbonée est longue; ainsi, l'alcool tert-butylique est plus soluble et miscible à l'eau que le n-butanol.
Acidité
Les alcools tertiaires ont tendance à être les moins acides de tous. Les raisons sont nombreuses et interdépendantes. En bref, la charge négative de son alcoxyde dérivé, RO -, sera fortement repoussée par les trois groupes alkyles attachés au carbone central, affaiblissant l'anion.
Plus l'anion est instable, plus l'acidité de l'alcool est faible.
Réactivité
Les alcools 3º ne peuvent pas subir d'oxydation en cétones (R 2 C = O) ou en aldéhydes (RCHO) ou en acides carboxyliques (RCOOH). D'une part, il faudrait perdre un ou deux carbones (sous forme de CO 2) pour s'oxyder, ce qui diminue sa réactivité à l'oxydation; et d'autre part, il manque d'hydrogène qu'il peut perdre pour former une autre liaison avec l'oxygène.
Cependant, ils peuvent subir une substitution et une élimination (formation d'une double liaison, d'un alcène ou d'une oléfine).
Nomenclature
La nomenclature de ces alcools n'est pas différente de celle des autres. Il existe des noms communs ou traditionnels et des noms systématiques régis par l'IUPAC.
Si la chaîne principale et ses ramifications consistent en un groupe alkyle reconnu, celui-ci est utilisé pour son nom traditionnel; lorsqu'il n'est pas possible de le faire, la nomenclature IUPAC est utilisée.
Par exemple, considérons l'alcool tertiaire suivant:
3,3-diméthyl-1-butanol. Source: Gabriel Bolívar.
Les carbones sont listés de droite à gauche. En C-3, il y a deux groupes CH 3 de substituants, et donc le nom de cet alcool est 3,3-diméthyl-1-butanol (la chaîne principale a quatre carbones).
De même, toute la chaîne et ses ramifications sont constituées du groupe néohexyle; par conséquent, son nom traditionnel peut être alcool néohexylique ou néohexanol.
Exemples
Enfin, quelques exemples d'alcools tertiaires sont mentionnés:
-2-méthyl-2-propanol
-3-méthyl-3-hexanol
-Octane-1-ol vélo
-2-méthyl-2-butanol: CH 3 CH 2 COH (CH 3) 2
Les formules des trois premiers alcools sont représentées dans la première image.
Références
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- Morrison, RT et Boyd, R, N. (1987). Chimie organique. (5e édition). Éditorial Addison-Wesley Interamericana.
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- Nilanjana Majumdar. (03 mars 2019). Synthèse de l'alcool tertiaire chiral: développements importants. Récupéré de: 2.chemistry.msu.edu